Mıknatısı ilk kez kim kullanıyor? Manyetik alan Manyetik fenomen ilk olarak

Manyetik alanın ne olduğunu birlikte anlayalım. Sonuçta, birçok insan tüm yaşamları boyunca bu alanda yaşıyor ve bunu düşünmüyor bile. Düzeltmenin zamanı geldi!

bir manyetik alan

bir manyetik alan- özel bir tür madde. Hareket halindeki elektrik yükleri ve kendi manyetik momentine sahip cisimler (kalıcı mıknatıslar) üzerinde kendini gösterir.

Önemli: Manyetik alan sabit yükleri etkilemez! Manyetik alan, hareket eden elektrik yükleri veya zamanla değişen bir elektrik alanı veya atomlardaki elektronların manyetik momentleri tarafından da oluşturulur. Yani içinden akımın geçtiği herhangi bir tel aynı zamanda bir mıknatıs olur!

Kendi manyetik alanına sahip bir vücut.

Mıknatısın kuzey ve güney adı verilen kutupları vardır. "Kuzey" ve "güney" adları yalnızca kolaylık sağlamak amacıyla verilmiştir (elektrikte "artı" ve "eksi" gibi).

Manyetik alan şu şekilde gösterilir: manyetik alan çizgileri... Kuvvet çizgileri sürekli ve kapalıdır ve yönleri her zaman alan kuvvetlerinin hareket yönü ile çakışır. Kalıcı mıknatısın etrafına metal talaşları saçılırsa, metal parçacıklar kuzeyden çıkan ve güney kutbuna giren manyetik alan çizgilerinin görsel bir resmini gösterecektir. Manyetik alanın grafiksel özelliği - kuvvet çizgileri.

Manyetik alan özellikleri

Manyetik alanın ana özellikleri şunlardır: manyetik indüksiyon, manyetik akı ve manyetik geçirgenlik... Ama sırayla her şey hakkında konuşalım.

Hemen, tüm ölçü birimlerinin sistemde verildiğini not ediyoruz. Sİ.

manyetik indüksiyon B - vektör fiziksel miktar manyetik alanın ana kuvvet özelliği olan . Bir harfle gösterilir B ... Manyetik indüksiyon ölçüm birimi - Tesla (T).

Manyetik indüksiyon, bir alanın bir yüke etki ettiği kuvveti belirleyerek bir alanın ne kadar güçlü olduğunu gösterir. Bu güce denir Lorentz kuvveti tarafından.

Buraya Q - şarj etmek, v - manyetik alandaki hızı, B - indüksiyon, F alanın yüke etki ettiği Lorentz kuvvetidir.

F- devre alanı ve endüksiyon vektörü ile akışın içinden geçtiği devre düzleminin normali arasındaki kosinüs ile manyetik endüksiyonun ürününe eşit fiziksel bir miktar. Manyetik akı, bir manyetik alanın skaler bir özelliğidir.

Manyetik akının, bir birim alana nüfuz eden manyetik indüksiyon çizgilerinin sayısını karakterize ettiğini söyleyebiliriz. Manyetik akı ölçülür Weberch (Wb).

Manyetik geçirgenlik- katsayı belirleme manyetik özelliklerÇarşamba. Alanın manyetik indüksiyonunun bağlı olduğu parametrelerden biri manyetik geçirgenliktir.

Gezegenimiz birkaç milyar yıldır büyük bir mıknatıs oldu. Dünyanın manyetik alanının indüksiyonu, koordinatlara bağlı olarak değişir. Ekvatorda, Tesla'nın yaklaşık 3.1 çarpı 10 üzeri eksi beşinci kuvvetidir. Ek olarak, alanın değeri ve yönünün komşu bölgelerden önemli ölçüde farklı olduğu manyetik anomaliler vardır. Gezegendeki en büyük manyetik anomalilerden bazıları şunlardır: Kursk ve Brezilya manyetik anomalileri.

Dünyanın manyetik alanının kökeni bilim adamları için hala bir gizemdir. Alanın kaynağının Dünya'nın sıvı metal çekirdeği olduğu varsayılmaktadır. Çekirdek hareket ediyor, yani erimiş demir-nikel alaşımı hareket ediyor ve yüklü parçacıkların hareketi bir manyetik alan oluşturan elektrik akımıdır. Sorun şu ki bu teori ( jeodinamo) alanın nasıl sabit tutulduğunu açıklamaz.

Dünya devasa bir manyetik dipoldür. Manyetik kutuplar, yakın olmalarına rağmen coğrafi kutuplarla örtüşmez. Üstelik dünyanın manyetik kutupları hareket etmektedir. Yer değiştirmeleri 1885'ten beri kaydedildi. Örneğin, son yüz yılda Güney Yarımküre'deki manyetik kutup neredeyse 900 kilometre değişti ve şimdi Güney Okyanusu'nda. Arktik Yarımküre'nin kutbu, Arktik Okyanusu boyunca Doğu Sibirya Manyetik Anomalisine doğru hareket ediyor, hareketinin hızı (2004 verilerine göre) yılda yaklaşık 60 kilometre idi. Şimdi kutupların hareketinde bir hızlanma var - ortalama olarak hız yılda 3 kilometre artıyor.

Dünyanın manyetik alanının bizim için önemi nedir? Her şeyden önce, Dünya'nın manyetik alanı gezegeni kozmik ışınlardan ve güneş rüzgarından korur. Uzak uzaydan gelen yüklü parçacıklar doğrudan dünyaya düşmez, dev bir mıknatıs tarafından saptırılır ve kuvvet çizgileri boyunca hareket eder. Böylece tüm canlılar zararlı radyasyondan korunur.

Dünya tarihi boyunca birçok ters çevirmeler(değişiklikler) manyetik kutuplar. Kutup ters çevirme- bu, yer değiştirdikleri zamandır. Son kez bu fenomen yaklaşık 800 bin yıl önce meydana geldi ve Dünya tarihinde 400'den fazla jeomanyetik tersine dönüş oldu.Bazı bilim adamları, manyetik kutupların gözlemlenen ivmesi göz önüne alındığında, kutupların bir sonraki tersine çevrilmesinin beklenmesi gerektiğine inanıyor. birkaç bin yıl.

Neyse ki, yüzyılımızda kutupların tersine dönmesi beklenmiyor. Bu, manyetik alanın temel özelliklerini ve özelliklerini göz önünde bulundurarak, Dünya'nın eski güzel sabit alanında hoş olanı düşünebileceğiniz ve hayattan zevk alabileceğiniz anlamına gelir. Ve bunu yapabilmeniz için, eğitim çabalarının bir kısmını güvenle emanet edebileceğiniz yazarlarımız var! ve diğer çalışma türleri linkten sipariş verebilirsiniz.

