Kuka löysi magneetin?
Magnetismi
Aristoteleen välittämien tietojen mukaan magnetismia tutki tarkemmin ensimmäisenä Thales, joka eli noin vuosina 625–545 eaa. Kuitenkin jo suunnilleen samoihin aikoihin myös Intiassa Sushruta käytti ensimmäisenä magneetteja kirurgisiin tarkoituksiin.
Fysiikan historia
Saksalainen Wilhelm Conrad Röntgen tuli tunnetuksi työstään sähkömagnetismin parissa. Hänen mukaansa nimetyt röntgensäteet oli kuitenkin onnistuttu tuottamaan jo ennen häntä. Röntgen teki vuonna 1895 kokeita tyhjiöputkella tutkiessaan niin sanottuja katodisäteitä, joita tutkittiin tuolloin lähes joka puolella maailmaa erittäin paljon. Eräänä iltana pimeän tultua Röntgen peitti putken mustalla pahvilla, jotta voisi havaita paremmin putken tuottaman fluoresenssin. Yllätyksekseen hän huomasi jonkin matkan päässä putkesta pöydällä olleen bariumplatinosyanidilla päällystetyn fluoresoivan levyn hehkuvan heikosti. Hehku voimistui, kun levy vietiin lähemmäs putkea ja heikkeni levyä loitonnettaessa. Röntgen oli varma, että hän oli kohdannut uuden säteilymuodon, joka kykeni läpäisemään kiinteitä kohteita. Röntgen sai löydöstään ensimmäisen Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1901. Möbiuksen nauha
Möbiuksen nauha on topologinen pinta eli 2-monisto, jolla on ainoastaan yksi puoli ja yksi reuna. Sen keksivät toisistaan riippumatta saksalaiset matemaatikot August Ferdinand Möbius ja Johann Benedict Listing vuonna 1858. Nauha voidaan luoda helposti ottamalla paperinauha, kiertämällä sen toinen pää 180° ympäri ja liimaamalla päät yhteen. Sähkömagnetismi
Sähkömagnetismi on fysiikan ala, joka käsittelee sähköisiä ja magneettisia ilmiöitä sekä niiden välisiä riippuvuuksia. Klassisen sähkömagnetismin pohjan loi James Clerk Maxwell. Maxwellin yhtälöiden mukaan sähkömagneettisessa kentässä muuttuva magneettikenttä luo muuttuvan sähkökentän, joka vastaavasti synnyttää muuttuvan magneettikentän. Tuloksena on etenevä sähkömagneettisen säteilyn aaltoliike. Louis Eugène Félix Néel
Louis Eugène Félix Néel (22. lokakuuta 1904, Lyon – 27. lokakuuta 2000) oli ranskalainen fyysikko, joka tutki erityisesti aineiden magneettisia ominaisuuksia. Yhdessä Hannes Alfvénin kanssa Louis Néel sai Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1970. Hänet palkittiin löydöistään antiferromagnetismiin ja ferrimagnetismiin liittyen. Löydöt johtivat tärkeisiin sovellutuksiin kiinteän olomuodon fysiikan alalla, esimerkiksi tietokoneiden tallennusmenetelmissä. Fysiikka
Fysiikan suurimpiin tutkimusalueisiin kuului 1800-luvulla sähkö. Robert Boylen, Stephen Grayn ja Benjamin Franklinin 1600- ja 1700-luvulla tehdyt tutkimukset koskien sähköä antoivat edellytykset sähkön tutkimiselle. Nämä tutkimukset johtivat sähkövirran ja jännitteen havaitsemiseen. Englantilainen fyysikko Michael Faraday esitteli näkemystä magnetismin ja sähkön yhdistämiselle. Tätä hän havainnollisti liikuttelemalla magneettia johtimen ympärillä siten, että johtimeen indusoitui jännite. Félix Savart
Félix Savart (30. kesäkuuta 1791 – 16. maaliskuuta 1841) oli ranskalainen fyysikko joka tutki magnetismia ja akustiikkaa. Savart ja Jean-Baptiste Biot julkaisivat vuonna 1820 Biot’n ja Savartin lain, joka osoittaa sähkövirtaa ympäröivän magneettikentän riippuvuuden etäisyydestä johtimesta. Kenttä (fysiikka)
1920-luvun lopulla kehitettyjä kvantti­mekaniikan lakeja sovellettiin ensimmäiseksi sähkömagneettisiin kenttiin. Vuonna 1927 Paul Dirac selitti kvanttikenttien avulla menestyksellisesti, miten atomin siirtyminen alempaan kvanttitilaan saa aikaan, että se emittoi spontaanisti sähkö­magneettisen kentän kvantin eli fotonin. Pascual Jordanin, Eugene Wignerin, Werner Heisenbergin ja Wolfgang Paulin töiden ansiosta tämä johti pian oivallukseen, että kaikki hiukkaset, myös elektronit ja protonit, voidaan käsittää jonkin kvanttikentän kvanteiksi, mikä nosti kentät fysiikan perustavien olioiden asemaan. Magneettinen momentti
Magneettinen momentti (magneettimomentti, magneettinen dipolimomentti) on magnetismiin liittyvä suure, jolla on merkitystä fysiikassa, tähtitieteessä, kemiassa ja sähkötekniikassa. Se kuvaa systeemin, esimerkiksi sähkövirran, sauvamagneetin, elektronin, molekyylin tai planeetan magneettisia ominaisuuksia. Magneettinen dipolimomentti määrittää magneettisen systeemin ympärilleen aiheuttaman dipolaarisen magneettikenttäkomponentin, magneettikentän, voimakkuuden ja suunnan. Voimakkuus on kääntäen verrannollinen etäisyyden kuutioon. Dipolaarinen magneettikenttä tai magneettikentän dipolaarinen komponentti on symmetrinen yhden akselin suhteen, minkä vuoksi magneettinen dipolimomentti yleensä ilmaistaan vektorina, joka on tämän akselin suuntainen. Maxwellin yhtälöt
Maxwellin yhtälöt ovat neljän yhtälön kokoelma, joka kuvaa sähköisten ja magneettisten kenttien käyttäytymistä ja niiden vuorovaikutusta. Yhdessä väliainerelaatioiden ja Lorentzin voiman kanssa Maxwellin yhtälöt mallintavat koko sähkömagneettisen luonnonilmiön makroskooppisessa mittakaavassa. Yhtälöt on nimetty fyysikko James Clerk Maxwellin mukaan. Magnetismi
Joissakin teoreettisen fysiikan malleissa magneettisia monopoleja pidetään kuitenkin mahdollisena. Paul Dirac kiinnitti vuonna 1931 huomiota siihen, että sähkön ja magnetismin välillä vallitsee huomattava symmetria. Koska kvanttielektrodynamiikka sallii, että on olemassa toisistaan erillisiä positiivisia ja negatiivisia sähkövarauksia, voisi symmetrian nojalla olettaa, että olisi myös erillisiä magneettisia pohjois- ja etelänapoja. Lisäksi magneettisten monopolien olemassaolo selittäisi sähkövarauksen kvantittumisen eli sen, että kaikkien tunnettujen alkeishiukkasten varaukset ovat tietyn yksikön, alkeisvarauksen monikertoja. Teorian mukaan tämä seuraa siitä, että sähkövarauksen ja magneettisen monopolin muodostaman systeemin impulssimomentti on niiden etäisyydestä riippumatta yhtä suuri kuin sähkö- ja magneettivarauksen tulo. Kun toisaalta kvanttiteorian mukaan jokaisen systeemin impulssimomentti on aina redusoidun Planckin vakion monikerta, seuraa tästä, että jos yksikin magneettinen monopoli on olemassa, on sähkövaraus kvantittunut kaikkialla. Fysiikan historia
Saksalainen Heinrich Hertz onnistui ensimmäisenä tuottamaan ja vastaanottamaan sähkömagneettisia aaltoja värähtelypiirien avulla. Tuottaessaan sähkömagneettisia aaltoja sähköpurkauksen avulla Hertz havaitsi myös sattumalta, että sähköpurkauksessa syntynyt valo voimisti toisessa laitteessa käynnissä ollutta sähköpurkausta. Kyseinen ilmiö tunnetaan valosähköisenä ilmiönä, jota Hertz ei kyennyt selittämään eikä hän uskonut ilmiöllä olevan mitään käytännön merkitystä. Maan magneettikenttä
Laajasti kannatettu teoria Maan magneettikentän pääasialliseksi selittäjäksi on ns. dynamoteoria, jonka mukaan magneettikenttä syntyy Maan sulassa ulkoisessa ytimessä, jossa on hyvin sähköä johtavaa raudan ja nikkelin seosta. Mekaanisten virtojen ja sähkövirtojen yhteisvaikutus aiheuttaa itseään ylläpitävän dynamon, joka saa käyttövoimansa liike-energiasta. Monet tutkijat pitävät konvektiovirtauksia todennäköisimpänä syynä. Dynamoteorian avulla voidaan selittää kentän hitaat aikavaihtelut ja kentän napaisuuden eli polariteetin vaihtumiset. Siegfried Marcus
Instituutissa Marcus suunnitteli ja valmisti muutamien fyysikoiden ja oppilaiden avustamana sähkömagnetismia havainnollistavan oppivälineistön. Laitteen innoittamana Marcus keksi sähkömagneettisen lennätinpiirturin, jota alettiin käyttää vuonna 1856 valmistuneessa Wienin ja Berliinin välisessä lennätinlinjassa, yhdessä Marcusin aiemmin keksimän relejärjestelmän kanssa. August Ferdinand Möbius
Vuonna 1809 Möbius meni Leipzigin yliopistoon, jossa hän aloitti lakitieteelliset opinnot, joskin häneen vetosi enemmän luonnontieteellinen ala. Möbius alkoikin opiskella matematiikkaa, fysiikkaa ja astronomiaa. Vuonna 1813 hän matkusti Göttingeniin, missä hän opiskeli astronomiaa Carl Friedrich Gaussin ohjaamana. Möbius opiskeli myös Hallessa Johann Pfaffin ohjaamana matematiikkaa. Tohtoriksi hän vuonna 1813 väitöskirjallaan "The occultation of fixed stars". 
