Oś czasu zdarzeń w elektromagnetyzmie

Ludzka fascynacja elektromagnetyzmem, interakcja prądów elektrycznych i pól magnetycznych sięga czasów świt czasu z ludzką obserwacją błyskawicy i innych niewytłumaczalnych zjawisk, takich jak ryby elektryczne i węgorze Ludzie wiedzieli, że istnieje takie zjawisko, ale pozostawało ono okryte mistycyzmem aż do XVI wieku, kiedy naukowcy zaczęli wnikać głębiej w teorię.

Oś czasu wydarzeń dotyczących odkrycia i badań prowadzących do naszego współczesnego zrozumienia elektromagnetyzm pokazuje, jak naukowcy, wynalazcy i teoretycy współpracowali, aby rozwijać naukę zbiorowo.

Najwcześniejsze pisma o elektromagnetyzmie pochodziły z 600 rpne, kiedy to starożytny grecki filozof, matematyk a naukowiec Thales z Miletu opisał swoje eksperymenty pocierające futro zwierząt różnymi substancjami, takimi jak bursztyn. Thales odkrył, że bursztyn przetarty futrem przyciąga drobiny kurzu i włosy, które wytwarzają elektryczność statyczną, a jeśli wystarczająco długo potarł bursztyn, mógłby nawet skoczyć iskrą elektryczną.

Magnetyczny kompas jest starożytnym chińskim wynalazkiem, prawdopodobnie po raz pierwszy wyprodukowanym w Chinach za dynastii Qin, od 221 do 206 pne Kompas używał kamienia, tlenku magnetycznego, aby wskazać prawdziwą północ. Podstawowa koncepcja mogła nie zostać zrozumiana, ale zdolność kompasu do wskazywania prawdziwej północy była jasna.

Pod koniec XVI wieku „założyciel elektrotechniki” angielski naukowiec William Gilbert opublikował „De Magnete” w Łacina przetłumaczona jako „On the Magnet” lub „On the Lodestone”. Gilbert był rówieśnikiem Galileusza, który był pod wrażeniem Gilberta praca. Gilbert przeprowadził szereg ostrożnych eksperymentów elektrycznych, podczas których odkrył, że wiele substancji może wykazywać właściwości elektryczne.

Gilbert odkrył również, że ogrzane ciało straciło elektryczność i że wilgoć uniemożliwiła elektryfikację wszystkich ciał. Zauważył również, że zelektryfikowane substancje przyciągały wszystkie inne substancje bezkrytycznie, podczas gdy magnes przyciągał tylko żelazo.

Amerykański ojciec założyciel Benjamin Franklin słynie z niezwykle niebezpiecznego eksperymentu, który przeprowadził, gdy jego syn latał latawcem przez niebo zagrożone burzą. Klucz przymocowany do sznurka latawca zaiskrzył i naładował słoik Leyden, ustanawiając w ten sposób połączenie błyskawicy z elektrycznością. Po tych eksperymentach wynalazł piorunochron.

Franklin odkrył, że istnieją dwa rodzaje ładunków: dodatni i ujemny: obiekty o podobnych ładunkach odpychają się, a te o podobnych ładunkach przyciągają się. Franklin udokumentował także zachowanie ładunku, teorię, że izolowany system ma stały ładunek całkowity.

W 1785 roku francuski fizyk Charles-Augustin de Coulomb opracował prawo Coulomba, definicję siły elektrostatycznej przyciągania i odpychania. Odkrył, że siła wywierana między dwoma małymi naelektryzowanymi ciałami jest wprost proporcjonalna do iloczyn wielkości ładunków i zmienia się odwrotnie do kwadratu odległości między nimi opłaty. Odkrycie przez Coulomba prawa odwrotnych kwadratów praktycznie zaanektowało dużą część dziedziny elektryczności. Wyprodukował także ważną pracę nad badaniem tarcia.

W 1780 roku profesor włoski Luigi Galvani (1737–1790) odkrył to Elektryczność z dwóch różnych metali powoduje drganie żabich udek. Zauważył, że mięsień żaby, zawieszony na żelaznej balustradzie przez miedziany hak przechodzący przez jego kolumnę grzbietową, podlegał żywym konwulsjom bez żadnej dodatkowej przyczyny.

Aby wyjaśnić to zjawisko, Galvani założył, że w nerwach i mięśniach żaby istnieje elektryczność przeciwnych rodzajów. Galvani opublikował wyniki swoich odkryć w 1789 r. Wraz ze swoją hipotezą, która pochłonęła uwagę ówczesnych fizyków.

Włoski fizyk, chemik i wynalazca Alessandro Volta (1745–1827) przeczytał badania Galvaniego i we własnej pracy odkrył, że chemikalia działające na dwa różne metale wytwarzają elektryczność bez korzyści żaby. Wynalazł pierwszą baterię elektryczną, baterię stosu elektrycznego w 1799 r. Dzięki stosowi akumulatorów Volta udowodnił, że elektryczność może być wytwarzana chemicznie i obalił rozpowszechnioną teorię, że elektryczność jest wytwarzana wyłącznie przez żywe istoty. Wynalazek Volty wywołał wiele podniecenia naukowego, co skłoniło innych do przeprowadzenia podobnych eksperymentów, które ostatecznie doprowadziły do ​​rozwoju elektrochemii.