Manyetik alanlar doğada ortaya çıkar ve yapay olarak oluşturulabilir. Adam onları fark etti. faydalı özellikler başvurmayı öğrendiğim Gündelik Yaşam... Manyetik alanın kaynağı nedir?

Manyetik alan teorisi nasıl gelişti?

Bazı maddelerin manyetik özellikleri antik çağda fark edildi, ancak asıl çalışmaları ortaçağ Avrupa'sında başladı. Fransa Peregrine'den bir bilim adamı, küçük çelik iğneler kullanarak, manyetik kuvvet çizgilerinin belirli noktalarda - kutuplarda kesiştiğini keşfetti. Sadece üç yüzyıl sonra, bu keşfin rehberliğinde Gilbert, çalışmasına devam etti ve ardından Dünya'nın kendi manyetik alanına sahip olduğu hipotezini savundu.

Manyetizma teorisinin hızlı gelişimi, Ampere'nin bir elektrik alanının manyetik alanın oluşumu üzerindeki etkisini ve Faraday'ın keşfini keşfettiği ve tanımladığı 19. yüzyılın başlarından itibaren başladı. elektromanyetik indüksiyon ters bir ilişki kurmuştur.

manyetik alan nedir

Manyetik alan, hareket halindeki elektrik yükleri veya manyetik momenti olan cisimler üzerinde güçlü bir etkiyle kendini gösterir.

Elektrik akımının geçtiği iletkenler;
Kalıcı mıknatıslar;
Değişen elektrik alanı.

Bir manyetik alanın ortaya çıkmasının temel nedeni, tüm kaynaklar için aynıdır: elektrik mikro yükleri - elektronlar, iyonlar veya protonlar kendi manyetik momentlerine sahiptir veya yönlü hareket halindedir.

Önemli! Elektrik ve manyetik alanlar zamanla değişiyor. Bu ilişki Maxwell denklemleri tarafından belirlenir.

Manyetik alan özellikleri

Manyetik alanın özellikleri şunlardır:

Manyetik akı, belirli bir kesitten bir manyetik alanın kaç kuvvet çizgisinin geçtiğini belirleyen skaler bir nicelik. F harfi ile gösterilir. Formül ile hesaplanır:

F = B x S x cos α,

B manyetik indüksiyon vektörüdür, S kesittir, α vektörün kesit düzlemine çizilen dikeye olan eğim açısıdır. Ölçüm birimi - weber (Wb);

Manyetik indüksiyon vektörü (B), yük taşıyıcılara etki eden kuvveti gösterir. Yan tarafa yönlendirilir Kuzey Kutbu olağan manyetik iğnenin işaret ettiği yer. Nicel olarak, manyetik indüksiyon tesla (T) cinsinden ölçülür;
Gerilim MP (N). Çeşitli ortamların manyetik geçirgenliği ile belirlenir. Bir boşlukta, geçirgenlik birlik olarak alınır. Gerilim vektörünün yönü, manyetik indüksiyonun yönü ile çakışmaktadır. Ölçü birimi A / m'dir.

Bir manyetik alan nasıl hayal edilir

Kalıcı bir mıknatıs örneğinde bir manyetik alanın tezahürünü görmek kolaydır. İki kutbu vardır ve oryantasyona bağlı olarak iki mıknatıs çeker veya iter. Manyetik alan, bu sırada meydana gelen süreçleri karakterize eder:

MP matematiksel olarak bir vektör alanı olarak tanımlanır. Her biri pusula iğnesinin kuzey kutbuna doğru yönlendirilmiş ve manyetik kuvvete bağlı bir uzunluğa sahip olan birçok manyetik indüksiyon B vektörü vasıtasıyla oluşturulabilir;
Bunu temsil etmenin alternatif bir yolu da ley çizgilerini kullanmaktır. Bu çizgiler asla kesişmez, hiçbir yerde başlamaz veya durmaz, kapalı döngüler oluşturur. MF çizgileri, manyetik alanın en güçlü olduğu daha sık alanlarda birleşir.

Önemli! Kuvvet çizgilerinin yoğunluğu, manyetik alanın gücünü gösterir.

MT gerçekte görülmese de, MP'ye demir talaşları yerleştirerek kuvvet çizgileri gerçek dünyada kolayca görselleştirilebilir. Her parçacık, kuzey ve güney kutbuna sahip küçük bir mıknatıs gibi davranır. Sonuç, kuvvet çizgilerine benzer bir modeldir. Bir kişi MP'nin etkisini hissedemez.

Manyetik alan ölçümü

Bu bir vektör miktarı olduğundan, MF'yi ölçmek için iki parametre vardır: kuvvet ve yön. Tarlaya bağlı bir pusula ile yönü ölçmek kolaydır. Bir örnek, dünyanın manyetik alanına yerleştirilmiş bir pusuladır.

Diğer özellikleri ölçmek çok daha zordur. Pratik manyetometreler 19. yüzyıla kadar ortaya çıkmadı. Çoğu, elektronun MP boyunca hareket ederken algıladığı kuvveti kullanarak çalışır.

Düşük manyetik alanların çok hassas ölçümü, 1988'de lamine malzemelerde dev manyeto direncin keşfinden bu yana mümkün hale geldi. Temel fizikteki bu keşif, bilgisayarlarda veri depolamak için hızlı bir şekilde manyetik sabit disk teknolojisine uygulandı ve sadece birkaç yıl içinde depolama kapasitesinde bin kat artış sağlandı.

Geleneksel ölçüm sistemlerinde MF, testlerde (T) veya gauss (G) cinsinden ölçülür. 1 T = 10000 G. Gauss, Tesla çok büyük bir alan olduğu için sıklıkla kullanılır.

İlginç. Buzdolabının üzerindeki küçük bir mıknatıs, 0.001 T'ye eşit bir MF oluşturur ve Dünya'nın manyetik alanı ortalama olarak 0.00005 T'dir.

Manyetik alanın oluşumunun doğası

Manyetizma ve manyetik alanlar elektromanyetik kuvvetin tezahürleridir. İki tane olası yollar Hareket halindeki enerji yükünün ve dolayısıyla manyetik alanın nasıl organize edileceği.

Birincisi, bir akım kaynağına bir tel bağlamaktır, etrafında bir MF oluşur.