Möbius tunnetaan parhaiten Möbiuksen nauhasta, jonka hän keksi vuonna 1858. Möbiuksen nauha on kaksiulotteinen, jossa on vain yksi reuna ja yksi pinta. Sen keksi samaan aikaan Möbiuksesta riippumatta Johann Benedict Listing. Möbius oli ensimmäinen, joka käytti homogeenisia koordinaatteja projetiivisessa geometriassa. Hän oli kiinnostunut lukuteoriasta, ja Möbiuksen funktio onkin nimetty hänen mukaansa. Sähkötekniikka
Sähkön historia alkaa noin 1600-luvun alusta. Ensimmäiseksi sähköinsinööriksi on kutsuttu englantilaista William Gilbertiä, joka tutki sähköä ja magnetismia. Hän käytti kirjassaan "De Magnete" vuodelta 1600 ensimmäisen kerran sanaa ”electricity” eli sähkö. Sähkötekniikan tutkimus alkoi kehittyä enemmän vasta 1800-luvulla, ja vuosisadan tunnettuja kehitysaskelia olivat Georg Simon Ohmin tekemä ero sähkövirran ja jännitteen välille vuonna 1827, Michael Faradayn vuonna 1831 keksimä sähkömagneettinen induktio ja James Clerk Maxwellin kehittämät Maxwellin yhtälöt. Joseph Henry
Joseph Henry (17. joulukuuta 1797 – 13. toukokuuta 1878) oli yhdysvaltalainen tieteilijä. Henry tuli tunnetuksi erityisesti sähkömagnetismin tutkijana. Hän havaitsi sähkömagneetteja rakentaessaan itseinduktanssinimisen sähköisen ilmiön. Hän löysi myös itsenäisesti keskinäisinduktanssin, vaikkakin Michael Faraday julkaisi tuloksensa aikaisemmin. Samuel Morsen ja Charles Wheatstonen lennätin perustuu Henryn sähkömagneettisiin tutkimuksiin. Joseph Henry keksi myös releen, sähkömekaanisen kytkimen, jolla voi ohjata suurempia virtoja ja jännitteitä. Magnetismi
Kiinassa varhaisimmat kirjalliset tiedot magnetismista ovat 300-luvulta eaa. peräisin olevasta, tekijänsä mukaan nimetystä teoksesta "Demonien laakson valtias" (鬼谷子). Siinä mainitaan magneettiset kivet, jotka saavat raudan tulemaan luokseen tai vetävät sitä puoleensa. Ensimmäinen maininta neulaan kohdistuvasta voimasta on vuosien 20 ja 100 jaa. välillä laaditussa teoksessa "Louen-heng". Magneettisesta kompassista kirjoitti ensimmäisenä kiinalainen tiedemies Shen Kuo (1031–1095), jonka mainitsi myös sen käyttö­kelpoisuuden navigaatiossa ja että sen avulla voitiin määrittää tähti­tieteellinen todellinen pohjois­suunta. Magneettisen kompassin käyttö navigointiin yleistyikin Kiinassa jo 1100-luvulla. Magneettineula kiinnitettiin kehikkoon tuolloin niin päin, että neula aina osoitti etelään. Luopan
Ennen kompassin keksimistä kiinalaiset käyttivät ajan ja suunnan määrittämiseen päivällä aurinkokelloa ja yöllä Otavaa ja Pohjantähteä. Vaikka kiinalaiset tunsivat magnetiitin ominaisuudet jo yli 3000 vuotta sitten, vasta taistelevien läänitysvaltioiden kaudella (475-221 eaa.) sitä alettiin soveltaa suunnan osoittamiseen. Samalta ajanjaksolta on säilynyt kuvauksia mekaanisesta kompassista, "etelään osoittavasta vaunusta", jonka toiminta ei perustunut magneettisuuteen. Max Planck
Max Karl Ernst Ludwig Planck (kastenimeltään "Marx"; 23. huhtikuuta 1858 – 4. lokakuuta 1947) oli saksalainen fyysikko, jonka mustan kappaleen säteilyn tutkimukset, johtivat energian kvanttiluonteen (fotoni) löytämiseen, minkä vuoksi häntä pidetään kvanttimekaniikan löytäjänä. Tästä syystä hän on saanut aseman yhtenä 1900-luvun tärkeimmistä fyysikoista. Planck toimitti myös arvostettua "Annalen der Physik" -tiedelehteä ja vaikutti saksalaisen tieteen uudelleen rakentamiseen kansallissosialistisen hallinnon jälkeen. Fysiikka
1900-luvun alussa huomattiin, ettei silloin tunnettu fysiikka kuvaa tarpeeksi tarkasti tunnettua luontoa. Vuonna 1900 Max Planck kehitti Gustav Kirchhoffin ajatusten ja mustan kappaleen säteilyä koskevien tutkimustulosten pohjalta idean, jonka mukaan säteilyenergia koostuu pienistä yksiköistä, energiakvanteista. Yksittäisen kvantin energia saadaan kertomalla säteilyn taajuus eräällä yleisellä luonnonvakiolla, Planckin vakiolla.
