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As Ciências Físicas em Coimbra As Faculdades de Philosophia e de Mathematica, criadas na Universidade de Coimbra pela reforma pombalina de 1772, caracterizaram-se por uma complementaridade científica e pedagógica que se manteve até 1911, ano em que foram extintas, originando a Faculdade de Ciências. As sucessivas reformas educativas no século XIX sempre respeitaram o princípio de articulação e complementaridade da formação dos estudantes e da actividade científica dos docentes das duas faculdades. As reformas curriculares mais importantes na primeira metade do século XIX ocorreram em 1836 e 1844. Na Faculdade de Mathematica a cadeira de Phoronomia, ciência do estudo dos movimentos em geral, que fazia parte do plano de estudos de 1772, deu origem a cadeiras de ramos de especialidade de Física Teórica. A formação em Física não se limitava apenas à frequência da cadeira de Física Experimental do Curso Philosophico. Os estudantes frequentavam também cadeiras anuais na Faculdade de Mathematica, onde obtinham formação em vários domínios da Física. A experiência adquirida nos anos seguintes à reforma de 1844 tinha mostrado que não era possível, por falta de tempo, leccionar alguns dos ramos das ciências físico-matemáticas e dar a outros o desenvolvimento que a evolução dos conhecimentos teóricos e técnicas experimentais exigia. Fundamentando-se neste facto, a Congregação da Faculdade de Mathematica decidiu consultar o governo em 27 de Abril de 1857, pedindo autorização para uma reforma curricular que contemplasse estudos avançados de Acústica e Óptica e, para que o ensino teórico fosse mais proveitoso, tivesse uma parte experimental, que deveria ser feita no Gabinete de Física. Em portaria de 5 de Março do mesmo ano o governo ordenou que o Conselho apresentasse um programa completo da distribuição das matérias a ensinar pelas oito cadeiras do novo Curso Mathematico. Por sua vez, na reunião do Conselho da Faculdade de Philosophia do dia 29 de Julho de 1858, foi elaborada uma consulta sobre a nova distribuição dos estudos das ciências Physico-Chimicas e Historico-Naturaes, submetida à aprovação do governo. Só em 1861 foi definitivamente contemplado o antigo desejo de serem integradas duas cadeiras anuais de Física Experimental no Curso Philosophico. Esta nova estrutura curricular foi aprovada em 9 de Outubro por portaria do Ministério do Reino, tendo sido apresentada ao Conselho da Faculdade em 17 de Outubro. Os professores expressaram a opinião de que, até esse ano, o ensino da Física na Universidade de Coimbra tinha sido algo limitado. As limitações do ensino numa única cadeira anual tornavam insuficientes os meios técnicos para que a observação e a experimentação constituíssem metodologias pedagógicas eficazes. A reforma de 1861, no entanto, revelou-se muito cedo inadequada ao ritmo de desenvolvimento científico. Em 1872 a Faculdade de Philosophia possuía o dobro das cadeiras que constituíam o curso em 1772, tendo cada uma delas um programa complexo. O paralelismo que deveria manter-se entre os progressos das ciências e a modernização do ensino impunha o aumento dos programas, com a consequente tendência para a introdução de novas cadeiras de especialidade. No entanto, o quadro de disciplinas então em vigor era muito deficiente, se atendermos ao grande desenvolvimento que tiveram, no século XIX, todos os ramos da Philosophia Natural. O Conselho da Faculdade, inconformado, manifestou por diversas vezes a necessidade de ampliar e melhorar o ensino, formulando convenientes projectos de reformas curriculares. Infelizmente, foram malogrados estes esforços. Os sucessivos governos mostraram-se indiferentes às propostas tendentes a elevar o nível de formação científica. Os docentes das Faculdades de Philosophia e Mathematica argumentavam em uníssono que quem reflectisse nos enormes progressos das ciências filosóficas no século passado, quem ponderasse a renovação incessante de suas teorias, o poder cada vez maior dos processos experimentais e a descoberta contínua de novos factos experimentais, leis e aplicações tecnológicas não podia deixar de estranhar que cada um destes cursos estivesse restrito em 1872 a um quadro de oito cadeiras anuais, contendo cada uma tantos ramos de especialidade, que era impossível abranger num só ano lectivo o estudo profícuo de todos eles. A criação do Observatório Meteorológico e Magnético O final da década de 1850 ficou assinalado no Gabinete de Física Experimental da Faculdade de Philosophia pela criação de um centro de investigação dedicado ao Geomagnetismo. Esta iniciativa permitiu que alguns professores visitassem diversos observatórios geomagnéticos da Europa. Por volta de 1860 foram estabelecidos contactos no estrangeiro, que propiciaram o desenvolvimento do ensino das novas técnicas experimentais, reflectindo-se este facto no ensino teórico e prático. Os professores Jacinto António de Sousa, António dos Santos Viegas, António Meirelles Garrido e Henrique Teixeira Bastos foram os principais impulsionadores do desenvolvimento do ensino da Física Experimental em Coimbra na segunda metade do século XIX. Os cursos de António dos Santos Viegas foram muito influenciados pelas