Önemli! Akım (hareket halindeki yük sayısı) arttıkça, MF orantılı olarak artar. Telden uzaklaştıkça alan mesafeye bağlı olarak azalır. Bu Ampere yasası ile açıklanır.

Daha yüksek manyetik geçirgenliğe sahip bazı malzemeler, manyetik alanları yoğunlaştırma yeteneğine sahiptir.

Manyetik alan bir vektör olduğu için yönünün belirlenmesi gerekir. Düz bir telden geçen normal bir akım için yön sağ el kuralı ile bulunabilir.

Kuralı kullanmak için telin sağ ele sarıldığını ve baş parmak akımın yönünü gösterir. Daha sonra diğer dört parmak, iletken etrafındaki manyetik indüksiyon vektörünün yönünü gösterecektir.

Manyetik alan yaratmanın ikinci yolu, bazı maddelerde kendi manyetik momentine sahip elektronların görünmesi gerçeğini kullanmaktır. Kalıcı mıknatıslar şu şekilde çalışır:

Atomların çoğu zaman birçok elektronu olmasına rağmen, genellikle çiftin toplam manyetik alanı iptal edilecek şekilde bağlanırlar. Bu şekilde eşleştirilmiş iki elektronun zıt spinli olduğu söylenir. Bu nedenle, bir şeyi manyetize etmek için aynı dönüşe sahip bir veya daha fazla elektrona sahip atomlara ihtiyacınız vardır. Örneğin, demirin bu tür dört elektronu vardır ve mıknatıs yapmak için uygundur;
Atomlardaki milyarlarca elektron rastgele yönlendirilebilir ve malzemede kaç tane eşleşmemiş elektron olursa olsun toplam MF olmayacaktır. Elektronların genel olarak tercih edilen bir yönelimini sağlamak için düşük sıcaklıklarda kararlı olmalıdır. Yüksek manyetik geçirgenlik, MF'nin etkisi dışında belirli koşullar altında bu tür maddelerin manyetizasyonunu belirler. Bunlar ferromıknatıslardır;
Diğer malzemeler, harici bir MF varlığında manyetik özellikler sergileyebilir. Dış alan, MF'nin çıkarılmasından sonra kaybolan tüm elektron dönüşlerini hizalamaya hizmet eder. Bu maddeler paramagnetlerdir. Buzdolabı kapısı metali bir paramagnet örneğidir.

Dünya, yükü zıt işarete sahip olan kapasitör plakaları şeklinde temsil edilebilir: "eksi" - y dünya yüzeyi ve "artı" - iyonosferde. Aralarında bir yalıtım pedi olarak atmosferik hava bulunur. Dev kapasitör, Dünya'nın MF'sinin etkisi nedeniyle sabit bir şarj sağlar. Bu bilgiyi kullanarak, Dünyanın manyetik alanından elektrik enerjisi elde etmek için bir şema oluşturabilirsiniz. Doğru, sonuç düşük voltaj değerleri olacaktır.

Almak zorunda:

topraklama cihazı;
tel;
Tesla'nın yüksek frekanslı salınımlar üretebilen ve havayı iyonize eden bir korona deşarjı oluşturabilen transformatörü.

Tesla'nın bobini bir elektron yayıcı görevi görecek. Tüm yapı birbirine bağlanmıştır ve yeterli bir potansiyel farkı sağlamak için transformatör önemli bir yüksekliğe yükseltilmelidir. Böylece içinden küçük bir akımın geçeceği bir elektrik devresi oluşturulacaktır. Almak çok sayıda Bu cihazı kullanarak elektrik imkansızdır.

Elektrik ve manyetizma, insanların etrafındaki birçok dünyaya hükmediyor: doğadaki en temel süreçlerden son teknoloji elektronik cihazlara kadar.

Video

Manyetizma eski zamanlardan beri çalışılmaktadır ve son iki yüzyılda modern uygarlığın temeli haline gelmiştir.

Alexey Levin

İnsanlık, en az üç buçuk bin yıldır manyetik fenomenler hakkında bilgi topluyor (elektrik kuvvetlerinin ilk gözlemleri bin yıl sonra gerçekleşti). Dört yüz yıl önce, fiziğin şafağında, maddelerin manyetik özellikleri elektriksel olanlardan ayrıldı, ardından uzun bir süre her ikisi de bağımsız olarak incelendi. 19. yüzyılın ortalarında birleşik bir elektromanyetik fenomen teorisinin temeli haline gelen deneysel ve teorik temel bu şekilde yaratıldı. olağandışı özellikler doğal mineral manyetit (manyetik demir cevheri, Fe3O4) Mezopotamya'da Bronz Çağı kadar erken bir tarihte biliniyordu. Ve demir metalurjisinin ortaya çıkmasından sonra, manyetitin demir ürünleri çektiğini fark etmemek imkansızdı. Bu çekiciliğin nedenleri, bunu bu mineralin özel canlı doğasıyla açıklayan Yunan felsefesi Thales of Miletus'un (MÖ yaklaşık 640-546) babası tarafından zaten düşünülmüştü (Thales ayrıca yün üzerine sürülen kehribarın kuru yaprakları ve küçük meyveleri çektiğini de biliyordu). çipler ve bu nedenle ona manevi güç kazandırdı). Daha sonra Yunan düşünürler, manyetit ve demiri saran ve onları birbirine çeken görünmez buharlardan bahsettiler. "Mıknatıs" kelimesinin kendisinin de Yunan köklerine sahip olması şaşırtıcı değildir. Büyük olasılıkla, Küçük Asya'da manyetitin biriktiği bir şehir olan Magnesia-y-Sipila'nın adına geri dönüyor. Yunan şairi Nikandr, asasının demir ucunu kendine doğru çeken bir kayanın yanında bulunan çoban Magnis'ten bahsetmiştir, ancak bu, büyük olasılıkla, sadece güzel bir efsanedir.

Doğal mıknatıslar da ilgi gördü Antik Çin... MÖ 240 tarihli "Usta Liu'nun İlkbahar ve Sonbahar Kayıtları" adlı tezde manyetitin demiri çekme yeteneğinden bahsedilir. Bir asır sonra Çinliler manyetitin bakır veya seramik üzerinde hiçbir etkisinin olmadığını fark ettiler. VII-VIII yüzyıllarda. / bm9icg ===> ekah serbestçe asılı duran manyetize bir demir iğnenin Kuzey Yıldızı'na döndüğünü öğrendiler. Sonuç olarak, 11. yüzyılın ikinci yarısında Çin'de gerçek deniz pusulaları ortaya çıktı; Avrupalı denizciler yüz yıl sonra onlara hakim oldu. Aynı zamanda, Çinliler manyetize edilmiş iğnenin kuzey yönünün doğusunu gösterdiğini keşfettiler ve böylece açıldılar. manyetik sapma, bu konuda sadece 15. yüzyılda bu sonuca varan Avrupalı denizcilerin çok ötesinde.