Viisi vuotta myöhemmin Albert Einstein julkaisi tutkimuksen, jossa hän Planckin ideaa apuna käyttäen selitti valosähköisen ilmiön. Einstein julkaisi samana vuonna myös suppean suhteellisuusteorian ja selitti Brownin liikkeen, jota oli pyritty selittämään useaan otteeseen ennen Einsteinia. Albert Einstein oli merkittävä hahmo modernissa fysiikassa; päätöidensä lisäksi hän oli mukana kehittämässä kvanttimekaniikkaa. The Magnet
The Magnet on brittiläinen Ealing Studios -yhtiön koko perheen komediaelokuva vuodelta 1950. Se kertoo nuoresta Johnny-pojasta, joka saa vilpin kautta käsiinsä magneetin, tulee sen avulla alueen sankariksi mutta tuntee asiasta syyllisyyttä. Elokuva oli tuolloin 11-vuotiaan James Foxin ensimmäinen pääosa (nimellä William Fox). Sähkön ja elektroniikan historia
Sähkö- ja magneettikenttien perusominaisuudet opittiin ymmärtämään 1800-luvun kuluessa. James Clerk Maxwell yhdisti 1864 erilaiset aiemmin havaitut lainalaisuudet kuvaamaan ilmiöitä sähkö- ja magneettikentissä Maxwellin yhtälöiksi: Pierre Curie
Tämän jälkeen Curie tutki etenkin magnetismia, jossa hänet muistetaan erityisesti niin sanotun Curie-pisteen löytämisestä. Curie-piste on lämpötila, jossa ferromagneettinen aine muuttuu paramagneettiseksi. Magneettivahvistin
Mekaanisesti säädettäviä kuristimia käytettiin valaistuksen säätöön jo 1800-luvun lopulla, mutta niitä ei mielletty signaalin vahvistimiksi. Kuristimen magneettipiiriä avaamalla saatiin vähennettyä induktanssia, jolloin vaihtovirta kuristimen läpi kasvoi. Charles Frederick Burgess ja Budd Frankenfield keksivät, että ferromagneettisen muuntajasydämen magneettista kyllästymistä voisi käyttää sähkövirran säätämiseen. Francis Crocker keksi miten kahden työkäämin rakenteella voitiin kumota muuntajavaikutus. Amerikanruotsalainen Ernst Alexanderson oivalsi kyllästyvän kuristimen mahdollisuudet ja ryhtyi käyttämään keksimäänsä magneettivahvistinta tehokkaissa radiolähettimissä. Elektroniputkien monipuolistuvan valikoiman ja radiotekniikan kehityksen myötä kiinnostus Amerikassa laimeni. Saksassa mielenkiinto magneettivahvistimiin säilyi, ja niiden kehitys oli nopeaa vuosien 1937–1945 aikana. Vähäisen huollontarpeen ansiosta magneettivahvistimia hyödynnettiin lukuisissa sotilassovelluksissa, kuten taistelulaivojen tykkien vakautusjärjestelmissä, elektronisissa laskimissa, lentokoneiden autopiloteissa ja V-2-raketin vakautus- ja ohjausjärjestelmissä. Toisen maailmansodan jälkeen mielenkiinto magneettivahvistimia kohtaan heräsi uudelleen. Silloin havaittiin, että magneettivahvistimen tekniikka oli jo edistynyt pitkälle, mutta kaupalliset sovellukset olivat silti harvinaisia. Magnetismi
Magneettisen vuorovaikutuksen välittää magneettikenttä. Sähkövirta tai magneettinen dipoli synnyttää magneettikentän ja magneettikenttä aiheuttaa kentässä oleviin kappaleisiin voiman. Maxwellin yhtälöt antavat erinomaisen likiarvon näiden kenttien syntymisestä ja käyttäytymisestä. Ne jättävät huomiotta joitakin kvanttisähködynamiikassa huomioon otettavia kvantti-ilmiöitä. Maxwellin yhtälöt yksinkertaistuvat Biotin-Savartin laiksi, kun kyseessä on tasainen sähkövirta. Magneettiset ilmiöt syntyvät siis sähkövarauksen liikkeestä (esimerkiksi elektronin liikkeestä sähkövirrassa), joissain tapauksissa myös elektronin liikkeestä atomissa tai magneettisten dipolien sisältämien elektronien spineistä. Vastaavasti liikkuva magneettikenttä saa aikaan sähköä. Sähkön ja magnetismin yhteyteen perustuu muuntajien, sähkömoottorien ja -generaattorien toiminta. Magneettikentät
Magneettikentät ("Les champs magnétiques") on André Bretonin ja Philippe Soupaultin kaunokirjallinen teos vuodelta 1920. Kirjan tekijät olivat vaikuttaneet dada-liikkeessä, mutta "Magneettikenttiä" pidetään ensimmäisenä surrealistisena teoksena. Osa tekstistä julkaistiin jo 1919 "Littérature"-lehdessä. Teoksen ovat suomentaneet vuonna 2013 Timo Kaitaro ja Janne Salo ja sen on kustantanut Savukeidas. Chain Home
Ontelomagnetroni oli keksitty Saksassa jo vuonna 1935 ja Hans Hollman oli patentoinut sen. Sitä ei kuitenkaan pidetty siellä tärkeänä eikä kehitystä jatkettu, mikä oli paha virhe. Ranskassa kehitystä kuitenkin tapahtui. Tiedemiehet Pierre David, Maurice Ponte, Henri Gutton, Maurice Elie ja Robert Warneck suunnittelivat useita tutkalaitteita ja myös magnetronilla toimivia mikroaaltotutkia. Saksan miehittäessä maan ranskalaiset tuhosivat hyvin toimineen tutkaketjunsa Saksan rajalta, ja Maurice Ponte pakeni Englantiin mukanaan useita magnetroneja. Tiedot yhdistettiin Boot & Randall -magnetronin tietoihin ja tuloksena syntyi magnetroni E1189, useiden uusien mikroaaltotutkien sydän. Michael Faraday
Faraday tunnetaan erityisesti työstään sähkön ja magnetismin parissa. Hän kiinnostui sähkömagneettisista ilmiöistä, kun Ørsted vuonna 1820 havaitsi sähkövirralla olevan vaikutus kompassineulaan ja Ampèren havaittua kahden sähkönjohtimen välisen voiman. Faraday teki kokeita, joiden pohjalta hän rakensi ensimmäisen homopolaarisen sähkömoottorin. James Clerk Maxwell
Algebrallinen matematiikka geometrian elementeillä on piirre, joka esiintyy paljon Maxwellin töissä. Maxwell osoitti, että sähköinen ja magneettinen voima ovat kaksi toisiaan täydentävää näkökantaa sähkömagnetismille. Hän osoitti, että sähkö- ja magneettikenttä etenevät avaruuden läpi aaltomuodossa vakio valonnopeudella 3,0 · 10 m/s. Hän myös esitti, että valo on sähkömagneettista säteilyä. Magneetti
Magneetteja käytetään yleisesti hyödyksi monissa erilaisissa jokapäiväisissä esineissä. Eräs kaikkein yksinkertaisin, mutta samalla historiallisesti varsin merkittävä magneetin sovellus on kompassi. Muita jokapäiväisiä sovelluksia ovat esimerkiksi sähkögeneraattorit, sähkömoottorit, muuntajat, kaiuttimet ja erilaiset magneettiset tiedontallenteet kuten kiintolevyt, C-kasetit ja VHS-kasetit. Näin ollen myös sellaiset yhteiskunnan toiminnot kuten energiantuotanto ja -siirto, viestintä ja tietotekniikka perustuvat magneettisiin ilmiöihin. Kenttä (fysiikka)
Kentän kehitys itsenäisenä käsitteenä alkoi toden teolla 1800-luvulla sähkömagnetismin teorian kehittyessä. Alkuvaiheessa André-Marie Ampère ja Charles Augustin de Coulomb tulivat toimeen Newtonin tyylisillä laeilla, jotka osoittivat sähkövarausten ja sähkö­virtojen väliset voimat. Pian tuli kuitenkin luonnolli­semmaksi omaksua kenttiin perustuvaa lähestymis­tapa ja muotoilla nämä lait sähkö- ja magneetti­kenttien avulla: vuonna 1849 Michael Faraday otti ensimmäisenä käyttöön termin "kenttä" (). Imponderabilia
Jo 1600-luvulla Francis Bacon oli esittänyt vaihtoehtoisen hypoteesin, jonka mukaan lämpö ei ole erityinen aine vaan aineen pienimpien osien liikettä. Samoin jo Christiaan Huygens oli selittänyt valon aaltoliikkeeksi. Nämä käsitykset tulivat kuitenkin yleisesti hyväksytyksi vasta 1800-luvun alkupuolella. Vuonna 1820 Hans Christian Ørsted havaitsi, että sähkövirta vaikuttaa lähellä oleviin magneetteihin, ja pian tämän jälkeen André Marie Ampère selitti, että myös kestomagneettien magnetismi johtuu aineessa olevista alkeisvirtasilmukoista Paljon myöhemmin sähkövaraus osoittautui erääksi alkeishiukkasten perusominaisuudeksi, mutta makroskooppisessa aineessa esiintyvät sähkövaraukset johtuvat nimenomaan elektronien siirtymisestä kappaleesta toiseen. Elektronit ovat tosin massallisia hiukkasia, mutta niiden massa on vain noin 1/1800 nukleonien massasta. André-Marie Ampère
André-Marie Ampère (22. tammikuuta 1775 Lyon – 10. kesäkuuta 1836 Marseille) oli ranskalainen fyysikko ja matemaatikko, jota pidetään yleisesti yhtenä klassisen sähkömagnetismin alan perustajista ja joka tunnetaan Ampèren lain löytäjänä. SI-järjestelmän mukainen sähkövirran yksikkö ampeeri on nimetty hänen mukaansa. Maantiede
Myös muualla harrastettiin keskiajalla maantiedettä. Muun muassa kiinalaiset liikkuivat merillä runsaasti jo 100- ja 200-luvuilla. Kiinalaiset tunsivat magneettineulan ja suunnistivat kompassin avulla. Kompassi tunnettiin Euroopassa vasta 1100-luvun lopulla. Lisäksi viikingit tekivät löytöretkiä, he muun muassa saavuttivat Pohjois-Amerikan vuonna 1003. Magnetismi
Jo Ampère esitti vuonna 1820, että aineiden magneettiset ominaisuudet aiheutuisivat jonkinlaisista atomeja tai molekyylejä kiertävistä sähkövirroista. Näiden virtojen luonne oli kuitenkin epäselvä siihen saakka, kunnes atomin rakenne 1900-luvun alkupuolella selvitettiin. Magneettivuon tiheys
missä Nijmegenin Radboud-yliopisto
1980-luvulta alkaen yliopisto on jatkuvasti pyrkinyt uudistumaan. Yksi maailman voimakkaimmista magneeteista asennettiin sen tiloihin. Vuonna 2004 yliopisto muutti virallisesti nimekseen "Radboud Universiteit Nijmegen" vuoden 900 tienoilla eläneen katolisen piispan Saint Radboud’n kunniaksi.
