Elektromagnetyzm jest dziedziną fizyki, która obejmuje badanie siły elektromagnetycznej, rodzaj fizycznej interakcji między nimi naładowany elektrycznie cząstki Siła elektromagnetyczna zwykle wytwarza pola elektromagnetyczne, takie jak pola elektryczne, pola magnetyczne i światło. Siła elektromagnetyczna jest jedną z czterech podstawowych interakcji (powszechnie nazywanych siłami) w przyrodzie. Pozostałe trzy podstawowe interakcje to silne oddziaływanie, słabe oddziaływanie i grawitacja.
Do 1820 r. Jedynym znanym magnetyzmem był magnetyzm żelazny i „kamienie” naturalne magnesy rudy bogatej w żelazo. Uważano, że wnętrze Ziemi zostało namagnesowane w ten sam sposób, a naukowcy byli bardzo zaskoczeni, gdy to odkryli kierunek igły kompasu w dowolnym miejscu powoli zmieniał się, dekada po dekadzie, co sugeruje powolną zmianę magnetycznego położenia Ziemi pole.
Teorie Edmonda Halleya
W jaki sposób żelazny magnes może powodować takie zmiany? Edmond Halley (o kometowej sławie) pomysłowo zasugerował, że Ziemia zawiera wiele kulistych powłok, jedna wewnątrz drugiej, każda magnetyzowana inaczej, każda powoli obracająca się względem innych.
Hans Christian Oersted: Eksperymenty z elektromagnetyzmem
Hans Christian Oersted był profesorem nauk ścisłych na Uniwersytecie Kopenhaskim. W 1820 r. Zorganizował w swoim domu demonstrację naukową dla przyjaciół i studentów. Planował zademonstrować ogrzewanie drutu prądem elektrycznym, a także przeprowadzić demonstracje magnetyzmu, dla których dostarczył igłę kompasu zamontowaną na drewnianym stojaku.
Podczas swojej elektrycznej demonstracji Oersted zdziwił się, że za każdym razem prąd elektryczny została włączona, igła kompasu poruszona. Milczał i zakończył demonstracje, ale w następnych miesiącach ciężko pracował, starając się nadać sens nowemu zjawisku.
Jednak Oersted nie potrafił wyjaśnić, dlaczego. Igła nie była przyciągana do drutu ani od niego odpychana. Zamiast tego miał tendencję do stania pod kątem prostym. Ostatecznie opublikował swoje odkrycia bez żadnego wyjaśnienia.
Andre Marie Ampere i elektromagnetyzm
Andre Marie Ampere we Francji uważał, że jeśli prąd w drucie wywiera siłę magnetyczną na kompas igła, dwa takie przewody powinny również oddziaływać magnetycznie. W serii genialnych eksperymentów Andre Marie Ampere wykazała, że ta interakcja była prosta i fundamentalna: prądy równoległe (proste) przyciągają, prądy antyrównoległe odpychają. Siła pomiędzy dwoma długimi prostymi równoległymi prądami była odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi i proporcjonalna do natężenia prądu przepływającego w każdym z nich.
Tak więc istniały dwa rodzaje sił związanych z elektrycznością - elektryczna i magnetyczna. W 1864 r. James Clerk Maxwell wykazał subtelny związek między dwoma rodzajami siły, nieoczekiwanie obejmując prędkość światła. Z tego połączenia zrodziła się idea, że światło jest zjawiskiem elektrycznym, odkrycie fal radiowych, teoria względności i sporo współczesnej fizyki.