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DESCOBERTAS CIENTÍFICAS MAIS IMPORTANTES
Lei de Oersted. História e essência da descoberta científica
Diretório / As descobertas científicas mais importantes A ideia da conexão entre eletricidade e magnetismo, que remonta à mais simples semelhança entre a atração de penugens pelo âmbar e limalha de ferro por um ímã, estava no ar, e muitas das melhores mentes da Europa foram levadas por isto. Na literatura, eram conhecidos os fatos de magnetização de agulhas de aço por uma faísca elétrica, desmagnetização de bússolas por raio. O tratado de Aldini sobre galvanismo (1804) menciona Mojon, que magnetizou uma agulha de aço com uma coluna voltaica, e Romagnosi, que observou a deflexão de uma agulha magnética sob a ação de uma coluna voltaica. Mas todos esses fatos eram da natureza de observações aleatórias e não apenas não eram generalizados, como também não eram descritos com precisão. O mérito de Oersted reside, em primeiro lugar, no fato de ter compreendido a importância e a novidade de sua descoberta e ter chamado a atenção do mundo científico para ela. "Físico científico dinamarquês, professor", escreveu Ampere, - com sua grande descoberta abriu um novo caminho de pesquisa para os físicos. Esses estudos não permaneceram infrutíferos; atraíram a descoberta de muitos fatos dignos da atenção de todos os interessados no progresso. Hans Christian Oersted (1777-1851) nasceu na ilha dinamarquesa de Langeland, na cidade de Rydkobing, na família de um pobre farmacêutico. A família estava constantemente em necessidade, então os irmãos Hans Christian e Anders tiveram que obter sua educação primária onde quer que pudessem. Já aos doze anos, Hans foi forçado a ficar atrás do balcão da farmácia de seu pai. Aqui a medicina o cativou por muito tempo, desbancando a química, a história, a literatura, e fortaleceu ainda mais sua confiança em sua missão científica. Ele decide ingressar na Universidade de Copenhague, onde estuda tudo - medicina, física, astronomia, filosofia, poesia. A medalha de ouro da universidade em 1797 foi concedida a ele por seu ensaio "Os limites da poesia e da prosa". Seu próximo trabalho, também muito conceituado, tratou das propriedades dos álcalis, e a dissertação pela qual recebeu o título de Doutor em Filosofia foi dedicada à medicina. Aos vinte, Oersted recebeu um diploma em farmácia e aos vinte e dois, um Ph.D. Tendo defendido brilhantemente sua dissertação, Hans vai para a universidade para um estágio na França, Alemanha, Holanda. Lá, Oersted ouviu palestras sobre as possibilidades de estudar fenômenos físicos com a ajuda da poesia, sobre a conexão entre física e mitologia. Em 1806, Oersted tornou-se professor na Universidade de Copenhague. Fascinado pela filosofia de Schelling, pensou muito na ligação entre calor, luz, eletricidade e magnetismo. Em 1813, sua obra “Estudos sobre a Identidade das Forças Químicas e Elétricas” foi publicada na França. Nele, ele expressou pela primeira vez a ideia da conexão entre eletricidade e magnetismo. Ele escreve: “Deveríamos tentar ver se a eletricidade produz... alguma ação sobre um ímã...” Suas considerações eram simples: a eletricidade produz luz - uma faísca, som - um som crepitante e, finalmente, pode produzir calor - um fio que fecha a fonte de corrente das pinças aquece. A eletricidade não pode produzir efeitos magnéticos? Dizem que Oersted nunca se separou do ímã. Aquele pedaço de ferro deve tê-lo forçado continuamente a pensar nessa direção. Magnit aparentemente viajou muitos quilômetros com a sobrecasaca de Oersted. Hoje, qualquer aluno de escola pode reproduzir facilmente o experimento de Oersted, demonstrar um "vórtice de conflito elétrico" derramando limalha de ferro em papelão, pelo centro do qual passa um fio condutor de corrente. Mas não foi fácil detectar os efeitos magnéticos da corrente. O físico russo Petrov tentou detectá-los conectando os pólos de sua bateria com placas de ferro e aço. Ele não encontrou nenhuma magnetização das placas após algumas horas de corrente passando por elas. Há informações sobre outras observações, mas sabe-se com plena certeza que os efeitos magnéticos da corrente foram observados e descritos por Oersted. Em 15 de fevereiro de 1820, Oersted, já professor emérito de química na Universidade de Copenhague, deu uma palestra a seus alunos. A palestra foi acompanhada de demonstrações. Na mesa do laboratório havia uma fonte de corrente, um fio que fechava seus grampos e uma bússola. No momento em que Oersted fechou o circuito, a agulha da bússola vacilou e girou. Quando o circuito foi aberto, a flecha voltou. Esta foi a primeira confirmação experimental da conexão entre eletricidade e magnetismo, algo que muitos cientistas procuram há tanto tempo. Parece que tudo está claro. Oersted mostrou aos alunos outra confirmação da ideia de longa data da conexão universal dos fenômenos. Mas por que há dúvidas? Por que tanta controvérsia surgiu em torno das circunstâncias desse evento? O fato é que os alunos que assistiram à palestra depois contaram algo completamente diferente. Segundo eles, Oersted queria demonstrar na palestra apenas uma propriedade interessante da eletricidade para aquecer o fio, e a bússola acabou na mesa por acaso. E foi por acaso que explicaram que a bússola estava ao lado desse fio, e por acaso, na opinião deles, um dos alunos míopes chamou a atenção para a seta giratória, e a surpresa e o deleite do professor, segundo para eles, eram genuínos. O próprio Oersted, em seus trabalhos posteriores, escreveu: “Todos os