Vuonna 2010 Nobelin palkinnon grafeenista saaneet Andre Geim ja Konstantin Novoselov tekivät tutkimuksensa Nijmegenin magneettilaboratoriossa. Jean-Baptiste Biot
Jean-Baptiste Biot (21. huhtikuuta 1774 – 3. helmikuuta 1862) oli ranskalainen fyysikko ja matemaatikko, joka tutki magnetismia ja kehitti menetelmiä sokeriliuosten analyysiin. Biot oli Louis-Joseph Gay-Lussacin mukana ensimmäisellä tieteellisellä kuumailmapallolennolla vuonna 1804. Sähkömagneetti
Ensimmäiset todisteet magnetoitumisen ja liikkuvan varauksen välisestä suhteesta havaitsi vuonna 1820 tanskalainen tiedemies Hans Christian Ørsted, joka havaitsi kompassineulan heilahtelun virtajohdon lähellä. Kvanttimekaniikka
Viimeistään 1900-luvun vaihteessa oli epäilevimmillekin fyysikoille tullut selväksi, etteivät klassinen mekaniikka ja sähkömagnetismi riitä luonnon täydelliseen kuvaamiseen. Mustan kappaleen säteily, valosähköinen ilmiö, Comptonin sironta, atomien diskreetti säteilyspektri tai atomien vakaus ovat esimerkkejä ilmiöistä, joita ei klassisen teorian avulla voitu ymmärtää. Havaintojen selittämiseksi kehittyi muutamien välivaiheiden kautta kokonaan uusi teoria, kvanttimekaniikka. Sen kehitykseen osallistuneista useista fyysikoista tunnetuimmat ovat Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born, Wolfgang Pauli ja Paul Dirac. Siegfried Marcus
Marcusin höyrystimen avulla bensiinin käyttö polttomoottorin käyttövoimana tuli mahdolliseksi. Moottorin kuorman ja kierrosluvun säätö oli kuitenkin edelleen hankalaa huonon sytytysjärjestelmän tähden, sillä polttoaineseos syttyi bunsenlampun tapaisen järjestelmän avulla. Marcus oli kuitenkin miettinyt ratkaisua tähänkin ongelmaan höyrystimen kehittämisen yhteydessä. Erinomaisen sähköteknisen tietämyksensä avulla hän kehitti sähkömagneettisen sytytysjärjestelmän, jolle hän sai patentin 21. kesäkuuta 1864. Tähän kuuluvista magneetoista tuli pian hänen yrityksensä merkittävimpiä tuotteita. Wilhelm Eduard Weber
Weber ja Gauss kehittivät Joseph Henryn jälkeen yhden ensimmäisistä sähköisistä lennättimistä. Heidän tarkoituksenaan oli tutkia ohmin lain paikkansapitävyyttä, jonka Georg Simon Ohm oli julkaissut vuonna 1827. Weber ja Gauss virittivät kaksi 1 400 metriä pitkää kuparilankaa Göttingenin yliopiston ja tähtitornin väliin. Vastaanottimena toimi magnetometri, joka oli kelan sisällä langan varassa roikkuva magneettitanko, jonka heilahtelua seurattiin peilillä. Samalla he tekivät havainnon, että johdoilla voi lähettää signaaleja, sillä johdon toisessa päässä olevan magneetin kiertymissuunta vaihtui, kun paristo kytkettiin toisinpäin. Albert Einstein
Einsteinia innostivat Planckin teoria energiapaketeista ja myös Heinrich Hertzin huomio siitä, että kipinän kirkkaus kasvaa, kun kipinöintialueelle kohdistetaan ultraviolettisäteilyä. Einstein kyseenalaisti eetterin jo opiskeluvuosinaan, ja vaikuttaisi siltä, että Einstein keksi valokvantit jo vuonna 1901. Einstein ei kuitenkaan julkaissut ajatustaan missään virallisesti. Ihmevuotenaan 1905 hän julkaisi viisisivuisen artikkelin, joka käsitteli sähkö­magneettisen säteilyn kvanttiluonnetta ja valosähköistä ilmiötä. Sen sijaan, että Planckin vuonna 1900 esittämän teorian mukaan vain lämpösäteily syntyy tietyn suuruisina kvantteina, Einsteinin mukaan kvantti­luonne on aina ominaista valolle ja muille sähkö­magneettisen säteilyn muodoille, syntyvätpä ne millä tavalla tahansa. Tämän olettamuksen avulla Einstein selitti valosähköisen ilmiön ominaisuudet. Valokvantti sai myöhemmin nimen fotoni. Siegfried Marcus
Vuonna 1873 wieniläinen Siegel-niminen yritys valmisti Marcusin suunnitelmien pohjalta kaksitahtisen moottorin, jonka rakenne poikkesi nykyisistä kaksitahtimoottoreista. Kaasunvaihto toimi venttiilien kautta, mutta moottori teki työtä joka iskulla. Ranskalainen Lenoir-moottori toimi vastaavalla periaatteella. Vuoteen 1884 mennessä Marcusin moottoria valmistettiin pieniä määriä Wienissä, Budapestissä ja Mühlhausenissa. Vuonna 1883 Marcusin keksimälle matalajännitteiselle magneettosytytysjärjestelmälle myönnettiin patentti. Sähkömoottori
Ensimmäisen varsinaisen sähkömoottorin, jossa sähkömagneetteja käytettiin sekä pyörivässä että paikallaan pysyvässä moottorin osassa, esitti unkarilainen Ányos Jedlik vuonna 1828. 
