Geschiedenis van elektromagnetisme

De innovaties van Andre Marie Ampere en Hans Christian Oersted

Een vroeg experiment in elektromagnetisme. Oxford Science Archive / Print Collector / Getty Images

elektromagnetisme is een gebied van de natuurkunde dat de studie van de elektromagnetische kracht omvat, een soort fysieke interactie die plaatsvindt tussen elektrisch geladen deeltjes. De elektromagnetische kracht produceert meestal elektromagnetische velden, zoals elektrische velden, magnetische velden en licht. De elektromagnetische kracht is een van de vier fundamentele interacties (gewoonlijk krachten genoemd) in de natuur. De andere drie fundamentele interacties zijn de sterke interactie, de zwakke interactie en zwaartekracht.

Tot 1820 was het enige bekende magnetisme dat van ijzermagneten en van 'magneten', natuurlijke magneten van ijzerrijk erts. Men geloofde dat de binnenkant van de aarde op dezelfde manier gemagnetiseerd was, en wetenschappers waren zeer verbaasd toen ze ontdekten dat de richting van de kompasnaald op elke plaats langzaam verschoof, decennium na decennium, wat een langzame variatie van het aardmagnetisch veld suggereert. .

De theorieën van Edmond Halley

Hoe kan een ijzeren magneet zulke veranderingen teweegbrengen?Edmond Halley(van komeetroem) ingenieus voorgesteld dat de aarde een aantal bolvormige schillen bevatte, de een in de ander, elk anders gemagnetiseerd, elk langzaam roterend ten opzichte van de andere.

Hans Christian Oersted: Elektromagnetisme-experimenten

Hans Christian Oersted was een professor in de wetenschap aan de Universiteit van Kopenhagen. In 1820 organiseerde hij in zijn huis een wetenschappelijke demonstratie voor vrienden en studenten. Hij was van plan om de verwarming van een draad door een elektrische stroom te demonstreren, en ook om demonstraties van magnetisme uit te voeren, waarvoor hij een kompasnaald leverde die op een houten standaard was gemonteerd.

Tijdens het uitvoeren van zijn elektrische demonstratie merkte Oersted tot zijn verbazing op dat elke keer dat de elektrische stroom was ingeschakeld, bewoog de kompasnaald. Hij zweeg en maakte de demonstraties af, maar in de maanden die volgden, werkte hij hard om het nieuwe fenomeen te begrijpen.

Oersted kon echter niet uitleggen waarom. De naald werd niet aangetrokken door de draad en ook niet afgestoten. In plaats daarvan had het de neiging om in een rechte hoek te staan. Uiteindelijk publiceerde hij zijn bevindingen zonder enige uitleg.

Andre Marie Ampere en elektromagnetisme

Andre Marie Ampere in Frankrijk was van mening dat als een stroom in een draad een magnetische kracht uitoefende op een kompas naald, moeten twee van dergelijke draden ook magnetisch samenwerken. In een reeks ingenieuze experimenten toonde Andre Marie Ampere aan dat deze interactie eenvoudig en fundamenteel was: parallelle (rechte) stromen trekken aan, antiparallelle stromen stoten af. De kracht tussen twee lange rechte parallelle stromen was omgekeerd evenredig met de afstand ertussen en evenredig met de intensiteit van de stroom die in elk ervan vloeide.

Er bestonden dus twee soorten krachten die verband houden met elektriciteit: elektrisch en magnetisch. in 1864, James Clerk Maxwell toonde een subtiel verband aan tussen de twee soorten kracht, waarbij onverwacht de lichtsnelheid betrokken was. Uit dit verband ontstond het idee dat licht een elektrisch fenomeen was, de ontdekking van radiogolven, de relativiteitstheorie en veel hedendaagse natuurkunde.