คำถาม: ใครค้นพบสนามแม่เหล็กคนแรก ?

text: แม้เทสลาจะเป็นผู้คิดค้นสัญญาณวิทยุ การค้นพบหลักการสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ผลงานที่ทำให้เขาเป็นที่รู้จักกันดีคือ การค้นคว้าพัฒนาไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งในขณะนั้นมีการแข่งขันกับไฟฟ้ากระแสตรงที่ถูกพัฒนาขึ้นมา โทมัส เอดิสัน แต่ในที่สุดไฟฟ้ากระแสสลับก็ได้รับความนิยมมากกว่า เพราะเกิดการสูญเสียน้อยกว่าในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
title: นิโคลา เทสลา

text: ปรากฏการณ์ไมส์เนอร์เป็นปรากฏการณ์ที่นิยมใช้ในการทดสอบว่าสารมีสภาพนำยวดยิ่งซึ่งเกิดขึ้น จากการให้สนามแม่เหล็กภายนอกเข้าไปในขณะที่สารมีสภาพนำยวดยิ่ง สนามแม่เหล็กภายนอกทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ผิวของตัวนำยวดยิ่งและกระแสไฟฟ้าดังกล่าวจะสร้างสนามแม่เหล็กที่มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กที่ให้เข้าไปจึงทำให้สนามแม่เหล็กภายในของสารนั้นมีค่าเป็นศูนย์
จากปรากฏการณ์ข้างต้นจึงจัดว่าตัวนำยวดยิ่งมีคุณสมบัติเป็นสารแม่เหล็กไดอาแบบสมบูรณ์ (Perfect Diamagnetic) การค้นหาสมบัติยังคงมีอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2498 เดเวอร์และแฟร์แบงค์ (Deaver & Fairbank. 1961) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติทางแม่เหล็กของตัวนำยวดยิ่งอีกประการหนึ่ง เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ฟลักซ์แม่เหล็กแบบ ควอนไทด์เซชัน (Flux Quantization) โดยการนำตัวนำยวดยิ่งมาทำเป็นรูปวงแหวนและให้สนามแม่เหล็กเข้าไป ตัวนำยวดยิ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต สนามแม่เหล็กจะสามารถพุ่งผ่านตัวนำยวดยิ่งได้และถ้าลดอุณหภูมิของวงแหวนให้ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตแล้วให้สนามแม่เหล็กเข้าไปอีกครั้ง สนามแม่เหล็กดังกล่าวจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหลวนในวงแหวนและจะสร้างสนามแม่เหล็กพุ่งผ่านตรงช่องว่างของวงแหวน
เป็นปรากฎการณ์จากการทดลองหาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิวิกฤต (Tc) กับมวลไอโซโทป (M) ค่าต่างๆของตัวนำยวดยิ่ง พบว่าสามารถเขียนความสัมพันธ์ได้ดังสมาการ 
title: สมบัติตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง

text: แมกซ์เวลล์มีผลงานชิ้นสำคัญในการรวมปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็กเข้าด้วยกัน และสร้างชุดสมการสี่สมการขึ้นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับสนามทั้งสองแบบ แต่ด้วยการอธิบายแบบแมกซ์เวลนี้ ยังคงมองปรากฏการณ์ทั้งสองแยกเป็นสนามสองชนิด ซึ่งมุมมองนี้เปลี่ยนไปเมื่อไอน์สไตน์ใช้หลักการของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษแสดงให้เห็นว่า ทั้งสองปรากฏการณ์เป็นเพียงด้านสองด้านของสิ่งเดียวกัน (เทนเซอร์ rank 2 อันหนึ่ง) และผู้สังเกตคนหนึ่งอาจจะรับรู้แรงแม่เหล็ก ในขณะที่ผู้สังเกตคนที่สองรับรู้เป็นแรงไฟฟ้าอย่างเดียวก็ได้ ดังนั้นในมุมมองของสัมพัทธภาพพิเศษ สนามแม่เหล็กจึงเป็นเพียงรูปหนึ่งของแรงไฟฟ้าที่เกิดจากประจุที่กำลังเคลื่อนที่อยู่เท่านั้น และสามารถจะคำนวณได้หากเรารู้แรงไฟฟ้าและการเคลื่อนที่ของประจุเทียบกับผู้สังเกต
title: สนามแม่เหล็ก

text: สสารในชีวิตประจำวันจะประกอบด้วยอะตอม ที่ครั้งหนึ่งเคยถูกสันนิษฐานว่ามันเป็นอนุภาคมูลฐานของสสาร คำว่า "อะตอม" แปลว่า "แบ่งไม่ได้" ในภาษากรีก แม้ว่าการมีอยู่ของอะตอมยังคงเป็นที่ถกเถียงกันจนถึงประมาณปี 1910 อย่างที่นักฟิสิกส์ชั้นนำบางคนถือว่าโมเลกุลเป็นภาพลวงตาทางคณิตศาสตร์ และถือว่าสสารอย่างสุดขั้วที่สุดจะประกอบด้วยพลังงาน ในไม่ช้า มีการค้นพบว่าอะตอมประกอบด้วยองค์ประกอบย่อย เมื่อเริ่มทศวรรษที่ 1930 อิเล็กตรอนและโปรตอนได้ถูกค้นพบ พร้อมกับโฟตอนซึ่งเป็นอนุภาคของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงเวลานั้น การค้นพบล่าสุดของกลศาสตร์ควอนตัมได้มีก​​ารเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของแนวคิดของอนุภาค อย่างเช่นอนุภาคเดี่ยวดูเหมือนจะสามารถขยายสนามได้อย่างที่คลื่นสามารถทำได้ (ทวิภาคของอนุภาคกับคลื่น ()) ข้อความที่ขัดแย้งยังคงหลีกเลี่ยงคำอธิบายที่น่าพอใจ
title: อนุภาคมูลฐาน

text: ในปี พ.ศ. 2374 (ค.ศ. 1831) เกาส์ได้ร่วมงานกับ วิลเฮล์ม เวเบอร์ ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ วิจัยเกี่ยวกับแม่เหล็ก สร้างสหพันธ์แม่เหล็ก (Magnetic Union) โดยร่วมมือกับประเทศต่างๆ ทั่วโลก เพื่อศึกษาเกี่ยวกับแม่เหล็กโลก งานเกี่ยวกับแม่เหล็กของเกาส์และเวเบอร์ ได้ถูกนำไปพัฒนาเป็นเครื่องโทรเลขในยุคแรกๆ นอกจากนี้ยังค้นพบ กฎของเกาส์ ในสนามไฟฟ้า ซึ่งนำไปสู่ กฎของเคิร์ชฮอฟฟ์ (โดยรวมกับไดเวอร์เจนซ์ของ กฎของแอมแปร์) ที่เป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานที่สุดของวงจรไฟฟ้า
title: คาร์ล ฟรีดริช เกาส์

