Elektromanyetizma teorisi tarihi
19. yüzyıl > 19. yüzyılın sonları

1887’ de, Alman fizikçi Heinrich Hertz var olan elektromanyetik dalgaların gerçekliğini bir deney serisinde, Maxwell ve Faraday’ın tahmin ettiği gibi çaprazlama serbest uzay elektromanyetik dalgaların bazı uzaklıklar üzerinde hareket edebileceğini göstererek kanıtlamıştır. Hertz çalışmalarını ‘Elektrik dalgaları: araştırmalar tükenebilir hızda olan elektrik hareketinin uzaydaki yayılımı üzerine’ adlı bir kitabında yayınlamıştır. Uzaydaki elektromanyetik dalgaların keşfi 19. yüzyılın kapanış zamanlarında radyonun gelişimine neden oldu.
1874’te, Elektrokimyada bir saldırı birimi olarak düşünülen elektron, 1894’te elektron terimini yaratmış olan G. Johnstone Stoney tarafından önerilmiştir. Plazma bir Crookes tüpünde ilk kez belirlendi ve bu yüzden, 1879’da, William Crookes tarafından tanımlandı. (Plazmayı,”ısı yayan madde” olarak adlandırdı). Elektriğin yeri, Sör William Crookes sayesinde,bu güzel Crookes tüplerinin fenomenlerinin, yani, Katot ışınlarının keşfi yol açmıştır ve daha sonra Röntgen ya da X-ışınlarının keşfine yol açacaktır. Elektriksiz tüpün uyarıcılığı gibi, ışınların keşfi süresiz olarak ertelenebilirdi. Bu nedenden dolay,söz konusu olan durum tepeden bakılmamalıdır. Bu noktada, Dr. William Gilbert elektriksel bilimin kurucusu olarak adlandırıldığı not edilir. Ama bu göreceli ifade olarak kabul edilmelidir.
Elektrik ve manyetik kuvvetleri ve enerji akı ve bağımsızca vektör analizle birlikte formüllendirilmesi açılarından Maxwell’in alan denklemlerini yeniden formule eden Oliver Heaviside kendi kendine öğrenen iyi bir bilim adamıydı. Uzaydaki yüksek basınç ve okuyucuların dikkatsizlikleri anlık kesilmenin gerekli olmasını gösterdiğinde, denemelerinin serilerinde 1885’ten neredeyse 1887’lere kadar elektrik alanında başlatılan, "Elektromaynetik Indüksiyon ve onun Yayılımı", adlı çalışma (ed., onların etrafında iletken olmayan maddeler vasıtasıyla teller boyunca elektromanyetik dalgalarının yayılımıyla ilgilenen işin sonraki kısmı) devam etti. (Görülen sona kalan parça, 31 Aralık 1887). Oliver Heaviside elektromanyetizmanın soyut formülünün yorumunu yazdı.Matematikçileri onlara yardım etmeleri için çalıştırdıklarında, doğru doğa bilimcilerin asıl konularını takip ettikleri için Oliver Heaviside bilinen fenomenlerin bağlantılarını ortaya çıkarmak amacıyla ve elektromanyetik fenomene bir bilgi kazandırmakta anlaşılabilir bir düşünceyle yazmıştır.Onun yaşamının çoğunda bilimsel kuruluşlarla anlaşmazlık içinde olmasına rağmen, Heaviside gelecek uzun yıllar boyunca matematiğin ve teknik bilimlerin esas görünüşünü değiştirdi.
Eğer taslağı oluşturulmadıysa da, Heaviside tarafından oluşturulan kaynak olanElektro-Manyetik kuram ‘den sonuçlandırılan elektromanyetik kuram alanındaki değişimler en azından bu kitapta gösterilmiştir. Onlardan ikisi aşağıdaki gibi ifade edilebilir;
Manyetizma hareketin fenomeni ve statik fenomen olmaması; ayrıca bu hareket girdap gibi dönenden çok dönüştürülebilir olması kuvvetli bir ihtimal
Tüm elektrik akımlarının eterdeki elektro-manyetik dalgaların dağıtımlarındaki emisyon üzerine olgu sonucu olması
Çalışmalarının temel sonuçları iki mislidir. (1) Sadece matematiksel fizik alanında çalışanlar için önemli olan ilk temel sonucu tamamen matematikseldir.Mr. Heaviside tarafından geliştirildiği gibi vektörel cebirin sistemi dörtlü grupların metotlarını fiziksel incelemeler için kolaylaştırmak amacıyla kullanıldı.(2)İkinci temel sonuç fizikseldir.O,eterin ana özellikleriyle Hertzian fenomeni ve Teslaic fenomeni,ses iletişim bilimi ve telgrafın anlaşılması güç problemlerinden daha da fazla birleştirici olmasını oluşturur. Aydınlığa kavuşturulan bu bağlantıda açıkça görülüyor ki; kitabın hüneri, tüm fiziksel analizlerin her bakış açısındaki hedefe sıçrama hamlesi gibi, tüm fiziksel fenomenlerin çözünürlüğünün eter aktivitelerine ve eterdeki maddelere dinamik kuralları altında uygulanmasını gösterir.