Küçük mıknatıslar

Bir ferromıknatısta, atomların içsel manyetik momentleri paralel olarak hizalanır (bu yönelimin enerjisi minimumdur). Sonuç olarak, manyetize bölgeler oluşur, alanlar mikroskobik (10−4-10−6 m) kalıcı mıknatıslardır ve alan duvarlarıyla ayrılır. Harici bir manyetik alanın yokluğunda, alanların manyetik momentleri ferromanyet içinde rastgele yönlendirilir; dış alanda, sınırlar kaymaya başlar, böylece alana paralel momentlere sahip alanlar diğerlerinin yerini alır - ferromanyet mıknatıslanmış.

Manyetizma biliminin kökeni

Doğal mıknatısların özelliklerinin Avrupa'da ilk tanımı Fransız Pierre de Maricourt tarafından yapılmıştır. 1269'da İtalya'nın Lucera kentini kuşatan Sicilya Kralı Anjou Kralı Charles'ın ordusunda görev yaptı. Oradan Picardia'daki arkadaşına, manyetik demir cevheri ile yaptığı deneyleri anlattığı "Mıknatıs Üzerine Mektup" (Epistola de Magnete) olarak bilim tarihine geçen bir belge gönderdi. Marikur, her manyetit parçasında demiri özellikle güçlü bir şekilde çeken iki bölge olduğunu fark etti. Bu bölgeler ve gök küresinin kutupları arasında bir paralel gördü ve maksimum manyetik kuvvet bölgeleri için isimlerini aldı - bu yüzden şimdi kuzey ve güney manyetik kutuplarından bahsediyoruz. Marikour, bir manyetiti ikiye bölerseniz, her parçanın kendi kutupları olduğunu yazar. Marikur, manyetit parçaları arasında hem çekim hem de itmenin gerçekleştiğini doğrulamakla kalmadı (bu zaten biliniyordu), aynı zamanda bu etkiyi ilk kez karşıt (kuzey ve güney) veya benzer kutuplar arasındaki etkileşimle ilişkilendirdi.

Birçok bilim tarihçisi, Marikur'u Avrupa deneysel biliminin tartışmasız öncüsü olarak görüyor. Her durumda, manyetizma üzerine notları düzinelerce kopya halinde çıktı ve baskının ortaya çıkmasından sonra ayrı bir broşür olarak yayınlandı. 17. yüzyıla kadar birçok doğa bilimci tarafından saygıyla alıntılandılar. Bu eser, 1600'de (olması gerektiği gibi, Latince olarak) harika bir eser yayınlayan İngiliz doğa bilimci ve doktor (Kraliçe Elizabeth ve onun halefi James I'in doktoru) William Gilbert tarafından iyi biliniyordu "On the Magnet, manyetik cisimler ve büyük bir mıknatıs - Dünya. " Bu kitapta Hilbert, yalnızca doğal mıknatısların ve manyetize edilmiş demirin özellikleri hakkında neredeyse tüm bilinen bilgileri vermekle kalmadı, aynı zamanda karasal manyetizmanın ana özelliklerini yeniden ürettiği bir manyetit top ile kendi deneylerini de açıkladı. Örneğin, böyle bir "küçük Dünya"nın (Latin terrella) her iki manyetik kutbunda da pusula iğnesinin yüzeyine dik, ekvatorda - paralel ve orta enlemlerde - bir ara konumda yerleştirildiğini buldu. Böylece Hilbert, varlığı Avrupa'da yarım yüzyıldan fazla bir süredir bilinen manyetik eğilimi modelledi (1544'te bu fenomen ilk olarak Nürnberg mekaniği Georg Hartmann tarafından tanımlandı).

Navigasyonda bir devrim. Pusula, deniz seyrüseferinde devrim yaratarak, küresel seyahati yalnızca izole bir olay değil, düzenli bir rutin haline getirdi.

Hilbert, topun ideal olarak pürüzsüz olmayan yüzeyine atfettiği jeomanyetik sapmayı modelinde yeniden üretti (ve bu nedenle gezegen ölçeğinde bu etkiyi kıtaların çekiciliği ile açıkladı). Yüksek derecede ısıtılmış demirin manyetik özelliklerini kaybettiğini, ancak soğutulduğunda geri kazanıldığını buldu. Son olarak Hilbert, bir mıknatısın çekimi ile elektriksel kuvvet (Latince kehribar elektrum) adını verdiği ovuşturulmuş kehribarın çekimi arasında net bir ayrım yapan ilk kişiydi. Genel olarak, hem çağdaşları hem de torunları tarafından takdir edilen son derece yenilikçi bir çalışmaydı. Hilbert'in dünyanın "büyük bir mıknatıs" olarak kabul edilmesi gerektiği iddiası, dünya hakkında ikinci temel bilimsel sonuç oldu. fiziki ozellikleri gezegenimiz (ilki, Antik Çağ'da yapılan küreselliğinin keşfidir).

İki asırlık ara

Hilbert'ten sonra, manyetizma bilimi, M.Ö. erken XIX yüzyılda çok az ilerlemiştir. Bu süre zarfında yapılanlar bir yandan kelimenin tam anlamıyla sayılabilir. 1640'ta Galileo'nun öğrencisi Benedetto Castelli, manyetitin çekiciliğini, bileşimindeki birçok küçük manyetik parçacığın varlığıyla açıkladı - manyetizmanın doğasının atomik düzeyde aranması gerektiğine dair ilk ve çok kusurlu tahmin. Hollandalı Sebald Brugmans 1778'de bizmut ve antimonun manyetik bir iğnenin kutuplarından püskürtüldüğünü fark etti - bu ilk örnekti fiziksel fenomen 67 yıl sonra Faraday buna diamagnetizma adını verdi. 1785'te Charles-Augustin Coulomb, bir burulma terazisi üzerinde hassas ölçümler yoluyla, manyetik kutupların etkileşim kuvvetinin, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olduğunu gösterdi - tıpkı elektrik yükleri arasındaki etkileşim kuvveti gibi (1750'de, İngiliz John Michell de benzer bir sonuca vardı, ancak Coulomb sonucu çok daha güvenilir).