text: การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล (Magnetostratigraphy หรือ Magnetic stratigraphy) เป็นสาขาใหม่ของวิชาธรณีวิทยาที่ว่าด้วยลำดับชั้นโดยวิธีทางสนามแม่เหล็กและอายุของหิน ซึ่งมีการศึกษาค้นคว้ามากมายตั้งแต่กลางปี ค.ศ. 1960 หลักการเริ่มต้นของการลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลก็เพื่อนำไปประยุกต์ในการศึกษาหินภูเขาไฟและตะกอนที่มีอายุน้อยกว่าหรือประมาณ 5 ล้านปี เทคนิคของการลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล เพิ่งจะถูกประยุกต์ใช้กับหินที่มีอายุเก่าแก่กว่านั้นและช่วงการวัดระยะเวลาของขั้วแม่เหล็กก็ได้ขยายย้อนไปจนถึงยุคจูราสสิกและบางส่วนของยุคที่เก่าแก่กว่านั้นแล้ว การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลได้เริ่มต้นจากการค้นพบว่าแร่เหล็กจำนวนมากในหินภูเขาไฟและหินตะกอนสามารถบ่งบอกทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในช่วยเวลาที่หินกำเนิดขึ้นมาในช่วงเวลาเย็นตัวของหินหลอมเหลว แร่ธาตุจะถูกถ่ายทอดความเป็นแม่เหล็กตามทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในช่วงเวลานั้นและทำให้เกิดการแข็งตัวภายใต้อุณหภูมิช่วง 500-600 องศาเซลเซียส สำหรับเหล็กออกไซด์ซึ่งเรียกว่า Curie point คือเมื่อหินอยู่ในช่วงอุณหภูมิดังกล่าวอิทธิพลของสนามแม่เหล็กจะส่งแรงกระทำต่อมันและอะตอมในสนามแม่เหล็กที่อยู่ใน crystal lattices ของแร่จะเริ่มเรียงตัวขนานกับของอีกอันหนึ่งและขนานกับทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก เมื่อหินเย็นตัวต่อไปอีกอะตอมเหล่านี้ก็จะยังอยู่ในแนวการเรียงตัวเช่นนี้ทำให้แร่ที่อยู่ในธรรมชาติเหล่านี้ก็จะกลายเป็นแม่เหล็ก โดยจะมีขั้วขนานกับสนามแม่เหล็กโลกระหว่างการตกตะกอนของหินตะกอน แร่ขนาดเล็กที่มีสมบัติเป็นแม่เหล็กสามารถที่จะหมุนตัวไปตามช่องว่างในขณะที่เป็นตะกอนอ่อนอยู่บริเวณผิวหน้าและจะมีกลไกการเรียงตัวไปตามทิศของสนามแม่เหล็กโลก นี่คือการจัดเรียงตัวของแร่แม่เหล็กในหินภูเขาไฟและหินตะกอนที่ทำให้ทราบคุณสมบัติสำคัญทางแม่เหล็กของหิน คุณสมบัติเหล่านี้ถูกเก็บเอาไว้เป็นระยะเวลานานเว้นแต่ว่าหินนั้นจะได้รับความร้อนในระดับ Curie point อีกครั้ง ดังนั้น อำนาจแม่เหล็กที่ยังตกค้างอยู่จะเรียกว่า remanent magnetism เนื่องมาจากหินตะกอนขนาดเล็กอาจถูกรบกวนจาก bioturbating organism หรือจากกระบวนการทางเคมีและกายภาพในระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีในชั้นหินนั้น ในช่วงเวลาสลายตัวและแข็งตัวกระบวนการถ่ายทอดความเป็นแม่เหล็กของหินตะกอนก็จะมีความเสถียรน้องลงกว่าที่เคยเป็น และจะทำให้แม่เหล็กอ่อนลงกว่า Canic lavas การศึกษา remanent magnetism ในหินที่มีอายุต่างกันออกไป เพื่อที่จะหาความหนาแน่นและทิศทางของสนามแม่เหล็กในยุคต่างๆของธรณีวิทยาเรียกว่า paleomagnetism
title: การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล

text: การสร้างภาพโดยวิธี fMRI ใช้เทคโนโลยีการสร้างภาพของ MRI ที่มีมาก่อน บวกกับการค้นพบคุณสมบัติของโลหิตที่สมบูรณ์ด้วยออกซิเจน การสร้างภาพสมองด้วย MRI นั้นใช้สนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงและคงที่เพื่อที่จะจัดแนวของนิวเคลียสในส่วนของสมองที่ต้องการจะศึกษา หลังจากนั้น สนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงยิ่งกว่านั้น คือสนามแม่เหล็กเกรเดียนต์ (gradient field) ก็จะถูกปล่อยเพื่อปรับให้นิวเคลียสเหล่านั้นมีระดับแม่เหล็กที่สูงยิ่งขึ้นไป และนิวเคลียสในแต่ละที่ในสมองก็จะได้รับผลต่างๆ กัน เมื่อ"สนามแม่เหล็กเกรเดียนต์"ถูกระงับ นิวเคลียสเหล่านั้นก็กลับคืนไปสู่ภาวะเดิมอย่างช้าๆ และพลังงานที่นิวเคลียสเหล่านั้นปลดปล่อย ก็จะถูกวัดด้วยขดลวดเพื่อบันทึกตำแหน่งและพิกัดของนิวเคลียสเหล่านั้น ดังนั้น ภาพที่ทำด้วย MRI จึงเป็นภาพนิ่งของโครงสร้างของสมอง ส่วนวิวัฒนาการที่สำคัญของ fMRI ก็คือการขยายสมรรถภาพของ MRI ให้บันทึกความเปลี่ยนแปลงในสมองที่เกิดจากการทำงานของเซลล์ประสาท การตรวจพบความเปลี่ยนแปลงนั้นเป็นไปได้ก็เพราะปฏิกิริยาต่อสนามแม่เหล็กที่ต่างกันระหว่างโลหิตแดง (สมบูรณ์ด้วยออกซิเจน) และโลหิตดำ (ขาดออกซิเจน)
title: การสร้างภาพโดยกิจด้วยเรโซแนนท์แม่เหล็ก

text: ในปี 1831-1832, ไมเคิล ฟาราเดย์ ค้นพบหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กไฟฟ้า หลักการที่ต่อมาเรียกว่า กฎของฟาราเดย์ นั่นคือแรงเหนี่ยวนำไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในตัวนำ ไฟฟ้าที่ล้อมรอบสนามแม่เหล็กที่กำลังแปรเปลี่ยนไป นอกจากนี้เขายังสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเครื่องแรก เรียกว่าจานฟาราเดย์ ซึ่งเป็นประเภทหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ homopolar โดยใช้แผ่นจานทองแดงหมุนระหว่างขั้วของแม่เหล็กเกือกม้า มันผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่มีขนาดเล็ก
title: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

text: ปรากฏการณ์ไมส์เนอร์เป็นปรากฏการณ์ที่นิยมใช้ในการทดสอบว่าสารมีสภาพนำยวดยิ่งซึ่งเกิดขึ้น จากการให้สนามแม่เหล็กภายนอกเข้าไปในขณะที่สารมีสภาพนำยวดยิ่ง สนามแม่เหล็กภายนอกทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ผิวของตัวนำยวดยิ่งและกระแสไฟฟ้าดังกล่าวจะสร้างสนามแม่เหล็กที่มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กที่ให้เข้าไปจึงทำให้สนามแม่เหล็กภายในของสารนั้นมีค่าเป็นศูนย์
จากปรากฏการณ์ข้างต้นจึงจัดว่าตัวนำยวดยิ่งมีคุณสมบัติเป็นสารแม่เหล็กไดอาแบบสมบูรณ์ (Perfect Diamagnetic) การค้นหาสมบัติยังคงมีอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2498 เดเวอร์และแฟร์แบงค์ (Deaver & Fairbank. 1961) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติทางแม่เหล็กของตัวนำยวดยิ่งอีกประการหนึ่ง เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ฟลักซ์แม่เหล็กแบบ ควอนไทด์เซชัน (Flux Quantization) โดยการนำตัวนำยวดยิ่งมาทำเป็นรูปวงแหวนและให้สนามแม่เหล็กเข้าไป ตัวนำยวดยิ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต สนามแม่เหล็กจะสามารถพุ่งผ่านตัวนำยวดยิ่งได้และถ้าลดอุณหภูมิของวงแหวนให้ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตแล้วให้สนามแม่เหล็กเข้าไปอีกครั้ง สนามแม่เหล็กดังกล่าวจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหลวนในวงแหวนและจะสร้างสนามแม่เหล็กพุ่งผ่านตรงช่องว่างของวงแหวน
เป็นปรากฏการณ์จากการทดลองหาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิวิกฤต (Tc) กับมวลไอโซโทป (M) ค่าต่างๆของตัวนำยวดยิ่ง พบว่าสามารถเขียนความสัมพันธ์ได้ดังสมาการ 
title: ตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง

text: หลักของการพัฒนาแสดงไว้ในแผนภาพที่รูปที่ 1 ซึ่งแสดง ลาวา 3 แบบ การระเบิดครั้งแรกสุดเมื่อประมาณ 1.9 ล้านปีมาแล้ว เมื่อครั้งนั้นสนามแม่เหล็กโลกยังเป็นขั้วปกติ ดังนั้นเมื่อลาวาเย็นตัวมันจะมีขั้วปกติ ชนิดที่ 2 เกิดจากการระเบิดเมื่อ 1.5 ล้านปี ผ่านมาแล้วซึ่งอยูในช่วงที่โลกกลับขั้วและครั้งล่าสุดระเบิดเมื่อ 0.5 ล้านปีหลังจากที่เกิดการสับขั้วเข้าสู่ขั้วปกติ แม้ว่าลาวาจะมีการเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและการระเบิด แต่มีบางส่วนที่ยังคงขั้วเดิมของมันไว้จนถึงปัจจุบัน นักธรณีวิทยาสามารถสร้าง polarity time scale ของลาวาเหล่านี้โดยการวัด remanent dating โดยแสดงผลในตารางด้านซ้าย ความคิดหลักของ remanent magnetism เป็นที่รู้กันดีของบรรดานักธรณีวิทยา อย่างไรก็ตามก็มีผู้ศึกษาที่ศึกษาเกี่ยวกับความเป็นแม่เหล็กของหินเพียงจำนวนน้อยที่จะค้นคว้า ก่อนปี 1960 หลักฐานพื้นฐานของ การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลพัฒนาขึ้นเมื่อต้นปีและกลางปี 1960 ในช่วงเวลาสั้น ๆ ประมาณ 5 ปีของนักวิทยาศาสตร์ 2 กลุ่ม ที่ทำงานอย่างอิสระและแข่งขันกันอย่างมากกลุ่มหนึ่งอยู่ทางตอนเหนือของ California ในออสเตรเลีย นักวิทยาศาสตร์ได้จัดลำดับการพัฒนาของขั้วแม่เหล็กแต่ละช่วงอายุไว้โดย Cox (1973), Glen (1982), Mc Dougall (1977), and Watkin (1972) การกลับทิศทางขั้วแม่เหล็กเป็นเครื่องมือในการลำดับชั้น โดยบรรยายตามลักษณะการกลับขั้ว เราต้องทราบเวลาที่แม่เหล็กใช้ในการกลับขั้วแต่ละครั้ง เริ่มแรกเราจะหาอายุของขั้วแม่เหล็กในช่วงแรกในหินอัคนีภูเขาไฟบนพื้นโลกโดย K-Ar techniques เราสามารถประมาณอายุเป็นล้านปีได้ อาจมีค่าผิดพลาด 2% ซึ่งในเวลา 5 ล้านปีก็จะผิดพลาดไม่เกิน 0.1 ล้านปีPolarity time scale ในช่วง 7 ล้านปี เราหาได้จากความสัมพันธ์ของ Icelandic lavas ดังรูปที่ 2 ซึ่งเป็น original plate time scale แบ่งย่อยได้เป็น epochs แต่ละชื่อตั้งตามผู้ที่ค้นพบ และยังสามารถแบ่งเป็นช่วงสั้นๆตามแต่ละพื้นที่ ที่เราศึกษาสภาพความเป็นแม่เหล็กโบราณ ในการศึกษาขั้วแม่เหล็กของหินอัคนีภูเขาไฟบนบก แหล่งที่สำคัญเป็นอันดับที่2ของข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเหตุการณ์การกลับขั้วแม่เหล็ก คือ รูปแบบของ linear anomaly ซึ่งค้นพบจากพื้นมหาสมุทรไปตาม mid-ocean ridges และได้เคยถูกตีความครั้งแรกโดย Vine และ Matthews (1963) ความผิดปกติทางแม่เหล็กส่งผลต่อการเบนทิศภูมิหลังของความเป็นแม่เหล็กของโลกทั้งในระดับท้องถิ่นและระดับไพศาล เส้นของขั้วแม่เหล็กบวกและลบของหิน(รูปที่ 3)รูปร่างเมื่อมองหยาบๆแล้วจะขนานกับยอดสันซึ่งกว้าง5-50กิโลเมตรและยาวหลายร้อยกิโลเมตร ซึ่งเป็นผลมาจากการกลับขั้วของแม่สนามเหล็กโลกในรูปแบบของลาวาไหลซึ่งระเบิดแล้วไหลไปตามยอดสัน แล้วเย็นตัวลงใต้ Curie point แล้วถูกดึงจากสันออกทางด้านข้าง ในขณะที่หินอัคนีภูเขาไฟใหม่เริ่มก่อตัวขึ้นและกลายเป็นแม่เหล็ก Vine และ Matthews(1963) สันนิษฐานว่ารูปแบบของ liner magnetic anomaly บนพื้นสมุทรเกี่ยวข้องกับช่วง normal, reverse polarity ในgeomagnetic time scale จากความจริงที่ว่า ความผิดปกติทางแม่เหล็กเมื่อมองหยาบๆแล้วจะขนานกับยอดสันนั้นเป็นหลักฐานอย่างดีที่ใช้ในการพัฒนาความคิดของ seafloor spreading การค้นพบ linear magnetic anomalies บนพื้นทวีปทำให้ geomagnetic time scale มีความเที่ยงตรง นักธรณีฟิสิกส์กำหนดหมายเลขเพื่อแสดงลักษณะเฉพาะทางความผิดปกติของแม่เหล็ก เริ่มตั้งแต่หมายเลข1ที่แกนของสัน ดังรูปที่ 4 ความผิดปกติของแม่เหล็กบนพื้นทวีปเองไม่ได้กำหนด reversal time scale เพราะโดยปกติแล้วไม่มีใครรู้อายุของหินอัคนีภูเขาไฟ อย่างไรก็ตามเราสามารถหาอายุได้โดยวิธีทางกัมมันตรังสีหรือทางชีวภาพได้ Polarity time scale สำหรับ Mesozoic และ Cenozoic oceanic events เราสามารถประเมินเวลาตาม mafic volcanic rock ในพื้นสมุทร (Heirtzler et al 1968) คาดว่าบริเวณใกล้พื้นสมุทรจะเป็นหินที่อ่อนที่สุดเป็นการกลับขั้วซึ่งบอกสนามแม่เหล็กโลก จากการสันนิษฐานจะมีการแผ่ออกประมาณ 1.7 เมตรต่อปี ตั้งแต่ยุค Cetaceous เป็นต้นมาในทางใต้ของแอตแลนติก รวมทั้งกำหนดของอายุการกลับขั้วแม่เหล็กในแต่ละครั้งประมาณ 3.5 ล้านปี อย่างไรก็ตามการสันนิษฐานการกลับขั้วนี้ช้าไป 7% ในช่วง Late Cretaceous ถึง Cenozoic ตาม Heirtzler et al’s scale และการไหลของลาวาเชื่อว่าที่จริงแล้วไหล 70 มิลลิเมตรต่อปี ในช่วง Late Cretaceous จนถึงปัจจุบันไหล 32 มิลลิเมตรต่อปี อีกวิธีหนึ่งคือ เราหาข้อมูลของขั้วแม่เหล็กตามการบันทึกของขั้วแม่เหล็กในแต่ละพื้นที่ของหินตะกอนและบริเวณกลางมหาสมุทร ขนาดของสนามแม่เหล็กในตะกอนใช้การเรียงตัวของเหล็ก ระหว่างการสะสมเป็นตัวบอก ศึกษาการรวมขั้วของแม่เหล็กในตะกอนทำให้ชะงักตามปัจจัยต่างๆ ประกอบด้วยช่วงการสะสมตัว องค์ประกอบทางเคมีของแร่ที่เข้ามาแทรก ซึ่งจัดเป็นการเป็นแม่เหล็กทุติยภูมิ และตะกอนมากมายหรือหินตะกอนมัมีสนามแม่เหล็กน้อยในช่วงแรกเครื่องตรวจวัดสนามแม่เหล็กอาจไม่สามารถตรวจวัดได้ แต่ปัจจุบันจาก Superconducting magnetrometer และการพัฒนาค้นคว้าทางแม่เหล็กมากขึ้นทำให้สามารถพอตรวจวัดได้ในหินตะกอน
title: การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล

text: Remanent magnetism วัดได้โดยเครื่องมือที่เรียกว่า magnetometers เครื่องนี้รุ่นแรกๆ สามารถวัดความหนาแน่นและทิศทางของสนามแม่เหล็กได้เฉพาะหินภูเขาไฟและ highly magnetized iron-bearing red sediments magnetometers รุ่นที่ดีที่สุดในขณะนี้ สามารถวัดได้แม้จะมีความเป็นแม่เหล็กน้อยรวมทั้งหินคาร์บอเนต Remanent magnetism มีความซับซ้อนและสามารถรวมเข้าไปอยู่ใน secondary magnetism ที่เกิดจากผลกระทบที่ยาวนานของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบันหรือจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของธาตุแม่เหล็กอันหนึ่งไปสู่อีกอันหนึ่งเทคนิคการขจัดแม่เหล็กสามารถทำได้เมื่อต้องการทำลายผลกระทบที่เกิดจาก secondary magnetic ในห้องทดลอง ดังนั้นก็จะสามารถวัด primary magnetization ได้ นี่คือส่วนประกอบของ primary magnetic ซึ่งบันทึกลักษณะของสนามแม่เหล็กโลกในขณะที่มันก่อตัวขึ้นและเป็นสิ่งที่น่าสนใจในการศึกษาวิชาธรณีวิทยา สิ่งสำคัญของ primary remanent magnetism สำหรับการศึกษาธรณีวิทยามีเหตุมาจาก ความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กโลกไม่คงสภาพเดิมตลอดช่วงเวลาเก่าแก่ในธรณีวิทยา แต่กลับถูกค้นพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงอยู่บ่อยๆ อำนาจแรงดึงดูดของสนามแม่เหล็กบนพื้นโลกเกิดจากความเข้าใจผิดๆ บางประการว่าเกิดจากการเคลื่อนที่ของของเหลวที่มีนิกเกิดและเหล็กในปริมาณสูงในบริเวณรอบๆ แกนโลก การเคลื่อนที่นี้ถูกสันนิษฐานว่าได้รับการควบคุมจากการพาความร้อนโดยอุณหภูมิและจากแรง Coriolis ที่เกิดจากการหมุนของโลก การศึกษาเกี่ยวกับ remanent magnetism ในหินภูเขาไฟและหินตะกอน แสดงให้เห็นว่า ส่วนประกอบหลักของขั้นแม่เหล็ก 2 ขั้นในสนามแม่เหล็กโลก ที่มุ่งไปข้างหน้าจะถูกพลิกกลับขั้นในช่วงเวลาที่ไม่แน่นอนจาก Precambrian time เห็นได้ชัดจากการพาความร้อนที่ไม่คงที่บริเวณรอบแกนโลก เมื่อสนามแม่เหล็กโลกมีสภาพขั้วในทิศทางหนึ่งแล้ว จะกล่าวได้ว่ามีขั้วที่ปกติเมื่อเปลี่ยนขั้นไป 180 องศาก็จะถูกเรียกว่ากลับขั้น การกลับตัวของขั้วสนามแม่เหล็กโลกถูกบันทึกไว้ในหินตะกอนและหินภูเขาไฟในรูปแบบขั้วที่ปกติและเมื่อกลับขั้นแล้ว ทิศทางของสนามแม่เหล็กในหินถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจนโดย north-seeking magnetization ถ้า north-seeking magnetization ของก้อนหินชี้ไปที่ขั้วเหนือของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบัน แสดงว่าหินนั้นมีขั้นปกติ แต่ถ้า north-seeking magnetization ชี้ไปที่ขั้วแม่เหล็กใต้ ก็แสดงว่าหินนั้นกลับขั้วหรือมีขั้วกลับกัน ดังนั้น หินตะกอนและหินภูเขาไฟที่แสดงขั้วตรงกับขั้นของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบันก็จะเรียกว่าขั้วปกติ ในขณะที่หินที่มีขั้นตรงกันข้ามจะเรียกว่าขั้นกลับ reverse polarity การกลับขั้วของแรงดึงดูดของสนามแม่เหล็กโลกบนพื้นโลกเหล่านี้เกิดขึ้นในระยะเวลาเดียวกันกับมหันตภัยบนพื้นโลก ดังนั้นมันจะมีสัญลักษณ์ทางธรณีวิทยาในหินภูเขาไฟหรือหินตะกอน กระบวนการการกลับขั้วนั้นใช้เวลา 1000-10000 ปี (Clement, Kent and Opdyke, 1982) ความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กโลกจะลดลง 60-80 % ก่อนที่จะเกิดการกลับขั้วประมาณ 10000 ปี การกลับขึ้นจะใช้เวลาประมาณ 1000-2000 ปี ตามด้วยการเพิ่มของความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กของอีก 10000 ปี ข้างหน้า ( Cox, 1969) แม้ว่าจะมีการกลับขั้วครั้งล่าสุดเมื่อประมาณ 20000 ปีที่ผ่านมาก็ตาม แต่การกลับตัวของสนามแม่เหล็กที่ไร้ซึ่งข้อสงสัยครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 700000 ปีที่ผ่านมา ในปีแรกๆ ของ Paleomagnetic เชื่อว่า ช่วงของขั้นหนึ่งๆ ที่กินเวลาตั้งแต่ 100000 ปีขึ้นไปเรียกว่า epochs แต่ช่วงที่ใช้เวลาประมาณ 10000-100000 ปี จะเรียกกันว่า events ปัจจุบันทราบกันดีว่า การกลับขึ้นจะเกิดขึ้นได้หลากหลาย ช่วงเวลาเริ่มต้นน้อยที่สุดจาก 10000 ปี จนถึง 10 ล้านปี อย่างไรก็ตาม นักธรณีวิทยายังคงใช้คำว่า epochs กับ events ในความหมายเดียวกัน ทั้งๆ ที่ความหมายแตกต่างกัน(epochs ในปัจจุบันมีความหมายเดียวกับ chrons) การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลในหิน pre-Pleistocene ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงขั้นในหินตะกอนหรือหินภูเขาไฟที่ทำให้เกิดลวดลายที่จดจำได้ง่าย ใช้ในจุดประสงค์เพื่อลำดับเหตุการณ์และหาความสัมพันธ์
title: การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล

text: สนามแม่เหล็กในดาวแคระขาวที่พื้นผิวมีความเข้ม ~1 ล้านเกาส์ (100 เทสลา) ซึ่งถูกทำนายโดย P.M.A Blackett ในปี 1947 ซึ่งเป็นผลลัพธ์ของกฎฟิสิกส์ เขาเสนอว่าวัตถุที่ไม่มีประจุที่หมุนอยู่จะสร้างสนามแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับโมเมนตัมเชิงมุม กฎซึ่งเป็นคำล่ำลือนี้บางครั้งเรียกว่า Blackett effect ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่ยอมรับ และในทศวรรษที่ 1950 Blackett ก็ถูกหักล้าง ในทศวรรษ 1960 มีการเสนอว่าดาวแคระขาวควรมีสนามแม่เหล็กเพราะการอนุรักษ์ฟลักซ์แม่เหล็กรวมของพื้นผิวระหว่างการวิวัฒนาการของดาว non-degenerate ไปสู่ดาวแคระขาว สนามแม่เหล็กพื้นผิว ~100 เกาส์ (0.01 เทสลา) ในดาวต้นกำเนิดควรจะกลายเป็นสนามแม่เหล็กพื้นผิว ~100-1002 = 1 ล้านเกาส์ (100 เทสลา) ครั้งหนึ่งที่ดาวมีรัศมีเล็กลงด้วยแฟคเตอร์ 100 สนามแม่เหล็กของดาวแคระขาวที่ถูกพบคือ GJ 742 ที่ตรวจจับได้ว่ามีสนามแม่เหล็กในปี 1970 โดยการแผ่รังสีของแสงcircularly polarized มันถูกคิดว่าสนามพื้นผิวประมาณ 300 ล้านเกาส์ (30 กิโลเทสลา) ตั้งแต่สนามแม่เหล็กถูกค้นพบในดาวแคระขาวมากกว่า 100 ดวง มีสนามแม่เหล็กตั้งแต่ 2×103 ถึง 109 เกาส์ (0.2 เทสลา ถึง 100 กิโลเทสลา) เฉพาะดาวแคระขาวจำนวนไม่มากที่ถูกตรวจสอบสนามของมัน และมีถูกประมาณว่ามีอย่างน้อย 10% ของดาวแคระขาวที่มีสนามแม่เหล็กเกิดกว่า 1 ล้านเกาส์ (100 เทสลา)
title: ดาวแคระขาว

