Elektromagnetiikan tapahtumien aikajana

Ihmisen kiehtoutuminen sähkömagneettisuudesta, sähkövirtojen ja magneettikenttien vuorovaikutuksesta, juontaa juurensa ajan kynnyksellä, kun ihminen havaitsee salamaa ja muita selittämättömiä tapahtumia, kuten sähkökalat ja ankeriaita. Ihmiset tiesivät, että ilmiö oli, mutta se pysyi mystiikan varjossa 1600-luvulle saakka, jolloin tutkijat alkoivat kaivaa syvemmälle teoriaa.

Tämä löytö- ja tutkimustapahtumien aikajakso, joka johtaa nykyaikaiseen ymmärrykseemme sähkömagneettisuus osoittaa, kuinka tutkijat, keksijät ja teoreetikot työskentelivät yhdessä tieteen edistämiseksi kollektiivisesti.

Varhaisimmat kirjoitukset sähkömagneettisuudesta olivat vuonna 600 eKr., Jolloin antiikin kreikkalainen filosofi, matemaatikko ja Miletusin tutkija Thales kuvasi kokeilujaan hankaamalla eläimen turkista useille aineille, kuten keltainen. Thales havaitsi, että turkiksella hierottu meripihka houkuttelee pölyä ja karvoja, jotka luovat staattista sähköä, ja jos hän hankaisi keltaista tarpeeksi kauan, hän voisi jopa saada sähkökipinän hypätäkseen.

Magneettinen kompassi on muinainen kiinalainen keksintö, todennäköisesti tehty ensimmäisen kerran Kiinassa Qin-dynastian aikana, 221-206 eaa. Kompassi käytti lodestonia, magneettista oksidia, osoittamaan todellista pohjoista. Peruskäsitettä ei ehkä ole ymmärretty, mutta kompassin kyky osoittaa oikeaa pohjoista oli selvä.

Kohti 1500-luvun loppua, "sähkötieteen perustaja" englantilainen tiedemies William Gilbert julkaisi julkaisun "De Magnete" Latinaksi käännettynä nimellä "Magneetilla" tai "Lodestoneella". Gilbert oli Galileon nykyaikainen henkilö, jolle Gilbert's teki vaikutuksen työ. Gilbert teki useita huolellisia sähkökokeita, joiden aikana hän huomasi, että monet aineet kykenivät osoittamaan sähköisiä ominaisuuksia.

Gilbert havaitsi myös, että lämmitetty kappale menetti sähkön ja kosteus esti kaikkien kappaleiden sähköistymistä. Hän huomasi myös, että sähköistetyt aineet houkuttelivat kaikkia muita aineita mielivaltaisesti, kun taas magneetti houkutteli vain rautaa.

Amerikkalainen perustajaisä Benjamin franklin on kuuluisa erittäin vaarallisesta kokeilustaan, jonka hän johti, että hänen poikansa lentäisi leija myrskyn uhkaavan taivaan läpi. Leijalankaan kiinnitetty avain herätti ja latasi Leyden-purkin, luomalla siten yhteyden salaman ja sähkön välille. Näiden kokeiden jälkeen hän keksi salaman sauvan.

Franklin huomasi, että lajeja on kahta tyyppiä, positiivisia ja negatiivisia: esineet, joilla on samanlaiset lataukset, torjuvat toisiaan, ja ne, joilla on toisin kuin lataukset, houkuttelevat toisiaan. Franklin dokumentoi myös varauksen säilymisen, teorian, että eristetyllä järjestelmällä on vakio kokonaisvaraus.

Ranskalainen fyysikko Charles-Augustin de Coulomb kehitti vuonna 1785 Coulombin lain, vetovoiman ja heijastumisen sähköstaattisen voiman määritelmän. Hän havaitsi, että kahden pienen sähköistetyn kappaleen välinen voima on suoraan verrannollinen laskujen suuruusluokka ja vaihtelee käänteisesti niiden välisen etäisyyden neliön mukaan maksuja. Coulomb löysi käänteisten neliöiden lain käytännössä liittäen suuren osan sähköalueesta. Hän tuotti myös tärkeätä työtä kitkan tutkimiseksi.

Vuonna 1780, italialainen professori Luigi Galvani (1737–1790) havaitsi sen sähkö kahdesta eri metallista aiheuttaa sammakon jalojen nykimisen. Hän havaitsi, että sammakon lihakselle, joka oli ripustettu rautakaiteeseen kuparikoukulla sen selkäpylvään läpi, koettiin kovia kouristuksia ilman vieraita syitä.

Tämän ilmiön huomioon ottamiseksi Galvani oletti, että sammakon hermoissa ja lihaksissa oli päinvastaista tyyppistä sähköä. Galvani julkaisi löytönsä tulokset vuonna 1789 yhdessä hypoteesinsa kanssa, joka herätti tuon ajan fyysikkojen huomion.

Italialainen fyysikko, kemisti ja keksijä Alessandro Volta (1745–1827) lukee Galvanin tutkimusta ja löysi omassa työssään, että kahteen erilaiseen metalliin vaikuttavat kemikaalit tuottavat sähköä ilman sammakon hyötyä. Hän keksi ensimmäisen sähköakun, voltaattisen paaluakun vuonna 1799. Paaluakun avulla Volta osoitti, että sähköä voidaan tuottaa kemiallisesti, ja torjui vallitsevan teorian, jonka mukaan sähköä tuottivat vain elävät olennot. Voltan keksintö herätti paljon tieteellistä jännitystä, mikä johti toisia tekemään samanlaisia ​​kokeita, jotka lopulta johtivat sähkökemian alan kehitykseen.

