Lịch sử Điện từ học (Phần 9)

1840 - 1849

Trong thập niên này, các nhà khoa học cố gắng đào sâu kiến thức của họ về cách thức điện và từ hoạt động và tương quan với nhau. Định luật Joule, do nhà vật lí Anh James Prescott Joule thiết lập, ráp thêm một mảnh vào trò chơi ráp hình bởi việc giải thích mối quan hệ giữa dòng điện chạy qua một điện trở và nhiệt tỏa ra.

Nhà hóa học Michael Faraday tiếp tục công trình lí thuyết huyền thoại của ông, làm việc ở tốc độ khác thường. Ví dụ, năm 1845, ông phát hiện ra cái trở nên nổi tiếng là hiệu ứng Faraday (theo đó mặt phẳng phân cực của ánh sáng truyền qua thủy tinh bị ảnh hưởng bởi các đường sức từ, cho thấy từ tính và ánh sáng có liên quan nhau), được nhiều người xem là đóng góp lớn nhất của ông cho khoa học. Ông còn nhận ra một dạng mới của từ tính mà ông gọi là tính nghịch từ (trong đó các chất như thủy tinh bị đẩy yếu bởi nam châm). Trước đó, người ta tin rằng các tính chất từ chỉ tìm thấy ở một vài nguyên tố như sắt chẳng hạn. Faraday nhận ra rằng nó là một tính chất chia sẻ, ở mức độ khác nhau, bởi toàn bộ vật chất. Quan niệm này sau đó được khai thác trong công trình của các nhà vật lí William Thomson (sau này là ngài Kelvin) và James Clerk Maxwell.

alt

Các nhà khoa học khác áp dụng trí năng của họ cho những nghi vấn lí thuyết, gồm nhà vật lí Đức Wilhelm Weber, người cố gắng (không thành công) mang gộp tất cả kiến thức hiện có về điện từ học vào một lí thuyết duy nhất (đơn vị của số đo từ thông đặt theo tên Weber). Người đồng bào của ông, Hermann von Helmholtz, trong số những thành tựu to lớn khác, đã phát triển một phát biểu về sự bảo toàn năng lượng ở mọi dạng thức của nó, kể cả tĩnh điện và từ học.

Một bước tiến lịch sử to lớn trong lĩnh vực điện từ học ứng dụng được thực hiện vào tháng 5 năm 1844, khi Samuel Morse gửi tin nhắn đầu tiên trên đường dây điện báo do chính quyền liên ban thuê, mới hoàn thành, giữa thủ đô Washington và Baltimore, MD. Ở Washington, Morse nhấn lên một phím điện báo, đập xuống một đĩa kim loại và khép kín một mạch điện. Dòng điện khi đó chạy qua dây dẫn đến máy nhận ở Baltimore. Ở đó, dòng điện đi qua một nam châm điện, tạo ra từ trường làm cho phím của máy nhận hút vào đĩa bên dưới nó. Khi khóa đập vào đĩa, nó kêu lớn, ở dạng mã Morse, người ta đọc một mã bip, “Chúa đúng là một người thợ rèn!”.

alt

Sự hiểu biết nhiều dần của các nhà khoa học về điện và cách thức điều khiển nó đã được chứng minh trong thời kì này ở một dụng cụ đo được truyền bá và đặt tên của Charles Wheatstone. Cấu thành từ bốn điện trở, một chiếc pin và một điện kế, cầu Wheastone đo một điện trở chưa biết bằng cách cân bằng hai chân của một mạch cầu.

Xem lại Phần 8

1840 - 1849
1840	Nhà vật lí Anh James Prescott Joule công bố một bài báo, Về sự sản sinh nhiệt bởi dòng điện volta, trong đó ông mô tả lượng nhiệt sinh ra bởi một dòng điện (định luật Joule).
1841	Nhà phát minh Frederick de Moleyns ở nước Anh được cấp bằng sáng chế đầu tiên cho bóng đèn nóng sáng.
1843	Nhà vật lí Anh Charles Wheatstone phổ biến một thiết bị dùng so sánh các điện trở sau này nổi tiếng là cầu Wheatstone, mặc dù nó được phát minh bởi Samuel Christie.
1844	Đường điện báo chính thức đầu tiên, xây dựng với sự tài trợ của Quốc hội Mĩ, hoàn thành ở nước Mĩ và tin nhắn đầu tiên được gửi đi bởi nhà phát minh của nó, Samuel Morse.
1845	Nhà vật lí Đức Gustav Kirchhoff đưa các định luật của ông về mạch điện, chúng được đặt tên ông để tôn vinh ông.
1845	Nhà hóa học Anh Michael Faraday quan sát thấy mặt phẳng phân cực của ánh sáng truyền qua thủy tinh bi ảnh hưởng bởi các đường sức từ, một dấu hiệu rõ ràng cho thấy từ và ánh sáng có liên quan nhau. Hiện tượng được Faraday tạo ra bằng thực nghiệm thường được gọi là hiệu ứng Faraday hoặc chuyển động quay Faraday.
1845	Michael Faraday phát hiện ra một dạng không được nhận ra trước đó của từ tính ở bismuth, thủy tinh và một số chất liệu khác ông đặt tên là chất nghịch từ.
1845	Nhà vật lí và toán học Franz Neumann ở Đức công bố những suy luận của ông về các định luật toán học cho sự cảm ứng của dòng điện.
1846	Michael Faraday đề xuất trong một bài luận ngắn rằng ánh sáng có thể là một hiện tượng điện từ.
1846	Nhà vật lí Đức Wilhelm Weber nỗ lực hợp nhất các kết quả phân tích và thực nghiệm của André-Marie Ampère, Michael Faraday và những người khác trong sự phát triển của ông về một lí thuyết điện từ bao hàm các lực giữa các hạt tích điện đang chuyển động. Mặc dù lí thuyết của ông sau này bị coi thường, nhưng công trình của Weber đã đi trước nhiều tiến bộ khác trong lĩnh vực lí thuyết điện từ.
1847	Wilhelm Weber đưa ra ý tưởng tính nghịch từ đơn giản là một ví dụ của định luật Faraday tác động lên các mạch điện phân tử và đề xuất rằng tính nghịch từ tồn tại trong các chất thuận từ và sắt từ nhưng bị che ẩn do cường độ tương đối của các dòng điện phân tử vĩnh cửu mà nó có.
1847	Hermann von Helmholtz, nhà vật lí và bác sĩ người Đức, đọc bài báo của ông Về sự bảo toàn lực trước Hội Vật lí ở Berlin, đưa ra một trong những lời giải thích sớm nhất và rõ ràng nhất về nguyên lí bảo toàn năng lượng chi phối năng lượng tĩnh điện, năng lượng từ, năng lượng hóa học và tất cả các dạng năng lượng khác.