Struktuur en genese, 2024 (vol.36)
Inhoudsopgave
Ewald Vervaet, De ontdekking van elektromagnetische verschijnselen tot en met 1831, p.4-54
—————
Samenvatting van ‘De ontdekking van elektromagnetische verschijnselen tot en met 1831′:
In de Oudheid zijn vijf verschijnselen ontdekt, die we in 2024 als elektromagnetisch duiden: de bliksem, schokken van siddervissen, de aantrekking van lichte voorwerpen door gewreven barnsteen, Sint-Elmsvuur en magnetisme.
Tussen de Oudheid en 1831 zijn in proeven en bij toeval vele andere elektromagnetische verschijnselen ontdekt, die uiteindelijk door de zogeheten vergelijkingen van Maxwell (maar die in feite van Maxwell en Heaviside zijn) worden verklaard. In dit artikel worden er dertien beschreven – en gaandeweg worden er nog vele tientallen andere beschreven.
De ontdekkingscyclus
Deze dertien elektromagnetische geschiedenissen blijken op hun beurt epistemologisch te worden verklaard door de zogeheten ontdekkingscyclus. Deze bestaat uit drie stappen. Ze worden uiteengezet aan de hand van de ontdekking van de Internationale Morsecode van 1865:
* Er doet zich een nieuw verschijnsel voor; psychologisch komt dit overeen met een verrassing. Zo vallen Morses medewerker Vail vier verschijnselen op aan Morses code die op 4 september 1837 werkbaar was gebleken.
* Die nieuwe verschijnselen tracht men te verklaren, met een verklaringspoging. Vail stelt voor om codes te nemen voor letters (en niet voor hele woorden zoals Morse doet) en om het schrijfgerei op en neer te laten gaan (en niet zijwaarts zoals in Morses toestel).
* Een verklaringspoging wordt aan nieuwe feiten op houdbaarheid nagetrokken; dit is de verankering. Op 6 januari 1838 doen Morse en Vail een proef met een toestel op basis van Vails voorstellen; de code komt over een afstand van 3,2 kilometer goed aan: ‘houdbaar’.
De dertien ontdekkingen
In 1600 stelt William Gilbert dat magnetisme en elektriciteit van gewreven barnsteen duidelijk van elkaar te onderscheiden verschijnselen zijn.
In 1729 ontdekt Stephen Gray dat tot dan toe statisch gedachte elektriciteit ook kan stromen.
In 1733 ontdekt Charles du Fay dat er twee soorten statische elektriciteit zijn.
In 1746 ontdekt Pieter van Musschenbroeck de Leidse fles en daarmee de mogelijkheid tot het opslaan van elektriciteit in wat later een condensator heet.
In 1752 toont Benjamin Franklin aan dat de bliksem en Sint-Elmsvuur elektrische verschijnselen zijn.
In 1776 toont John Walsh aan dat schokken van siddervissen een elektrisch verschijnsel zijn.
In 1785 toont Charles-Augustin de Coulomb aan met welke kracht gelijknamige ladingen elkaar afstoten en ongelijknamige elkaar aantrekken.
Al in de Oudheid kan men slechts met wrijving statische elektriciteit en vanaf 1729 (Gray) stromende elektriciteit opwekken. Beide houden niet lang aan, maar in 1799 vindt Alessandro Volta het langdurende opwekken van elektrische stroom met een batterij uit.
In 1820 ontdekt Hans Ørsted dat zowel het sluiten als het openen van een verbinding tussen de polen van een batterij een magneetnaald doet bewegen.
In 1820 toont André-Marie Ampère aan dat een elektrische stroom een magneetveld opwekt.
In 1821 ontdekt Michael Faraday dat een beweegbare elektrische geleider met stroom constant rond een vaste magneet draait, en omgekeerd.
In 1826 ontdekt Georg Ohm dat de stroomsterkte door een geleider en het potentiaalverschil tussen zijn uiteinden recht evenredig aan elkaar zijn.
In 1831 ontdekt Faraday dat in een geleider een veranderende magnetische kracht elektrische stroom opwekt.
Het ontstaan van de vier vergelijkingen van 1884, in het kort
Met Faraday’s ontdekking van 1831 is aangetoond dat elektriciteit en magnetisme elkaar wederzijds beïnvloedende verschijnselen zijn. De zoektocht naar één overkoepelend theoretisch kader, ter verklaring van al voornoemde en nog veel meer verschijnselen (en dus ‘verrassingen’), kan beginnen. Maxwell begint ermee in 1855/1856 en vindt in 1865 een stelsel van twintig vergelijkingen. In 1873 brengt hij dat aantal terug tot elf, vooral omdat hij vergelijkingen die hij in zijn twintigtal voor elk van de drie ruimtelijke dimensies apart uitschreef, in vectorvorm giet. In 1884 brengt Heaviside dit elftal terug tot vier. In 1888 toont Hertz proefondervindelijk aan dat de zijns inziens zwakste schakel van deze vergelijkingen, het golfkarakter van elektromagnetisme, wel degelijk een feit is.
(In de Struktuur en genese van 2025 verschijnt een uitvoerig artikel over deze geschiedenis die hier in het kort is geschetst.)
Wilt u meer informatie over dit artikel? Schrijft u dan aan info@stichtinghistos.nl.
Om terug te gaan naar de inhoudsopgave van alle afleveringen van Struktuur en genese klikt u hier.
————————————————————————————–
Laatste bewerking van deze webpagina: 9 mei 2024