Tanskalainen fyysikko ja kemisti Hans Christian Oersted (1777–1851) löysi vuonna 1820, mitä kutsutaan Oerstedin lakiksi: sähkövirta vaikuttaa kompassin neulaan ja luo magneettikenttiä. Hän oli ensimmäinen tutkija, joka löysi yhteyden sähkön ja magneettisuuden välillä.

Ranskalainen fyysikko Andre Marie Ampere (1775–1836) havaitsi, että virtaa kuljettavat johdot tuottavat voimia toisiinsa, ilmoittaen hänen teoriansa sähköodynamiikasta vuonna 1821.

Amperen sähköodynamiikan teorian mukaan piirin kaksi rinnakkaista osaa houkuttelevat toisiaan, jos niissä olevat virtaukset virtaavat samaan suuntaan ja torjuvat toisiaan, jos virtaukset virtaavat vastakkain suunta. Kaksi toisiaan ylittävien piirien osaa vetoavat vinoon toisiinsa, jos molemmat virrat virtaavat joko kohti risteyskohtaa tai sieltä ja torjua toisiaan, jos yksi virtaa siihen ja toinen siitä kohta. Kun piirin elementti kohdistaa voiman piirin toiseen elementtiin, tällä voimalla on taipumus pakottaa toinen toiseen suuntaan, joka on suorassa kulmassa omaan suuntaansa.

Englantilainen tiedemies Michael Faraday (1791–1867) Lontoon kuninkaallisessa seurassa kehitti ajatusta sähkökentästä ja tutki virtojen vaikutusta magneetteihin. Hänen tutkimuksessaan havaittiin, että johtimen ympärille luotu magneettikenttä kantoi tasavirtaa, mikä loi perustan fysiikan sähkömagneettisen kentän käsitteelle. Faraday totesi myös, että magnetismi voi vaikuttaa valonsäteisiin ja että näiden kahden ilmiön välillä oli taustalla oleva yhteys. Samoin hän löysi sähkömagneettisen induktion ja diamagnetismin periaatteet sekä elektrolyysin lait.

James Clerk Maxwell (1831–1879), skotlantilainen fyysikko ja matemaatikko, tunnusti, että sähkömagneettisuuden prosessit voitiin luoda matematiikan avulla. Maxwell julkaisi tutkielman sähköstä ja magnetismista vuonna 1873, jossa hän tiivistää ja syntetisoi Coloumbin, Oerstedin, Amperen, Faradayn löytöt neljään matemaattiseen yhtälöön. Maxwellin yhtälöitä käytetään nykyään sähkömagneettisen teorian perustana. Maxwell ennustaa magnetismin ja sähkön yhteydet, jotka johtavat suoraan sähkömagneettisten aaltojen ennustamiseen.

Saksalainen fyysikko Heinrich Hertz osoitti Maxwellin sähkömagneettisten aaltojen teorian olevan oikein, ja prosessissa tuotti ja havaitsi sähkömagneettisia aaltoja. Hertz julkaisi työtään kirjassa "Sähköiset aallot: Olemassa tutkimuksia sähköisen toiminnan etenemisestä Äärimmäisen nopeudella avaruuden läpi. "Sähkömagneettisten aaltojen löytö johti kehitykseen radio. Jaksoissa sekunnissa mitattu aaltojen taajuusyksikkö nimettiin hänen kunniakseen "hertseiksi".

Italialainen keksijä ja sähköinsinööri Guglielmo Marconi käytti vuonna 1895 sähkömagneettisten aaltojen löytämistä käytännössä lähettämällä viestejä pitkiä matkoja käyttämällä radiosignaalit, tunnetaan myös nimellä "langaton". Hänet tunnettiin uraauurtavasta työstään pitkän matkan radiolähetyksessä sekä Marconin lain ja radiopuhelimen kehittämisestä järjestelmään. Hänet hyvitetään usein radion keksijäksi, ja hän jakoi vuoden 1909 Fysiikan Nobel-palkinto Karl Ferdinand Braunin kanssa "tunnustuksena heidän panoksestaan ​​langattoman telegrafian kehittämiseen".

• "André Marie Ampère"St. Andrews University. 1998. Web. 10. kesäkuuta 2018.
• "Benjamin Franklin ja leijakokeilu"Franklinin instituutti. Web. 10. kesäkuuta 2018.
• "Coulombin laki"Fysiikan luokkahuone. Web. 10. kesäkuuta 2018.
• "De Magnete"William Gilbert - verkkosivusto. Web. 10. kesäkuuta 2018.
• "Heinäkuu 1820: Oersted ja sähkömagneettisuus."Tämä kuukausi fysiikan historiassa, APS News. 2008. Web. 10. kesäkuuta 2018.
• O'Grady, Patricia. "Miletuksen Thales (c. 620 B.C.E.c. 546 B.C.E.)"Filosofian Internet - tietosanakirja. Web. 10. kesäkuuta 2018
• Silverman, Susan. "Kompassi, Kiina, 200 eaa"Smith College. Web. 10. kesäkuuta 2018.