Ama o yıllarda elektrik çalışması taşındı sıçramalar ve sınırlarla... Bunu açıklamak zor değil. Doğal mıknatıslar, manyetik kuvvetin tek birincil kaynağı olarak kaldı - bilim başkalarını bilmiyordu. Güçleri sabittir, değiştirilemez (ısıtma ile yok edilmedikçe), bırakın istendiğinde üretilemez. Bu durumun deneycilerin olanaklarını ciddi biçimde sınırladığı açıktır.

Elektrik alınıp depolanabildiği için çok daha avantajlı bir konumdaydı. İlk jeneratör statik yükler 1663 yılında Magdeburg'un belediye başkanı Otto von Guericke tarafından yaptırılmıştır (ünlü Magdeburg yarım küreleri de onun buluşudur). Bir asır sonra, bu tür jeneratörler o kadar yaygınlaştı ki, yüksek sosyete resepsiyonlarında bile gösterildiler. 1744'te Alman Ewald Georg von Kleist ve biraz sonra Hollandalı Peter van Muschenbruck, ilk elektrik kondansatörü olan Leyden kavanozunu icat etti; aynı zamanda ilk elektrometreler ortaya çıktı. Sonuç olarak, 18. yüzyılın sonunda bilim, elektrik hakkında başlangıçta olduğundan çok daha fazlasını biliyordu. Ancak bu manyetizma hakkında söylenemezdi.

Ve sonra her şey değişti. 1800 yılında Alessandro Volta ilk kimyasal kaynağı icat etti. elektrik akımı- volt kutbu olarak da bilinen bir galvanik pil. Bundan sonra, elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantının keşfi an meselesiydi. Fransız kimyager Nicolas Gautereau, akımı olan iki paralel telin birbirini çektiğini fark ettiğinde, gelecek yıl gibi erken bir tarihte gerçekleşmiş olabilirdi. Ancak ne o, ne büyük Laplace, ne de daha sonra bu fenomeni gözlemleyen olağanüstü deneysel fizikçi Jean-Baptiste Biot, buna hiç önem vermedi. Bu nedenle, haklı olarak öncelik, uzun zaman önce böyle bir bağlantının varlığını varsayan ve uzun yıllar onu aramaya adayan bilim adamına gitti.

Kopenhag'dan Paris'e

Herkes Hans Christian Andersen'ın hikayelerini ve hikayelerini okur, ancak The Naked King ve Thumbelina'nın gelecekteki yazarı on dört yaşında bir genç olarak Kopenhag'a ulaştığında, çift adaşının şahsında bir arkadaş ve patron bulduğunu çok az kişi bilir. Kopenhag Üniversitesi'nde sıradan bir fizik ve kimya profesörü olan Hans Christian Oersted. Ve her ikisi de ülkelerini tüm dünyaya yüceltti.

Ampere manyetik alanların çeşitliliği, akımla paralel iletkenler arasındaki etkileşimi inceledi. Fikirleri, manyetik alan çizgileri kavramını öneren Faraday tarafından geliştirildi.

1813'ten beri Oersted, oldukça bilinçli olarak elektrik ve manyetizma arasında bir bağlantı kurmaya çalışıyor (bütün doğal güçlerin bir iç birliğine sahip olduğuna inanan büyük filozof Immanuel Kant'ın bir yandaşıydı). Oersted, pusulaları gösterge olarak kullandı, ancak uzun süre boşuna. Oersted, akımın manyetik gücünün kendisine paralel olmasını bekledi ve maksimum tork elde etmek için elektrik telini pusula iğnesine dik olarak konumlandırdı. Doğal olarak, ok akımın açılmasına tepki vermedi. Ve sadece 1820 baharında, bir ders sırasında, Oersted oka paralel bir tel çekti (ya bundan ne çıkacağını görmek için ya da yeni bir hipotezi vardı - fizik tarihçileri hala bunu tartışıyor). Ve burada ok sallandı - çok fazla değil (Oersted'in düşük güçlü pili vardı), ancak yine de fark edilir.

Doğru, büyük keşif henüz gerçekleşmemişti. Nedense Oersted deneylere üç ay ara verdi ve yalnızca Temmuz ayında onlara geri döndü. Ve o zaman "elektrik akımının manyetik etkisinin bu akımı çevreleyen daireler boyunca yönlendirildiğini" fark etti. Bu paradoksal bir sonuçtu, çünkü daha önce dönen kuvvetler ne mekanikte ne de fiziğin başka bir dalında görünmüyordu. Oersted bulgularını bir makalede özetledi ve 21 Temmuz'da birkaç kişiye gönderdi. bilimsel dergiler... Sonra artık elektromanyetizma ile ilgilenmedi ve röle diğer bilim adamlarına geçti. Bunu ilk kabul edenler Parisliler oldu. 4 Eylül'de ünlü fizikçi ve matematikçi Dominic Arago, Bilimler Akademisi toplantısında Oersted'in keşfinden bahsetti. Meslektaşı André-Marie Ampere, akımların manyetik hareketini ele almaya karar verdi ve hemen ertesi gün deneylere başladı. Her şeyden önce, Oersted'in deneylerini tekrarladı ve doğruladı ve Ekim ayının başında, akımlar içlerinden aynı yönde akıyorsa paralel iletkenlerin çekildiğini ve zıt yönlerde ise itildiğini keşfetti. Ampere, paralel olmayan iletkenler arasındaki etkileşimi inceledi ve bunu formülle (Amper yasası) sundu. Ayrıca, akımı olan sargılı iletkenlerin bir pusula iğnesi gibi bir manyetik alanda döndüğünü gösterdi (ve bu arada bir solenoid - manyetik bir bobin icat etti). Son olarak, cesur bir hipotez ortaya koydu: manyetik hareketlerinin nedeni olan manyetize malzemelerin içinde sürekli mikroskobik paralel dairesel akımlar akar. Aynı zamanda, Bio ve Felix Savard ortaklaşa bir matematiksel ilişki tanımladılar ve bu ilişki tarafından yaratılan manyetik alanın yoğunluğunu belirlemeyi mümkün kıldı. doğru akım(Bio-Savard yasası).

Çalışılan etkilerin yeniliğini vurgulamak için Ampere "elektrodinamik fenomen" terimini önerdi ve yayınlarında sürekli kullandı. Ancak bu, modern anlamda henüz elektrodinamik değildi. Oersted, Ampere ve meslektaşları, statik akım oluşturan doğru akımlarla çalıştılar. manyetik kuvvetler... Fizikçilerin yalnızca gerçekten dinamik durağan olmayan elektromanyetik süreçleri keşfetmesi ve açıklaması gerekiyordu. Bu sorun 1830-1870'lerde çözüldü. Avrupa'dan yaklaşık bir düzine araştırmacı (Rusya dahil - Lenz'in kuralını hatırlayın) ve ABD'nin bunda parmağı vardı. Bununla birlikte, ana değer şüphesiz İngiliz biliminin iki devine aittir - Faraday ve Maxwell.

