O cronologie a evenimentelor în electromagnetism

Fascinația umană cu electromagnetismul, interacțiunea curenților electrici și a câmpurilor magnetice, datează din zorii timpului cu observarea umană a fulgerului și a altor întâmplări inexplicabile, cum ar fi peștii electrici și anghile. Oamenii știau că există un fenomen, dar a rămas învăluit în misticism până în anii 1600, când oamenii de știință au început să sape mai adânc în teorie.

Această cronologie a evenimentelor despre descoperirea și cercetarea care duc la înțelegerea noastră modernă a electromagnetismului demonstrează modul în care oamenii de știință, inventatorii și teoreticienii au lucrat împreună pentru a avansa știința în mod colectiv.

600 î.e.n.: chihlimbar care strălucește în Grecia Antică

Primele scrieri despre electromagnetism au fost în anul 600 î.e.n., când filozoful, matematicianul și omul de știință grec Thales of Miletus, au descris experimentele sale, frecând blană de animale pe diverse substanțe, cum ar fi chihlimbarul. Thales a descoperit că chihlimbarul frecat cu blană atrage bucăți de praf și fire care creează electricitate statică și, dacă freca chihlimbarul suficient de mult, ar putea chiar să obțină o scânteie electrică care să sară.

221-206 î.e.n.: Busolă de Lodestone din China

Busola magnetică este o invenție chineză antică, probabil realizată prima dată în China în timpul dinastiei Qin, de la 221 până la 206 î.Hr. Busola folosea un lac, un oxid magnetic, pentru a indica nordul adevărat. Este posibil ca conceptul de bază să nu fi fost înțeles, dar capacitatea busolei de a indica nordul adevărat era clară.

1600: Gilbert și Lodestone

Spre sfârșitul secolului al XVI-lea, „fondatorul științei electrice”, omul de știință englez William Gilbert a publicat „De Magnete” în limba latină tradus ca „Pe magnet” sau „Pe Lodestone”. Gilbert a fost un contemporan al lui Galileo, care a fost impresionat de opera lui Gilbert. Gilbert a întreprins o serie de experimente electrice atente, în cursul cărora a descoperit că multe substanțe sunt capabile să manifeste proprietăți electrice.

De asemenea, Gilbert a descoperit că un corp încălzit și-a pierdut energia electrică și că umiditatea a împiedicat electrificarea tuturor corpurilor. El a observat, de asemenea, că substanțele electrificate atrăgeau toate celelalte substanțe în mod indiscriminat, în timp ce un magnet atrăgea doar fierul.

1752: Experimentele zmeului lui Franklin

Tatăl fondator american Benjamin Franklin este renumit pentru experimentul extrem de periculos pe care l-a condus, de a-și face fiul să zboare un zmeu printr-un cer amenințat de furtună. O cheie atașată la șirul zmeului a stârnit și a încărcat un borcan Leyden, stabilind astfel legătura între fulgere și electricitate. În urma acestor experimente, el a inventat fulgerul.

Franklin a descoperit că există două tipuri de taxe, pozitive și negative: obiectele cu sarcini similare se resping una pe alta, iar cele cu sarcini diferite, se atrag unul pe altul. Franklin a documentat de asemenea conservarea taxei, teoria conform căreia un sistem izolat are o încărcare totală constantă.

1785: Legea lui Coulomb

În 1785, fizicianul francez Charles-Augustin de Coulomb a dezvoltat legea lui Coulomb, definiția forței electrostatice a atracției și repulsiei. El a descoperit că forța exercitată între două corpuri mici electrificate este direct proporțională cu mărimea mărimii sarcinilor și variază invers cu pătratul distanței dintre aceste sarcini. Descoperirea lui Coulomb a legii pătratelor inversate a anexat practic o mare parte din domeniul energiei electrice. De asemenea, a produs lucrări importante în studiul frecării.

1789: electricitate galvanică

În 1780, profesorul italian Luigi Galvani (1737-1790) a descoperit că energia electrică din două metale diferite face ca picioarele de broască să se răsucească. El a observat că mușchiul unei broaște, suspendat pe o balustradă de fier de un cârlig de cupru care trece prin coloana sa dorsală, a suferit convulsii vii, fără nicio cauză străină.

Pentru a da seama de acest fenomen, Galvani a presupus că electricitatea de tip opus a existat în nervii și mușchii broaștei. Galvani a publicat rezultatele descoperirilor sale în 1789, împreună cu ipoteza sa, care a atras atenția fizicienilor din acea vreme.

1790: electricitate voltaică

Fizicianul, chimistul și inventatorul italian Alessandro Volta (1745-1827) a citit despre cercetările lui Galvani și în lucrarea sa a descoperit că substanțele chimice care acționează pe două metale diferite generează energie electrică fără beneficiul unei broaște. El a inventat prima baterie electrică, bateria voltaică a pilelor în 1799. Cu bateria cu pile, Volta a dovedit că energia electrică poate fi generată chimic și a deblocat teoria prevalentă conform căreia energia electrică a fost generată numai de ființele vii. Invenția lui Volta a stârnit o mulțime de entuziasm științific, determinându-i pe alții să conducă experimente similare, care au dus în cele din urmă la dezvoltarea domeniului electrochimiei..

