História elektromagnetizmu

Inovácie Andre Marie Ampere a Hans Christian Oersted

Skorý experiment v elektromagnetizme. Oxford Science Archive / Print Collector / Getty Images

Elektromagnetizmus je oblasť fyziky, ktorá zahŕňa štúdium elektromagnetickej sily, typu fyzickej interakcie, ktorá medzi nimi nastáva elektricky nabitý častice. Elektromagnetická sila zvyčajne vytvára elektromagnetické polia, ako sú elektrické polia, magnetické polia a svetlo. Elektromagnetická sila je jednou zo štyroch základných interakcií (bežne nazývaných sily) v prírode. Ďalšie tri základné interakcie sú silná interakcia, slabá interakcia a gravitácia.

Do roku 1820 bol jediným známym magnetizmom železné magnety a „lodestones“, prírodné magnety rudy bohatej na železo. Verilo sa, že vnútro Zeme je magnetizované rovnakým spôsobom a vedci boli veľmi zmätení, keď zistili, že smer strelky kompasu sa na akomkoľvek mieste pomaly posúval, desaťročie po desaťročí, čo naznačuje pomalú zmenu magnetického poľa Zeme. .

Teórie Edmonda Halleyho

Ako môže železný magnet spôsobiť takéto zmeny?Edmond Halley(zo slávy kométy) dômyselne navrhol, aby Zem obsahovala množstvo guľovitých škrupín, jedna v druhej, každá inak magnetizovaná, pričom každá sa pomaly otáča vo vzťahu k ostatným.

Hans Christian Oersted: Experimenty s elektromagnetizmom

Hans Christian Oersted bol profesorom vedy na Kodanskej univerzite. V roku 1820 usporiadal vo svojom dome vedeckú demonštráciu pre priateľov a študentov. Plánoval predviesť ohrievanie drôtu elektrickým prúdom a tiež vykonať ukážky magnetizmu, na čo poskytol strelku kompasu namontovanú na drevenom stojane.

Počas predvádzania elektrickej demonštrácie Oersted na svoje prekvapenie poznamenal, že zakaždým, keď elektrický prúd bol zapnutý, strelka kompasu sa pohla. Odmlčal sa a dokončil demonštrácie, ale v nasledujúcich mesiacoch sa tvrdo snažil pochopiť nový fenomén.

Oersted však nevedel vysvetliť prečo. Ihla nebola ani priťahovaná k drôtu, ani od neho odpudzovaná. Namiesto toho mala tendenciu stáť v pravom uhle. Svoje zistenia nakoniec zverejnil bez akéhokoľvek vysvetlenia.

Andre Marie Ampere a elektromagnetizmus

Andre Marie Ampere vo Francúzsku cítil, že ak prúd v drôte pôsobí magnetickou silou na a kompas ihly, dva takéto drôty by tiež mali magneticky interagovať. V sérii dômyselných experimentov Andre Marie Ampere ukázal, že táto interakcia je jednoduchá a zásadná: paralelné (priame) prúdy sa priťahujú, antiparalelné odpudzujú. Sila medzi dvoma dlhými priamymi paralelnými prúdmi bola nepriamo úmerná vzdialenosti medzi nimi a úmerná intenzite prúdu, ktorý v každom prúdi.

Existovali teda dva druhy síl spojených s elektrinou – elektrické a magnetické. V roku 1864 James Clerk Maxwell demonštroval jemné spojenie medzi týmito dvoma typmi sily, ktoré nečakane zahŕňalo rýchlosť svetla. Z tohto spojenia vzišla myšlienka, že svetlo je elektrický jav, objav rádiových vĺn, tzv teória relativity a veľkú časť súčasnej fyziky.