Elektromagnetism – kuidas Taani füüsik uudse loodusjõu avastas

1820. aasta kevadel pani taanlane Hans Christian Ørsted magnetilise kompassinõela metalltraati läbiva elektrivoolu abil liikuma. Ta ristis selle nähtuse elektromagnetismiks ja pani aluse tänapäevasele tehnoloogiale.

Füüsikud kasutavad Ørstedi avastusel põhinevaid tehnoloogiaid kõikvõimalikel viisidel – nad näevad su mõtetesse ja loovad igikestvaid energiaallikaid, vahendab ajakiri Imeline Teadus.

Nutitelefon äratab sind täpselt sellel ajal, mille oled mälukiipi kodeerinud. Sa sõidad oma elektriautoga tööle, lülitad arvuti sisse ning logid end serverisse. Õhtul on sul ees kohtumine, kuid hoolimata sellest, et restoran asub linnast väljas, leiad selle satelliitidelt vastu­võetavaid mikrolaineid kasutava GPSi abil hõlpsasti üles.

Kõik need lahendused, millega me end igapäevaelus aina enam ümbritsenud oleme ja millest meie ühiskonnakorraldus järjest rohkem oleneb, said alguse 1820. aasta kevadel, kui taani füüsik Hans Christian Ørsted avastas, et elekter ja magnetism on ühesama loodusjõu kaks poolt.

Ørsted ise ei hoolinud oma avastusest põrmugi. Elektromagnetismi võimalusi hakkasid seetõttu seadmetes rakendama hoopis teised.

1800. aastate alguses tundsid teadlased magnetilisust põhiliselt looduslike magnetiliste omadustega mineraalide ja kivimite kaudu, just nagu teati 17. sajandi algusest, et Maal on magnetväli, mis võimaldab kompassi järgi navigeerida.

Elektrit seevastu kujutleti müstilise jõuna, mis näis olevat peamiselt bioloogiline – selle näiteks oli elektriangerjas –, kuid mis võis tekitada ka sädemeid ja panna metalltraadi sädelema.

Hans Christian Ørsted avastas elektri ja magnetismi omavahelise seose mõnevõrra juhuslikult, kui ta ühel õhtul Kopenhaageni ülikooli auditooriumis seadmeid järgmise päeva loengu jaoks valmis seadis. Ta tõi voolu all oleva vasktraadi lähedale kompassi ja märkas, kuidas selle nõel paigast hüppas ja põhja osutamise asemel hoopis end juhtmega risti pööras.

Tema vooluallikaks oli primitiivne aku, mis koosnes lahjendatud happega täidetud vaskanumasse asetatud tsingiplaatidest. Ørsted lülitas patarei sisse, ühendades negatiivselt laetud tsingi ning positiivselt laetud vase. Traadis tekkis vool. Kui ta kompas­si traadi lähedale tõi, hakkas selle nõel imelikult käituma.

Ørsted järeldas, et see oli tingitud sellest, et elektrivool tekitas lokaalse magnetvälja, mille mõju oli nõelale Maa magnetvälja omast tugevam.

Pärast avastust saatis Ørsted ettekande Pariisi teaduste akadeemiale. Prantsuse füüsikud said aru, et kui Ørstedil oli õigus, muudab see täielikult nende ettekujutust elektrist. Oli ka hulganisti skeptikuid, ent kui korraldatud loengul teadlased oma silma­ga kompassinõela jõnksu nägid, puhkesid ovatsioonid.

Ettekanne polnud veel õieti läbigi, kui prantsuse füüsik André Marie Ampére juba koju tormas ja jalamaid katsetama asus. Mõne nädalaga avastas ta, et raudvarda saab magnetiseerida, kui varras ümbritseda elektrit juhtiva mähisega.

Avastused näitasid teadlastele kogu maa­ilmast võimalusi, mida pakkus elektro­magnetism – fenomen, mille Ørsted ise nimetas uueks loodusjõuks.

Loe elektromagnetismi avastusloo ja selle tänapäevaste kasutusvõimaluste kohta lähemalt juuli Imelisest Teadusest!