presentes na platéia foram testemunhas do fato de que eu havia anunciado antecipadamente o resultado do experimento. A descoberta, portanto, não foi um acidente, como o professor Hilbert gostaria de concluo dessas expressões que usei quando anunciei pela primeira vez sobre a abertura." Será uma coincidência que tenha sido Oersted quem fez a descoberta? Afinal, uma combinação feliz dos instrumentos necessários, sua disposição relativa e “modos de operação” poderia acontecer em qualquer laboratório? É sim. Mas, neste caso, o acidente é natural – Ørsted estava entre os poucos pesquisadores da época que estudavam as conexões entre os fenômenos. No entanto, vale a pena voltar à essência da descoberta de Oersted. Deve-se dizer que o desvio da agulha da bússola no experimento da palestra foi muito pequeno. Em julho de 1820, Oersted repetiu o experimento novamente, usando baterias mais potentes de fontes de corrente. Agora o efeito ficou muito mais forte, e quanto mais forte, mais grosso era o fio com o qual ele fechava os contatos da bateria. Além disso, ele descobriu uma coisa estranha que não se encaixa nas ideias de Newton sobre ação e reação. A força que atuava entre o ímã e o fio não era direcionada ao longo da linha reta que os conectava, mas perpendicularmente a ela. Nas palavras de Oersted, "o efeito magnético de uma corrente elétrica tem um movimento circular ao seu redor". A agulha magnética nunca apontava para o fio, mas sempre era direcionada tangencialmente aos círculos que circundavam esse fio. Era como se coágulos invisíveis de forças magnéticas girassem em torno do fio, desenhando uma agulha de bússola leve. Foi isso que surpreendeu o cientista. É por isso que em seu "panfleto" de quatro páginas ele, temendo a desconfiança e o ridículo, lista cuidadosamente as testemunhas, não esquecendo de mencionar nenhum de seus méritos científicos. Oersted, dando, em geral, uma interpretação teórica incorreta do experimento, plantou uma profunda reflexão sobre a natureza do vórtice dos fenômenos eletromagnéticos. Ele escreveu: "Além disso, a partir das observações feitas, pode-se concluir que esse conflito forma um vórtice ao redor do fio". Em outras palavras, linhas de força magnéticas cercam um condutor que transporta corrente, ou corrente elétrica é um vórtice de campo magnético. Este é o conteúdo da primeira lei básica da eletrodinâmica, e esta é a essência da descoberta do cientista. A experiência de Oersted provou não apenas a conexão entre eletricidade e magnetismo. O que lhe foi revelado foi um novo mistério que não se encaixava no quadro das leis conhecidas. Em 21 de julho de 1820, em Copenhague, foi publicado em latim o panfleto "Experiências sobre a ação do conflito elétrico sobre uma agulha magnética", que Oersted o enviou a todas as instituições científicas e revistas físicas. Com isso ele queria enfatizar a importância de sua descoberta. E, de fato, a descoberta de Oersted causou sensação científica e causou uma ressonância tão poderosa que se pode dizer sem exagero: houve um renascimento do galvanismo. Como resultado da descoberta de Oersted, foi possível estabelecer uma conexão entre dois grupos de fenômenos, que desde a época de Hilbert eram considerados fundamentalmente diferentes. Um novo tipo de interação foi aberto. Até agora, a física conheceu as forças centrais. O fio não atrai nem repele os pólos da flecha, mas a coloca perpendicularmente ao seu comprimento. "O experimento de Oersted é completamente contrário às regras elementares da mecânica", observa Arago. Finalmente, uma nova descoberta deu aos físicos os meios para construir um indicador sensível e conveniente de corrente elétrica. E já em setembro de 1820, Schweigger inventou o multiplicador e, no 67º volume dos Anais de Gilbert de 1821, apareceu a descrição de Poggendorf do desenho do multiplicador em seu uniforme escolar moderno. Finalmente, a eficiência e a flexibilidade da nova interação continham a semente de futuras aplicações técnicas da energia elétrica. Após o lançamento do livro de memórias de Oersted, outros eventos se desenvolveram em um ritmo muito incomum para a ciência então vagarosa. Alguns dias depois, o livro de memórias apareceu em Genebra, onde Arago estava visitando na época. O primeiro contato com o experimento de Oersted provou a ele que a resposta havia sido encontrada para o problema com o qual ele e muitos outros haviam lutado. A impressão dos experimentos foi tão grande que um dos presentes na manifestação se levantou e pronunciou com entusiasmo a frase que mais tarde ficou famosa: "Senhores, há uma revolução!" Arago volta a Paris chocado: na primeira reunião da Academia, à qual assistiu logo após seu retorno, em 4 de setembro de 1820, faz um relato oral das experiências de Oersted. As anotações feitas na revista acadêmica pela mão preguiçosa do registrador testemunham que os acadêmicos pediram a Arago já na próxima reunião, em 22 de setembro, para mostrar a todos os presentes a experiência de Oersted, como dizem, "em tamanho real". O acadêmico Ampere ouviu a mensagem de Arago com atenção especial. Ele, talvez, sentiu naquele momento que havia chegado a sua hora, diante do mundo inteiro, de tirar o bastão da descoberta das mãos de Oersted. Há muito tempo que ele esperava por esta hora - cerca de vinte anos, como Arago e como Oersted. E então chegou a hora - em 4 de setembro de 1820, Ampere percebeu que precisava agir. Apenas duas semanas depois, ele informou ao mundo os resultados de sua pesquisa. Autor: Samin D. K.
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