Até o fim do século 18, eletricidade e magnetismo
eram ciências totalmente desconectadas entre si, consideradas apenas como
curiosidades de laboratório. Em ambos os casos, conheciam-se apenas fenômenos
estáticos, em que não havia movimentação de cargas, ou seja, corrente elétrica.
Em se tratando de eletricidade, na Grécia antiga
já era conhecido o fenômeno de eletrização por atrito, pois sabia-se que o
âmbar, uma resina amarelada, quando atritado com pele de animais, atrai
partículas leves, como sementes ou fragmentos de palha. Curiosamente, o nome do
âmbar, em grego, é “elektron”, gerando assim o nome da palavra eletricidade e
da partícula elementar elétron. Em 1600, William Gilbert, médico inglês,
publicou seu tratado De Magnete, onde menciona outros corpos que se eletrizam
por atrito, tais como o vidro e o enxofre.
A existência de dois tipos de cargas foi
descoberta por Charles François du Fay em 1733, quando mostrou que duas porções
do mesmo material, como o âmbar, eletrizadas por atrito com um tecido,
repeliam-se, mas o vidro eletrizado atraia o âmbar eletrizado. Posteriormente,
Benjamim Franklim chamou o tipo de carga contida no vidro de positiva e a
contida no âmbar de negativa. Assim, esses e alguns outros experimentos
mostraram que cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais contrários se
atraem, além de que um corpo neutro é um corpo que contem a mesma quantidade de
cargas positivas e negativas.
Em relação ao magnetismo puro, também na Grécia
antiga se conhecia as propriedades de um minério de ferro encontrado na região
da Magnésia, a magnetita (Fe3O4): um pedaço de magnetita
é um imã permanente que atrai pequenos fragmentos de ferro. Muito antes de ter
uma relação com a eletricidade, em 1100 A.C. os chineses já haviam descoberto
que uma agulha de magnetita capaz de se orientar livremente num plano
horizontal alinha-se aproximadamente na direção norte-sul. Eles usavam este
aparelho como uma bússola para navegação.
No tratado publicado por William Gilbert em 1600,
ele cita pela primeira vez que a própria Terra atua como um grande imã.
Um imã permanente, como, por exemplo, a agulha
magnética de uma bússola, tem um pólo norte N e um pólo sul S, sendo fácil
verificar, com dois imãs, que seus pólos de mesmo nome se repelem e que os
pólos de nome contrários se atraem. Tendo como base esse fato, é possível
pensar em criar uma ciência do magnetismo analogamente à eletricidade, com
cargas positivas e negativas. Entretanto, experiências mostram que não é
possível separar um pólo de outro em um imã.
Os experimentos realizados que mostraram alguma
relação entre a eletricidade e a magnetismo só foram feitos no início do século
19, onde se verificaram os efeitos magnéticos das correntes. Com o grande
experimento de Faraday, ele mostrou o fenômeno de indução eletromagnética, ou
seja, a variação de campos magnéticos com o tempo produzia campos elétricos.
O efeito contrário, que eletricidade implicava em
magnetismo, foi predito teoricamente por Maxwell quando formulou a teoria
clássica do eletromagnetismo. A verificação experimental da teoria foi feita
por Hertz através da produção de ondas de rádio.
Como um esforço final para consolidar
eletricidade e magnetismo, no inicio do século 20, o eletromagnetismo, como já
era chamado, foi incorporado à teoria da relatividade restrita de Einstein, e
percebeu-se que campos elétricos e magnéticos são partes de um campo mais
geral, denominado campo eletromagnético. Posteriormente o eletromagnetismo foi
incorporado à ciência do muito pequeno, a mecânica quântica, onde outros
resultados interessantes puderam ser tirados.