W 1820 roku duński fizyk i chemik Hans Christian Oersted (1777–1851) odkrył, co stanie się znane jako Prawo Oersteda: prąd elektryczny wpływa na igłę kompasu i wytwarza pola magnetyczne. Był pierwszym naukowcem, który znalazł związek między elektrycznością a magnetyzmem.

Francuski fizyk Andre Marie Ampere (1775–1836) odkrył, że druty przewodzące prąd wytwarzają na siebie siły, ogłaszając swoją teorię elektrodynamiki w 1821 r.

Teoria elektrodynamiki Ampera stwierdza, że ​​dwie równoległe części obwodu przyciągają się, jeśli prądy w nich płyną w tym samym kierunku i odpychają się nawzajem, jeśli prądy płyną w przeciwnym kierunku kierunek. Dwie części obwodów przecinających się ze sobą ukośnie przyciągają się, jeśli płyną oba prądy w kierunku lub od punktu skrzyżowania i odpychają się nawzajem, jeśli jeden z nich płynie do drugiego, a drugi od niego punkt. Kiedy element obwodu wywiera siłę na inny element obwodu, siła ta zawsze ma tendencję do popychania drugiego w kierunku prostopadłym do jego własnego kierunku.

Angielski naukowiec Michael Faraday (1791–1867) w Royal Society w Londynie opracowali ideę pola elektrycznego i badali wpływ prądów na magnesy. Jego badania wykazały, że pole magnetyczne wytwarzane wokół przewodnika przewodzi prąd stały, tym samym stanowiąc podstawę koncepcji pola elektromagnetycznego w fizyce. Faraday ustalił również, że magnetyzm może wpływać na promienie światła i że istnieje związek między tymi dwoma zjawiskami. Podobnie odkrył zasady indukcji elektromagnetycznej i diamagnetyzmu oraz prawa elektrolizy.

James Clerk Maxwell (1831–1879), szkocki fizyk i matematyk, uznali, że procesy elektromagnetyzmu można ustalić za pomocą matematyki. Maxwell opublikował „Traktat o elektryczności i magnetyzmie” w 1873 r., W którym podsumowuje i syntetyzuje odkrycia Coloumba, Oersteda, Ampere, Faradaya na cztery równania matematyczne. Równania Maxwella są dziś używane jako podstawa teorii elektromagnetycznej. Maxwell przewiduje połączenia magnetyzmu i elektryczności prowadzące bezpośrednio do prognozowania fal elektromagnetycznych.

Niemiecki fizyk Heinrich Hertz udowodnił, że teoria fal elektromagnetycznych Maxwella była poprawna, a podczas procesu generowała i wykrywała fale elektromagnetyczne. Hertz opublikował swoje dzieło w książce „Electric Waves: Being Research on the Propagation of Electric Action Ze skończoną prędkością w przestrzeni kosmicznej. ”Odkrycie fal elektromagnetycznych doprowadziło do rozwoju radio. Na jego cześć jednostka częstotliwości fal mierzona w cyklach na sekundę została nazwana „hercem”.

W 1895 roku włoski wynalazca i inżynier elektryk Guglielmo Marconi praktycznie wykorzystał odkrycie fal elektromagnetycznych, wysyłając wiadomości na duże odległości za pomocą sygnały radiowe, znane również jako „bezprzewodowe”. Był znany z pionierskich prac nad transmisją radiową na duże odległości oraz z rozwoju prawa Marconiego i telegrafu radiowego system. Jest często uznawany za wynalazcę radia i podzielił się 1909 rokiem Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki wraz z Karlem Ferdynandem Braunem „w uznaniu ich wkładu w rozwój telegrafii bezprzewodowej”.

• "André Marie Ampère, "St. Andrews University. 1998. Sieć. 10 czerwca 2018 r.
• "Benjamin Franklin and the Kite Experiment„The Franklin Institute. Sieć. 10 czerwca 2018 r.
• "Prawo Coulomba„Klasa fizyki. Sieć. 10 czerwca 2018 r.
• "De Magnete„Witryna Williama Gilberta. Sieć. 10 czerwca 2018 r.
• "Lipiec 1820: Oersted i elektromagnetyzm.„W tym miesiącu w historii fizyki, APS News. 2008. Sieć. 10 czerwca 2018 r.
• O'Grady, Patricia. "Thales of Miletus (ok. 620 r.p.n.e. 546 p.n.e.)„Internetowa encyklopedia filozofii. Sieć. 10 czerwca 2018 r
• Silverman, Susan. "Kompas, Chiny, 200 p.n.e.„Smith College. Sieć. 10 czerwca 2018 r.