observações que fez durante as viagens científicas a várias capitais europeias a partir dos anos de 1866 e 1867, com a finalidade de conhecer os melhores observatórios meteorológicos e magnéticos europeus, bem como proceder a um estudo sobre o desenvolvimento da Física Experimental e das suas metodologias de ensino. A partir de 1861, os conteúdos programáticos das duas cadeiras de Física do Curso Philosophico de Coimbra apresentavam influências das escolas francesas, principalmente da Escola Politécnica de Paris. Durante as viagens científicas os professores do Gabinete de Física tiveram oportunidade de contactar os fabricantes de instrumentos mais conceituados. Vários instrumentos, destinados fundamentalmente ao ensino, foram adquiridos durante as apresentações públicas feitas pelos próprios fabricantes em Paris. As aquisições não se fizeram apenas em França. Este facto explica a grande variedade de fabricantes de instrumentos de diversos países europeus representados na numerosa colecção que actualmente faz parte do espólio do Museu de Física da Universidade de Coimbra, do qual é exemplo o galvanómetro de Thomson (Fig. 1). Tal colecção pode ser considerada bem representativa do avanço tecnológico que a Física Experimental teve no século XIX. Ela é muito completa em todos os domínios da Física, tendo acompanhado o desenvolvimento científico até ao advento da Física Quântica.
A produção científica no Gabinete de Física Experimental no final do século XIX A reforma curricular de 1861 foi o início de um período de alguma prosperidade científica no Gabinete de Física. No ano de 1879 foi publicada no Porto uma obra póstuma da autoria de António Luiz Ferreira Girão, cujo título era A Theoria dos Atomos e os Limites da Sciencia. Este antigo estudante das Faculdades de Mathematica e de Philosophia da Universidade de Coimbra foi sócio correspondente da Academia Real das Ciências de Lisboa, Membro do Instituto Literário de Coimbra, lente de Química na Academia Politécnica do Porto e professor de Mineralogia no Instituto Industrial do Porto. No seu trabalho era feita referência aos conhecimentos sobre a transmutação dos metais, estudos recentes sobre radicais compostos, fenómenos ópticos, dissociação dos gases a altas temperaturas e análise espectral dos corpos celestes. O Congresso de Electricidade, reunido em Paris em Setembro de 1881, no qual Portugal foi representado por António dos Santos Viegas, teve por objectivo fundamental uniformizar das unidades eléctricas. Antes deste Congresso reinava a maior confusão na nomenclatura e definição das unidades eléctricas. Em geral, para a mesma grandeza física, cada experimentador propunha a sua unidade, segundo as necessidades de ocasião. O Congresso estabeleceu um sistema racional de unidades eléctricas, adoptando com leves modificações o sistema de unidades racional usado em Inglaterra e pondo termo às divergências existentes. Em Coimbra, este assunto mereceu especial atenção na Faculdade de Philosophia. Em Maio de 1884 foi apresentada uma dissertação inaugural para o acto de Conclusões Magnas integralmente dedicada à definição de um sistema racional de unidades eléctricas e definição de padrões eléctricos de resistência e de força electromotriz.1 No ano seguinte, em Fevereiro de 1885, o doutor em Philosophia Henrique Teixeira Bastos concluiu a sua dissertação de concurso apresentada à Faculdade de Philosophia sobre a Theoria Electromagnetica da Luz. No dia 3 de Julho de 1886, foram analisadas e aprovadas as Theses e Dissertação Inaugural submetidas por Aarão Ferreira de Lacerda. A dissertação inaugural era subordinada ao título Equações Geraes da Thermodynamica e foi defendida no dia 30 de Outubro de 1886 perante um júri presidido por António dos Santos Viegas. Os restantes membros do júri foram Albino Augusto Giraldes, Manuel Paulino de Oliveira, Júlio Augusto Henriques, Francisco Augusto Correia Barata, Bernardino Luiz Machado Guimarães, António José Gonçalves Guimarães, Antonio Meirelles Pereira Coutinho Garrido, Francisco José de Sousa Gomes e Henrique Teixeira Bastos. A Geofísica foi uma das áreas cuja actividade científica mereceu um interesse particular dos professores do Gabinete de Física Experimental que se seguiu à fundação do Observatório Meteorológico e Magnético. Os estudos experimentais sobre o Geomagnetismo e a Meteorologia constituíram uma das prioridades da actividade científica de António dos Santos Viegas e Jacinto António de Sousa a partir de 1864. Tendo efectuado estágios científicos em diversas escolas europeias, Santos Viegas especializou-se em técnicas experimentais de análise espectral. Neste domínio colaborou com o Observatório Astronómico, realizando observações magnéticas e de análise espectral durante a ocorrência de eclipses. Desde a sua fundação, o Observatório Meteorológico e Magnético ficou integrado numa extensa rede europeia de observatórios que tinham por objectivo o estudo do magnetismo terrestre. Também contribuiu para a formação científica e técnica especializada de jovens estudantes. Na área específica da Meteorologia, em Maio de 1892, o licenciado em Philosophia Bernardo Ayres concluiu a sua dissertação intitulada A Circulação Atmospherica e a Previsão do Tempo.
