As equações de Maxwell

As equações de Maxwell descrevem os fenômenos eletromagnéticos. Em 1864, Maxwell unificou todos os fenômenos elétricos e magnéticos observáveis em um trabalho que estabeleceu conexões entre as várias teorias da época, derivando uma das mais elegantes teorias já formuladas. Com essa teoria, todos os fenômenos elétricos e magnéticos poderiam ser descritos em apenas quatro equações, conhecidas atualmente como Equações de Maxwell.

Um exemplo cotidiano de magnetismo são as tintas utilizadas em tatuagens. Assim, se você possui uma tatuagem e se submete a um exame de ressonância magnética, o campo magnético de alta intensidade usado no exame, pode produzir um puxão na sua pele.

As equações de Maxwell são  equações básicas do eletromagnetismo,  

capazes de explicar uma grande variedade de fenômenos e são a base 

do funcionamento de muitos dispositivos eletromagnéticos. São elas:

Explicando um pouco melhor essas equações:

Lei de Gauss para a eletricidade

Essa é a primeira das quatro equações de Maxwell, proposta originalmente pelo matemático alemão Carl Friedrich Gauss (1777-1855), é o equivalente à lei de Coulomb em situações estáticas. Ela relaciona os campos elétricos e suas fontes, as cargas elétricas, e pode ser aplicada mesmo para campos elétricos variáveis com o tempo. 

Lei de Gauss para Campos Magnéticos

Esta lei é equivalente à primeira, mas aplicável aos campos magnéticos, ela propõe que a estrutura magnética mais simples que existe é o dipolo magnético. Não existem monopolos magnéticos (não existe polo sul ou polo norte isolado). 

Lei de Ampère-Maxwell

Cada elétron de um átomo possui um momento dipolar magnético orbital e um momento dipolar magnético de spin que se combinam vetorialmente. As propriedades magnéticas dos materiais são resultado da combinação de todos esses momentos dipolares, que são classificadas em três tipos: Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.

Lei de Faraday: 

A quarta das equações de Maxwell descreve as características do campo elétrico originando um fluxo magnético variável. Os campos magnéticos originados são variáveis no tempo, gerando assim campos elétricos do tipo rotacionais. Até o final do século XIX, acreditava-se que com estas equações não havia mais nada para ser descoberto na física. Porém, em 1900, Max Planck deu inicio à chamada Física quântica, com seus postulados sobre a radiação de corpo negro. Em 1905, Albert Einstein revoluciona de uma vez por todas os conhecimentos da ciência, lançando a Teoria da Relatividade e o Efeito Fotoelétrico, abrindo caminho para o maior desenvolvimento científico da história. As equações de Maxwell são consideradas o marco final do que chamamos de Mecânica Clássica. Maxwell foi o primeiro físico a encontrar através de cálculos matemáticos a velocidade das ondas eletromagnéticas, tudo graças às suas famosas equações.

Paramagnetismo

Em materiais paramagnéticos, os átomos têm momentos de dipolo 

magnéticos permanentes que interagem fracamente e estão orientados 

aleatoriamente na ausência de um campo magnético externo. Na presença de um campo externo, eles tendem a se alinhar paralelamente ao campo, mas isto é dificultado pelo movimento caótico provocado pela agitação térmica. O grau de alinhamento dos momentos com o campo depende da intensidade deste e da temperatura.

Ferromagnetismo

Esta é a forma mais forte de magnetismo, exibida por materiais 

como ferro, cobalto, níquel, gadolínio, etc e por suas ligas. O 

ferromagnetismo surge devido a uma interação quântica especial, 

chamada acoplamento de troca, que permite o alinhamento dos 

dipolos atômicos em rígido paralelismo, apesar da tendência à 

desordem devida à agitação térmica.

Acima de uma certa temperatura crítica, chamada temperatura 

de Curie, o acoplamento de troca deixa de ter efeito e o material 

torna-se paramagnético.

Diamagnetismo

É o tipo de magnetismo manifestado por todos os materiais
comuns, mas é tão fraco que é mascarado se o material exibir 
também magnetismo de um dos outros dois tipos. Um material 
diamagnético não possui momento de dipolo magnético 
permanente; quando o material é submetido a um campo magnético 
externo, fracos momentos de dipolo magnético são produzidos nos 
átomos do material. 
A combinação destes momentos de dipolo induzidos produz um 
fraco campo magnético resultante, que desaparece quando o campo 
externo é removido.
O momento de dipolo induzido por um campo externo tem 
sentido oposto a . Se este for não uniforme, o material 
diamagnético é repelido de uma região de campo mais intenso para 
uma região de campo menos intenso.