Eine Zeitleiste der Ereignisse im Elektromagnetismus

Die Faszination des Menschen für Elektromagnetismus, die Wechselwirkung von elektrischen Strömen und Magnetfeldern, reicht bis in die Frühzeit der Beobachtung von Blitzen und anderen unerklärlichen Ereignissen wie elektrischen Fischen und Aalen zurück. Die Menschen wussten, dass es ein Phänomen gab, aber es blieb mystisch, bis die Wissenschaftler um 1600 begannen, sich eingehender mit der Theorie zu befassen.

Diese Zeitleiste von Ereignissen über die Entdeckung und Forschung, die zu unserem modernen Verständnis des Elektromagnetismus führen, zeigt, wie Wissenschaftler, Erfinder und Theoretiker zusammengearbeitet haben, um die Wissenschaft gemeinsam voranzutreiben.

600 v. Chr.: Bernstein im antiken Griechenland

Die frühesten Schriften über Elektromagnetismus stammen aus dem Jahr 600 v. Chr., Als der antike griechische Philosoph, Mathematiker und Wissenschaftler Thales von Milet seine Experimente beschrieb, bei denen er Tierfelle auf verschiedene Substanzen wie Bernstein rieb. Thales entdeckte, dass mit Fell eingeriebener Bernstein Staubpartikel und Haare anzieht, die statische Elektrizität erzeugen. Wenn er den Bernstein lange genug rieb, konnte er sogar einen elektrischen Funken zum Springen bringen.

221-206 BCE: Chinesischer Lodestone Kompass

Der Magnetkompass ist eine alte chinesische Erfindung, die wahrscheinlich erstmals in der Qin-Dynastie zwischen 221 und 206 v. Chr. In China hergestellt wurde. Der Kompass verwendete einen Magnetstein, um den wahren Norden anzuzeigen. Das zugrunde liegende Konzept wurde möglicherweise nicht verstanden, aber die Fähigkeit des Kompasses, den wahren Norden anzuzeigen, war klar.

1600: Gilbert und der Lodestone

Gegen Ende des 16. Jahrhunderts veröffentlichte der "Begründer der Elektrowissenschaft", der englische Wissenschaftler William Gilbert, "De Magnete" in lateinischer Sprache, übersetzt als "On the Magnet" oder "On the Lodestone". Gilbert war ein Zeitgenosse von Galileo, der von Gilberts Werk beeindruckt war. Gilbert unternahm eine Reihe sorgfältiger elektrischer Experimente, bei denen er entdeckte, dass viele Substanzen elektrische Eigenschaften aufweisen konnten.

Gilbert entdeckte auch, dass ein erhitzter Körper seine Elektrizität verlor und dass Feuchtigkeit die Elektrifizierung aller Körper verhinderte. Er bemerkte auch, dass elektrifizierte Substanzen alle anderen Substanzen unterschiedslos anzogen, während ein Magnet nur Eisen anzog.

1752: Franklins Drachenexperimente

Der amerikanische Gründungsvater Benjamin Franklin ist berühmt für sein extrem gefährliches Experiment, seinen Sohn einen Drachen durch einen sturmbedrohten Himmel fliegen zu lassen. Ein an der Kite-Schnur befestigter Schlüssel zündete und lud ein Leyden-Glas auf, wodurch die Verbindung zwischen Blitz und Elektrizität hergestellt wurde. Nach diesen Experimenten erfand er den Blitzableiter.

Franklin entdeckte, dass es zwei Arten von Ladungen gibt, positive und negative: Objekte mit ähnlichen Ladungen stoßen sich gegenseitig ab, und solche mit unterschiedlichen Ladungen ziehen sich gegenseitig an. Franklin dokumentierte auch die Ladungserhaltung, die Theorie, dass ein isoliertes System eine konstante Gesamtladung hat.

