Elektromagnetismo

Ang elektromagnetismo o dagibalnian ay isang sangay ng pisika na tumatalakay sa elektromagnetikong puwersa na nangyayari sa pagitan ng mga tipik na may kuryente. Ang dagibalniing isig o electromagnetic force ay isa sa apat na pangunahing likas na isig at nagpapakita ng mga dagibalniing liboy tulad ng balniing liboy, dagitbing liboy, at liwanag.

Kasaysayan
Sinaunang Panahon
Ang pagsisiyasat sa mga elektromagnetikong pangyayari ay nagsimula mga 5,000 taon na ang nakalilipas. May katibayan na alam ng sinaunang Intsik, Mayan, at posibleng maging mga sibilisasyong Ehipto na ang natural na magnetikong mineral na magnetite ay may mga kaakit-akit na katangian, at marami ang nagsama nito sa kanilang sining at arkitektura. Alam din ng mga sinaunang tao ang kidlat at estatikong kuryente, bagama’t wala silang ideya sa mga mekanismo sa likod ng mga pangyayaring ito. Natuklasan ng Grekong pilosopong si Thales ng Miletus noong 600 B.C.E. na ang amber ay maaaring magkaroon ng singil sa kuryente kapag ito ay pinahiran ng tela, na nagbigay-daan dito na makapulot ng mga magagaan na bagay gaya ng mga piraso ng dayami. Nag-eksperimento rin si Thales sa kakayahan ng mga magnetic na bato na maakit ang isa't isa, at ipinalagay na ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring konektado sa kaakit-akit na kapangyarihan ng amber, na naglalarawan ng malalim na koneksyon sa pagitan ng kuryente at magnetismo na matutuklasan pagkalipas ng 2,000 taon. Sa kabila ng lahat ng pagsisiyasat na ito, ang mga sinaunang sibilisasyon ay walang pag-unawa sa matematikal na batayan ng elektromagnetismo, at madalas na sinusuri ang mga epekto nito sa pamamagitan ng lente ng relihiyon sa halip na agham (halimbawa, ang kidlat, ay itinuturing na isang nilikha ng mga diyos sa maraming kultura).

ika-19 na siglo

Ang kuryente at magnetismo ay orihinal na itinuturing na dalawang magkahiwalay na puwersa.  Nagbago ang pananaw na ito sa paglalathala ng A Treatise on Electricity and Magnetism ni James Clerk Maxwell noong 1873 kung saan ipinakita na ang mga pakikipag-ugnayan ng mga positibo at negatibong singil ay pinamagitan ng isang puwersa.  Mayroong apat na pangunahing epekto na nagreresulta mula sa mga pakikipag-ugnayang ito, na lahat ay malinaw na ipinakita ng mga eksperimento:

 Ang mga singil sa kuryente ay umaakit o nagtataboy sa isa't isa nang may puwersang kabaliktarang proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan ng mga ito: hindi katulad ng mga singil na umaakit, tulad ng mga itinataboy.
Ang mga magnetic pole (o mga estado ng polarisasyon sa mga indibidwal na punto) ay umaakit o nagtataboy sa isa't isa sa paraang katulad ng positibo at negatibong mga singil at palaging umiiral bilang magkapares: bawat north pole ay ikinakabit sa isang south pole.
 Ang isang daloy ng kuryente sa loob ng wire ay lumilikha ng katumbas na circumferential magnetic field sa labas ng wire.  Ang direksyon nito (clockwise o counter-clockwise) ay depende sa direksyon ng agos sa wire.
 Ang isang kasalukuyang ay sapilitan sa isang loop ng wire kapag ito ay inilipat patungo o palayo mula sa isang magnetic field, o isang magnet ay inilipat patungo o palayo mula dito;  ang direksyon ng agos ay nakasalalay sa direksyon ng paggalaw.

Noong Abril 1820, napagmasdan ni Hans Christian Ørsted na ang daloy ng kuryente sa isang wire ay nagdulot ng paggalaw ng karayom ​​sa malapit na compass. Sa oras ng pagtuklas, hindi nagmungkahi si Ørsted ng anumang kasiya-siyang paliwanag ng phenomenon, at hindi rin niya sinubukang katawanin ang phenomenon sa isang mathematical framework. Gayunpaman, pagkaraan ng tatlong buwan, ay nagsimula siya ng mas masinsinang pagsisiyasat. Di-nagtagal pagkatapos noon ay inilathala niya ang kanyang mga natuklasan, na nagpapatunay na ang isang daloy ng kuryente ay gumagawa ng magnetic field habang ito ay dumadaloy sa isang wire. Ang CGS unit ng magnetic induction (oersted) ay pinangalanan bilang parangal sa kanyang mga kontribusyon sa larangan ng elektromagnetismo.

Ang kanyang mga natuklasan ay nagresulta sa masinsinang pananaliksik sa buong siyentipikong komunidad sa elektrodinamika. Naimpluwensyahan nila ang mga pag-unlad ng pisikong Pranses na si André-Marie Ampère ng iisang pormang matematikal upang kumatawan sa mga puwersang magnetiko sa pagitan ng mga kasalukuyang nagdadala ng konduktor. Ang pagtuklas ni Ørsted ay kumakatawan din sa isang malaking hakbang patungo sa isang pinag-isang konsepto ng enerhiya.

Ang pagsasama-samang ito, na naobserbahan ni Michael Faraday, na pinalawig ni James Clerk Maxwell, at bahagyang binago ni Oliver Heaviside at Heinrich Hertz, ay isa sa mga pangunahing tagumpay ng  matematikang pisika ng ika-19 na siglo. Nagkaroon ito ng malalayong kahihinatnan, isa na rito ang pag-unawa sa kalikasan ng liwanag.  Hindi tulad ng iminungkahi ng teoryang elektromagnetiko noong panahong iyon, ang liwanag at iba pang along elektromagnetiko sa kasalukuyan ay nakikita na nasa anyo ng quantized, self-propagating oscillatory electromagnetic field disturbances na tinatawag na photon. Ang iba't ibang mga frequency ng oscillation ay nagbubunga ng iba't ibang anyo ng radyasyong elektromagnetiko, mula sa radio wave sa pinakamababang frequency, sa nakikitang liwanag sa intermediate frequency, hanggang sa gamma ray sa pinakamataas na frequency.

Si Ørsted ay hindi lamang ang taong sumusuri sa relasyon sa pagitan ng kuryente at magnetism.  Noong 1802, si Gian Domenico Romagnosi, isang Italyano na legal na iskolar, ay nagpalihis ng magnetic needle gamit ang Voltaic pile. Ang makatotohanang setup ng eksperimento ay hindi ganap na malinaw, o kung ang kasalukuyang dumaloy sa karayom ​​o hindi.  Ang isang salaysay ng pagtuklas ay inilathala noong 1802 sa isang pahayagang Italyano, ngunit ito ay higit na hindi napapansin ng kontemporaryong komunidad na siyentipiko, dahil si Romagnosi ay tila hindi kabilang sa komunidad na ito.

Mga sanggunian

Kategorya:Elektromagnetismo