Магнетизм, это физическое явление знакомо человечеству уже не одно тысячелетие. Первые упоминания о магнитных свойствах магнетита (магнитного железняка) доходят до нас из древнего Китая и датируются 4-ым и 3-им тысячелетиями до нашей эры. Лавры первенцев с Поднебесной готовы разделить Древние Индия и Греция, так это или иначе, но знакомство китайцев с магнитным компасом произошло в промежутке 2600 – 1100 годов до н.э.
Активная взаимосвязь человека с природным магнетизмом началась в железный век, с появлением в металлургии технологий обработки этого металла. Именно тогда внимание начали привлекать камни, проявляющие свойство магнита, выраженное в притягивании железных предметов, в то время как медные или бронзовые на них никак не реагировали.
В Европе земным магнетизмом ученый мир заинтересовался лишь во второй половине второго тысячелетия нашей эры. Изначально этот интерес стимулировался мореплаванием, например, по рекомендации М.В. Ломоносова были организованы регулярные магнитные наблюдения. На протяжении длительного времени в магнитных явлениях просматривали магические проявления, изучение магнетизма тесно переплеталось с философией. И хотя у истоков теоретического обоснования магнитных эффектов стоял еще Р. Декарт, окончательно теория магнетизма сформировалась лишь к концу XVIII столетия.
Магнетизм и электричество
Долгое время магнетизм изучался с помощью постоянных природных магнитов. Обладающие магнитными свойствами куски магнетита имели две зоны с ярко выраженным характером магнитных полюсов. Если кусок магнитного железняка делился на две части, обе они сохраняли признаки полюсов магнита: южного и северного. Но по-настоящему революционным, в корне изменившим исследование и практическое использование магнетизма оказалось установление тесной связи между магнитными полями и электричеством. Опыт датчанина Х.К. Эрстеда наглядно продемонстрировал в 1820 году появление магнитного поля, сопутствующего электрическому току. Его исследования повлекли за собой ряд открытий и фундаментальных работ, лежащих в основе современной электротехники:
- закона электромагнитной индукции (М. Фарадей),
- правила о направлении индукционного тока (Э.Х. Ленц),
- «Трактата об электричестве и магнетизме» – фундаментальной основы современной электродинамики (Д.К. Максвелл),
- открытие (экспериментальное) электромагнитных волн (Г.Р. Герц).
Эти и многие другие работы заложили мощный фундамент в теорию электричества и магнетизма, дали необычайный толчок к развитию электротехники на грани XIX – XX веков, открыли небывалые перспективы для использования электромагнитной энергии.
Магнетизм, некогда интересовавший человечество исключительно в виде магнитной стрелки навигационного прибора сегодня находит широкое применение во многих отраслях человеческой деятельности. Практически безгранично использование электрических и постоянных магнитов в составе электрических машин (электродвигателей, генераторов), представляющих основу электротранспорта. Питаемые постоянными токами электромагниты встречаются в составе технологического оборудования, промышленной автоматики, робототехники. Устройства, использующие принципы магнетизма можно встретить в быту, начиная от детских игрушек и в крупных исследовательских центрах, вплоть до мощных ускорителей.
Использование магнитных полей находит широкое применение в различных областях:
- геологи изучают свойства земного магнетизма при исследовании аномальных зон, в поисках ресурсов,
- электромагнитные исследования и магнитотерапия пополнили арсенал современной медицины,
- животный магнетизм и влияние на него внешних магнитных полей лежит в основе исследований биологов.
Электричеству и магнетизму посвящены специальные разделы физики, где рассматриваются явления и дальнейшие перспективы их использования.