1785: Coulombsches Gesetz

Der französische Physiker Charles-Augustin de Coulomb entwickelte 1785 das Coulombsche Gesetz, die Definition der elektrostatischen Anziehungs- und Abstoßungskraft. Er fand heraus, dass die zwischen zwei kleinen elektrifizierten Körpern ausgeübte Kraft direkt proportional zum Produkt der Ladungsgröße ist und umgekehrt zum Quadrat des Abstands zwischen diesen Ladungen variiert. Coulombs Entdeckung des Gesetzes der umgekehrten Quadrate annektierte praktisch einen großen Teil des Bereichs der Elektrizität. Er produzierte auch wichtige Arbeiten zum Thema Reibung.

1789: Galvanische Elektrizität

1780 entdeckte der italienische Professor Luigi Galvani (1737-1790), dass Elektrizität aus zwei verschiedenen Metallen Froschschenkel zum Zucken bringt. Er beobachtete, dass der Muskel eines Frosches, der an einer Eisenbalustrade an einem Kupferhaken, der durch die Dorsalsäule führte, aufgehängt war, lebhaften Krämpfen ausgesetzt war, ohne dass dies einen Grund hatte.

Um dieses Phänomen zu erklären, vermutete Galvani, dass in den Nerven und Muskeln des Frosches Elektrizität entgegengesetzter Art vorhanden war. Galvani veröffentlichte die Ergebnisse seiner Entdeckungen im Jahr 1789 zusammen mit seiner Hypothese, die die Aufmerksamkeit der damaligen Physiker auf sich zog.

1790: Voltaic Electricity

Der italienische Physiker, Chemiker und Erfinder Alessandro Volta (1745-1827) las von Galvanis Forschungen und entdeckte in seiner eigenen Arbeit, dass Chemikalien, die auf zwei verschiedene Metalle einwirken, Elektrizität erzeugen, ohne dass ein Frosch davon profitiert. Er erfand 1799 die erste elektrische Batterie, die Voltaic-Haufenbatterie. Mit der Haufenbatterie bewies Volta, dass Elektrizität chemisch erzeugt werden konnte, und entkräftete die vorherrschende Theorie, dass Elektrizität ausschließlich von Lebewesen erzeugt wurde. Voltas Erfindung löste große wissenschaftliche Aufregung aus und veranlasste andere, ähnliche Experimente durchzuführen, die schließlich zur Entwicklung des Gebiets der Elektrochemie führten.

1820: Magnetfelder

Der dänische Physiker und Chemiker Hans Christian Oersted (1777-1851) entdeckte 1820 das sogenannte Oerstedsche Gesetz: Ein elektrischer Strom beeinflusst eine Kompassnadel und erzeugt Magnetfelder. Er war der erste Wissenschaftler, der den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus entdeckte.

1821: Ampere's Elektrodynamik

Der französische Physiker Andre Marie Ampere (1775-1836) stellte fest, dass stromführende Drähte Kräfte aufeinander ausüben, und kündigte 1821 seine Theorie der Elektrodynamik an.

Amperes Theorie der Elektrodynamik besagt, dass sich zwei parallele Teile eines Stromkreises anziehen, wenn die Ströme in derselben Richtung fließen, und sich gegenseitig abstoßen, wenn die Ströme in die entgegengesetzte Richtung fließen. Zwei Abschnitte von sich kreuzenden Kreisen ziehen sich gegenseitig schräg an, wenn beide Ströme entweder zum oder vom Kreuzungspunkt fließen, und stoßen sich gegenseitig ab, wenn einer von diesem Punkt zum oder vom Kreuzungspunkt fließt. Wenn ein Element eines Stromkreises eine Kraft auf ein anderes Element eines Stromkreises ausübt, tendiert diese Kraft immer dazu, den zweiten in eine Richtung rechtwinklig zu seiner eigenen Richtung zu zwingen.

