Elektromagnetismens historie

Innovasjonene til Andre Marie Ampere og Hans Christian Oersted

Et tidlig eksperiment innen elektromagnetisme. Oxford Science Archive / Print Collector / Getty Images

Elektromagnetisme er et område av fysikk som involverer studiet av den elektromagnetiske kraften, en type fysisk interaksjon som skjer mellom elektrisk ladet partikler. Den elektromagnetiske kraften produserer vanligvis elektromagnetiske felt, som elektriske felt, magnetiske felt og lys. Den elektromagnetiske kraften er en av de fire grunnleggende interaksjonene (ofte kalt krefter) i naturen. De tre andre grunnleggende interaksjonene er den sterke interaksjonen, den svake interaksjonen og gravitasjon.

Fram til 1820 var den eneste kjente magnetismen magneten til jernmagneter og 'lodestones'. naturlige magneter av jernrik malm. Det ble antatt at innsiden av jorden ble magnetisert på samme måte, og forskerne ble veldig forvirret da de fant ut at retningen til kompassnålen hvor som helst sakte forskjøv seg, tiår for tiår, noe som tyder på en langsom variasjon av jordens magnetfelt .

Edmond Halleys teorier

Hvordan kan en jernmagnet produsere slike endringer?Edmond Halley(av kometberømmelse) foreslo genialt at jorden inneholdt en rekke sfæriske skjell, det ene inne i det andre, hver magnetisert forskjellig, hver sakte roterende i forhold til de andre.

Hans Christian Oersted: Elektromagnetismeeksperimenter

Hans Christian Oersted var professor i vitenskap ved Københavns Universitet. I 1820 arrangerte han i hjemmet sitt en vitenskapelig demonstrasjon for venner og studenter. Han planla å demonstrere oppvarming av en ledning med en elektrisk strøm, og også å utføre demonstrasjoner av magnetisme, som han ga en kompassnål montert på et trestativ for.

Mens han utførte sin elektriske demonstrasjon, bemerket Oersted til sin overraskelse at hver gang elektrisk strøm ble slått på, beveget kompassnålen seg. Han holdt seg stille og fullførte demonstrasjonene, men i månedene som fulgte jobbet han hardt med å prøve å få mening ut av det nye fenomenet.

Oersted kunne imidlertid ikke forklare hvorfor. Nålen ble verken tiltrukket av ledningen eller avstøtt fra den. I stedet hadde den en tendens til å stå i rette vinkler. Til slutt publiserte han funnene sine uten noen forklaring.

Andre Marie Ampere og elektromagnetisme

Andre Marie Ampere i Frankrike følte at hvis en strøm i en ledning utøvde en magnetisk kraft på en kompass nål, to slike ledninger bør også samhandle magnetisk. I en rekke geniale eksperimenter viste Andre Marie Ampere at denne interaksjonen var enkel og grunnleggende: parallelle (rette) strømmer tiltrekker seg, antiparallelle strømmer frastøter. Kraften mellom to lange rette parallelle strømmer var omvendt proporsjonal med avstanden mellom dem og proporsjonal med intensiteten til strømmen som strømmet i hver.

Det eksisterte altså to typer krefter knyttet til elektrisitet - elektriske og magnetiske. I 1864, James Clerk Maxwell demonstrerte en subtil forbindelse mellom de to typene kraft, som uventet involverer lysets hastighet. Fra denne forbindelsen oppsto ideen om at lys var et elektrisk fenomen, oppdagelsen av radiobølger, relativitetsteorien og mye av dagens fysikk.