Em 1896 Teixeira Bastos publicou um artigo na revista científica O Instituto, onde anunciava as mais recentes descobertas relativas aos raios de Röntgen. O Gabinete de Física Experimental de Coimbra acompanhou desde o início a evolução das recentes descobertas. Em Fevereiro de 1896, pouco mais de um mês depois da descoberta dos raios X, fizeram-se as primeiras experiências no Gabinete de Física. No dia 1 de Março de 1896, o jornal O Século publicou na primeira página um extenso artigo intitulado A Photographia atravez dos corpos opacos, onde se dava uma notícia das primeiras experiências feitas em Portugal. Segundo referia o professor de Coimbra, nas experiências realizadas no gabinete de physica da Universidade, uma grande bobina de Ruhmkorff era excitada por seis elementos de Bunsen, e a descarga era recebida num tubo de Crookes. Desde o princípio da década de 1850 que a experimentação em descargas eléctricas em gases e o estudo de espectros de emissão interessava os professores de Física Experimental de Coimbra. Este facto permitiu a existência dos recursos técnicos necessários para a realização imediata das experiências. A quase totalidade do equipamento utilizado nas primeiras experiências dos raios X em Fevereiro de 1896 tinha sido adquirido em 1872, isto é, 24 anos antes. Nos primeiros ensaios foram utilizados um dedo de um cadáver (o primeiro ensaio), uma mão viva, uma caixa de pesos e uma sardinha. Ainda durante o mês de Maio foram feitos ensaios de utilização dos raios X no diagnóstico clínico.
Nos anos de 1896 e 1897 intensificaram-se os estudos sobre os raios X no Gabinete de Física de Coimbra. Em Maio de 1897 o licenciado em Philosophia Natural Álvaro José da Silva Basto submeteu a dissertação inaugural para o acto de conclusões magnas na Faculdade de Philosophia da Universidade de Coimbra intitulada Os raios cathódicos e os raios X de Röntgen. Silva Basto começava por referir-se aos estudos experimentais de descargas eléctricas em gases, descrevendo pormenorizadamente a aparência das descargas em diversas condições e os métodos de preparação das descargas, seguindo-se o estudo experimental dos raios catódicos e a descrição do estado eléctrico dos tubos de descarga. Sobre as propriedades dos raios catódicos, referia-se às suas acções luminescentes, acções químicas e fotográficas, mecânicas, caloríficas e acções eléctricas. Estudou a acção de um campo magnético e de um campo electrostático sobre os raios catódicos. Estudos sobre a propagação no interior do tubo, determinação da velocidade, reflexão e transparência, propagação no exterior do tubo (experiências de Lenard) também eram contemplados na sua dissertação. A respeito da natureza dos raios catódicos, analisou a teoria da condução molecular, teoria da condução electrolítica, teoria da natureza material dos raios catódicos, etc. A parte referente aos raios de Röntgen iniciava-se com um estudo sobre as suas propriedades ópticas, seguindo-se experiências sobre acções luminescentes e fotográficas, acções eléctricas e o estudo comparativo com outras radiações novas como os raios de Becquerel. Depois de um capítulo dedicado aos modelos teóricos explicativos da natureza dos raios X, desenvolveu o estudo das técnicas de produção e de aplicação. Nesta dissertação mostrou um conhecimento profundo da evolução teórica e técnica do assunto. Entre a extensa bibliografia publicada na Europa e nos Estados Unidos, e referenciada na tese defendida em Coimbra, merecem destaque especial pela sua actualidade as comunicações apresentadas na Academia das Ciências de Paris por Perrigot, no dia 20 de Abril de 1897, publicada no Compte Rendus (p. 857), por Gustav Le Bon em 26 de Abril (p. 892) e de Henri Becquerel datada de 10 de Maio do mesmo ano (p. 984). A última conferência foi apresentada cerca de vinte