text: โครงการสำรวจทางธรณีวิทยาลามอนต์-โดเฮอร์ที ได้เริ่มต้นขึ้นในปี 1966 ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแนวตัดขวางสนามแม่เหล็กผ่านเทือกเขากลางสมุทรแปซิฟิก-แอนตาร์กติกว่ามีความสมมาตรกันและสดคล้องกับที่พบในเทือกเขากลางสมุทรเรย์กจาเนสของมหาสมุทรแอนแลนติกเหนือ ค่าความผิดปรกติของสนามแม่เหล็กในลักษณะเดียวกันนี้มีการค้นพบในพื้นมหาสมุทรทั้งหมดทั่วโลกและทำให้สามารถประมาณการช่วงเวลาของการเกิดแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรได้[1]
title: การสลับขั้วแม่เหล็กโลก

text: ออร์สเตดไม่ใช่คนเดียวที่ทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้ากับแม่เหล็ก ในปี ค.ศ. 1802 เกียน โดเมนิโก โรมานยอซิ นักวิชาการกฎหมายชาวอิตาลี ขยับเข็มแม่เหล็กด้วยประจุไฟฟ้าสถิต สิ่งที่เกิดขึ้นจริงคือ ไม่มีกระแสกัลวานิกไหล จึงไม่มีอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้น การค้นพบถูกตีพิมพ์ในหนังสือพิมพ์อิตาลีในปี ค.ศ. 1802 แต่ถูกกลุ่มนักวิทยาศาสตร์มองข้ามไปในสมัยนั้น
เราอาจเข้าใจสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจะสร้างสนามไฟฟ้า และทำให้เกิดแรงไฟฟ้าขึ้น แรงนี้ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต และทำให้เกิดการไหลของประจุไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้า) ในตัวนำขึ้น ขณะเดียวกัน อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ จะสร้างสนามแม่เหล็ก และทำให้เกิดแรงแม่เหล็กต่อวัตถุที่เป็นแม่เหล็ก
title: ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า

text: ใน ปี 1827 Anyos Jedlik ชาวฮังการีเริ่มทดลองกับอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าหมุน ซึ่งเขาเรียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้าใบพัดหมุนเอง, ตอนนี้เรียกว่าไดนาโมของ Jedlik ในเครื่องต้นแบบของตัวสตาร์ตเตอร์เสาไฟฟ้าเดียว(เสร็จระหว่างปี 1852 ถึงปี 1854 )ทั้งชิ้นส่วนอยู่กับที่และชิ้นส่วนหมุนเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า เขาคิดสูตรที่เป็นแนวคิดของไดนาโมไว้ไม่น้อยกว่า 6 ปีก่อนซีเมนส์และ Wheatstone แต่ไม่ได้จดสิทธิบัตรเพราะเขาคิดว่าเขาไม่ได้เป็นคนแรกที่รับรู้ถึงเรื่องนี้ ในสาระสำคัญ แนวคิดคือแทนที่จะใช้แม่เหล็กถาวร สองแม่เหล็กไฟฟ้าวางตรงข้ามกันเหนี่ยวนำทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบโรเตอร์ มันยังเป็นการค้นพบหลักการของการกระตุ้นตัวเองอีกด้วย
title: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

text: หลักการที่อยู่เบื้องหลังผลิตผลของแรงทางกลของมอเตอร์ก็คือการมีปฏิสัมพันธ์กันของกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีอยู่ในตัวมอเตอร์ กฎของแอมแปร์ถูกค้นพบโดย อ็องเดร-มารี อ็องแปร์ (André-Marie Ampère) ในปี 1820 การเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าไปเป็นพลังงานกลโดยวิธีการทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ถูกแสดงให้เห็นโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในปี 1821 ลวดแขวนอย่างอิสระถูกจุ่มลงในแอ่งของปรอทซึ่งมีสารแม่เหล็กถาวร (PM) ได้ถูกนำมาวางไว้
title: มอเตอร์

text: อุปกรณ์การวิจัยในช่วงต้นของฟิวชั่นเป็นตัวแปรบน และใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก poloid ที่จะมีพลาสม่าตามแกนเชิงเส้นตรงระหว่างสองจุด. นักวิจัยค้นพบว่าสนาม toroidal ธรรมดา, ในที่ซึ่งเส้นสนามแม่เหล็กวิ่งในวงกลมรอบแกนสมมาตร, จะเก็บกักพลาสม่าแทบจะไม่ได้ดีกว่าไม่มีสนามเลย. สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้โดยดูที่วงโคจรของอนุภาคแต่ละอนุภาค. อนุภาคไม่เพียงแต่เป็นเกลียวรอบเส้นสนามเท่านั้น, พวกมันยังลอยข้ามสนามอีกด้วย. เนื่องจากสนาม toroid จะโค้งและลดความแข็งแรงลงในเมื่อย้ายออกจากแกนของการหมุน, ไอออนและอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ขนานไปกับแกน, แต่ในทิศทางตรงข้าม. การแยกของประจุจะนำไปสู่​​สนามไฟฟ้าและการกระจายเพิ่มขึ้น, ในกรณีนี้ ออกไปด้านนอก (ออกจากแกนของการหมุน) สำหรับทั้งไอออนและอิเล็กตรอน. หรือ พลาสม่าสามารถถูกมองว่าเป็น ทอรัสของของเหลวที่มีสนามแม่เหล็กแช่แข็งอยู่ด้านใน. ความดันพลาสม่าทำให้เกิดแรงที่มีแนวโน้มที่จะขยายทอรัส. สนามแม่เหล็กนอกพลาสม่าไม่สามารถป้องกันการขยายตัวนี้. พลาสม่าเพียง เลื่อนไประหว่างเส้นสนามทั้งหลาย.
title: Tokamak