Londra tandem

Michael Faraday için 1821 gerçekten kader yılıydı. Londra Kraliyet Enstitüsü Müfettişliği'nin gıpta edilen pozisyonunu aldı ve aslında, dünya bilim tarihinde eşsiz bir yer aldığı için yanlışlıkla bir araştırma programı başlattı.

Manyetik ve öyle değil. Bir dış manyetik alandaki farklı maddeler farklı davranır, bunun nedeni atomların içsel manyetik momentlerinin farklı davranışıdır. En iyi bilinenleri ferromıknatıslardır, paramanyetler, antiferromıknatıslar ve ferrimıknatısların yanı sıra atomları kendi manyetik momentlerine sahip olmayan diamanyetler vardır (dış bir alanda "alan karşısında" zayıf bir şekilde mıknatıslanırlar).

Bu böyle oldu. Annals of Philosophy dergisinin editörü Richard Phillips, Faraday'ı akımın manyetik hareketi üzerine yeni bir çalışma hakkında eleştirel bir inceleme yazmaya davet etti. Faraday sadece bu tavsiyeyi takip etmekle ve "Elektromanyetizmanın Tarihsel Taslağı"nı yayınlamakla kalmadı, aynı zamanda uzun yıllara yayılan kendi araştırmasını da başlattı. İlk olarak, Ampere gibi, Oersted'in deneyini tekrarladı ve ardından devam etti. 1821'in sonunda, akım taşıyan bir iletkenin bir şerit mıknatısın etrafında döndüğü ve başka bir mıknatısın ikinci bir iletkenin etrafında döndüğü bir cihaz yaptı. Faraday, hem mıknatısın hem de canlı telin eşmerkezli kuvvet çizgileri ile çevrelendiğini ve bunların güçlerini belirlediğini öne sürdü. mekanik darbe... Faraday'ın kendisi böyle bir terim kullanmamış olsa da, bu zaten bir manyetik alan kavramının embriyosuydu.

İlk başta, gözlemleri açıklamak için uygun bir yöntem olarak kuvvet çizgilerine saygı duydu, ancak zamanla fiziksel gerçekliklerine ikna oldu (özellikle onları mıknatıslar arasına dağılmış demir talaşları yardımıyla gözlemlemenin bir yolunu bulduğundan beri). 1830'ların sonlarında, kalıcı mıknatısların ve akım iletkenlerinin kaynağı olan enerjinin, kuvvet çizgileriyle dolu bir boşlukta dağıldığını açıkça fark etti. Aslında Faraday, çağdaşlarından önemli ölçüde önde olduğu alan teorik terimlerle zaten düşündü.

Ama asıl keşfi başka bir şeydi. Ağustos 1831'de Faraday, manyetizmanın bir elektrik akımı üretmesini sağladı. Cihazı, iki zıt sargılı bir demir halkadan oluşuyordu. Spirallerden biri bir elektrik piline, diğeri ise manyetik pusulanın üzerinde bulunan bir iletkene bağlanabiliyordu. İlk bobinden bir doğru akım akıyorsa ok konumunu değiştirmedi, ancak açılıp kapatıldığında sallandı. Faraday, bu sırada, manyetik alan çizgilerinin ortaya çıkması veya kaybolması nedeniyle ikinci sargıda elektrik darbelerinin ortaya çıktığını fark etti. Başka bir deyişle, manyetik alandaki değişikliklerin elektromotor kuvvetin nedeni olduğunu keşfetti. Bu etki Amerikalı fizikçi Joseph Henry tarafından da keşfedildi, ancak sonuçlarını Faraday'dan sonra yayınladı ve bu kadar ciddi teorik sonuçlar çıkarmadı.

Elektromıknatıslar ve solenoidler, onsuz hayal etmek imkansız olan birçok teknolojinin merkezinde yer alır. modern uygarlık: güç üreten jeneratörlerden, elektrik motorlarından, transformatörlerden radyo iletişimine ve genel olarak neredeyse tüm modern elektroniklere.

Faraday, yaşamının sonlarına doğru elektromanyetizma hakkındaki yeni bilgilerin matematiksel bir formülasyona ihtiyaç duyduğu sonucuna vardı. Bu görevin, İskoçya'nın Aberdeen kentindeki Marishal Koleji'nde Kasım 1857'de yazdığı genç bir profesör olan James Clerk Maxwell'e bağlı olduğuna karar verdi. Ve Maxwell, elektromanyetizma hakkındaki tüm bilgileri gerçekten tek bir matematikleştirilmiş teoride birleştirdi. Bu çalışma, esas olarak, profesör olduğu 1860'ların ilk yarısında yapıldı. doğal felsefe Londra King's College. konsept elektromanyetik alanİlk olarak 1864'te Londra Kraliyet Cemiyeti'ne sunulan bir anı kitabında ortaya çıktı. Maxwell bu terimi "uzayda elektriksel veya manyetik durum”, Ve bu alanın boş veya her türlü madde ile dolu olabileceğini özellikle vurguladı.

Maxwell'in çalışmalarının ana sonucu, elektromanyetik olayları birbirine bağlayan bir denklem sistemiydi. 1873'te yayınlanan Elektrik ve Manyetizma Üzerine Bir İnceleme'de onları şöyle adlandırdı: genel denklemler elektromanyetik alan ve bugün bunlara Maxwell denklemleri deniyor. Daha sonra, bir kereden fazla genelleştirildiler (örneğin, çeşitli ortamlardaki elektromanyetik fenomenleri tanımlamak için) ve ayrıca giderek daha mükemmel matematiksel formalizm kullanılarak yeniden yazıldılar. Maxwell ayrıca bu denklemlerin, özel bir durumu görünür ışık olan sönümlenmemiş kesme dalgalarını içeren çözümleri kabul ettiğini gösterdi.

Maxwell'in teorisi, manyetizmayı elektrik akımları arasındaki özel bir etkileşim türü olarak sundu. kuantum fiziği XX yüzyıl bu resme sadece iki yeni an ekledi. Artık elektromanyetik etkileşimlerin fotonlar tarafından taşındığını ve elektronların ve diğer pek çok şeyin taşındığını biliyoruz. temel parçacıklar kendi manyetik anları vardır. Manyetizma alanındaki tüm deneysel ve teorik çalışmalar bu temele dayanmaktadır.

