Elektryczność i magnetyzm w XVII i XVIII wieku

Eksperymenty Guerickego

Machina elektrostatyczna i butelki lejdejskie

Benjamin Franklin

Doświadczenia z latawcem

Rysunki ks. Nolleta

Książki Nolleta

Eksperymenty pokazowe Nolleta

Wykład Nolleta

Machina elektrostatyczna i projektor Nolleta

Henry Cavendish

Aparatura chemiczna i waga skręceń Cavendisha

Coulomb i jego waga skręceń

Eksperymenty Galvaniego

Alessandro Volta i jego stos

Baterie Volty

Powstanie teorii falowej światłana początku XIX wieku

Thomas Young (1773-1829) - doświadczenia interferencyjne

(artykuł z 1803)

Augustin Fresnel (1788-1827)

Plamka Poissona - wynikająca z teorii Fresnela jasna plamka pośrodku geometrycznego cienia

Dalszy rozwój fizyki zjawisk elektrycznych i magnetycznych

Hans Christian Oersted (1777-1851)

1820 - odkrycie magnetycznego działania prądu: początek fali prac łączących dwa obszary magnetyzmu i elektryczności

„Pierwsze doświadczenia nad przedmiotem, który pragnę wyjaśnić, były wykonywane podczas wykładów o elektryczności, galwanizmie i magnetyzmie, jakie miałem w ciągu ubiegłej zimy. Z tych doświadczeń wydawało się wynikać, że igłę magnetyczną można wyprowadzić z jej położenia za pomocą przyrządu galwanicznego i to przy obwodzie zamkniętym, nie zaś przy otwartym, jak tego na próżno próbowali przed kilku laty niektórzy sławni fizycy.”

André Marie Ampère (1775-1836)

2

( )( )(2cos ( , ) 3cos ( , ) cos ( , ))

2

ids i dsF ds ds r ds r ds

r

Wzór na siłę oddziaływania dwóch elementów obwodu ds. i ds.’ z prądem i oraz i’:

Michael Faraday (1791-1867)

Odkrycie indukcji elektromagnetycznej

Intuicyjne zrozumienie zjawisk elektryczności i magnetyzmu: pojęcie pola

Zjawisko Faradaya (obrót płaszczyzny polaryzacji światła wywołany polem magnetycznym przyłożonym do ośrodka)

Skroplenie chloru

Prawa elektrolizy

Paramagnetyzm, diamagnetyzm

Indukcja elektromagnetyczna

Wielu uczonych pracowało nad odwróceniem zjawiska Oersteda: otrzymaniem elektryczności z magnetyzmu

Dziennik laboratoryjny Faradaya z 1831 roku (w latach 1824-29 pracował już nad tym zagadnieniem bez rezultatu):

„Naładowałem baterię z dziesięciu par czterocalowych płyt. Połączyłem zwoje po stronie B w jedną cewkę i połączyłem jej końce drutem miedzianym, który w odległości 3 stóp od pierścienia przechodził tuż ponad igłą magnetyczną. Potem połączyłem końce jednego z odcinków po stronie A z baterią; natychmiast widoczny wpływ na igłę. Oscylowała ona i powróciła w końcu do pierwotnego położenia. Przy przerwaniu połączenia strony A z baterią znów zaburzenia igły.”

Kluczem do odkrycia okazało się zmienne pole magnetyczne: zmiany strumienia pola magnetycznego

Linie sił pola magnetycznego

„Transformator” Faradaya

James Clerk Maxwell (1831-1879)

Połączenie elektryczności, magnetyzmu i optyki w jedną dziedzinę opisywaną zespołem równań zwanych r. Maxwella.

(Największe osiągnięcie od czasów Newtona)

1873 Treatise on Electricity and Magnetism

Prace z teorii kinetycznej gazów

Mechaniczny obraz pola elektromagnetycznego

On the Physical Lines of Force, 1861

Fale elektromagnetyczne

Wyniki Maxwella oznaczały, że zmienne pole elektryczne powinno generować pole magnetyczne, w ten sposób pojawiała się możliwość istnienia fal elektromagnetycznych. Teoria Maxwella pozwalała obliczyć ich prędkość na podstawie pomiarów elektrycznych i magnetycznych. W dzisiejszym zapisie

0 0

1c

Porównanie eksperymentalnych wyników dla prędkości światła z wielkościami obliczonymi na podstawie teorii zjawisk elektromagnetycznych (Treatise, t. 2, §787)

Hyppolite Fizeau (1819-1896)

Pomiar prędkości światła (jako element modulujący służyło koło zębate), odległość l wynosiła 8663 m.

c=315 000 km/s (1849)

Wykonał też pomiary prędkości światła w szybko poruszającym się strumieniu wody.

Léon Foucault (1819-1868)Także zmierzył prędkość światła, wyniki przedstawione w 1850 r. świadczyły o tym, że w wodzie prędkość światła jest mniejsza niż w powietrzu - bezpośrednie potwierdzenie teorii falowej. W 1862 r. wynik c = 298 000 km/s z błędem ocenionym na 500 km/s.

wahadło Foucaulta żyroskop

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)

Kolejne fazy powstawania fali EM, narysowane przez Hertza co ¼ okresu fali

Zestaw do doświadczalnego wykazania istnienia fal EM (1886 rok, przewodniki z przerwą B, C służyły jako odbiorniki.