text: หลังจากที่เซมันได้ผ่านการทดสอบในปี ค.ศ. 1885 เขาก็ได้เข้าศึกษาฟิสิกส์ในมหาวิทยาลัยไลเดิน อยู่ภายใต้การควบคุมของไฮเกอ กาเมอร์ลิง โอนเนิส และแฮ็นดริก โลเรินตส์ ในปี ค.ศ. 1890 ก่อนที่เขาจะทำวิทยานิพนธ์เสร็จ เขาได้ไปเป็นผู้ช่วยของโลเรินตส์ และสิ่งนี้ก็ได้พาเขาไปสู่การโปรแกรมการทำวิจัยของปรากฏการณ์เคอร์ (Kerr effect) ในปี ค.ศ. 1893 เขาก็ได้เสนอวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกจากปรากฏการณ์เคอร์ คือเป็นการสะท้อนของแสงโพลาไรซ์บนพื้นผิวที่เป็นแม่เหล็ก หลังจากที่เขาจบระดับปริญญาเอกแล้วเขาก็ได้เดินทางไปอยู่ที่สถาบันฟรีดริช โคลเราช์ ในเมืองสทราซบูร์ ในปี ค.ศ. 1895 เมื่อเขากลับมาจากเมืองสทราซบูร์ เซมันก็ได้ไปเป็นวิทยากรภายนอกในวิชาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ในเมืองไลเดิน ในปีเดียวกันนี้เขาก็ได้แต่งงานกับโจแอนนา อลิซาเบธ ลีเบรธ (Johanna Elisabeth Lebret) มีชีวิตอยู่ในปี ค.ศ. 1873–1962 มีลูกสาวด้วยกัน 3 คน และลูกชายอีก 1 คน
ปี ค.ศ. 1896 3 ปีหลังจากที่เขาทำวิทยานิพนธ์เกี่ยวกับปรากฏการณ์เคอร์เสร็จ เขาขัดคำสั่งของหัวหน้างานของเขาและได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการวัดค่าการแยกของเส้นสเปกตรัมจากสนามแม่เหล็กที่เข้มข้น จึงถูกไล่ออกจากการกระทำ แต่เขาก็ได้รับการพิสูจน์ภายหลัง จนในปี ค.ศ. 1902 เขาก็ได้รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับการค้นคว้าของเขาที่เป็นที่รู้จักกันในชื่อ ปรากฏการณ์เซมัน และนี่ก็เป็นส่วนหนึ่งในงานวิจัยวิทยานิพนธ์ของเขา เขาได้ทำการค้นคว้าผลของสนามแม่เหล็กบนแหล่งกำเนิดแสง โลเรินตส์ได้รู้จักกับผลงานของเซมันเมื่อวันเสาร์ที่ 31 ตุลาคม ค.ศ. 1896 ในที่ประชุมของราชบัณฑิตยสภาศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์เนเธอร์แลนด์ในอัมสเตอร์ดัม เมื่อเรื่องนี้ได้นำไปเผยแพร่โดยโอนเนิส และในวันถัดมา โลเรินตส์ก็ได้เชิญเซมันไปที่ห้องทำงานของเขาและได้ให้เซมันนำเสนองานที่เขาได้ค้นพบ โดยอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีของโลเรินตส์คือ การแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
สิ่งสำคัญของการค้นพบของเซมันได้ถูกนำไปเผยแพร่ และไปช่วยสนับสนุนงานของโลเรินตส์ที่เกี่ยวกับการปล่อยของแสงโพลาไรซ์จากงานของสนามแม่เหล็กที่ค้นพบไว้ก่อนหน้า ขอบคุณงานของเซมันที่ได้ไขข้อสงสัยของการสั่นของอนุภาคที่เกิดขึ้นในงานของโลเรินตส์ที่เป็นประจุลบและมีน้ำหนักเบากว่าอะตอมของไฮโดรเจนเป็นพัน ๆ เท่า การสรุปผลงานนี้ได้เกิดขึ้นก่อนการค้นพบอิเล็กตรอนของทอมสัน ปรากฏการณ์เซมันถือเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการอธิบายโครงสร้างอะตอม
title: ปีเตอร์ เซมัน

text: การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็ก (English: Magnetic resonance imaging (MRI)) หรือ การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ (English: nuclear magnetic resonance imaging (NMRI)) เป็นเทคนิคการถ่ายภาพหลักทางการแพทย์ที่ใช้กันมากที่สุดในสาขารังสีวิทยา เพื่อสร้างภาพโครงสร้างและการทำงานของร่างกาย. ดร. เรย์มอนด์ Damadian, นักวิทยาศาสตร์อาร์เมเนีย-อเมริกัน, ผู้ที่ขณะทำการวิจัยเพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติของคลื่นสนามแม่เหล็ก, ได้สร้างเครื่องถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กตัวแรกของโลกในปี 1972. Damadian ยื่นขอสิทธิบัตรครั้งแรกสำหรับเครื่อง MRI, สหรัฐอเมริกา # 3789832 วันที่ 17 มีนาคม 1972 ซึ่ง ต่อมาไดัรับการอนุมัติในวันที่ 5 กุมภาพันธ์ 1974.[217] Damadian พร้อมกับ แลร์รี่ Minkoff และ ไมเคิล Goldsmith, ต่อมาได้ใช้ MRI ทำการสแกนร่างกายของมนุษย์ครั้งแรกเมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม 1977.[218][219] การสะท้อนให้เห็นถึงความสำคัญพื้นฐานและการนำไปใช้ของ MRI ในทางการแพทย์, พอล Lauterbur แห่งมหาวิทยาลัย อิลลินอยส์ ที่ เออร์บานา และ เซอร์ปีเตอร์ Mansfield แห่งมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมได้รับรางวัลโนเบลด้านสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ปี 2003 สำหรับ "การค้นพบเกี่ยวกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก"ของพวกเขา.[220] รางวัลนี้ได้รับการประท้วงอย่างจริงจังโดย Damadian, ผู้ก่อตั้ง FONAR คอร์ปอเรชั่น, ผู้ซึ่งอ้างว่าเขาเป็นผู้คิดค้น MRI และว่า Lauterbur และ Mansfield ทำเพียงแค่กลั่นเทคโนโลยีนี้เท่านั้น.[221]
title: ลำดับสิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ (ค.ศ. 1946–91)

text: สามทศวรรษต่อมา ได้มีทฤษฎีกล่าวถึงสาเหตุของสนามแม่เหล็กและบางส่วนก็รวมถึงโอกาสของการสลับขั้วด้วย การวิจัยสนามแม่เหล็กโลกโบราณทั้งหมดในช่วงปลายทศวรรษที่ 1950 นั้นเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กและเกี่ยวกับทวีปจร แม้ว่าจะได้รับการค้นพบว่าหินบางชนิดมีการสลับขั้วในสนามแม่เหล็กขณะที่กำลังเย็นตัวลง ทำให้ดูเหมือนว่าหินอัคนีที่ถูกทำให้มีสภาพเป็นแม่เหล็กทั้งหมดมีร่องรอยของสนามแม่เหล็กโลก ณ ช่วงเวลาที่มันเย็นตัวลง แรกๆนั้นดูเหมือนว่าการสลับขั้วจะเกิดขึ้นทุกๆ 1 ล้านปีแต่ในช่วงทศวรรษที่ 1960 เป็นที่รู้กันว่าช่วงเวลาของการสลับขั้วนั้นไม่แน่นอน[1]
title: การสลับขั้วแม่เหล็กโลก

text: เดเวอร์และแฟร์แบ็ง (Deaver & Fairbank) ได้ศึกษาและค้นพบ ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก (Flux quantization) โดยการขึ้นรูปสารให้เป็นรูปวงแหวนแล้วใส่สนามแม่เหล็กเข้าไปในขณะที่สารมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต พบว่าสนามแม่เหล็กดังกล่าวสามารถทะลุผ่านสารนี้ได้ แต่เมื่อลดอุณหภูมิของสารให้ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตสารนี้จะมีสภาพนำยวดยิ่ง แล้วนำสนามแม่เหล็กที่ใส่เข้าไปออก พบว่าฟลักซ์แม่เหล็กจะถูกกักอยู่ภายในวงแหวนของตัวนำยวดยิ่งและมีค่าเท่ากับ nηc/2e 
เมื่อ n คือ เลขจำนวนเต็ม
สนามแม่เหล็กที่ให้เข้าไปจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไหลวนอยู่ภายในวงแหวนนั้น และจะเหนี่ยวนำทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กลอดผ่านพื้นที่ในวงแหวน โดยมีค่าจากการคำนวณเท่ากับ 4*10 gauss-cm และฟลักซ์ที่วัดจากการคำนวณเป็น 4.0679*10 gauss-cm ซึ่งค่านี้ประกอบด้วยอิเล็กตรอน 2 ตัว ทำให้เป็นการยืนยันว่ากลไกของการเกิดสภาพนำยวดยิ่งมาจากคู่คูเปอร์ตามทฤษฎีบีซีเอส
title: ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก

text: สเติร์นเป็นนักฟิสิกส์สายทดลอง เข้าค้นพบการมีอยู่ของสปินโดยการทดลองซึ่งใช้แท่งแม่เหล็กรูปร่างไม่เหมือนกันเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอ กล่าวคือ ทิศทางไม่เป็นไปในทางเดียวกัน เมื่อยิงลำอะตอมเงิน พบว่า อะตอมเงินชนกับฉากเป็นแนวเส้นสองเส้น เนื่องจากอะตอมมีสมบัติเป็นวงกระแสไฟฟ้าในตัว (นอกเหนือจากเป็นโมเมนตัมเชิงมุม) เมื่อมีสนามแม่เหล็กภายนอกมากระทำในทิศทางไม่ตั้งฉากกับวงกระแสไฟฟ้า ก็จะทำให้เกิดทอร์ก เบี่ยงทิศทางของการเอียงของอะตอมไป ฟิสิกส์แบบฉบับคาดการณ์ว่า อะตอมจะชนกับฉากในตำแหน่งใดก็ได้ แต่พบว่า อะตอมชนกับฉากเป็นสองเส้น ต่อมาจึงมีการกำหนดสมบัติความเป็นวงกระแสไฟฟ้าของอะตอมว่า สปิน โดยกำหนดให้โมเมนต์แม่เหล็ก (ซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์มีค่าเท่ากับผลคูณของกระแสไฟฟ้ากับพื้นที่ของวงวนกระแส ทิศทางตามนิ้วหัวแม่มือขวาที่กำตามทิศของกระแส) ของอะตอม มีค่าเท่ากับโบร์แมกนีตอน
title: ออตโต สเติร์น

text: หลักการทำงานและส่วนประกอบของเครื่อง MRI[25] MRI คือเครื่องตรวจร่างกายด้วยการสร้างภาพเหมือนจริงของส่วนต่างๆของร่างกาย โดยใช้สนามแม่เหล็กความเข้มสูง เมื่อใส่สนามแม่เหล็กให้กับร่างกาย นิวเคลียสของอะตอมในร่างกายจะเข้าสู่สถานะถูกกระตุ้น และเมื่อหยุดให้สนามแม่เหล็ก นิวเคลียสของอะตอมจะเกิดการปลดปล่อยพลังงานเพื่อกลับคืนสู่สถานะปกติ เมื่อรับคลื่นความถี่ที่ปล่อยออกมา แล้วนำไปประมวลผลและสร้างเป็นภาพด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถให้รายละเอียดและความคมชัดเหมือนการตัดร่างกายออกเป็นแผ่นๆทำให้แพทย์สามารถมองจุดที่ผิดปกติในร่างกายคนเราได้อย่างละเอียด โดยที่ไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆต่อผู้รับการตรวจ เครื่อง MRI มีส่วนประกอบที่สำคัญคือ แม่เหล็กที่มีกำลังสูงมากซึ่งใช้ในการเปลี่ยนการเอียงตัวของสปินของนิวเคลียสให้มีการเอียงตัวตามทิศของสนามแม่เหล็กที่ให้ แล้วหลังจากนั้นก็หยุดให้สนามแม่เหล็กเพื่อให้นิวเคลียสเกิดการคายพลังงานเพื่อกลับสู่ตำแหน่งเดิม จับสัญญาณการคายพลังงานที่ได้ แล้วนำมาสังเคราะห์ภาพก็จะได้ภาพต่างๆในบริเวณที่ทำการศึกษา ดังนั้นสนามแม่เหล็กที่ใช้จึงจะต้องมีความเข้มสูงมากและต้องใช้เวลาสั้นมากๆเพื่อให้มีผลกระทบต่อการวัดน้อยที่สุดในระยะแรกได้ใช้การสร้างแม่เหล็กไฟฟ้า โดยใช้เส้นลวดทองแดงพันเป็นขดลวดมีน้ำหนักประมาณ 5 ตัน ได้สนามแม่เหล็กที่มีความเข้มไม่มากนักคือ ประมาณ 0.2 ถึง 1.0 เทสลา ต่อมาจึงมีการพัฒนาแม่เหล็กเป็นแบบ แม่เหล็กความเข้มสูง (Super magnet) โดยใช้ขดลวดซึ่งทำด้วยตัวนำยวดยิ่งแทน ให้แม่เหล็กที่มีความเข้มได้มากกว่า 2 เทสลา โดยมีขนาดขนาดแม่เหล็กไม่ใหญ่มากนัก โดยในระยะแรกจะใช้ตัวนำยวดยิ่งแบบดั้งเดิมในพวกสารประกอบคือโลหะผสมไนโอเบียมไททาเนียม(NbTi) ที่มีอุณหภูมิวิกฤติไม่สูงมากนักประมาณ 10 เคลวิน การทำงานต้องใช้ฮีเลียมเหลว และไนโตรเจนเหลวในการควบคุมอุณหภูมิ ปัจจุบันมีการนำเอาตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงมาใช้ทำแม่เหล็กความเข้มสูงแทนตัวนำยวดยิ่งแบบดั้งเดิม ทำให้สามารถใช้งานได้สะดวกมากยิ่งขึ้น เนื่องจากตัวนำยวดยิ่งประเภทนี้มีอุณหภูมิวิกฤติประมาณ 90 เคลวิน สามารถใช้ไนโตรเจนเหลวเป็นสารหล่อเย็นได้ สามารถให้สนามแม่เหล็กได้สูงมากตั้งแต่ 2 เทสลา จนถึตัวอักษรหัวเรื่อง 10เทสลา ได้อย่างสบายๆ ทั้งนี้ขึ้นกับกระแสไฟฟ้าวิกฤตและสนามไฟฟ้าวิกฤตของตัวนำยวดยิ่ง
title: การสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก

text: ค.ศ. 1820 ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กได้เผยแพร่ผลงานการค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก ที่นำไปสู่ทฤษฎีความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า หรือ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า หลังจากที่อ็องแปร์ได้ทราบข่าวดังกล่าว เขาได้ทำการทดลองตามแบบของเออร์สเตด จากการทดลองของเขา ได้นำไปสู่การสร้างสนามแม่เหล็ก และมอเตอร์ไฟฟ้าในเวลาต่อมา
title: อ็องเดร-มารี อ็องแปร์

text: โดยในปี ค.ศ. 1792 นั้น กัลวานี ได้ค้นพบกระแสไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิต ซึ่งงานนี้ได้ทำให้วอลตานั้นสามารถประดิษฐ์ โวลตาอิกไพล์ (voltaic pile) ซึ่งเป็นต้นแบบของแบตเตอรีไฟฟ้า ได้ในปี ค.ศ. 1800 ต่อมาในปี ค.ศ. 1820 จากการสังเกตพบความสัมพันธ์ของไฟฟ้าและแม่เหล็ก ของ ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด ในการทดลองที่กระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านขดลวดสามารถเบนเข็มแม่เหล็กของเข็มทิศได้นั้น อองแปร์ได้ทำการศึกษาถึงความสัมพันธ์นี้และสร้างเป็น กฎของแอมแปร์ ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้านั้นถูกค้นพบโดยโอห์มในปี ค.ศ. 1827 เรียกกฎของโอห์ม หลังจากนั้นในปี ค.ศ. 1831 ฟาราเดย์ได้ค้นพบความสัมพันธ์การเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กและการกำเนิดกระแสไฟฟ้าในขดลวด ซึ่งรู้จักกันในนาม กฎของฟาราเดย์ ในปี ค.ศ. 1864 เจมส์ คลาร์ก แมกซ์เวลล์ ได้รวบรวมความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและไฟฟ้า ในรูปชุดของสมการทางคณิตศาสตร์ เรียกสมการของแมกซ์เวลล์ ซึ่งเป็นหัวใจของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic หรือ electrodynamic) ในปัจจุบัน และในปี 1873 เขาได้จัดพิมพ์ทฏษฎีไฟฟ้าและแม่เหล็กที่รวบรวมเป็นหนึ่งเดียวในหนังสือเรื่อง "ไฟฟ้าและแม่เหล็ก"[2]
title: วิศวกรรมไฟฟ้า

