Électromagnétisme est un domaine de la physique qui implique l'étude de la force électromagnétique, un type d'interaction physique qui se produit entre chargé électriquement particules. La force électromagnétique produit généralement des champs électromagnétiques, tels que les champs électriques, les champs magnétiques et la lumière. La force électromagnétique est l'une des quatre interactions fondamentales (communément appelées forces) dans la nature. Les trois autres interactions fondamentales sont l'interaction forte, l'interaction faible et la gravitation.
Jusqu'en 1820, le seul magnétisme connu était celui des aimants en fer et des «lodestones» aimants naturels de minerai riche en fer. On croyait que l'intérieur de la Terre était magnétisé de la même manière, et les scientifiques ont été très perplexes lorsqu'ils ont découvert que la direction de l'aiguille de la boussole à n'importe quel endroit a lentement changé, décennie par décennie, suggérant une lente variation de la magnétisme de la Terre champ.
Les théories d'Edmond Halley
Comment un aimant en fer peut-il produire de tels changements? Edmond Halley (de la renommée des comètes) a ingénieusement proposé que la Terre contienne un certain nombre de coquilles sphériques, l'une à l'intérieur de l'autre, chacune magnétisée différemment, chacune tournant lentement par rapport aux autres.
Hans Christian Oersted: Expériences d'électromagnétisme
Hans Christian Oersted était professeur de sciences à l'Université de Copenhague. En 1820, il organisa chez lui une démonstration scientifique à des amis et à des étudiants. Il prévoyait de démontrer le chauffage d'un fil par un courant électrique, et également de réaliser des démonstrations de magnétisme, pour lesquelles il a fourni une aiguille de boussole montée sur un support en bois.
Lors de sa démonstration électrique, Oersted a noté à sa grande surprise que chaque fois que le courant électrique était allumé, l'aiguille de la boussole s'est déplacée. Il est resté silencieux et a terminé les manifestations, mais dans les mois qui ont suivi, il a travaillé dur pour essayer de donner un sens au nouveau phénomène.
Cependant, Oersted n'a pas pu expliquer pourquoi. L'aiguille n'était ni attirée par le fil ni repoussée. Au lieu de cela, il avait tendance à se tenir à angle droit. Finalement, il a publié ses conclusions sans aucune explication.
Andre Marie Ampere et l'électromagnétisme
André Marie Ampère en France a estimé que si un courant dans un fil exerçait une force magnétique sur un boussole aiguille, deux de ces fils devraient également interagir magnétiquement. Dans une série d'expériences ingénieuses, André Marie Ampère a montré que cette interaction était simple et fondamentale: les courants parallèles (droits) s'attirent, les courants anti-parallèles se repoussent. La force entre deux longs courants parallèles rectilignes était inversement proportionnelle à la distance entre eux et proportionnelle à l'intensité du courant circulant dans chacun.
Il existait donc deux types de forces associées à l'électricité - électriques et magnétiques. En 1864, James Clerk Maxwell a démontré une connexion subtile entre les deux types de force, impliquant de manière inattendue la vitesse de la lumière. De cette connexion est née l'idée que la lumière était un phénomène électrique, la découverte des ondes radio, la théorie de la relativité et beaucoup de physique actuelle.