Englantilainen tiedemies William Sturgeon kehitti ensimmäisen tasavirtasähköllä ja kommutaattoria hyödyntävän käyttökelpoisen sähkömoottorin vuonna 1832. Sturgeonin työtä seuraten ensimmäisen kaupallisin tavoittein tehdyn sähkömoottorin rakensi yhdysvaltalainen keksijä ja seppä Thomas Davenport, joka sai myös tällä patentin vuonna 1837. 1800-luvun alkupuolella sähkövirtaa saatiin vain kemiallisista paristoista, ja se oli aina tasavirtaa. Tämä sähkö oli kallista, mikä johti myös Davenportin yrityksen kaatumiseen. Suuri paine kohdistuikin muiden sähkövirran lähteiden kuten generaattoreiden kehittämiseen. Kaupallisesti menestyneen ja hyvällä hyötysuhteella toimivan sähkömoottorin keksiminen oli osin sattuma, kun Zénope Gramme huomasin vuonna 1873 rengasankkuriroottorilla varustetuista dynamoistaan, että kahdesta rinnankytketyistä dynamosta, niin kutsutusta Grammen koneesta, toinen alkoi pyöriä, kun toista pyöritettiin ulkoisella voimalla. Perusvuorovaikutus
Eri perusvuorovaikutusten ajatellaan vaikuttavan eri etäisyyksillä, ja ne ovat alun perin olleet selitysmalleja eri fysikaalisiin ilmiöihin, joita ei siihen mennessä olleilla teorioilla ole kyetty selittämään. Gravitaation perussäännöt (joita Einstein myöhemmin tarkensi) keksittiin 1600-luvulla (Galilei, Newton). Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen säännöt osoittivat 1800-luvun fyysikot (pääasiassa Maxwell), heikon vuorovaikutuksen ovat löytäneet 1920-luvun alun, radioaktiivisuuden selittäneet, fyysikot (muun muassa Heisenberg ja Paul Dirac), ja vahvan vuorovaikutuksen teoriat on kehitetty selittämään hiukkaskiihdyttimissä havaittuja ilmiöitä. 1970-luvulla kolme näistä saatiin yhdistettyä nykyiseksi standardimalliksi. Michael Faraday
Michael Faraday (22. syyskuuta 1791 – 25. elokuuta 1867) oli englantilainen fyysikko ja kemisti, joka vaikutti suuresti sähkömagnetismin ja sähkökemian kehitykseen. Hänen suurimpiin tieteellisiin saavutuksiinsa kuuluvat sähkömagneettisen induktion, diamagneettisuuden ja elektrolyysin keksiminen sekä sähkömoottoreiden kehittely. On pitkälti Faradayn ansiota, että sähkölaitteiden käyttö yleistyi teollisuudessa. Maan magneettikenttä
Vanhin Maan magneettikenttää suunnistamisessa hyödyntävä laite on kompassi, jonka neula asettuu Maan magneettikentän suuntaisesti. Vaikka kompassi on vanha keksintö ja se tunnettiin Kiinassa jo varhain, ajatuksen Maasta suurena magneettina esitti ensimmäisen kerran luonnontieteilijä William Gilbert vasta vuonna 1600. Hänen teoksensa "De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure" keskeisin väite oli "magnus magnes ipse est globus terrestris", Maa itse on suuri magneetti. Gilbert teki myös kokeita Maata kuvaavalla magnetisoidulla rautapallolla eli "terrellalla". Imponderabilia
Imponderabiliat olivat oletettuja painottomia tai ainakin äärimmäisen kevyitä aineita, joiden avulla tieteessä vielä 1800-luvun alussa selitettiin lämpö-, valo-, sähkö- ja magneettiset ilmiöt.. Valoa pidettiin Newtonin käsityksen mukaisesti aineellisten hiukkasten virtana, kun taas lämmön ja sähkön johtuminen samoin kuin hankaussähkö selitettiin olettamalla, että lämpö- ja sähköaine siirtyisi kappaleesta toiseen. Antoine Laurent Lavoisier sisällytti lämpöaineen eli kalorikin samoin kuin valon alkuaineiden luetteloonsa. Myöhemmin Berzelius oletti, että varsinaisten alkuaineiden ja niiden yhdisteiden lisäksi oli viisi painotonta "ainesta": positiivinen ja negatiivinen sähkö, magnetismi, valo ja kalorikki. Toisen käsityksen mukaan magnetoituvat aineet sisälsivät kahta "magneettista nestettä", joista aineen magnetoituessa toinen keskittyi magneetin pohjois- ja toinen etelänapaan. Magnetismi
Sana magneetti () johtuu Vähän-Aasian muinaisen Magnesian kaupungista, jonka läheisyydestä löydettiin magneettista malmia, magnetiittia. Vanhalla ja keskiajalla magneeteilla uskottiin yleisesti olevan maagisia ja tauteja parantavia ominaisuuksia. René Blondlot
Prosper-René Blondlot (3. heinäkuuta 1849 Nancy, Ranska – 24. marraskuuta 1930 Nancy, Ranska) oli ranskalainen fyysikko. Hän tuli tunnetuksi magneettikenttien polarisaatiota koskevista tutkimuksistaan, mutta nykyisin hänet muistetaan lähinnä siitä, että hän väitti löytäneensä uuden säteilylajin, N-säteet, jotka kuitenkin pian osoittautuivat virheelliseksi löydöksi. Hermann von Helmholtz
Vuonna 1874 Helmholtz muutti Bonnista Berliiniin vastaanottamaan fysiikan professorin viran. Siellä hän kiinnostui elektromagnetismista. Vaikka hän itse ei tehnyt merkittäviä tutkimustuloksia alalta, hänen oppilaansa Heinrich Rudolf Hertz tuli kuuluisaksi havainnollistamalla ensimmäisenä sähkömagneettisen säteilyn. Sähkö
Vuonna 1800 Alessandro Volta keksi sähköparin, ensimmäisen laitteen, jolla voitiin tuottaa sähkövirtaa. 1800-luvun aikana sähkön luonnetta opittiin ymmärtämään monipuolisesti ja luotiin sähköisiin ilmiöihin liittyen jo laajasti sähkömagneettinen teoria. Myöhemmin Michael Faraday havaitsi, että sähkövirtaa voitiin tuottaa myös sähkömagneettisen induktion avulla, mihin perustuvat kaikki nykyiset sähkögeneraattorit. Vuosisadan loppupuolella sähkövirta sai jo suuren käytännöllisen merkityksen, kun kehitettiin toimivalle tasolle muun muassa sähkömoottori, sähkövalaistus, sähkölennätin ja puhelin. Ensin suurimmissa kaupungeissa, vähitellen muuallakin alettiin sähköenergiaa tuottaa ja jaella sekä teollisuuteen että yksityiskoteihin. Magneettinen pohjoisnapa
Vuonna 1600 englantilainen tutkija William Gilbert esitti ensimmäisenä, että Maa itse on suuri magneetti. Hän myös ensimmäisenä määritteli magneettisen pohjois­navan pisteeksi, jossa maan magneetti­kentän suunta on suoraan alas­päin. Magneetti
Sana magneetti johtuu Vähässä-Aasiassa (nyk. Turkissa) sijaitsevan Manisan kaupungin vanhasta nimestä Magnesia ad Sipylum. Kaupungin läheisyydestä löydettiin vanhalla ajalla voimakkaasti magneettista rautamalmimineraalia, magnetiittia. Nimen on myös väitetty tulleen Magnesian alueesta Thessaliassa, ja asiasta on ollut aikojen kuluessa siis erimielisyyttä. Tutkimusmatkat pohjoisnavalle