text: กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดผลกระทบที่สังเกตเห็นได้หลายอย่าง ซึ่งตามประวัติศาสตร์ผลกระทบเหล่านั้นเป็นวิธีการเพื่อการรับรู้การปรากฏตัวของมัน ที่ว่าน้ำสามารถถูกแยกสลายได้โดยกระแสจากเซลล์กัลวานี ผลกระทบนี้ถูกค้นพบโดยวิลเลี่ยม นิโคลสันกับเซอร์ แอนโธนี คาร์ลิเซิล สองนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในปีคริสต์ศักราช 1800 กระบวนการนี้ปัจจุบันเรียกว่า[[การแยกสลายด้วยไฟฟ้า]หรืออิเล็กโตรไลซิส งานของพวกเขาถูกขยายออกไปอย่างมหาศาลโดยไมเคิล ฟาราเดย์ในปี 1833 กระแสไฟฟ้าเมื่อไหลผ่านความต้านทาน มันทำให้เกิดความร้อนอยู่ภายใน ผลกระทบนี้เจมส์ เพรสคอต จูลได้ทำการศึกษามันทางคณิตศาสตร์ในปี 1840[24]:23–24 หนึ่งในการคันพบที่เกี่ยวข้องกับกระแสที่สำคัญที่สุดถูกค้นพบโดยบังเอิญโดยฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตดในปี 1820 เมื่อครั้งที่เขากำลังเตรียมการสอน เขาพบเห็นกระแสในเส้นลวดไปรบกวนเข็มของเข็มทิศแม่เหล็ก[34] เขาได้ค้นพบทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ระดับของการปลดปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยการอาร์กด้วยไฟฟ้าจะสูงพอที่จะสร้างการรบกวนจากแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งสามารถก่อให้เกิดอันตรายกับการทำงานของอุปกรณ์ใกล้เคียง[35]
title: ไฟฟ้า

text: ผู้ประดิษฐ์ขดลวดเทสลา (Tesla coil) และค้นพบวิธีการเปลี่ยนสนามแม่เหล็กเป็นสนามไฟฟ้า จึงเป็นที่มาของหน่วยวัดสนามแม่เหล็กเทสลา ผู้ค้นพบวิธีการสื่อสารแบบไร้สาย (Wireless communication) ผู้ประดิษฐ์หลอดไฟแบบใช้ก๊าซให้แสงสว่าง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ผู้คิดทฤษฎีของเครื่องเรดาร์ ผู้คิดรีโมตคอนโทรล
title: นิโคลา เทสลา

text: ในตอนนั้น เออร์สเตด ไม่ได้ให้คำอธิบายของปรากฏการณ์อันนั้นให้เป็นที่น่าพอใจได้ และก็ไม่ได้พยายามที่จะนำเสนอปรากฏการณ์ในรูปแบบของคณิตศาสตร์ อย่างไรก็ตาม อีกสามเดือนต่อมา เขาก็เริ่มค้นคว้าหาสาเหตุอย่างจริงจัง ไม่นานเขาก็พิมพ์สิ่งที่เขาค้นพบ พิสูจน์ว่ากระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็กเมื่อมีกระแสไหลผ่านเส้นลวด คำว่า เออร์สเตด จึงเป็นหน่วยวัดการเหนี่ยวนำของแม่เหล็ก ถูกตั้งให้เป็นเกียรติแก่เขาในฐานะมีคุณูปการต่อวิชาการด้านทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
การค้นพบของเออร์สเตดมีผลทำให้มีการค้นคว้าในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์กันอย่างมากมายในเรื่อง พลศาสตร์ไฟฟ้า หรืออิเล็กโทรไดนามิกส์ (electrodynamics; การปฏิสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก) สาขานี้มีอิทธิพลต่อนักฟิสิกซ์ชาวฝรั่งเศสชื่อ อ็องเดร-มารี อ็องแปร์ ที่พัฒนารูปแบบทางคณิตศาสตร์แบบเดียวเพื่อแสดงอำนาจแม่เหล็กระหว่างตัวนำหลายตัวที่มีกระแสไหลผ่าน การค้นพบของเออร์สเตดยังเป็นก้าวสำคัญในการทำให้กรอบความคิดเกี่ยวกับพลังงานเป็นหนึ่งเดียว
การเป็นหนึ่งเดียว ทำให้ไมเคิล ฟาราเดย์ นำไปใช้ ขยายเพิ่มเติมโดยเจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ และสร้างสูตรบางส่วนขึ้นมาโดยโอลิเวอร์ เฮฟวีไซด์ และไฮน์ริช เฮิร์ตซ์ เป็นความสำเร็จอย่างสำคัญสำหรับฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 ผลที่ตามมาไปไกลมาก หนึ่งในนั้นก็คือความเข้าใจในธรรมชาติของแสง ไม่เหมือนกับสิ่งที่นำเสนอในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า แสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ในปัจจุบันถูกมองว่าอยู่ในรูปของปริมาณที่แน่นอน เป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่รังสีออกไปด้วยตัวเองในรูปคลื่นแกว่งไปมาซึ่งถูกเรียกว่าโฟตอน ความถี่ในการแกว่งที่ต่างกันทำให้รูปแบบการแผ่อำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบที่แตกต่างกัน จากคลื่นวิทยุที่มีความถี่ต่ำสุด ไปจนถึงความถี่ขนาดกลางที่เป็นแสงมองเห็นได้ และความถี่สูงสุดเป็นรังสีแกมมา
title: ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า

text: ในปี ค.ศ. มีการค้นพบความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก (Flux quantization) ในตัวนำยวดยิ่ง โดยนักวิจัยสองกลุ่มคือกลุ่มของ Doll และ Nabauer และกลุ่ม Daver และ Fairbank ซึ่งได้นำตัวนำยวดยิ่งที่ทำเป็นวงแหวนแล้วใส่สนามแม่เหล็กเข้าไปในขณะที่ตัวนำยวดยิ่งมีอุณหภูมิมากกว่าอุณหภูมิวิกฤตสนามแม่เหล็กดังกล่าวพุ่งผ่านตัวนำยวดยิ่งได้ แต่เมื่อลดอุณหภูมิให้ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต แล้วนำสนามแม่เหล็กที่ใส่เข้าไปออก จะพบว่า
title: ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก

text: ในปัจจุบัน สนามแม่เหล็กโลกทั้งหมดกำลังอ่อนตัวลงในอัตราหนึ่งที่หากยังคงดำเนินต่อไปจะส่งผลทำให้สนามแม่เหล็กแบบขั้วคู่เกิดการเสียสภาพชั่วคราวในช่วงประมาณปี ค.ศ. 3000 – 4000 ค่าผิดปรกติแอตแลนติกใต้ถูกเชื่อโดยบางคนว่าเป็นผลมาจากปรากฏการณ์นี้ ความเสื่อมสภาพอย่างรุนแรงในปัจจุบันนี้ลดลงประมาณ 10 – 15% ตลอด 150 ปีที่ผ่านมาและมีอัตราที่เพิ่มขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมานี้ด้วย อย่างไรก็ตามความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กโลกมีการลดลงอย่างต่อเนื่องจากค่าสูงสุด 35% ในปัจจุบันจากเมื่อประมาณ 2000 ปีที่แล้วมา อย่างไรก็ตามอัตราการลดลงของความเข้มสนามแม่เหล็กในปัจจุบันอยู่ในช่วงของการแปรผันที่ปรกติดังที่ปรากฏบันทึกสนามแม่เหล็กในอดีตที่ปรากฏอยู่ในเนื้อหิน
title: การสลับขั้วแม่เหล็กโลก

text: เออสเตดไม่เข้าใจการค้นพบของเขาอย่างสมบูรณ์ แต่เขาสังเกตว่าผลลัพธ์จะแลกเปลี่ยนกันและกัน นั่นคือกระแสสร้างแรงบนแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กสร้างแรงบนกระแส ปรากฏการณ์ไดัถูกตรวจสอบต่อไปโดยแอมแปร์ ที่ค้นพบว่าเส้นลวดคู่ขนานนำกระแสสองเส้นสร้างแรงบนกันและกัน นั่นคือถ้าเส้นลวดสองเส้นนั้นนำกระแสในทิศทางเดียวกันแรงที่เกิดจะดึงดูดกัน ในขณะที่เส้นลวดทั้งสองถ้ามีกระแสในทิศทางตรงข้ามกันแรงที่เกิดจะผลักกัน[44] ปฏิสัมพันธ์จะถูกควบคุมโดยโดยสนามแม่เหล็กที่กระแสแต่ละเส้นลวดผลิตขึ้น และเกิดเป็นพื้นฐานสำหรับนิยามของแอมแปร์ระหว่างประเทศ[44]
title: ไฟฟ้า