top of page

- ЭЛЕКТРОМАГНИТИЗМ -

   Для электромагнетизма Джеймс Клерк Максвелл, а также Ньютон и Больцман объединили некоторые другие работы, сделанные на основе исследований, проведенных несколькими учеными и учеными, которые сосредоточились на явлениях электричества и магнетизма, таких как Ганс Христиан Эстерд, Майкл Фарадей, Андре-Мари. Ампер, Джордж Саймон Ом и Уильям Стерджен.      Великая работа, проделанная Максвеллом, заключалась в том, чтобы дать науке лучшее понимание того, как на самом деле работают электрические и магнитные явления и какова связь между этими двумя областями, изучаемыми физикой.

 

  В прошлом считалось, что магнетизм и электричество являются частью отдельных фактов. Исследования важных исследователей, таких как Уильям Гилберт, Отто фон Герик и Стивен Грей, в 17 и 18 веках были направлены на объяснение этих явлений по отдельности.

Foto de James Clarck Maxwell

   Эксперименты, проведенные учеными-учеными, имели закономерные результаты, что способствовало развитию исследований. Даже при разграничении этих двух явлений считалось, что между ними существует какая-то связь.

Примерно в 1820 году ученый Ганс Христиан Эстерд смог открыть взаимосвязь между электричеством и магнетизмом благодаря изобретению электрических генераторов. Изобретение позволило получать стабильные и длительные электрические токи, что имеет основополагающее значение для исследования этих явлений.

   Эксперимент Эстерда был довольно простым, но с очень важным выводом с научной точки зрения. Ученый поднес магнитную стрелку, компас, к проводнику электричества, который представлял собой платиновую проволоку в цепи. Выбор платиновой проволоки обусловлен тем, что она гарантировала необходимую интенсивность исследования. Когда компас находился близко к проводу, магнитная стрелка отклонялась от своего первоначального положения.  

  Этот эксперимент доказал, что электрический ток создает магнитное поле. В 1831 году Майклу Фарадею также удалось получить электрический ток, однако этот результат был получен за счет изменения магнитного потока. Фарадей использовал для своих исследований две катушки и железный сердечник. В ходе эксперимента физик заметил, что при включении или выключении одной из катушек источника через другую катушку проходил электрический ток. Из этого Фарадей сделал вывод, что электрический ток возник из-за изменения магнитного поля, явления, называемого законом Фарадея или магнитной индукцией.

 Эксперимент Эстерда

 эксперимент Фарадея

   В 1861 году физик и математик Джеймс Клерк Максвелл создал явление, теоретически сформулировав идею электромагнетизма. Его вклад был настолько важен, что в области электромагнетизма Максвелл пользуется таким же уважением, как Исаак Ньютон в механике. С помощью уравнений, разработанных Максвеллом, можно было показать, что магнитное и электрическое поля на самом деле являются проявлениями электромагнитного поля.

  В середине девятнадцатого века изучение распространения волн в упругой среде (например, распространение звука в воздухе или в другой материальной среде) было хорошо развитой областью исследований и уже были известны уравнения, описывающие эти явления. . Более того, тот факт, что свет проявляет волновое поведение, т. е. распространяется как волна в упругой среде (эфире), был также известен и принят физиками того времени. Один из обсуждаемых вопросов заключался в том, чтобы узнать, на что будет похожа эта волна и каковы свойства эфира.

   Максвелл понял, что электричество от вихрей, присутствующих в его механической модели, может быть полезно для связи оптики с электромагнетизмом и электромагнетизмом. Получив уравнения движения для своей системы вихрей и частиц, Максвелл приступил к определению того, насколько быстро возмущения будут распространяться через него в виде волн. Эти волны были бы электрическими и магнитно-магнитными возмущениями, которые распространялись бы через эфир. Их называют «электромагнитными волнами».

Representação das ondas Eletromagnéticas se propagando pelo espaço 

Equações de Maxwell para o Eletromagnetismo na forma integral

   Максвелл сравнил эти результаты с имеющимися в то время измеренными значениями скорости распространения света, обнаружив большое совпадение вычисленных значений скорости распространения электромагнитной волны в эфире с измеренными значениями для скорости распространения света. Соблюдая Соблюдая это соответствие, Максвелл заключает, что свет представляет собой поперечное поперечное колебание, распространяющееся в той же среде, что и электрические и магнитные явления.

   Эта гипотеза была экспериментально подтверждена Генрихом Рудольфом Герцем (1857–1894) в ходе нескольких экспериментов, проведенных между 1886 и 1889 годами. Он создал и обнаружил электромагнитные волны, которые распространялись со скоростью света и имели свойства, подобные свойствам света, такие как отражение , дифракция, поляризация. Теория Максвелла и эксперименты Герца открыли важную область исследований, которая привела к большим технологическим достижениям: изучение электромагнитного излучения в  радиоволн и микроволн.  

 

Дифракция 

Отражение 

bottom of page