ĐIỆN TỪ
- Nội dung phát hiện: dòng điện có thể sinh ra điện trường và ngược lại
- Người phát minh: Hans Oersted.
Tại sao phát hiện ra điện từ lại có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử?
Trước năm 1820, con người mới chỉ biết về từ tính do nam châm hay đá nam châm tự nhiên sinh ra, những loại từ tính này rất ít và rất yếu, chỉ có thể dùng để tìm phương hướng. Thế nhưng các máy điện môtơ và các nhà máy phát điện hiện đại lại không thể thiếu điện từ mạnh, máy sấy, máy xay và máy giặt cũng không ngoại lệ. Ngành công nghiệp, gia đình và cuộc sống của chúng ta đều cần đến các loại máy chạy bằng điện, và các máy đó đều dựa vào điện từ.
Phát hiện ra điện từ năm 1820 là một trong những phát hiện quan trọng nhất làm thay đổi cuộc sống hiện đại của chũng ta. Phát hiện của Oersted đã mở ra cánh cửa trong mơ cũng chưa từng thấy của lĩnh vực nghiên cứu khoa học, khoa học từ đó mà được đà tiến nhanh như vũ. Phát hiện đó cũng đã tạo tiền đề dẫn đến sự ra đời các nghiên cứu của Andre Ampere và Michael Faraday.
Điện từ đã được phát hiện ra như thế nào?
Hans Oersted sinh năm 1777 tại miền Nam Đan Mạch. Vào đại học, ông theo học các môn khoa học tự nhiên nhưng lại thiên nhiều về triết học. Ông đã tiếp thu tư tưởng triết học của John Ritter. Quan điểm khoa học tự nhiên của Ritter cho rằng: Tất cả các lực trong tự nhiên đều tồn tại thống nhất. Oersted tin rằng mình có thể truy tìm ra nguồn gốc và quy tất cả các dạng lực trong tự nhiên trở về lực tự nhiên nguyên thủy. Năm 1813, ông trở thành giảng viên giảng dạy về khoa học tự nhiên, ông ra sức nghiên cứu muốn tìm ra một con đường có thể làm rõ về lực tự nhiên nguyên thủy của tất cả các phản ứng hóa học xây dựng một sự thống nhất về tự nhiên trong hóa học.
Sau khi Benjamin Franklin làm thí nghiệm tĩnh điện đồng thời dùng bình Leyden tạo ra các tia lửa năng lượng thì người ta càng thêm quan tâm và tiến hành các nghiên cứu về điện. Sau đó, năm 1800, phát hiện ra pin của Volta đã mang đến cho thế giới một dòng điện liên tục đầu tiên, từ đó điện đã trở thành một kì tích của khoa học. Trong vòng 20 năm từ 1800 đến 1820, 68 bộ tác phẩm lớn nói về điện đã ra đời.
Chỉ có số ít các nhà khoa học nghi ngờ rằng giữa điện và từ có khả năng tồn tại một mối liên hệ. Vào năm 1776 và 1777, viện khoa học Bavarian đã cam kết trao giải cho bất cứ ai có thể tìm ra đáp án của câu hỏi: giữa điện và từ có tồn tại một sự tương đồng về vật lý hay không? Và họ đã không đợi được người đến trả lời, năm 1808 học hội khoa học Luân Đôn cũng đưa ra giải thưởng nhưng vẫn không có ai trả lời được câu hỏi này để nhận giải.
Mùa xuân năm 1820, trong khi Hans Oersted đang giảng dạy trong lớp học thì đột nhiên xảy ra một sự việc không ngờ, ông đã có một phát hiện vĩ đại, và đây cũng là phát hiện duy nhất được thực hiện trước sự có mặt của toàn thể các sinh viên trong lớp học. Sự việc rất đơn giản, lúc đó Hans Oersted đang trình bay cho các sinh viên thấy dòng điện có thể làm nóng được dây platin. Trọng tâm trong nghiên cứu của Hans Oersted không phải là điện và từ, ông cũng không có nhiều hứng thú nghiên cứu hai thứ đó nhưng sự việc xảy ra thật tình cờ là khi ông đang trình bày thí nghiệm thì trên chiếc bàn cách đó không xa có một cây nam châm (kim la bàn).
Hans Oersted vừa cho dòng điện chạy qua dây platin thì lập tức kim la bàn động đậy, cuối cùng nó quay thẳng hướng về phía sợi platin. Khi Hans Oersted ngắt nguồn điện thì kim la bàn lại quay trở về vị trí ban đầu.
Mỗi lần cho dòng điện chạy qua dây platin thì kim la bàn lại nhanh chóng chỉ về hướng đó, các học sinh trong lớp đều cảm thấy kinh sợ và họ lập tức chuyển chủ đề khác.
Mãi cho đến mùa hè năm 1820, đã ba tháng Hans Oersted không lặp lại thí nghiệm khiến cho người ta kinh sợ đó.
Sau đó ông tiến hành một loạt thí nghiệm để tìm ra có phải dòng điện sinh ra đã hút hay đẩy cây kim la bàn. Ông còn muốn liên hệ loại lực quái dị này với lực tự nhiên nguyên thủy.
Ông đặt sợi dây platin ở trên, dưới và bên cạnh của kim la bàn, sau đó ông thay đổi chiều dòng điện đi qua dây platin, mỗi lần thay đổi chiều dòng điện ông đều chú ý quan sát ảnh hưởng của nó đối với cây kim la bàn.
Hans Oersted cuối cùng phát hiện ra dòng điện không chỉ sinh ra lực hút mà còn sinh ra lực đẩy. Sau vài tháng miệt mài nghiên cứu, ông đã rút ra kết luận: Dòng điện sinh ra một loại lực từ, đây là một loại lực hoàn toàn mới và khác hẳn với tất cả các loại lực đã được Newton miêu tả. Tác dụng của loại lực này không phải theo phương thẳng mà thành hình vòng cung xung quanh dây kim loại mang điện, ông viết: Thật dễ nhận ra rằng những sợi dây kim loại mang điện có đặc tính của từ. Khái niệm điện từ cũng từ đó mà được phát hiện ra.
