ציר זמן של אירועים באלקטרומגנטיות

הקסם האנושי מהאלקטרומגנטיות, האינטראקציה של זרמים חשמליים ושדות מגנטיים, תוארך לראשונה שחר הזמן עם התבוננות אנושית בברקים ומופעים בלתי מוסברים אחרים, כגון דגים חשמליים צלופחים. בני האדם ידעו שיש תופעה, אך היא נותרה אפופה במיסטיקה עד שנות ה- 1600 כאשר מדענים החלו להתעמק יותר בתיאוריה.

ציר זמן זה של אירועים אודות הגילוי והמחקר שהובילו להבנתנו המודרנית של אלקטרומגנטיות מדגימה כיצד מדענים, ממציאים ותאורטיקנים פעלו יחד כדי לקדם את המדע באופן קולקטיבי.

הכתבים המוקדמים ביותר על אלקטרומגנטיות היו בשנת 600 לפני הספירה, אז הפילוסוף היווני העתיק, המתמטיקאי והמדען תאלס ממילטוס תיאר את הניסויים שלו בשפשוף פרוות בעלי חיים על חומרים שונים כמו ענבר. תאלס גילה שענבר שנשפשף בפרווה מושך אליו חתיכות אבק ושערות שיוצרות חשמל סטטי, ואם ישפשף את הענבר מספיק זמן, הוא אפילו יכול היה להניץ ניצוץ חשמלי.

המגנטי מצפן היא המצאה סינית עתיקה, ככל הנראה שנוצרה לראשונה בסין בתקופת שושלת צ'ין, בין 221 ל 206 לפני הספירה. המצפן השתמש באבן אבן, תחמוצת מגנטית, כדי לציין את הצפון האמיתי. ייתכן שהמושג הבסיסי לא הובן, אך יכולתו של המצפן להצביע על צפון אמיתי הייתה ברורה.

לקראת סוף המאה ה -16 פרסם "מייסד מדעי החשמל" המדען האנגלי וויליאם גילברט את "דה מגנט" ב הלטינית תורגמה כ"על המגנט "או" על אבן הלוד. " גילברט היה בן זמנו של גלילאו, שהתרשם מזו של גילברט עבודה. גילברט ביצע מספר ניסויים חשמליים זהירים, שבמהלכם גילה שחומרים רבים מסוגלים לבטא תכונות חשמליות.

גילברט גילה גם שגוף מחומם איבד את החשמל שלו וכי לחות מנעה את החשמול של כל הגופים. הוא גם הבחין כי חומרים חשמליים מושכים את כל החומרים האחרים ללא הבחנה, ואילו מגנט משך אליו רק ברזל.

האב המייסד האמריקאי בנג'מין פרנקלין מפורסם בניסוי המסוכן ביותר שניהל, בכך שבנו הטיס עפיפון בשמיים מאוימים בסערה. מפתח המחובר למיתר העפיפונים הצית והטעין צנצנת ליידן ובכך ביסס את הקשר בין ברק לחשמל. בעקבות הניסויים הללו המציא את מוט הברק.

פרנקלין גילה כי ישנם שני סוגים של מטענים, חיוביים ושליליים: חפצים עם מטענים דומים דוחים זה את זה, ואלו עם מטענים שלא כמו אלה מושכים זה את זה. פרנקלין תיעד גם את שימור המטען, את התיאוריה שלמערכת מבודדת יש מטען כולל קבוע.

בשנת 1785 פיתח הפיזיקאי הצרפתי צ'ארלס-אוגוסטין דה קולומב את חוק קולומב, הגדרת הכוח האלקטרוסטטי של משיכה ודחייה. הוא מצא כי הכוח המופעל בין שני גופים חשמלים קטנים פרופורציונלי ישירות ל תוצר של גודל המטענים ומשתנה הפוך לכיכר המרחק בין אלה חיובים. גילויו של קולומב את חוק הכיכרות ההפוכות סיפח כמעט חלק גדול מתחום החשמל. הוא גם הפיק עבודה חשובה בחקר החיכוך.

בשנת 1780, פרופסור איטלקי לואיג'י גלווני (1737–1790) גילה זאת חשמל משתי מתכות שונות גורם לרגלי צפרדע להתעוות. הוא ציין כי שריר צפרדע, התלוי על מעקה ברזל על ידי וו נחושת שעבר דרך עמוד הגב שלו, עבר עוויתות מלאות ללא כל סיבה זרה.

כדי להסביר תופעה זו, גלווני הניח כי חשמל מסוגים מנוגדים קיים בעצבים ובשרירי הצפרדע. גלווני פרסם את תוצאות תגליותיו בשנת 1789, יחד עם ההשערה שלו, שכתבה את תשומת ליבם של הפיזיקאים של אותה תקופה.

פיזיקאי, כימאי וממציא איטלקי אלסנדרו וולטה (1745–1827) קרא על מחקריו של גלווני ובעבודתו גילה כי כימיקלים הפועלים על שתי מתכות שונות מייצרים חשמל ללא תועלת של צפרדע. הוא המציא את הסוללה החשמלית הראשונה, סוללת הערימה הוולטאית בשנת 1799. באמצעות סוללת הערימה, וולטה הוכיחה שאפשר לייצר חשמל כימית והתחמקה מהתיאוריה הרווחת לפיה חשמל מופק אך ורק על ידי יצורים חיים. המצאתו של וולטה עוררה התרגשות מדעית רבה, והובילה אחרים לערוך ניסויים דומים שהובילו בסופו של דבר להתפתחות תחום האלקטרוכימיה.