Myös magneettinen pohjoisnapa kiinnosti tutkijoita. Se löydettiin 1831 syrjäisiltä Kanadan pohjoissaarilta. Napamerillä liikkuivat myös valaanpyytäjät ja 1850-luvulla järjestettiin monia retkiä Arktisilla saarilla vuonna 1845 kadonneen napatutkija Sir John Franklinin retkikunnan löytämiseksi. Michael Faraday
1831 Faraday keksi sähkömagneettisen induktion havaittuaan ensin keskinäisinduktanssin kahden johtimen välillä, sitten havaitsemalla sähkövirran synnyn käämissä magneetin kulkiessa sen läpi. Jo pitkän aikaa oli yleisesti arveltu, että magneettikentän pitäisi synnyttää sähkövirtaa, sillä käänteinen ilmiö oli jo havaittu. Vasta Faradayn ansiosta ymmärrettiin, että sähkövirran synty on dynaaminen prosessi, joka edellyttää joko virran muutosta toisessa johtimessa tai magneetin asennon tai paikan muutosta. Joseph Henry sai samanlaisen idean samoihin aikoihin, mutta ei epäröinniltään julkaissut havaintojaan. Kaksi vuotta myöhemmin Faraday osoitti, että induktion aiheuttama sähkö oli täsmälleen samanlaista kuin Voltan parista tai kitkasta peräisin oleva sähkö. Johann Gottfried Galle
Johann Gottfried Galle (9. kesäkuuta 1812 – 10. heinäkuuta 1910) oli saksalainen tähtitieteilijä, joka tunnetaan Neptunuksen löytäjänä. Ampèren laki
Ampèren laki on André-Marie Ampèren (1775–1836) havaitsema fysiikan laki. Laki kuvaa sähköjohtimessa kulkevan sähkövirran ja johtimen ympärille muodostuvan magneettikentän matemaattista yhteyttä. Käytännössä, Ampèren lain mukaan, sähkövirta muodostaa kulkiessaan ympärilleen magneettikentän, jonka suunta voidaan määrittää niin sanotun oikean käden säännön mukaan. Muodostuvan magneettikentän suunta riippuu siis sähkövirran suunnasta. Magnetismi
Jokaisessa magneetissa on kaksi "kohtiota" eli "napaa", jotka näyttävät toimivan voimavaikutuksen keskuksina. Ne ovat erilaisia, ja toista niistä sanotaan magneetin "pohjois-", toista "eteläkohtioksi". Kahden eri magneetin samanlaiset kohtiot työntävät toisiaan luontaan, kun taas toisen magneetin pohjoiskohtio vetää toisen magneetin eteläkohtiota puoleensa ja päinvastoin. Napojen nimitykset pohjaavat magneettien käyttöön kompassissa. Magneetin voimakkuutta kuvaa sen magneettinen momentti. Galvaaninen kenno
Galvaaninen kenno on nimetty keksijänsä Luigi Galvanin (1737–1798) mukaan. Vuonna 1791 hän toi sammakon jalan hermon kontaktiin sähköstaattisen laitteen kanssa, jolloin hän havaitsi sammakon jalan lihaksissa äkillisen kouristuksen. Myöhemmin Galvani havaitsi, että lihasten nykiminen voitiin saada aikaiseksi myös yksinkertaisemmin tuomalla hermopääte ja jalkaterä kontaktiin metallikaistaleen avulla. Galvani kuitenkin uskoi, että tämän kaltainen vaikutus voitiin tuottaa vain elävien kudosten avulla. Myöhemmin vuonna 1794 italialainen fyysikko Alessandro Volta (1745–1827) sai selville, että samantyyppinen sähköisyys voitiin tuottaa myös elottomien kappaleiden avulla. Vuonna 1800 hän rakensi kuuluisan “Voltan parinsa”, joka koostui monista perättäisistä hopea- ja sinkkilevyistä, jotka oli eroteltu suolaliuoksessa kyllästetyllä kankaan palalla. Galvanin ja erityisesti Voltan koetuloksien ansiosta sähkövirta nousi tärkeään asemaan. Magnetismi
Useimmat ferriitit ovat ferromagneettisia. Ensimmäinen tunnettu magneettinen aine, magnetiitti, on ferriitti, ja sitä luultiin kauan ferro­magneettiseksi. Vasta Louis Néel selvitti, mikä ero on ferro- ja ferri­magneettisilla aineilla ja osoitti, että magnetiitti kuuluu jälkimmäiseen ryhmään. Magneettinen pohjoisnapa
Ensimmäisenä magneettiselle pohjoisnavalle saapui 31. touko­kuuta 1831 James Clark Ross, joka havaitsi sen sijaitsevan Boothian niemimaalla, Cape Adelaidessa (). Tämän jälkeen kesti yli 70 vuotta, ennen kuin paikalla seuraavana kävi Roald Amundsen vuonna 1903 purjehtiessaan ensimmäisenä Luoteisväylän läpi. Amundsen havaitsi magneettisen navan edelleen olleen lähellä Rossin ilmoittamaa paikkaa.
Kolmantena magneettisen pohjois­navan saavuttivat vuonna 1947 kanadalaiset tutkimus­matkailijat Paul Serson ja Jack Clark, jotka totesivat sen siirtyneen Allen Lakeen, Walesin prinssin saarelle (), noin 400 kilometriä luoteeseen siitä paikasta, josta Ross ja Amundsen olivat sen löytäneet. Edeltä­jis­tään poiketen he saapuivat paikalle lento­teitse, minkä vuoksi matka kävi paljon nopeammin, ja he saattoivat määrittää magneetti­navan paikan varsin tarkasti Sersonin keksimän elektronisen magnetometrin avulla Radio
Sähkömagneettisen aaltoliikkeen teorian ja viestinnän mahdollisuuden esitti ensimmäisenä James Clerk Maxwell vuonna 1873. Heinrich Rudolf Hertz edisti vuosien 1886 ja 1888 välisenä aikana kokeellisesti Maxwellin teorian tutkimuksia ja osoitti sen toimivan. Hertz olisi voinut väittää olleensa radion keksijä, mutta hän ei nähnyt keksinnölleen käyttöä. Vuonna 1890 ranskalainen Edouard Branly rakensi ensimmäisen radioaaltoja vastaanottavan laitteen, Lodgen myöhemmin kohereeriksi nimeämän ilmaisimen, joka oli toinen suuri edistysaskel radion kehityksessä. Isaac Newton
Sir Isaac Newton PRS, FRS (juliaanisen kalenterin mukaan 25. joulukuuta 1642 – 20. maaliskuuta 1726, gregoriaanisen kalenterin mukaan 4. tammikuuta 1643 – 31. maaliskuuta 1727) oli englantilainen fyysikko, matemaatikko, tähtitieteilijä, alkemisti ja filosofi. Newton loi perustan klassiselle mekaniikalle teoksessaan "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" vuonna 1687. "Principiassa" Newton esitteli painovoima- ja liikelakinsa. "Principiaa" pidetään Keplerin 1600-luvun alussa aloittaman tieteellisen vallankumouksen kohokohtana. Newtonia pidetään Gottfried Leibnizin ohella differentiaali- ja integraalilaskennan keksijänä. Fysiikan historia
Englantilainen fyysikko Michael Faraday tutki sähköä ja kehitti sitä käyttäviä laitteita. Hän keksi muun muassa muuntajan, Faradayn häkin ja sähkömoottorin edeltäjän, roottorin. Parhaiten Faraday kuitenkin muistetaan keksimästään induktiosta. Faraday ymmärsi, että muuttuva magneettikenttä saa aikaan induktion. Faraday loi myös kenttäkäsitteen, jota kuvataan magneettisilla voimaviivoilla. Grammen kone
Grammen kone, Grammen kehä, Grammen magneetto, tai Grammen dynamo on ensimmäinen teollisuudessa laajemmin käytetty tasavirtageneraattori, joka on nimetty belgialaisen keksijänsä Zénobe Grammen mukaan. Grammen kone voi toimia sekä tasavirtaa kehittävänä generaattorina että sähkömoottorina.
