الکترومغناطیس، زمینه ساز اختراعات شگفت انگیز بشر

برای درک اصول اولیه الکترومغناطیس از گذشته های دور یک آزمایش ساده بسیار رایج بوده است، همان آزمایشی که در درس علوم مقطع ابتدایی همه ما و شما انجام می دایم و از خوشحالی ذوق می کردیم.

“خود کار خود را به موهای سر خود می مالیدیم و بعد به تکه های کوچک کاغذ که روی میز گذاشته شده بود نزدیک می کردیم، تکته های کوچک کاغذ به خود کار پلاستیکی که عمدتا از نوع بیک خود می چسپید”

این آزمایش ساده اما آموزنده به خوبی نشان می داد که الکترومغناطیس خواسته و ناخواسته در زندگی ما نفوذ کرده و روز به روز این نفوذ بیشتر می شود.

منشأ الکترومغناطیس

الکترو مغناطیس که ترکیبی از “الکتریسته و مغناطیس” می باشد ریشه در برخی مشاهدات دانشمندانی چون تالس ملطی در شش صد سال قبل از میلاد دارد. در آن زمان این دانشمند دریافت که تکه های کاغذ توسط یک جسم کهربایی مالش داده شده جذب می شود.

مشاهده این واقعیت که برخی سنگ ها به طور طبیعی آهن را جذب می کردند به دانشمندان در تکمیل برخی از تحقیقات شان کمک زیادی کرد.این مشاهده نقطه شروعی بود برای گسترش الکترومغناطیس. این دو علم سالها در مسیر تکامل به موازات هم پیش رفتند. از ۱۱۹۹ تا ۱۸۲۰ میلادی الکتریسیته و مغناطیس پیشرفت های خوبی را شاهد بود.

در سال ۱۸۲۰ میلادی دانشمندی به نام هانس کریستان اورستد مشاهده جالبی داشت که به پیشرفت بیشتر الکترومغناطیس منجر گردید. در این سال وی هنگامی که مشغول آماده شدن برای رفتن به یک مراسم بود به طور اتفاقی دید که جریان الکتریکی در حال عبور از یک سیم عقربه های قطب نما را به حرکت درآورد. در همین زمان بود که الکترومغناطیس به عنوان یک علم مطرح گردید. در ادامه دانشمندانی مثل فاراده به تکامل این علم کمک زیادی کرد.

معادلات ماکسول

الکترومغناطیس درست از زمانی که به عنوان یک عمل مطرح شد در مسیر تکامل قرار گرفت؛ دانشمندان زیادی روی این علم کار کردند که یکی از آنها جیمز کلرک ماکسول بود، این دانشمند توانست قوانین الکترومغناطیس را به شکل فرمول هایی که امروزه مشاهده می کنیم در بیاورد. این قوانین که معادلات ماکسول نام دارند همان نقشی را دارند که قوانین حرکت و گرانش در مکانیک ایفا می کنند.  

پیشگامان الکترومغناطیس

همان طور که در بالا ذکر شد سال ها الکتریسیته و مغناطیس به عنوان دو علم جداگانه مطرح می شدند. اما پس از برخی مشاهدات توسط دانشمندان و کشف بسیاری از ارتباطات بین این دو علم الکترومغناطیس شکل گرفت. دانشمندی به نام ماکسول در سال ۱۸۷۳ رساله ای را به چاپ رساند که به ارتباط الکتریسیته و مغناطیس می پرداخت. وی دراین رساله نشان داد که بارهای مثبت و منفی توسط یک نیرو تعامل پیدا می کنند.

وی نشان داد که بارهای مثبت و منفی در حالت تداخل سبب ایجاد چهار اثر عمده “جذب و دفع در بین بارها، میدان مغناطیسی و عملکرد آنها، ایجاد میدان مغناطیس در اطراف سیم حامل جریان و ایجاد جریان در حلقه ای که به میدان مغناطیس ایجاد می شود” می شود.

اگرچه کارهایی که ماکسول در زمینه الکتریسیته و مغناطیس انجام داد بیشتر بر فعالیت های قبلی او استوار بود اما سهم این دانشمند در پیشرفت الکترومغناطیس را نمی توان نادیده گرفت. این دانشمند می گفت نور ماهیت الکترومغناطیسی دارد و با استفاده از برخی اندازه گیری الکتریکی و مغناطیسی می توان سرعت نور را اندازه گرفت.

هانس کریستین اورستد و یک مشاهده جالب

همان طور که در بالا نیز گفته شد بسیاری از پیشرفت هایی که امروز در زمینه الکترومغناطیس انجام شده قبل از هرچیز مدیون مشاهده دانشمندی به نام هانس کریستین اورستد و مشاهده وی می باشد. داستان از جایی شروع شد که این دانشمند مشاهده کرد قطع و وصل شدن باطری تولید کننده جریان الکتریسیته عقربه های قطب نما را می لرزاند. این مشاهده منشا تحقیقات و تلاش های بیشتر شد تا اینکه این دانشمند دریافت الکتریسیته و مغناطیس رابطه مستقیم با یکدیگر دارند و بر این اساس سیم حامل جریان که در اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد می کنند می توانند مغناطیس را القا کنند. واحد القاء الکتریکی به نام این دانشمند اورستد نامگذاری شد.

کار بیشتر روی القای الکترومغناطیس

همان طور که گفته شد دانشمندی به نام ماکسول در تکامل الکترومغناطیس نقش مهمی ایفا کرد، مایکل فارادی پدیده القای الکترومغناطیس را مشاهده نمود و دانشمندانی به نام الیور هویساید و هاینریش هرتز قوانین الکترومغناطیس را فرمول بندی کردند. با مطرح شدن الکترومغناطیس در قرن نوزدهم تحولات شگرفی در علوم ریاضی و فیزیک اتفاق افتاد.

الکترو مغناطیس، اختراعات و باورهای تازه

الکترومغناطیس به عنوان علم توانست اختراعات زیادی را زمینه سازی کند. با تکامل این علم انسان توانست به بسیاری از اسرار این جهان هستی پی ببرد. تابش الکترومغناطیس سبب اختراع رادیو و تلگراف شد. الکترومغناطیس همین طور باعث ایجاد برخی از باورهای تازه در میان مردم گشت.

الکترو مغناطیس و عصر امروز

الکترو مغناطیس از بدو کشف تا امروز پیشرفت های زیادی داشته است. اکنون که در دومین دهه از قرن بیست و یکم زندگی می کنیم هیچ جای زندگی ما نیست که از الکترومغناطیس در امان مانده باشد: از دستگاه های وای فای گرفته تا موبایل های هوشمند، در تمام کشورهای حتی کشورهای فقیری که شاید از تکنالوژی آن طور که باید و شاید بویی نبرده اند شهروندانی را می بینید که آخرین برند موبایل را در دست دارند. استریم داده‌ها، واقعیت‌های مجازی و انفجار اطلاعات در همه‌جا دیده می‌شود و ما تصور می‌کنیم که این ارواح داده‌های دیجیتالی ما هستند که به حوزه‌ی الکترومغناطیس نفوذ کرده‌اند.

الکترومغناطیس به عنوان یک علم ترکیبی که با یک مشاهده ساده توسط یک دانشمند شروع شد امروز به یک ضرورت در زندگی ما بدل شده و راه پیشرفت را همچنان می پیماید.