Son 1890’lar boyunca, bir grup fizikçi kondaktörler, elektrolizler,ve farklı şekilde adlandırılan ayrık birimlerde oluşturulmuş katot ışın tüpleri elektriksel iletimin olduğu çalışma alanlarında gözlem yaptıkları için elektriğe çözüm getirdiler. Ama bu birimlerin gerçekliği zorlama bir yolla kabul edilmedi.Yine de, buna ek olarak, katod ışınların dalga benzeri özellikleri olduğuna dair belirtiler vardı.
Faraday, Weber, Helmholtz, Clifford ve diğerleri bu görüşün işaretlerine sahiplerdi; ve Zeeman, Goldstein, Crookes, J.J.Thomson ve diğerlerinin deneysel çalışmaları bu görüşü oldukça güçlendirdi. Weber bir diğerinin de etkisinden olan elektriksel atomların varlığından dolayı olan elektriksel fenomen pozisyonlarına göreli hızlanmalarına ve hızlarına dayandırıldığını tahmin etti. Ayrıca, Helmholtz ve diğerleri elektriksel atomun varlığı Faraday’ın elektroliz kurallarından takip ettiğini ve ayrıştırılmış elektrolitin her bir iyonunun gösterildiği “elektron” terimi üzerine ilgilenen Johnstone Stoney elektriğin kesin ve sürekli niceliğini taşıması ve bunlar yüklü iyonların nötr cisimlerin elektrogitarları üzerine yayılmasından dolayı anlık olması gerektiği ileri sürülmüştü.Fakat,kısaca bu durum elektriksel atomlardaki gibi bağımsızca varlığı olabildiğinde söz konusu olmuştur; oysa 1887’de, Clifford “eğer tamamen bu küçük akımdan oluşmazsa, her materyal atom küçük bir elektrik akımı üzerine taşınmasına inanmak için mühim bir neden vardır” şeklinde yazmıştı.
1889’da,Sırbistanlı American mühendis olan Nikola Tesla Sergileme Uluslararası Posta Birliğinde Hertz’in deneylerini öğrendi ve yüksek frekansta ve geliştirilen “yüksek-frekans” alternatör (çalıştırılan 15,000 hertz) yüksek potansiyel akımda kendi deneylerine başlamıştır.
Sırbistan Amerikan mühendisi olan Nicola Tesla 1889'da Evrensel bir sergide Hertz'in yaptığı deneyleri öğrendi ve böylece bu öğrendiklerini onun kendi deneyleri içine yerleştirdi. Çok yüksek frekansta ve çok yüksek potansiyel akım içinde gelişen yüksek-frekanslı ateşleme jeneratörü ortaya çıkarmış oldu. Bu ateşleme jeneratörü yaklaşık 15.000 hertz'de çalıştırıldı. Nicola Tesla onun gözlemlerinden yola çıkarak şöyle bir sonuca vardı; Mxwell ve Hertz'in havayla gelen elektromanyetik dalgaların varlığı hakkında yanlış düşüncelere sahip olduklarını ileri sürüyordu. Burada bahsedilen elektromanyetik dalgalar elektrostatik zorlama olarak adlandırdığı şeye dayandığını ileri sürer. Fakat, Maxwell'in iddiası içinde yüksek bir potansiyel gördü; Buna göre ışık ve elektrik aynı olgunun parçasıydı, o yeni tür olan kablosuz elektrik ışığının yaratılma yoluydu.1893'ten itibaren Nicola Tesla Işık ve Diğer Yüksek Frekanslı Olgular üzerine dersler veriyordu. Ayrıca, bunlara ek olarak kablosuz bir şekilde Geissler tüplerinin ışıklandırılmasının nerede olacağını gösterme onun verdiği dersler dahilindeydi. Nicola Tesla kablosuz güç dağılım sistemini geliştirme denemeleri için birçok yıl çalıştı.
1896 yılında J. J. Thomson yaptığı deneyler doğrultusunda gösterdi ki; katot ışınları gerçek anlamda taneciklerdi ve yük kütle oranı için doğru değer buldu, ayrıca yük/kütle oranının katot materyalinden bağımsız olduğunu gösterdi. O hem kütlenin hem de yükün tahminlerini doğru verdi. Zerre olarak adlandırılan katot tanecikleri bilinen en düşük kütleli iyon kütlesinin muhtemelen binlercesine katot ışın taneciklerinin sahip olduğunu gösterdi. Aynı zamanda o ileride gösterdi ki; radyoaktif materyal,ısıtılmış materyal ve aydınlatılmış materyal tarafından üretilen negatif yüklü tanecikler evrenseldir.1897 yılında Thomson tarafından Crook tüp katot ışın maddesi tanımlanmış oldu.