Michael Faradayn esiteltyä sähköilmiöitä koskevat lakinsa sähkögeneraattoreiden kehitystä tehtiin monella taholla. Tulokset olivat hyötysuhteen osalta niin heikkoja, että taloudellista toimintaa ei juuri syntynyt. Vuonna 1860 A. Pacinott esitteli rengasankkurin, jota Gramme sitten paransi. Ganymedes
Galileo-kiertolaisen ensimmäisen ohilennon aikana havaittiin että Ganymedeksellä on oma magneettikenttä Jupiterin valtavan magneettikentän sisällä. Se ilmeisesti muodostuu samalla tavoin kuin Maan magneettikenttä, sähköä johtavan aineen liikkeistä kuun sisuksissa. Tämän aineen uskotaan olevan hyvin suolapitoista vettä, tai sitten magneettisuus on peräisin kuun metallisesta ytimestä. Ganymedes on ainoa kuu, jolla tiedetään olevan magneettikenttä. Magneettinen fotoni
Magneettinen fotoni on uudentyyppisen säteilyn hypoteettinen välittäjähiukkanen; eräänlainen sähköisen fotonin vastine. Magneettinen fotoni esiintyy joissakin fysiikan teorioissa. Sen olemassaoloa ei kuitenkaan ole pystytty vielä todentamaan ja monet variaatiot on voitu kokeissa falsifioida. Muiden muassa saksalainen fyysikko Rainer W. Kühne on esittänyt teorian, joka sisältää magneettisen fotonin. Kvanttimekaniikan historia
Kvanttiteorian isänä pidetään yleisesti Max Planckia, joka keksi sähkömagneettisen säteilyenergian syntyvän määräkokoisina paketteina. Tämä oli tulos, johon hän päätyi vuonna 1900 tutkittuaan mustan kappaleen säteilyä ja sen taajuusjakaumaa eri lämpötiloissa. Se oli osoittautunut ongelmalliseksi ja piinannut fyysikoita puoli vuosisataa. Revontulet
Revontulien alkuperä on Aurinko, 149 miljoonan kilometrin päässä maasta. Auringosta lähtevät hiukkaset kulkeutuvat aurinkotuulena 300–1 000 km/s nopeudella Maapalloa kohti, kantaen mukanaan Auringon magneettikenttää. Maan magneettikenttä suojelee Maata aurinkotuulen hiukkasilta ja säteilyltä. Aurinkotuuli vääristää maan magneettikentän komeetan hunnun muotoiseksi "magnetosfääriksi". Suurin osa varatuista hiukkasista kiertää maan magneettikentän kenttäviivoja pitkin, mutta osa hiukkasista jää magneettikentän vangiksi, varsinkin jos ympäröivä inteplanetaarinen magneettikenttä on Maan magneettikentän napaisuuteen nähden vastakkaissuuntainen hiukkasryöpyn osuessa magnetosfääriin. Hiukkaset kiertyvät magneettikentän mukana kohti napa-alueita ja muodostavat ilmakehään osuessaan revontulia. Voimakkaimpien magneettisten myrskyjen aikaansaamat revontulet yleensä liittyvät auringonpilkkuihin liittyviin roihupurkauksiin, mutta on olemassa monia muitakin Auringon aktiiviseen toimintaan liittyviä aurinkotuuleen vaikuttavia ilmiöitä, kuten CME, korona-aukot tai kadonneet filamentit. Voimakkaimmat revontulet syntyvät noin 100 kilometrin korkeudessa maan pinnasta. Maan magneettikenttä
Gilbertin jälkeen Maan magneettikentästä on esitetty erilaisia malleja. Vuonna 1804 Jean Biot esitti, että se vastaa Maan keskipisteeseen ajatellun dipolimagneetin kenttää. Koska kenttä ei havaintojen perusteella kuitenkaan täysin näyttänyt noudattavan dipolimallia, teoriaa kehittivät muun muassa Edmund Halley ja Christian Hansteen olettamalla magneettisia napoja olevan useampia, neljä kappaletta. Näitä napoja ei kuitenkaan löydetty. Vuonna 1839 Carl Friedrich Gauss esitti yhä käytössä olevan mallinsa, jossa Maan magneettikenttä on esitetty erinapaisten kenttien summana. Hallitseva termi on dipolikenttä, mutta myös nelinapaisella kvadrupolikentällä ja kahdeksannapaisella oktupolikentällä (ja niin edelleen) on tietty, joskin vähäisempi vaikutus kokonaismagneettikentän muotoon. Magneetti
Magneetti voi olla "kestomagneetti" tai sähkömagneetti. Kestomagneetteja voidaan valmistaa teräksestä, ja ne pysyvät magneettisina hyvinkin kauan. Useimmiten käyttökelpoisen sähkömagneetin muodostavat rautainen kappale ja sen ympärille käämiksi kierretty sähköjohdin. Se tulee magneettiseksi, kun johtimessa kulkee sähkövirta, mutta virran lakattua rautasydämeen jää vain heikkoa "jäännösmagnetismia". Periaatteessa sähkömagneetin muodostaa jo mikä tahansa sähkövirta joka kulkee tiettyä reittiä pitkin. Sähkövirtaa ympäröivä magneettikenttä on sitä voimakkaampi mitä suurempi reitin läpi kulkeva sähkövirta on. Tällä tavoin ensimmäiset todisteet magnetoitumisen ja liikkuvan varauksen välisestä suhteesta löysi vuonna 1820 tanskalainen tiedemies Hans Christian Ørsted, joka havaitsi kompassineulan heilahtelun virtajohdon lähellä. Hendrik Lorentz
Hendrik Antoon Lorentz (18. heinäkuuta 1853 – 4. helmikuuta 1928) oli hollantilainen fyysikko, joka kehitti muun muassa Lorentzin muunnoksen, joka on keskeinen erityisessä suhteellisuusteoriassa. Hän sai fysiikan Nobel-palkinnon 1902 yhdessä Pieter Zeemanin kanssa Zeemanin ilmiön löytämisestä ja sen selittämisestä. Ilmiö liittyy sähkömagneettisen säteilyn spektriviivojen jakautumiseen magneettikentän vaikutuksesta. Wilhelm Eduard Weber
Wilhelm Eduard Weber (24. lokakuuta 1804 Wittenberg – 23. kesäkuuta 1891) oli saksalainen fyysikko. Hän tutki magnetismia yhdessä ystävänsä Carl Friedrich Gaussin kanssa. He kehittivät yhdessä varhaisen sähkömagneettisen lennättimen. Weberin mukaan on nimetty magneettivuon yksikkö "weber". Magnetismi
Magneettikentällä on vaikutus kaikkiin kappaleisiin, mutta vaikutuksen voimakkuus vaihtelee huomattavasti. Voimakkaasti magneettisia kappaleita kutsutaan magneeteiksi. Sellaisia voidaan valmistaa ferromagneettisista aineista, joita ovat rauta, nikkeli ja koboltti sekä näiden seokset. Manisa
Historiassa kaupunki on tunnettu nimellä Magnesia, tarkemmin "Magnesia ad Sipylum". Vanhalla ajalla kaupungin läheisyydestä löydettiin magnetiittia, magneettista rautamalmia. Sanat magneetti, magnetismi ja magnetiitti johtuvatkin kaupungin vanhasta nimestä. Magneettinen fotoni
Nobel-palkittu Abdus Salam ennusti 1966 magneettisen fotonin olemassaolon. Meissnerin ilmiö
Meissnerin ilmiö eli täsmällisemmin Meissnerin-Ochsenfeldin ilmiö on suprajohteilla havaittu ilmiö, joka syntyy, kun suprajohde asetetaan ulkoiseen magneettikenttään. Suprajohteet sulkevat magneettikentän ulkopuolelleen. Suprajohteet ovat täydellisiä diamagneetteja eli superdiamagneetteja. Ilmiön seurauksena suprajohteen yläpuolelle asetettu magneetti levitoi suprajohteen yläpuolella, koska suprajohde luo vastakkaissuuntaisen magneettikentän, joka kumoaa magneettiin vaikuttavan gravitaatiovoiman. Ilmiön havaitsivat ensimmäisenä Walther Meissner ja Robert Ochsenfeld. Kenttä (fysiikka)
Tämä kenttien käyttö­kelpoisuus saa fyysikot olettamaan, että sähkö­magneettisia kenttiä on todella olemassa, mikä on tehnyt kentän käsitteestä koko modernin fysiikan perustavan paradigman. Tosin John Wheeler ja Richard Feynman ovat kehittäneet fysikaalisia malleja myös Newtonin kauko­vaikutuksen käsitteen pohjalta, joka on peräisin ajalta, jolloin kenttiä ei vielä tunnettu, mutta he ovat itse jättäneet nämä teoriat taka-alalle, koska kentän käsite on yleisessä suhteellisuus­teoriassa ja kvantti­elektro­dynamiikassa edelleen käyttö­kelpoinen. Johan Jakob Nervander
