Im Jahr 1819 beobachtete der Forscher Hans Christian Ørsted, wie sich eine Magnetnadel durch elektrischen Strom ablenken ließ. Die Magnetnadel war ein nadelförmiger Magnet. Dieses Experiment, bekannt als Ørsted-Experiment , bewies den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus. Bis dahin galten sie, wie auch Gravitation und Elektrizität, als zwei voneinander getrennte Phänomene.
In diesem Artikel werden wir Ihnen sagen, woraus das Oersted-Experiment besteht und welche Eigenschaften und Reflexionen es hat.
Ursprung des Oersted-Experiments
Es ist wichtig zu bedenken, dass die heutige Technologie zur Durchführung wissenschaftlicher Forschung und zur Formulierung von Schlussfolgerungen damals noch nicht existierte. Oersteds Experiment zeigte den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus auf. Die Gesetze, die die magnetischen Wechselwirkungen mit Elektrizität mathematisch beschreiben, wurden von André-Marie Ampère entwickelt, der die Kräfte zwischen stromdurchflossenen Drähten untersuchte.
Alles begann mit der Analogie zwischen Magnetismus und Elektrizität. Diese Analogie gab Anlass zur Suche nach dem Zusammenhang zwischen ihnen und nach Erklärungen für ihre gemeinsamen Eigenschaften. Frühe Versuche, einen möglichen Zusammenhang zwischen den elektrischen Ladungen von Magneten zu untersuchen, brachten nur wenige Ergebnisse. Sie zeigten jedoch, dass zwischen elektrisch geladenen Objekten und Magneten eine Kraft wirkt . Diese Kraft ist eine allgemeine Anziehungskraft, ähnlich derjenigen, die zwischen einem elektrisch geladenen Objekt und einem neutralen Objekt besteht. In diesem Fall ist das Objekt der Magnet.
Der Magnet und der elektrisch geladene Gegenstand ziehen sich an, richten sich aber nicht aus. Dies deutet darauf hin, dass keine magnetische Wechselwirkung zwischen ihnen besteht. Gäbe es eine, würden sie sich ausrichten. Oersted führte als Erster das Experiment durch, das den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus aufzeigte. Er hatte die Möglichkeit eines solchen Zusammenhangs bereits 1813 vorhergesagt, bestätigte ihn aber erst 1820.
Es geschah, während er seinen Physikunterricht an der Universität Kopenhagen vorbereitete. In diesem Kurs konnte er nachweisen, dass sich die Kompassnadel so ausrichtete, dass sie senkrecht zur Richtung des Kabels stand, wenn er einen Kompass in die Nähe eines stromführenden Kabels bewegte.
Schlüsselmerkmale
Der grundlegende Unterschied zwischen Oersteds Experiment und früheren, erfolglosen Versuchen besteht darin, dass sich im Maschen- und Stromexperiment die mit dem Magneten interagierenden Ladungen bewegen. Diese Tatsache war entscheidend für das Verständnis von Oersteds Ergebnis, da sie zeigte, dass jeder elektrische Strom ein Magnetfeld erzeugen kann. Ampère nutzte das Konzept des Zusammenhangs zwischen Elektrizität und Magnetismus, um eine Erklärung für dieses Phänomen zu finden. Dank seiner Arbeit konnte er das Verhalten des natürlichen Magnetismus erklären und alle Entwicklungen mathematisch formalisieren.
Beiträge des Oersted-Experiments
Die Entdeckung, dass jeder elektrische Strom ein Magnetfeld erzeugen kann, könnte viele Wege für die Erforschung des Magnetismus und seiner Beziehung zur Elektrizität eröffnen. Unter all diesen offenen Wegen ergaben sich durchaus fruchtbare Entwicklungen, die wir zu den folgenden Punkten ausgearbeitet haben:
- Das quantitative Bestimmung des Magnetfeldes, das durch verschiedene Arten von elektrischen Strömen erzeugt wird. Dieser Punkt wurde beantwortet, weil Magnetfelder mit einer Intensität und einer Anordnung ihrer Linien erzeugt werden mussten, die steuerbar waren. Auf diese Weise war es möglich, die Vorteile natürlicher Magnete zu nutzen, und es war möglich, andere künstliche Magnete mit einem effizienteren Betrieb herzustellen.
- Die Verwendung der Kräfte, die zwischen elektrischen Strömen und Magneten bestehen. Dank der Kenntnis dieses Phänomens konnten für den Bau von Elektromotoren verschiedene Instrumente verwendet werden, mit denen die Intensität des Stroms und andere Anwendungen gemessen werden können. Beispielsweise wird die elektronische Waage heute in vielen Bereichen eingesetzt. Die elektronische Waage wurde dank der Kräfte aufgebaut, die zwischen den elektrischen Strömen und den Magneten bestehen.
- Die Erklärung des natürlichen Magnetismus. Dank des Oersted-Experiments konnte das in dieser Zeit gesammelte Wissen auf die innere Struktur der Materie gestützt werden. Die Tatsache, dass jeder Strom in seiner Nähe ein Magnetfeld erzeugen kann, wurde ebenfalls hervorgehoben. Von hier aus ist bekannt, dass alle Verhaltensweisen davon profitieren können.
- Der wechselseitige Effekt, der in Oersteds Experiment gezeigt werden konnte, hat für die industrielle Gewinnung von elektrischem Strom und dessen Verwendung von der Mehrheit der Bevölkerung. Diese Verwendung basiert auf dem Erhalten von elektrischem Strom aus einem Magnetfeld.
Abschließende Gedanken
Betrachten wir kurz Oersteds Experiment und seinen Beitrag zur Wissenschaft. Wir wissen, dass der Draht aus positiven und negativen Ladungen besteht. Diese Ladungen sind ausgeglichen, sodass die Gesamtladung null ist; wir können uns den Draht als zwei lange, parallele Reihen vorstellen . Bewegen wir den Draht als Ganzes und bewegen sich beide Reihen vorwärts, geschieht nichts. Wird jedoch ein elektrischer Strom angelegt, bewegt sich die Reihe vorwärts, und es entsteht ein Feld, das die Magnetnadel ablenkt.
Daraus können wir schließen, dass das Feld nicht durch die Bewegung der Ladungen erzeugt wird, sondern durch die relative Bewegung der Ladungen eines Vorzeichens im Verhältnis zum anderen. Die Erklärung für die Bewegung der Nadel liegt darin, dass der Strom im Draht ein Magnetfeld erzeugt, dessen Linien an einem Ende eintreten und am anderen austreten. Auf diese Weise bewegt sich die Nadel dem Magnetfeld folgend.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über das Oersted-Experiment und seine Beiträge in der Welt der Wissenschaft erfahren können.