Ο ερευνητής γνωστός με το όνομα Hans Christian Oersted παρατήρησε το 1819 πώς μια μαγνητική βελόνα θα μπορούσε να εκτραπεί από την επίδραση ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Η μαγνητική βελόνα ήταν μια σύνθεση ενός μαγνήτη σε σχήμα βελόνας. Αυτό το πείραμα ήταν γνωστό ως Υπερβολικό πείραμα και αποκάλυψε την ύπαρξη σύνδεσης μεταξύ ηλεκτρισμού και μαγνητισμού. Μέχρι τότε ήταν δύο διαφορετικά στοιχεία, όπως η βαρύτητα και ο ηλεκτρισμός.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε σε τι συνίσταται το πείραμα Oersted και ποια είναι τα χαρακτηριστικά και οι αντανακλάσεις του.
Προέλευση του πειράματος Oersted
Πρέπει να έχουμε κατά νου ότι, εκείνη την εποχή, η τρέχουσα τεχνολογία δεν υπήρχε για τη διεξαγωγή έρευνας και δηλώσεων με την επιστημονική μέθοδο. Το πείραμα του Oersted φανέρωσε ότι υπήρχε σύνδεση μεταξύ του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Οι νόμοι που περιγράφουν μαθηματικά τις μαγνητικές αλληλεπιδράσεις με τον ηλεκτρισμό αναπτύχθηκαν από τον André Marie Ampère, ο οποίος ήταν υπεύθυνος για τη μελέτη των δυνάμεων που υπήρχαν μεταξύ των καλωδίων μέσω των οποίων κυκλοφόρησαν τα ηλεκτρικά ρεύματα.
Όλα ξεκίνησαν χάρη στην αναλογία που υπάρχει μεταξύ μαγνητισμού και ηλεκτρισμού. Αυτή η αναλογία προκάλεσε μια αναζήτηση στη σχέση που υπάρχει μεταξύ τους και που μπορεί να εξηγήσει τα κοινά χαρακτηριστικά. Οι πρώτες προσπάθειες διερεύνησης πιθανής σχέσης μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων μαγνητών δεν έδωσαν πολλά αποτελέσματα. Αυτό που έδειξαν είναι ότι βάζοντας αντικείμενα που ήταν ηλεκτρικά φορτισμένα κοντά σε μαγνήτες, μια ενιαία δύναμη ασκήθηκε μεταξύ τους. Αυτή η δύναμη είναι παγκόσμιας έλξης όπως αυτή που υπάρχει μεταξύ οποιουδήποτε αντικειμένου φορτισμένου με ηλεκτρικό ρεύμα και ουδέτερου αντικειμένου. Σε αυτήν την περίπτωση, το αντικείμενο είναι ο μαγνήτης.
Ο μαγνήτης και το ηλεκτρικά φορτισμένο αντικείμενο προσελκύουν αλλά δεν μπορούν να προσανατολιστούν. Αυτό δείχνει ότι δεν πραγματοποιείται μαγνητική αλληλεπίδραση μεταξύ τους. Εάν ναι, εάν θα οδηγούσαν. Ο Oersted πραγματοποίησε αρχικά το πείραμα που έδειξε τη βοήθεια της σχέσης μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού. Ήδη μέσα στο έτος Το 1813 είχε προβλέψει ότι μπορεί να υπάρχει σχέση μεταξύ των δύο, αλλά ήταν το έτος 1820 όταν το επαλήθευσε.
Συνέβη ενώ ετοίμαζε το μάθημά του στη φυσική στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης. Σε αυτό το μάθημα μπόρεσε να δει ότι αν μετακινούσε μια πυξίδα κοντά σε ένα καλώδιο που μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα, η βελόνα της πυξίδας έτεινε να προσανατολίζεται κάθετα προς την κατεύθυνση του σύρματος.
Κύρια χαρακτηριστικά
Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ του πειράματος του Oersted και άλλων προηγούμενων προσπαθειών που είχαν δώσει αρνητικά αποτελέσματα είναι ότι στο πείραμα βρόχου και ρεύματος, τα φορτία που αλληλεπιδρούν με τον μαγνήτη βρίσκονται σε κίνηση. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό το γεγονός, το αποτέλεσμα του πειράματος του Oersted θα μπορούσε να είναι γνωστό αφού προτάθηκε αυτό όλο το ηλεκτρικό ρεύμα ήταν ικανό να σχηματίσει ένα μαγνητικό πεδίο. Ο Ampere ήταν ένας επιστήμονας που χρησιμοποίησε την έννοια της σχέσης μεταξύ ηλεκτρισμού και μαγνητισμού για να προβλέψει μια εξήγηση για όλα αυτά. Χάρη στην επίλυσή του, μπόρεσε να δημιουργήσει μια εξήγηση που έδινε τη λύση στη συμπεριφορά του φυσικού μαγνητισμού και ήταν σε θέση να επισημοποιήσει όλες τις εξελίξεις με μαθηματικούς όρους.