dias antes de Silva Basto concluir o seu estudo! O final do século XIX e o início do século XX ficou assinalado no Gabinete de Física de Coimbra pela introdução dos estudos experimentais mais recentes sobre a constituição atómica da matéria. Com efeito, em 1908, foi apresentada a dissertação inaugural para o acto de Conclusões Magnas na secção de Sciencias Physico-chimicas da Faculdade de Philosophia, de Egas Ferreira Pinto Basto. No mesmo ano, o jovem licenciado submeteu uma nova dissertação para o concurso ao magistério na primeira secção da Faculdade de Philosophia Natural, que era uma continuação do seu estudo sobre a Theoria dos Electrões. Este trabalho é bem elucidativo da actualidade com que alguns assuntos da Física Moderna eram tratados em Coimbra. Na primeira parte da sua dissertação, Pinto Basto referia-se ao estudo experimental dos raios catódicos, incluindo sua produção e propriedades, natureza dos raios catódicos, determinação da velocidade dos raios catódicos e do valor e/m. No capítulo dedicado ao estudo experimental da ionização dos gases fazia referência às descargas eléctricas produzidas pela acção da luz ultravioleta ou efeito fotoeléctrico, ao estudo experimental dos raios canais e determinação da carga e massa dos iões. Um capítulo era dedicado às radiações emitidas pelas substâncias radioactivas, referindo-se às propriedades dos raios A segunda parte do seu trabalho iniciava-se com o estudo do fenómeno de Zeeman, constituição do átomo, teorias sobre a condutibilidade metálica, referindo-se aos efeitos de Peltier e de Hall, arranjo dos electrões no átomo de acordo com os resultados experimentais, referindo-se ao modelo do japonês Nagaoka (1903), de que tomou conhecimento através de dois artigos publicados na revista Nature, em Londres, em 25 de Fevereiro e 9 de Julho de 1904. A maior parte do trabalho tinha como referência os estudos mais recentes de Joseph John Thomson e Ernest Rutherford, analisando assuntos como a lei periódica, propriedades electroquímicas e valência, radioactividade, determinação do número de electrões existentes num átomo e a sua distribuição em anéis segundo o modelo de Thomson, determinação das dimensões da esfera de electricidade positiva, origem da massa do átomo, etc. Conclusão No dia 14 de Dezembro de 2000 comemorou-se o primeiro centenário da comunicação feita por Planck sobre a teoria da lei de distribuição de energia do espectro de radiação do corpo negro. Este artigo pode ser considerado o nascimento da Física Quântica. A publicação dos trabalhos de Planck em Dezembro de 1900 não teve um efeito imediato na actividade científica e pedagógica dos professores do Gabinete de Física Experimental de Coimbra. No entanto, as sucessivas reformas dos cursos de Philosophia e de Mathematica ao longo do século XIX deixam antever uma continuada insistência por parte do corpo docente para introduzir melhoramentos no ensino. Aquela unidade de ensino estava bem equipada sob o ponto de vista técnico, não faltando alguns instrumentos bem modernos. Não foi brilhante a produção científica dos professores que se dedicaram ao ensino da Física Experimental no Gabinete de Física de Coimbra. No entanto, não devemos deixar de reconhecer o mérito de alguns deles pela sua constante acção para que os seus formandos acompanhassem os desenvolvimentos mais recentes das ciências físicas.
Ayres, Bernardo - A Circulação Atmospherica e a Previsão do Tempo. Coimbra. Imprensa da Universidade. 1892. Agradecimento O autor manifesta o seu reconhecimento ao Prof. Dr. Carlos Alberto Nabais Conde e ao Eng. Humberto Pascoal dos Reis Duarte pela cedência de documentação. Também agradece ao Director do Museu de Física, Prof. Dr. Armando Policarpo, a autorização para publicar as fotografias. |
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