Elektrik ve manyetik fenomenler eski zamanlardan beri insanlık tarafından biliniyordu, sonuçta şimşek gördüler ve birçok eski insan bazı metalleri çeken mıknatısları biliyordu. 4000 yıl önce icat edilen Bağdat pili, insanlığın günümüzden çok önce elektriği kullandığının ve görünüşe göre nasıl çalıştığını bildiğinin kanıtlarından biridir. Bununla birlikte, 19. yüzyılın başlarına kadar elektrik ve manyetizmanın her zaman birbirinden ayrı düşünüldüğü, ilişkisiz olgular olarak ele alındığı ve fiziğin farklı dallarına ait olduğu düşünülmektedir.

Manyetik alan çalışması 1269'da Fransız bilim adamı Peter Peregrin'in (Mericourt şövalyesi Pierre) çelik iğneler kullanarak küresel bir mıknatısın yüzeyindeki manyetik alanı fark etmesi ve ortaya çıkan manyetik alan çizgilerinin iki noktada kesiştiğini belirlemesiyle başladı. Dünya'nın kutuplarına benzeterek "kutuplar" olarak adlandırdı.

Oersted, deneylerinde sadece 1819'da bir iletkenin yanında bulunan bir pusulanın iğnesinin bir akımla sapmasını keşfetti ve daha sonra bilim adamı elektrik ve manyetik fenomenler arasında belirli bir ilişki olduğu sonucuna vardı.

5 yıl sonra, 1824 yılında Ampere, akım taşıyan bir iletkenin bir mıknatıs ile etkileşimini ve iletkenlerin kendi aralarındaki etkileşimini matematiksel olarak şu şekilde tarif edebilmiştir: düzgün bir manyetik alanda, iletkenin uzunluğu ile orantılıdır, akım manyetik indüksiyon vektörü ile iletken arasındaki açının sinüsüdür.

Bir mıknatısın bir akım üzerindeki etkisi ile ilgili olarak, Ampere, kalıcı bir mıknatısın içinde, akım taşıyan bir iletkenin manyetik alanı ile etkileşime giren, mıknatısın manyetik alanını oluşturan mikroskobik kapalı akımların bulunduğunu öne sürdü.

Örneğin, bir iletkenin yanında kalıcı bir mıknatısı hareket ettirerek, içinde titreşimli bir akım elde edebilirsiniz ve ikinci bobinin bulunduğu ortak demir çekirdek üzerindeki bobinlerden birine titreşimli bir akım sağlayarak, titreşimli bir akım olacaktır. ikinci bobinde de görünür.

33 yıl sonra, 1864'te Maxwell, matematiksel olarak zaten bilinen elektriksel ve manyetik olayları genelleştirebildi - elektromanyetik alan teorisi, elektromanyetik alanın birbirine bağlı elektrik ve manyetik alanları içerdiğine göre. Böylece, Maxwell sayesinde, elektrodinamikte önceki deneylerin sonuçlarını bilimsel ve matematiksel olarak birleştirmek mümkün oldu.

Maxwell'in bu önemli sonuçlarının bir sonucu, prensipte, elektromanyetik alandaki herhangi bir değişikliğin, uzayda ve dielektrik ortamda belirli bir sonlu hızla yayılan elektromanyetik dalgalar üretmesi gerektiği ve bu dalgaların manyetik ve dielektrik geçirgenliklerine bağlı olduğu öngörüsüdür. dalga yayılma ortamı.

Bir boşluk için, bu hızın ışık hızına eşit olduğu ortaya çıktı, bununla bağlantılı olarak Maxwell ışığın da bir elektromanyetik dalga olduğunu öne sürdü ve bu varsayım daha sonra doğrulandı (Jung, Oersted'inkinden çok önce ışığın dalga doğasına işaret etmesine rağmen). deneyler).

Maxwell ise elektromanyetizmanın matematiksel temelini oluşturdu ve 1884'te ünlü Maxwell denklemleri modern biçimde ortaya çıktı. 1887'de Hertz, Maxwell'in alıcının verici tarafından gönderilen elektromanyetik dalgaları kaydedeceği teorisini doğruladı.

Klasik elektrodinamik, elektromanyetik alanların incelenmesiyle ilgilenir. Kuantum elektrodinamiği çerçevesinde, elektromanyetik radyasyon, elektromanyetik etkileşimin taşıyıcı parçacıklar - fotonlar - bir elektromanyetik alanın temel kuantum uyarılmaları olarak temsil edilebilecek kütlesiz vektör bozonları tarafından taşındığı bir foton akışı olarak kabul edilir. Bu nedenle, bir foton, kuantum elektrodinamiği açısından elektromanyetik alanın bir kuantumudur.

Elektromanyetik etkileşim, günümüzde fizikteki temel etkileşimlerden biri olarak kabul edilir ve elektromanyetik alan, yerçekimi ve fermiyonik olanlarla birlikte temel fiziksel alanlardan biridir.

Elektromanyetik alanın fiziksel özellikleri

Uzayda bir elektrik veya manyetik veya bu alanların her ikisinin varlığı, elektromanyetik alanın yüklü bir parçacık veya akım üzerindeki güçlü etkisi ile değerlendirilebilir.

Elektrik alanı, uzayda belirli bir noktada belirli bir zamanda elektrik alanının gücüne ve test yükünün q büyüklüğüne bağlı olarak hem hareketli hem de sabit elektrik yüklerine belirli bir kuvvetle etki eder.

Elektrik alanının test yüküne etki ettiği gücü (büyüklük ve yön) ve yükün büyüklüğünü bilerek, uzayda belirli bir noktadaki elektrik alanının gücü E bulunabilir.

Elektrik yükleri tarafından bir elektrik alanı oluşturulur, kuvvet çizgileri pozitif yüklerde başlar (koşullu olarak onlardan akar) ve negatif yüklerde biter (şartlı olarak onlara akar). Bu nedenle, elektrik yükleri bir elektrik alanının kaynaklarıdır. Elektrik alanın bir başka kaynağı, matematiksel olarak kanıtlanan değişen manyetik alandır. Maxwell denklemleri.

Elektrik alanı tarafından bir elektrik yüküne etki eden kuvvet, elektromanyetik alan tarafından verilen bir yüke etki eden kuvvetin bir parçasıdır.

Manyetik alan, hareketli elektrik yükleri (akımlar) veya zamanla değişen elektrik alanları (Maxwell denklemlerinde gösterildiği gibi) tarafından oluşturulur ve yalnızca hareketli elektrik yüklerine etki eder.