Συνεισφορές του πειράματος Oersted
Η ανακάλυψη ότι οποιοδήποτε ηλεκτρικό ρεύμα είναι ικανό να παράγει μαγνητικό πεδίο θα μπορούσε να ανοίξει πολλούς δρόμους έρευνας για τον μαγνητισμό και τη σχέση του με τον ηλεκτρισμό. Ανάμεσα σε όλα αυτά τα ανοιχτά μονοπάτια, σημειώθηκαν αρκετά γόνιμες εξελίξεις που αναπτύξαμε στα ακόλουθα σημεία:
- ο ποσοτικός προσδιορισμός του μαγνητικού πεδίου που παράγεται μέσω διαφορετικών τύπων ηλεκτρικών ρευμάτων. Αυτό το σημείο απαντήθηκε λόγω της ανάγκης παραγωγής μαγνητικών πεδίων έντασης και μιας διάταξης των γραμμών τους που ήταν ελεγχόμενες. Με αυτόν τον τρόπο, ήταν δυνατό να αντιμετωπιστούν τα οφέλη των φυσικών μαγνητών και ήταν δυνατόν να δημιουργηθούν άλλοι τεχνητοί μαγνήτες με πιο αποτελεσματική λειτουργία.
- Η χρήση των δυνάμεων που υπάρχουν μεταξύ ηλεκτρικών ρευμάτων και μαγνητών. Χάρη στη γνώση αυτού του φαινομένου, ήταν δυνατό να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ηλεκτρικών κινητήρων, διάφορα όργανα που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της έντασης του ρεύματος και άλλων εφαρμογών. Για παράδειγμα, το ηλεκτρονικό ισοζύγιο χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς σήμερα. Η ηλεκτρονική ισορροπία δημιουργήθηκε χάρη στη χρήση των δυνάμεων που υπάρχουν μεταξύ ηλεκτρικών ρευμάτων και μαγνητών.
- Η εξήγηση του φυσικού μαγνητισμού. Χάρη στη χρήση του πειράματος Oersted, ήταν δυνατόν να βασιστεί η γνώση που έχει συσσωρευτεί εδώ και καιρό στην εσωτερική δομή της ύλης. Τονίστηκε επίσης το γεγονός ότι οποιοδήποτε ρεύμα μπορεί να παράγει μαγνητικό πεδίο κοντά του. Από εδώ είναι γνωστό ότι όλες οι συμπεριφορές είναι σε θέση να το εκμεταλλευτούν.
- Το αμοιβαίο αποτέλεσμα που θα μπορούσε να εμφανιστεί στο πείραμα του Oersted έχει χρησιμεύσει για το βιομηχανική λήψη ηλεκτρικού ρεύματος και χρήση του από την πλειοψηφία του πληθυσμού. Αυτή η χρήση βασίζεται στην απόκτηση ηλεκτρικού ρεύματος από μαγνητικό πεδίο.
Τελικές σκέψεις
Θα κάνουμε λίγο προβληματισμό σχετικά με το πείραμα Oersted και ποιες είναι οι συνεισφορές του στον κόσμο της επιστήμης. Γνωρίζουμε ότι το καλώδιο αποτελείται από θετικά και αρνητικά φορτία. Και οι δύο εργασίες ισορροπούνται μεταξύ τους έτσι ώστε η συνολική χρέωση είναι μηδέν. Οραματιζόμαστε το καλώδιο που σχηματίζεται από δύο μακριές παράλληλες σειρές. Εάν μετακινήσουμε το καλώδιο ως σύνολο, και οι δύο σειρές προχωρήσουν, δεν συμβαίνει τίποτα. Ωστόσο, εάν διαπιστωθεί η διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος, η σειρά προχωρά και παράγεται ένα πεδίο που εκτρέπει τη μαγνητική βελόνα.
Από αυτό μπορούμε να αναλογιστούμε ότι αυτό που παράγει το πεδίο δεν είναι η κίνηση των φορτίων, αλλά η σχετική κίνηση των φορτίων του ενός ζωδίου σε σχέση με αυτό του άλλου. Η εξήγηση για το γιατί η βελόνα κινείται είναι ότι το ρεύμα στο καλώδιο παράγει ένα μαγνητικό πεδίο του οποίου οι γραμμές εισέρχονται στο ένα άκρο και φεύγουν στο άλλο. Έτσι κινείται η βελόνα ακολουθώντας το μαγνητικό πεδίο.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το πείραμα Oersted και τις συνεισφορές του στον κόσμο της επιστήμης.