בשנת 1820 גילה הפיזיקאי והכימאי הדני האנס כריסטיאן אורסטד (1777–1851) את מה שידוע כ"חוק של אורסטד ": זרם חשמלי משפיע על מחט מצפן ויוצר שדות מגנטיים. הוא היה המדען הראשון שמצא את הקשר בין חשמל למגנטיות.

הפיזיקאי הצרפתי אנדרה מארי אמפר (1775–1836) גילה כי חוטים הנושאים זרמים מייצרים כוחות זה על זה, והודיעו על תיאוריית האלקטרודינמיקה בשנת 1821.

תיאוריית האלקטרודינמיקה של אמפר קובעת ששני חלקים מקבילים של מעגל מושכים זה את זה אם זרמים בהם זורמים לאותו כיוון, ודוחים זה את זה אם הזרמים זורמים להפך כיוון. שתי חלקים של מעגלים שחוצים זה את זה מושכים זה את זה באלכסון אם שני הזרמים זורמים אם לעבר או מנקודת המעבר ולהדוף זה את זה אם אחד זורם אליו והשני ממנו נקודה. כאשר אלמנט של מעגל מפעיל כוח על אלמנט אחר במעגל, הכוח הזה נוטה תמיד לדרבן את השני בכיוון בזוויות ישרות לכיוון שלו.

מדען אנגלי מייקל פאראדיי (1791-1867) בחברה המלכותית בלונדון פיתחו את הרעיון של שדה חשמלי ובחן את השפעת הזרמים על מגנטים. מחקריו גילו כי השדה המגנטי שנוצר סביב מוליך נושא זרם ישר, ובכך ביסס את התשתית למושג השדה האלקטרומגנטי בפיזיקה. פאראדיי קבע גם שמגנטיות יכולה להשפיע על קרני האור וכי היה קשר בסיסי בין שתי התופעות. באופן דומה הוא גילה את עקרונות האינדוקציה האלקטרומגנטית והדימגנטיות ואת חוקי האלקטרוליזה.

ג'יימס קלקר מקסוול (1831-1879), פיזיקאי ומתמטיקאי סקוטי, הכיר בכך שניתן להקים תהליכים של אלקטרומגנטיות באמצעות מתמטיקה. מקסוול פרסם את "מסה על חשמל ומגנטיות" בשנת 1873 בה הוא מסכם ומסנתז את תגליות קולומב, אורסטד, אמפר, פאראדיי לארבע משוואות מתמטיות. המשוואות של מקסוול משמשות כיום כבסיס לתיאוריה אלקטרומגנטית. מקסוול חוזה את חיבורי המגנטיות והחשמל המובילים ישירות לחיזוי גלים אלקטרומגנטיים.

הפיזיקאי הגרמני היינריך הרץ הוכיח כי תורת הגלים האלקטרומגנטית של מקסוול הייתה נכונה, ותוך כדי כך יצרה וגילתה גלים אלקטרומגנטיים. הרץ פרסם את עבודתו בספר "גלים חשמליים: להיות מחקרים בנושא הפצת הפעולה החשמלית במהירות הסופית דרך החלל. "גילוי גלים אלקטרומגנטיים הוביל להתפתחות ל רדיו. יחידת התדרים של הגלים שנמדדה במחזורים בשנייה נקראה לכבודו "הרץ".

בשנת 1895 הניח הממציא ומהנדס החשמל האיטלקי גוליאלמו מרקוני את גילוי הגלים האלקטרומגנטיים לשימוש מעשי באמצעות שליחת הודעות על מרחקים ארוכים באמצעות אותות רדיו, הידועים גם כ"אלחוטי ". הוא היה ידוע בעבודתו החלוצית בנושא שידור רדיו למרחקים ארוכים, והתפתחותו בחוק של מרקוני ובטלגרף רדיו. מערכת. לעיתים קרובות זוכה לזכותו כממציא הרדיו, והוא שיתף את 1909 פרס נובל לפיזיקה עם קארל פרדיננד בראון "כהוקרה על תרומתם לפיתוח הטלגרפיה האלחוטית."

• "אנדרה מארי אמפראוניברסיטת סנט אנדרוס. 1998. רשת. 10 ביוני 2018.
• "בנימין פרנקלין וניסוי העפיפונים"מכון פרנקלין. רשת. 10 ביוני 2018.
• "חוק קולומב. "כיתת הפיזיקה. רשת. 10 ביוני 2018.
• "דה מגנט. "אתר ויליאם גילברט. רשת. 10 ביוני 2018.
• "יולי 1820: מופרז ואלקטרומגנטיות."החודש בתולדות הפיזיקה, חדשות APS. 2008. רשת. 10 ביוני 2018.
• אוגרדי, פטרישיה. "Thales of Miletus (כ. 620 B.C.E.—c. 546 B.C.E.)אנציקלופדיה אינטרנטית לפילוסופיה. רשת. 10 ביוני 2018
• סילברמן, סוזן. "מצפן, סין, 200 לפני הספירהמכללת סמית. רשת. 10 ביוני 2018.