1820: Câmpurile magnetice

În 1820, fizicianul și chimistul danez Hans Christian Oersted (1777-1851) a descoperit ceea ce va deveni cunoscut sub numele de Legea lui Oersted: că un curent electric afectează un ac al busolei și creează câmpuri magnetice. A fost primul om de știință care a găsit conexiunea între electricitate și magnetism.

1821: Electrodinamica lui Ampere

Fizicianul francez Andre Marie Ampere (1775-1836) a constatat că firele care poartă curent produc forțe unul asupra celuilalt, anunțând teoria sa despre electrodinamică în 1821.

Teoria electrodinamicii a lui Ampere afirmă că două porțiuni paralele ale unui circuit se atrag una pe alta dacă curenții din ei curg în aceeași direcție și se resping unul pe altul dacă curenții curg în direcția opusă. Două porțiuni de circuite care se traversează reciproc se atrag în mod obișnuit dacă ambii curenți curg fie spre, fie din punctul de trecere și se resping unul pe altul, dacă unul curge spre și celălalt din acel punct. Atunci când un element al unui circuit exercită o forță asupra unui alt element al unui circuit, acea forță tinde întotdeauna să o determine pe a doua într-o direcție în unghi drept față de propria direcție.

1831: Faraday și inducție electromagnetică

Savantul englez Michael Faraday (1791-1867) la Royal Society din Londra a dezvoltat ideea unui câmp electric și a studiat efectul curenților asupra magneților. Cercetările sale au descoperit că câmpul magnetic creat în jurul unui conductor transporta un curent continuu, stabilind astfel baza conceptului de câmp electromagnetic în fizică. De asemenea, Faraday a stabilit că magnetismul poate afecta razele de lumină și că există o relație de bază între cele două fenomene. În mod similar, el a descoperit principiile inducției și diamagnetismului electromagnetic și legile electrolizei.

1873: Maxwell și Bazele Teoriei Electromagnetice

James Clerk Maxwell (1831-1879), fizician și matematician scoțian, a recunoscut că procesele electromagnetismului ar putea fi stabilite folosind matematica. Maxwell a publicat „Tratat despre electricitate și magnetism” în 1873, în care rezumă și sintetizează descoperirile lui Coloumb, Oersted, Ampere, Faraday în patru ecuații matematice. Ecuațiile lui Maxwell sunt folosite astăzi ca bază a teoriei electromagnetice. Maxwell prezice conexiunile dintre magnetism și electricitate care duc direct la predicția undelor electromagnetice.

1885: Hertz și valuri electrice

Fizicianul german Heinrich Hertz a dovedit că teoria undelor electromagnetice a lui Maxwell a fost corectă și, în acest proces, a generat și a detectat unde electromagnetice. Hertz și-a publicat lucrarea într-o carte, „Waves electrice: fiind cercetări asupra propagării acțiunii electrice cu viteză finită prin spațiu”. Descoperirea undelor electromagnetice a dus la dezvoltarea la radio. Unitatea de frecvență a undelor măsurate în cicluri pe secundă a fost numită „hertz” în onoarea sa.

1895: Marconi și Radio

În 1895, inventatorul și inginerul electric Guglielmo Marconi a folosit descoperirea undelor electromagnetice în practică, trimițând mesaje pe distanțe lungi folosind semnale radio, cunoscute și sub numele de „wireless”. El a fost cunoscut pentru munca sa de pionierat în domeniul transmisiilor radio pe distanțe lungi și pentru dezvoltarea legii lui Marconi și a unui sistem radio-telegrafic. El este adesea creditat ca inventatorul radioului și a împărțit Premiul Nobel pentru fizică din 1909 cu Karl Ferdinand Braun „în recunoașterea contribuțiilor lor la dezvoltarea telegrafiei wireless”.

surse

• „André Marie Ampère”. Universitatea St. Andrews 1998. Web. 10 iunie 2018.
• „Benjamin Franklin și experimentul zmeului”. Institutul Franklin. Web. 10 iunie 2018.
• „Legea lui Coulomb”. Sala de fizică. Web. 10 iunie 2018.
• „De Magnete”. Site-ul William Gilbert. Web. 10 iunie 2018.
• "Iulie 1820: Oersted și electromagnetism." Luna aceasta în istoria fizicii, știri APS. 2008. Web. 10 iunie 2018.
• O'Grady, Patricia. "Thales of Miletus (c. 620 B.C.E.-c. 546 B.C.E.)." Enciclopedia Internetului de Filozofie. Web. 10 iunie 2018
• Silverman, Susan. "Busolă, China, 200 î.e.n." Colegiul Smith. Web. 10 iunie 2018.