Manyetik alanın hareketli bir yük üzerindeki etkisinin gücü, manyetik alanın indüksiyonu, hareketli yükün büyüklüğü, hareketinin hızı ve manyetik alanın indüksiyon vektörü arasındaki açının sinüsü ile orantılıdır. B ve yükün hareket hızının yönü. Bu kuvvete genellikle Lorentz kuvveti denir, ancak bu kuvvetin sadece "manyetik" kısmıdır.

Aslında, Lorentz kuvveti elektriksel ve manyetik bileşenleri içerir. Manyetik alan, hareket eden elektrik yükleri (akımlar) tarafından oluşturulur, kuvvet çizgileri her zaman kapalıdır ve akımı kaplar.

Manyetik alanın ilk çizimlerinden biri (René Descartes, 1644). Mıknatıslar ve manyetizma çok daha önceden bilinmesine rağmen, manyetik alan çalışması 1269'da Fransız bilim adamı Peter Peregrine'in (Mericourt Şövalyesi Pierre) çelik iğneler kullanarak küresel bir mıknatısın yüzeyindeki manyetik alanı fark etmesiyle başladı. ortaya çıkan manyetik alan çizgileri, Dünya'nın kutuplarına benzeterek "kutuplar" olarak adlandırdığı iki noktada kesişir. Yaklaşık üç yüzyıl sonra, William Gilbert Colchester, Peter Peregrine'in eserini kullandı ve ilk kez Dünya'nın kendisinin bir mıknatıs olduğunu kesin olarak ilan etti. 1600'de yayınlandı, Gilbert'in eseri "De Magnet", bir bilim olarak manyetizmanın temellerini attı.

1750'de John Michell, manyetik kutupların ters kare yasasına göre çektiğini ve ittiğini belirtti. Charles-Augustin de Coulomb, bu iddiayı 1785'te deneysel olarak test etti ve açıkça belirtti. Güney Kutbu bölünemez. Kutuplar arasındaki bu kuvvete dayanarak, Simeon Denis Poisson (1781-1840), 1824'te sunduğu ilk başarılı manyetik alan modelini yarattı. Bu modelde, manyetik H-alanı manyetik kutuplar tarafından üretilir ve manyetizma, birkaç çift (kuzey/güney) manyetik kutup (dipol) nedeniyle oluşur.

Arka arkaya üç keşif, bu "manyetizmanın temeline" meydan okudu. İlk olarak, 1819'da Hans Christian Oersted, bir elektrik akımının çevresinde bir manyetik alan oluşturduğunu keşfetti. Daha sonra 1820'de André-Marie Ampere, aynı yönde akım taşıyan paralel tellerin birbirini çektiğini gösterdi. Son olarak, Jean-Baptiste Biot ve Felix Savard 1820'de Biot-Savard-Laplace yasası adı verilen ve enerji verilmiş herhangi bir telin etrafındaki manyetik alanı doğru bir şekilde tahmin eden bir yasa keşfettiler.

Bu deneyleri genişleten Ampere, 1825'te kendi başarılı manyetizma modelini yayınladı. İçinde, mıknatıslardaki elektrik akımının eşdeğerini gösterdi ve Poisson modelinin manyetik yük dipolleri yerine, manyetizmanın sürekli akan akım döngüleriyle ilişkili olduğu fikrini önerdi. Bu fikir, bir manyetik yükün neden izole edilemediğini açıklıyordu. Buna ek olarak, Ampere, Bio-Savart-Laplace yasası gibi, doğru akımın yarattığı manyetik alanı doğru bir şekilde tanımlayan ve aynı zamanda manyetik alanın dolaşımına ilişkin teoremi ortaya koyan kendi adını taşıyan bir yasa türetmiştir. Ayrıca bu çalışmada Ampere, elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyi tanımlamak için "elektrodinamik" terimini kullandı. 1831'de Michael Faraday, alternatif bir manyetik alanın elektrik ürettiğini keşfettiğinde elektromanyetik indüksiyonu keşfetti. Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasası olarak bilinen bu fenomen için bir tanım yarattı. Daha sonra Franz Ernst Neumann, manyetik alanda hareket eden bir iletken için indüksiyonun Ampere yasasının etkisinin bir sonucu olduğunu kanıtladı. Aynı zamanda, daha sonra gösterildiği gibi, Faraday tarafından önerilen temel mekanizmaya eşdeğer olan elektromanyetik alanın vektör potansiyelini tanıttı. 1850'de, daha sonra William Thomson olarak bilinen Lord Kelvin, iki manyetik alan arasındaki farkı alan olarak belirledi. H ve B... Birincisi Poisson modeline, ikincisi Ampere indüksiyon modeline uygulanabilirdi. Ayrıca, o olarak çıkardı H ve B birbirine bağlı. 1861 ve 1865 yılları arasında James Clerk Maxwell, klasik fizikte elektrik ve manyetizmayı açıklayan ve birleştiren Maxwell denklemlerini geliştirdi ve yayınladı. Bu denklemlerin ilk derlemesi 1861'de başlıklı bir makalede yayınlandı. "Fiziksel Kuvvet Hatları Üzerine"... Bu denklemler eksik de olsa geçerli bulundu. Maxwell denklemlerini 1865'teki sonraki çalışmasında tamamladı. "Elektromanyetik alanın dinamik teorisi" ve ışığın elektromanyetik dalgalar olduğunu belirledi. Heinrich Hertz bu gerçeği 1887'de deneysel olarak doğruladı. Ampere yasasında ima edilen hareketli bir elektrik yükünün manyetik alan kuvveti açıkça belirtilmemiş olsa da, 1892'de Hendrik Lorentz bunu Maxwell denklemlerinden elde etti. Bu durumda, klasik elektrodinamik teorisi temel olarak tamamlandı.

Yirminci yüzyıl, görelilik teorisi ve kuantum mekaniğinin ortaya çıkması sayesinde elektrodinamik hakkındaki görüşleri genişletti. Albert Einstein, görelilik teorisinin doğrulandığı 1905 tarihli makalesinde, elektrik ve manyetik alanların aynı fenomenin parçası olduğunu, farklı referans çerçevelerinde ele alındığını gösterdi - sonuçta Einstein'ın gelişmesine yardımcı olan bir düşünce deneyi. özel teori görelilik. Son olarak, kuantum mekaniği, kuantum elektrodinamiği (QED) oluşturmak için elektrodinamik ile birleştirildi.