نبذة تاريخية عن نشوء الكهرومغناطيسية

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

نشوء الكهرومغناطيسية الفيزياء

يُسمى المغناطيس المصنوع من قطعة من الفولاذ بالمغناطيس الدائم نظراً لديمومة مغناطيسيته بعد مغنطته.

أما المغناطيس الكهربائي فهو مغناطيس مؤقت مرتبط وجوده بسريان التيار الكهربائي – يؤدي قطع التيار الكهربائي إلى تلاشي الخواص المغناطيسية.

يتكون المغناطيس الكهربائي البسيط من قالب من الحديد، يُسمى اللب، يُلف عليه سلك معزول عدداً من اللفات.

عند توصيل طرفي السلك بمصدر للتيار الكهربائي، مثل البطارية، يتمغنط قالب الحديد و تعمل المجموعة عمل المغناطيس الدائم. ولذلك فليس من المستغرب تسمية فرع الفيزياء المعني بالتفاعل بين الكهرباء والمغناطيسية بالكهرومغناطيسية.

نبذة تاريخية

قاد العالم البريطاني مايكل فارادي خلال الثلاثينيات من القرن التاسع عشر البحث في هذا المجال، لكن على الرغم من ذلك شُيد أول مغناطيس كهربائي قبل ذلك بسنوات على يد الفيزيائي الأمريكي جوزف هنري Joseph Henry. مرت عملية التطور العلمي في الكهرومغناطيسية في ثلاث مراحل مفصلية.

تمثلت المرحلة الأولى بملاحظة الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أوريستيد Hans Christian Oersted عام 1820 نشوء مجالٍ مغناطيسي حول السلك الذي يمر فيه تيار كهربائي.

استنتج اوريستيد هذه الحقيقة من ملاحظته انحراف إبره بوصلة موضوعة على مقربة من سلك يمر به تيار كهربائي.

جاءت الخطوة الرئيسة الثانية بعد عشر سنوات عندما برهن فارادي تجريبياً على أن المجال المغناطيسي المتغير يحرض سريان تيار كهربائي في دارة كهربائية.

تتوجت هذه الجهود بالمرحلة الثالثة و الأخيرة خلال السبعينيات من القرن التاسع عشر بقيام عالم الفيزياء النظرية الأسكتلندي جيمس كلرك ماكسويل James Clerk Maxwell بشرح التفاعل بين الكهرباء والمغناطيسية من خلال صياغة مجموعة من المعادلات الرياضية.

برهن ماكسويل نظرياً أن المجال الكهربائي المتغير لابد أن يؤدي إلى نشوء مجال مغناطيسي وتنبأ بوجود الموجات الكهرومغناطيسية وانتشارها في الفراغ بسرعة الضوء.

وكما توقع ماكسويل برهنت الأيام أن الضوء موجة كهرومغناطيسية وكذلك الأنواع الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الموجات الراديوية التي اكتشفت لاحقاً.