(O ilustrare din cartea De Magnete a lui Gilbert, 1600, care arată una dintre cele mai vechi metode de a face un magnet. Un fierar ține o bucată de fier încîlzit la roșu într-o direcție nord-sud și îl ciocănește pe măsură ce se răcește Câmpul magnetic al Pământului aliniază domeniile, lăsând fierul magnetizat ușor.)
Magnetismul este o clasă de fenomene fizice care sunt mediate de câmpuri magnetice. Curenții electrici și momentele magnetice ale particulelor elementare dau naștere unui câmp magnetic care acționează asupra altor curenți și momente magnetice. Efectele cele mai familiare apar în materiale feromagnetice, care sunt puternic atrase de câmpuri magnetice și pot fi magnetizate pentru a deveni magneți permanenți, producând ei înșiși câmpuri magnetice. Numai câteva substanțe sunt feromagnetice; cele mai obișnuite sunt fierul, nichelul și cobaltul și aliajele lor. Prefixul fero-se referă la fier, deoarece magnetizarea permanentă a fost observată pentru prima dată în magnetită, o formă de minereu de fier natural , Fe3O4.
Deși feromagnetismul este responsabil pentru majoritatea efectelor magnetismului întâlnit în viața de zi cu zi, toate celelalte materiale sunt influențate într-o anumită măsură de un câmp magnetic, de alte câteva tipuri de magnetism. Substanțele paramagnetice, cum ar fi aluminiul și oxigenul, sunt slab atrase de un câmp magnetic aplicat; substanțele diamagnetice, cum ar fi cuprul și carbonul, sunt slab respinse; în timp ce materialele antiferomagnetice, cum ar fi cromul și sticla de spin, au o relație mai complexă cu un câmp magnetic. Forța unui magnet pe materiale paramagnetice, diamagnetice, și antiferomagnetice, este de obicei prea slabă pentru a fi simțită și poate fi detectată numai cu instrumente de laborator, deci în viața de zi cu zi aceste substanțe sunt adesea descrise ca nemagnetice.
Starea magnetică (sau faza magnetică) a unui material depinde de temperatură și alte variabile, cum ar fi presiunea și câmpul magnetic aplicat. Un material poate prezenta mai mult de o formă de magnetism pe măsură ce aceste variabile se schimbă.
Istorie
Magnetismul a fost descoperit pentru prima dată în lumea antică, când oamenii au observat că pietrele, magnetizate în mod natural din magnetita minerală, ar putea atrage fierul. Cuvântul magnet vine de la termenul grecesc μαγνητρώς λίθος magnētis lithos, „piatra magnesiană, magnetita”. În Grecia antică, Aristotel a atribuit primul din ceea ce puteau fi numite discuții științifice despre magnetism filozofului Thales din Milet, care a trăit de la aproximativ 625 î.e.n. până în jurul anului 545 î.e.n. În același timp, în India antică, chirurgul indian Sushruta a fost primul care a folosit magnetul în scopuri chirurgicale.
În China antică, cea mai veche referire literară la magnetism se găsește într-o carte din secolul al IV-lea î.e.n., numită după autorul ei, Înțelepciunea fantomei din vale. În analele din secolul al II-lea î.e.n., Lüshi Chunqiu, se notează de asemenea: „Magnetita face fierul să se apropie sau îl atrage”. Cea mai timpurie mențiune a atracției unui ac este într-o lucrare din secolul I, Lunheng (Întrebări echilibrate): „O magnetită atrage un ac”. Omul de știința chinez din secolul XI, Shen Kuo, a fost prima persoană care a scris în Meng xi bi tan despre busola magnetică cu ac și că a îmbunătățit acuratețea navigației prin folosirea conceptului astronomic al nordului adevărat. Din secolul al XII-lea, chinezii știau să folosească compasul pentru navigație. Ei au realizat un indicator direcțional din magnetită în așa fel încât un capăt al indicatorului să indice mereu spre sud.
Alexander Neckam, prin 1187, a fost primul în Europa care descrie busola și utilizarea sa pentru navigație. În 1269, Peter Peregrinus de Maricourt a scris Epistola magnetului, primul tratat existent descriind proprietățile magneților. În 1282, proprietățile magneților și busola uscată au fost discutate de Al-Ashraf, un fizician, astronom și geographer yemenit.
În 1600, William Gilbert și-a publicat De Magnete, Magneticisque Corporibus și Magno Magnete Tellure (Despre magnet și corpurile magnetice, și despre marele magnet, Pământul). În această lucrare el descrie multe dintre experimentele sale cu modelul său al pământului numit terrella. Din experimentele sale, el a concluzionat că Pământul era el însuși magnetic și că acesta este motivul pentru care compasurile indică spre nord (anterior, unii credeau că indicau Steaua Polară sau o mare insulă magnetică de la polul nord care atrage busola).
O înțelegere a relației dintre electricitate și magnetism s-a dezvoltat începând din 1819 cu lucrarea lui Hans Christian Ørsted, profesor la Universitatea din Copenhaga, care a descoperit prin împingerea accidentală a unui ac de busolă lângă un fir că un curent electric ar putea crea un câmp magnetic. Acest experiment de referință este cunoscut sub numele de Experimentul lui Ørsted. Au urmat mai multe experimente, cu André-Marie Ampère, care în 1820 a descoperit că câmpul magnetic care circulă într-o cale închisă este legat de curentul electric care trece prin perimetrul căii; Carl Friedrich Gauss, Jean-Baptiste Biot și Félix Savart, ultimii doi în 1820, au formulat legea Biot-Savart dând o ecuație pentru câmpul magnetic pornind de la un fir care transportă curent electric; Michael Faraday, în 1831, a constatat că un flux magnetic variabil în timp printr-o bucla de sârmă induce o tensiune, iar alții au găsit legături suplimentare între magnetism și electricitate. James Clerk Maxwell a sintetizat și extins aceste cunoștințe în ecuațiile lui Maxwell, unificând energia electrică, magnetismul și optica în câmpul electromagnetic. În 1905, Einstein a folosit aceste legi pentru a-și motiva teoria relativității speciale, impunând ca legile să fie valabile în toate formele de referință inerțiale.
Electromagnetismul a continuat să se dezvolte în secolul al XXI-lea, fiind încorporat în teoriile mai fundamentale gauge, electrodinamica cuantică, teoria electroslabă și, în final, modelul standard.
Traducere din Wikipedia
Lasă un răspuns