ช่วงเวลาอันเป็นไปอย่างไม่ตั้งใจที่เปิดประตูสู่ศาสตร์แม่เหล็กไฟฟ้า
เมื่อเดือนเมษายน ค.ศ. 1820 โอบสเตดได้ใส่สายไฟเหนือเข็มทิศในระหว่างการบรรยาย และส่งกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟโดยบังเอิญ ณ ช่วงเวลานั้นเข็มทิศเกิดการเบี่ยงเบนอย่างชัดเจนซึ่งเป็นสิ่งที่โอบสเตดคาดหวังมาตลอด มาก่อนหน้านี้ ผู้คนส่วนใหญ่เชื่อว่าไฟฟ้าและแม่เหล็กเป็นปรากฏการณ์ที่แยกจากกันอย่างสิ้นเชิง การค้นพบครั้งนี้พิสูจน์ว่า "ไฟฟ้าเคลื่อนที่" สามารถสร้าง "แม่เหล็ก" ได้ ไม่เพียงแต่เปิดเผยความสัมพันธ์ภายในระหว่างไฟฟ้ากับแม่เหล็ก แต่ยังทำลายความเชื่อเดิมของวงการฟิสิกส์ได้ด้วย
หลักการทางกายภาพหลัก: สนามแม่เหล็กและเส้นแรงแม่เหล็ก
- สนามแม่เหล็ก (Magnetic Field)คือสนามทางกายภาพที่ถูกกระตุ้นโดยกระแสไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียง มันไม่ใช่สิ่งที่เสมือนจริง แต่เป็นรูปแบบหนึ่งของสสารที่มีผลต่อวัตถุแม่เหล็กที่วางไว้ภายในสนามนั้น
- เส้นแรงแม่เหล็ก (Magnetic Induction Line)เพื่อแสดงให้เห็นภาพของสนามแม่เหล็ก พวกเราวาดเส้นโค้งโดยใช้เศษเหล็กเล็กๆ ที่กระจายอยู่ตามสนามแม่เหล็กความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กแสดงถึงความเข้มของสนามแม่เหล็ก ในขณะที่ทิศทางของเส้นสัมผัสแสดงทิศทางของสนามแม่เหล็กที่จุดนั้น
- การระบุโครงสร้างพื้นที่ความสัมพันธ์ระหว่างทิศทางของกระแสไฟฟ้าเส้นตรงกับทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็กสามารถระบุได้โดยใช้กฎแอมแปร์เพื่อตัดสินใจ
💡 ข้อคิดทางประวัติศาสตร์
การทดลองของออสเทดไม่เพียงแต่เป็นการค้นพบปรากฏการณ์ "ไฟฟ้าสร้างแม่เหล็ก" เท่านั้น แต่ยังเป็นจุดเริ่มต้นของการรวมกันของแม่เหล็กไฟฟ้า อัลเฟรด ฟาราเดย์ ได้รับแรงบันดาลใจจากสิ่งนี้ และเมื่อสิบปีต่อมา จึงค้นพบปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเชิงสมมาตรจาก "แม่เหล็กสร้างไฟฟ้า"