19. yüzyılın sonlarında Michelson-Morley deneyi Albert A. Michelson ve Edward W. Morley tarafından şu an Case Western Reverse üniversitesi tarafından gerçekleştirilmiştir. Luminiferous Aether kuramıne karşı kanıt olduğu düşünülmüştür. Bu deney ayrıca ikinci bilimsel devrimin en önemli kuramsal olaylarından birisidir. Bu deney için Michelson 1907'de Nobel ödülünü kazanmıştır. Dayton Miller deneye devam etmiştir ve deneyle ilgili binlerce veri toplamış ve nihayetinde en başarılı girişim aracını elde etmiştir. Miller ve diğerleri, Morley gibi, bu konuda deney ve gözlem yapmaya devam etti. Önerilen aether-dragging kuramlari önemsiz sonuçlar verebilir ama bunlar daha karışık, arbitrary-looking katsayıları kullanmaya ve fiziksel yaklaşımlar yapmaya yatkındı.
19. yüzyılın sonunda elektrik mühendisleri fizikten ve icat yapmaktan ayrı kalmışlardı sanki başka birer işe sahiplerdi. Elektrik iletiminin tekniğini inceleyen, geliştiren ve mükemmelleştiren ve bunun yanında bütün dünya devletlerinden destek alan elektriksel telekomünikasyon ve telgraf ağını kuran şirketler kuruldu. Bu alandaki öncülere 1847 yılında kurulan Siemens Ag nin kurucusu Werner von Siemens ve Cable& Wireless’ın kurucusu John Pender da dahildir.
1886 yılında ilk defa ateşleme sistemi halka gösterilmiş oldu. Çok büyük iki faz alternatif akım jeneratörleri İngiliz elektrikçi J.E.H Gordon tarafından 1882 yılında inşa edildi. Lord Kelvin ve Sebastian Ferranti ayrıca bu yeni ateşleme sistemini geliştirdi. Bu ateşleme sistemi 100 ve 300 hertzlik frekanslar üretiyordu.1891 yılından sonra çok fazlı ateşleme sistemi karışık ve farklı fazlı akım ihtiyacını gidermek amacıyla tanıtılmış olundu. Daha sonrasında ateşleme sistemi on altı ve yaklaşık 100 hertzlik çeşitli alternatif akım frekanslarında dizayn edildi. Ayrıca bu dizayn ark ve akkor ışıklandırma ve ayrıca elektrik motorları kullanımı içindi.
Kalite ve ekonomik bakımından çok büyük niteliklerde elektrik akımının sağlanılma mümkünlüğünün anlamı akkor ve ark ışığının gelişmesine dinamo elektrik makinesinin enerji vermesi ile eş değerdir. Bu makineler ticari temellere ulaştığı zaman, voltaik bataryalar yalnızca elektrik ışığı ve güç için gereken akım kaynağının mevcudiyetiydi. Fakat, bu bataryaların maliyeti ve güvenilebilir çalışma hali içinde onların çalışma haline devam edebilme zorlukları, pratik ışık amaçları için onların kullanımını engelleyiciydi. Ark ve akkor lambalarının çalışma tarihi yaklaşık olarak 1877 yılına denk gelir.
1880 yıllarında, fakat, bu ışıklandırmaların genel kullanımına yönelik ilerlemeler çok az yapılmıştı, bu endüstrinin hızlı sonradan gelen büyümesi genel bilginin temeliydi. Depolanmış bataryaların çalışması, ki temel olarak ikincil bataryalar ve akümülatörler olarak adlandırılır, yaklaşık olarak 1879'da başladı. Bu bataryalar şimdilerde çok büyük oranda yarar sağlanılıyor. Bu yararlanmalara örnek olarak şunlar verilebilir; indirici trafo merkezlerinde, elektrik-güç evlerinde dinamo makinesi, santral yardımcı teçhizatı, elektrikle çalışan otomobillerinde, çok geniş sayılar içinde otomobil ateşleme ve başlam sistemleri içinde kullanılır. Bunlara ek olarak alarm telgrafları ve diğer sinyal sistemleri içinde de kullanılır.
1893 yılında Dünya'nın Columbian Uluslararası Fuarında elektrik ile ilgili şeylerin mevcut olduğu sergilere adanmış bir bina tutulmuştu. Genel Elektrik Şirketi (Edison ve J. P. Morgan tarafından arka çıkılmıştır.) bir milyon dolarlık maliyetinde doğrudan akıma sahip olan elektriksel sergileri güçlendirmek amacıyla destekledi. Fakat, Westinghouse, Chicago'daki Colombya Sergisini aydınlatmayı destekledi. Bunu maliyetin yarısına denk gelen alternatif akım ile gerçekleştirilebileceği görüşüne sahipti ve böylece Westinghouse teklif kazanmış oldu. Bu durum tarihte görülmüş ilk girişimdi ve hatta devrimsel bir hareket olduğu söylenilebilir. Böylece, George Westinghouse Colombya'da yapılan dünyanın uluslararası sergisinde, serginin ışıklandırılmasını sağlayarak elektriğin gücü halka bu şekilde tanıtılmış oldu, bu da elektrik açısından devrimsel nitelik taşımaktadır.