O tym jak ze sobą powiązano elektryczność i magnetyzm.

Od bardzo dawna wiedziano, że magnes (ma zawsze biegun północny i południowy) obracający się na ostrzu, ustawia się zawsze w polu magnetycznym Ziemi w kierunku z północy na południe. Najczęściej korzystali z tego zjawiska marynarze aby dzięki użyciu kompasu rozpoznawać kurs statku.

Także zjawiska elektryczne towarzyszyły człowiekowi od niepamiętnych czasów. Jednak przez długie stulecia nasi przodkowi byli jedynie ich biernymi obserwatorami. Nie należy się temu zbytnio dziwić, bo przecież do dzisiaj np. pioruny wzbudzają w wielu ludziach uczucie grozy.

Od starożytności znano też inne zjawisko elektryczne. Wiedziano, że mocno potarty wełniana tkaniną kawałek bursztynu przyciąga drobiny pierza. Na początku XVIII wieku odkryto także, że ciała które wykazują zdolność do elektryzowania się można podzielić na dwie grupy. Te należące do dwóch różnych grup przyciągały się, a należące do tej samej grupy odpychały się wzajemnie. Umówiono się, że bursztyn ładuje się ujemnie, a szkło dodatnio. Siła z jaką naładowane ciała się odpychały bądź przyciągały zależała od odległości między nimi. Ponadto zauważono, że dzięki zetknięciu ciał należących do różnych grup następuje przenoszenie ładunku tj. przepływ prądu elektrycznego.

Chronologiczną konsekwencją badań nad elektrycznością było skonstruowanie w 1800 roku ogniwo galwaniczne. Jego twórcą był Aleksander Volta. Ogniowo to posiadało oczywiście biegun dodatni oraz ujemny. W zależności od tego co przyłączono do biegunów ogniwa przepływ prądu wywoływał różne efekty np. po zwarciu ogniwa cienkim drutem zauważono, ze drut się rozgrzewał.

W 1820 roku, aby zademonstrować studentom wydzielanie się ciepła podczas przepływu prądu, duński fizyk Hans Christian Oersted podłączył do baterii Volty złożonej z 20 dużych ogniw długi platynowy drut. Drut ten był ustawiony równolegle do igły magnetycznej znajdującej się w spoczynku, a więc wskazującej kierunek północ- południe. Uczynił tak, chcąc dodatkowo w trakcie tego eksperymentu zweryfikować swoje wcześniejsze obserwacje, z których wynikało, że igła magnetyczna znajdująca się w pobliżu piorunochronu zaczęła drgać w czasie silnej burzy. Okazało się, że oprócz wydzielającego się w platynowym drucie ciepła, na oczach studentów zgromadzonych na sali wykładowej igła magnetyczna zaczęła „tańczyć” i kompas przestał wskazywać północ.

Oersted stwierdził, że siła odchylająca igłę magnetyczną musi być czymś odmiennym od elektryczności i postulował, że to magnetyzm, ponieważ przepływający w drucie prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne, które wpływa na zachowanie kompasu.

Dalsze obserwacje wskazały, że igła kompasu wychyla się zawsze w tę samą stronę dla prądów płynących w tym samym kierunku. Odkryte w ten sposób zostało jedno z największych zjawisk przyrody - elektromagnetyzm.

Kontynuatorem badań Hansa Christiana Oersteda był brytyjski uczony Michael Faraday. Zauważył, że nie tylko prąd elektryczny powoduje powstanie pola magnetycznego, ale także to, że pole magnetyczne może powodować, że w przewodniku będzie płynął prąd elektryczny. To odkrycie znalazło szerokie zastosowanie w praktyce. Jest ono współcześnie wykorzystywane we wszystkich silnikach elektrycznych i stanowi też podstawę działania urządzeń wytwarzających prąd elektryczny w większości działających obecnie elektrowni.

Dzięki pracom Faradaya oraz Ampera udowodniono, że elektryczność i magnetyzm są różnymi aspektami tego samego zjawiska. Nazwano je oddziaływaniem elektromagnetycznym. Opis matematyczny tego oddziaływania opracował w 1861 roku James Clerk Maxwell. Udowodnił on, że elektryczność i magnetyzm są dwoma rodzajami tego samego zjawiska tj. elektromagnetyzmu. Jego równania pokazały, że pole elektryczne i magnetyczne przemieszcza się w próżni z prędkością światła w postaci fali. Czyli udowodnił ponadto, że światło jest także falą elektromagnetyczną.

Irena Fryc

rysunki pochodzą z: commons.wikimedia.org