Uma análise histórica da construção de significados físicos para o conceito de potencial vetor no eletromagnetismo clássico

• Autores: Aldo Aoyagui Gomes Pereira, Cibelle Celestino Silva
• Localización: Caderno Brasileiro de Ensino de Física, ISSN-e 2175-7941, Vol. 34, Nº. 3, 2017, págs. 798-822
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • A historical analysis of the construction of physical meanings to the concept of vector potential in classical electromagnetism
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Dialnet Métricas: 1 Cita
• Resumen
  • English

    Currently, the concept of vector potential is usually treated in textbooks and taught in university courses of electromagnetism as a mathematical device for the calculation of electric and magnetic fields. However, the historical  investigation  of  the  origin  and  development  of  this  concept, especially in the works of Michael Faraday and James Clerk Maxwell, gave  us  indications  that  these  scientists  attributed  physical   and  mechanical analogical meanings to the quantities that currently receive the  denomination  of  vector  potential.  In  the  contexto  in  which  these scientists worked in the second half of the nineteenth century, the scientific community considered that electromagnetic phenomena occurred in an ether with mechanical properties and that electromagnetic quantities should  have  mechanical  analogues. At the  end  of  this  century,  some physicists, including Oliver Heaviside and Heinrich Hertz reformulated Maxwell's theory, abandoning the physical interpretation given by Maxwell to the vector potential. In this paper, we discuss in a syntactic way  how  this  process  of  change  occurred.  For  this,  we  conducted  a historical study based on primary and secondary sources on the subject and,  finally,  investigated  the  approach  used  in  some  textbooks  of electromagnetism in teaching this concept. We also present indications that the abandonment of physical interpretation of the concept of vector potential  has  been  associated  with  philosophical  and  methodological positions as well as with the interest in solving practical problems in the recent telegraph cable industry in nineteenth-century Britain.

  • português

    Atualmente o conceito de potencial vetor é geralmente tratado nos livros-texto e ensinado nos cursos universitários de eletromagnetismo como um artifício matemático para o cálculo dos campos elétrico e magnético. Porém, a investigação histórica da origem e desenvolvimento deste conceito, principalmente nos trabalhos de Michael Faraday e James Clerk Maxwell, nos deu indícios de que estes cientistas atribuíam significados físicos e análogos mecânicos a grandezas que atualmente recebem a denominação de potencial vetor. No contexto no qual estes cientistas trabalhavam, segunda metade de século XIX, a comunidade científica considerava que os fenômenos eletromagnéticos ocorriam em um éter com propriedades mecânicas e que as grandezas eletromagnéticas deveriam ter análogos mecânicos. No final deste mesmo século, alguns físicos, entre eles, Oliver Heaviside e Heinrich Hertz, reformularam a teoria de Maxwell, abandonando a interpretação física dada por Maxwell ao potencial vetor. Neste trabalho, discutimos sinteticamente como se deu esse processo de mudança. Para isso, realizamos um estudo histórico pautado em fontes primárias e secundárias sobre o assunto e, por último, investigamos a abordagem usada em alguns livros-texto de eletromagnetismo no ensino deste conceito. Apresentamos ainda, indícios de que o abandono da interpretação física ao conceito de potencial vetor esteve associado a posturas filosóficas e metodológicas, bem como ao interesse em solucionar problemas práticos, na recente indústria de cabos telegráficos na Grã-Bretanha do século XIX.