1831: Faraday und elektromagnetische Induktion

Der englische Wissenschaftler Michael Faraday (1791-1867) von der Royal Society in London entwickelte die Idee eines elektrischen Feldes und untersuchte die Wirkung von Strömen auf Magnete. Seine Forschungen ergaben, dass das um einen Leiter erzeugte Magnetfeld mit Gleichstrom beaufschlagt wird, wodurch die Grundlage für das Konzept des elektromagnetischen Feldes in der Physik geschaffen wird. Faraday stellte auch fest, dass Magnetismus Lichtstrahlen beeinflussen kann und dass eine zugrunde liegende Beziehung zwischen den beiden Phänomenen besteht. In ähnlicher Weise entdeckte er die Prinzipien der elektromagnetischen Induktion und des Diamagnetismus sowie die Gesetze der Elektrolyse.

1873: Maxwell und die Grundlagen der elektromagnetischen Theorie

James Clerk Maxwell (1831-1879), ein schottischer Physiker und Mathematiker, erkannte, dass sich die Prozesse des Elektromagnetismus mithilfe der Mathematik bestimmen lassen. Maxwell veröffentlichte 1873 "Abhandlung über Elektrizität und Magnetismus", in der er die Entdeckungen von Coloumb, Oersted, Ampere, Faraday in vier mathematischen Gleichungen zusammenfasst und zusammenfasst. Maxwells Gleichungen werden heute als Grundlage der elektromagnetischen Theorie verwendet. Maxwell sagt die Verbindungen von Magnetismus und Elektrizität voraus, die direkt zur Vorhersage elektromagnetischer Wellen führen.

1885: Hertz und Electric Waves

Der deutsche Physiker Heinrich Hertz hat Maxwells Theorie der elektromagnetischen Wellen als richtig erwiesen und dabei elektromagnetische Wellen erzeugt und detektiert. Hertz veröffentlichte seine Arbeit in einem Buch mit dem Titel "Elektrische Wellen: Forschungen zur Ausbreitung von elektrischem Handeln mit endlicher Geschwindigkeit durch den Raum". Die Entdeckung elektromagnetischer Wellen führte zur Entwicklung des Radios. Die in Zyklen pro Sekunde gemessene Frequenz der Wellen wurde ihm zu Ehren als "Hertz" bezeichnet.

1895: Marconi und das Radio

Der italienische Erfinder und Elektrotechniker Guglielmo Marconi setzte die Entdeckung der elektromagnetischen Wellen 1895 in die Praxis um, indem er Nachrichten über große Entfernungen mithilfe von Funksignalen sendete, die auch als "drahtlos" bezeichnet werden. Er war bekannt für seine Pionierarbeit im Bereich der Fernfunkübertragung und seine Entwicklung des Marconi-Gesetzes und eines Funktelegraphensystems. Er wird oft als Erfinder des Radios bezeichnet und erhielt 1909 gemeinsam mit Karl Ferdinand Braun den Nobelpreis für Physik "in Anerkennung ihrer Beiträge zur Entwicklung der drahtlosen Telegraphie".

Quellen

• "André Marie Ampère." ST. Andrews Universität. 1998. Web. 10. Juni 2018.
• "Benjamin Franklin und das Drachenexperiment." Das Franklin Institute. Netz. 10. Juni 2018.
• "Coulomb-Gesetz." Das Physik-Klassenzimmer. Netz. 10. Juni 2018.
• "De Magnete." Die William Gilbert Website. Netz. 10. Juni 2018.
• "Juli 1820: Oersted und Elektromagnetismus." Dieser Monat in der Geschichte der Physik, APS News. 2008. Web. 10. Juni 2018.
• O'Grady, Patricia. "Thales of Miletus (ca. 620 v. Chr. - ca. 546 v. Chr.)." Internet-Lexikon der Philosophie. Netz. 10. Juni 2018
• Silverman, Susan. "Kompass, China, 200 v. Chr." Smith College. Netz. 10. Juni 2018.