Kaksi vuotta kandidaatin tutkinnon suorittamisen jälkeen Nervander sai valmiiksi fysiikan dosentuurin opinnäytteensä. Kirjoituksen otsikkona on "In doctrinam electro-magnetismi momenta". Kymmenen vuotta aikaisemmin kuuluisa tanskalainen fyysikko Hans Christian Ørsted oli havainnut sähkövirtojen vaikutuksen magneetteihin. Työssään Nervander yritti mitata virran voimakkuutta havainnoimalla sähkövirran vaikutusta magneetteihin, jotka olivat lähellä virtasilmukkaa. Tutkielma hyväksyttiin, ja Nervander nimitettiin kesäkuun ensimmäisenä päivänä vuonna 1829 fysiikan dosentiksi. Samana vuonna hän aloitti myös fysiikan professorina toimimisen. Paikan hän sai, kun Gustaf Gabriel Hällström oli yliopiston rehtorina ja vapautettuna luennointivelvollisuudesta. Kvanttimekaniikan historia
Albert Einstein selitti valosähköisen ilmiön vuonna 1905. Einstein käytti apunaan ilmiön selittämisessä Planckin aiemmin esittämää kvanttiteoriaa. Valosähköisessä ilmiössä sähkömagneettinen säteily erottaa elektroneja esineiden pinnoista; ilmiö on selvimmin havaittavissa metalleissa. Einsteinin mukaan tämä ilmiö osoitti, ettei säteily ainoastaan synny määräsuuruisena kvantteina vaan säilyttää kvantittumisensa syntynsä jälkeenkin, joten jokainen kvantti myös absorboituu joko kokonaan tai ei ollenkaan. Valokvantti sai nimen fotoni, jota käytti ensimmäisenä Gilbert Newton Lewis vuonna 1926. Felix Bloch
Felix Bloch (23. lokakuuta 1905 – 10. syyskuuta 1983) oli sveitsiläis-yhdysvaltalainen fyysikko. Vuonna 1952 hänet ja Edward Mills Purcell palkittiin Nobelin fysiikanpalkinnolla tavasta mitata tarkasti ytimien magneettisten momentteja ja siihen liittyvistä löydöistä. Karl von Reichenbach
Reichenbach täydensi aikaisempien tieteilijöiden kuten Galileo Galilein tutkimuksia. Galilei uskoi, että Maan akseli oli magneettisesti yhdistetty johonkin universaaliseen voimakeskukseen ja päätellyt, että maamagnetismi aiheutui magneettisesta raudasta, jota voitiin löytää meteoriiteista. Reichenbach sen sijaan päätteli, että meteoriitit ja planeetat ovat samaa ainetta ja että meteoriitin koosta riippumatta sillä voi olla magneettiset navat. Tämän tiedeyhteisö saattoi 1800-luvulla vakuuttavasti vahvistaa. Magneetti
Kompassineulan N-napa on se, joka osoittaa kohti pohjoista, joten itse asiassa Maan pohjoinen napa onkin S-napa. Magneetin voimakkuutta kuvaa sen magneettinen momentti. Lisäksi magneetille voidaan määritellä napavoimakkuus, joka saadaan jakamalla magneettinen momentti sen napojen välisellä etäisyydellä. Hendrik Lorentz
Lorentz teoretisoi, että atomit saattaisivat koostua varatuista hiukkasista ja ehdotti, että näiden varattujen hiukkasten värähtely saa aikaan sähkömagneettista säteilyä. Vuonna 1896 Pieter Zeeman, kollega ja Lorentzin oppilas, osoitti teorian kokeellisesti paikkansapitäväksi. Vain muutama vuosi myöhemmin vuonna 1902 heidät palkittiin fysiikan Nobel-palkinnolla tästä merkittävästä työstä. Sähkömagneettinen mikrofoni
Sähkömagneettisen mikrofonin keksijöinä voidaan pitää sekä Fender- että Gibson-kitarayhtiöitä, jotka kehittivät ensimmäisenä maailmassa massatuotantoiset sähkökitarat mikrofoneineen. Gibsonin ensimmäiset sähkömagneettisilla mikrofoneilla varustetut kitarat rakennettiin jo 1920-luvulla, ja Fenderin 1940-luvulla. Magnetismi
Magnetismi on fysikaalinen ilmiöluokka, joihin liittyvät voimat vaikuttavat magneettisten kappaleiden sekä sähkövirtojen ja liikkuvien sähkövarausten välillä. Magneettisissa ilmiöissä kappale vaikuttaa toiseen kappaleeseen veto- tai poistovoimalla. Tunnetuin magneettinen ilmiö on ferromagnetismiin liittyvä kestomagneettien kyky vetää puoleensa lähellä olevia rautaesineitä. Magnetismi liittyy läheisesti sähköön ja se on osa sähkö­magneettista vuoro­vaikutusta. Sähkömagneettinen säteily kuten valo on sähkö- ja magneettikentän värähtelyä. Sidney Reilly
Lockhardt kertoo kirjassaan kuinka Reilly hankki vuonna 1909 Frankfurtin kansainvälisen ilmailunäyttelyn (Internationale Luftschiffahrt-Ausstellung) aikana saksalaisten äskettäin kehittämän uudentyyppisen magneeton. Näyttelyn viidentenä päivänä eräs saksalainen lentokone syöksyi maahan lentäjän saadessa surmansa. Koneen moottorissa käytettiin uudentyyppistä magneettoa ja heti onnettomuuden tapahduttua lentäjinä esiintyneet Reilly ja eräs toinen Englannin tiedustelupalvelun agentti riensivät koneen hylyn luo, irrottivat magneeton moottorista huomiota herättämättä ja kiinnittivät sen paikalle toisen magneeton. Reillyn kumppani tutki sitten magneeton ja teki siitä nopeasti yksityiskohtaiset piirrokset. Myöhemmin he palauttivat taas alkuperäisen magneeton lentokonesuojaan vietyyn koneen hylkyyn. Gravitomagnetismi
Gravitomagnetismi on ilmiö, jossa pyörivä tai kiihtyvä kappale vetää vähäisessä määrin avaruutta ja aikaa mukanaan. Se on Albert Einsteinin esittämän yleisen suhteellisuusteorian vuonna 1918 teoreettisesti ennustettu johdannainen. Se tunnetaan myös nimillä "frame-dragging -efekti" ja keksijöidensä itävaltalaisten Josef Lensen ja Hans Thirringin mukaan Lensen–Thirringin ilmiönä. Wilhelm Eduard Weber
Weber pyrki kehittämään teoriaa, jolla voisi kuvata yhdellä lausekkeella kaikkia tunnettuja sähköilmiöitä. Gauss yhdisti magnetismin yksiköt massaan, pituuteen ja aikaan, Weber teki vuonna 1846 saman sähköön liittyville yksiköille. Weber tutki Coulombin lain ja Amperen lain yhtäläisyyttä. Weber pystyi johtamaan lausekkeen kahden liikkuvan pistevarauksen väliselle voimalle. Weberin laki oli 1850-luvulla sähkön ja magnetismin teorian huipulla, sillä se selitti kaikki havaitut ilmiöt. Loppujen lopuksi Weberin kehittämä laki ei ollut täysin oikea, sillä se ei ennustanut sähkömagneettista säteilyä. Sitä ei osattu Weberin aikana ennakoida, ja James Clerk Maxwell korjasi kaavaa myöhemmin, kun hän julkaisi Maxwellin yhtälöt vuonna 1861. John Michell
John Michell (25. joulukuuta 1724 – 29. huhtikuuta 1793) oli englantilainen pappi ja luonnonfilosofi joka antoi pioneerisia oivalluksia monissa tieteen aloissa, mukaan lukien tähtitieteessä, geologiassa, optiikkassa ja painovoimassa. Harkittu "yksi parhaimmista unohdetuista tieteilijöistä", hän oli ensimmäinen joka ehdotti mustien aukkojen olemassaoloa, ensimmäinen joka ehdotti että maanjäristykset matkustavat aalloissa, ensimmäinen joka selitti miten voi valmistaa keinotekoisia magneetteja, ja ensimmäinen joka sovelsi tilastoja maailmankaikkeuden tutkimiseen, ja tajusi että kaksoistähdet ovat keskeisen painovoiman tulos. Hän myöskin keksi laitteen jolla voi mitata Maan massan. Häntä on kutsuttu seismologian ja magnetometrian isäksi. Magneettiset polymeerikomposiitit
Polymeerit ovat harvoin luonnostaan magneettisia. Eräs harvinainen poikkeus tähän on polyaniliinin ja tetrasyanokinodimetaanin (TCNQ) muodostama polymeeri, joka säilyttää magneettisuutensa ilman ulkoista magneettikenttää huoneenlämmössä. Vuonna 2004 Durhamin yliopistossa Englannissa kehitetty muovimagneetti perustaa toimintansa vapaiden radikaalien järjestyneisyyteen, ja lopullinen varaus kehittyy muutaman kuukauden aikana valmistuksesta. Fysiikan historia
Paul Dirac oli osallisena niin sanotun kvanttikenttäteorian synnyssä yritettyään kuvata sähkömagneettista kenttää kvanttien avulla. Merkittävin saavutus teorian osalta tehtiin 1948, kun Richard Feynman ja Julian Schwinger sekä heistä riippumatta Sin-Itiro Tomonaga kehittivät sähkömagneettista vuorovaikutusta kuvaavan kvanttikenttäteorian eli QED:n. Teoria kuvaa aineen ja sähkömagneettisen kentän vuorovaikutusta. Kentän välittäjähiukkanen on fotoni. Kaikki muut perusvuorovaikutukset (perusvoimat) on saatu kuvatuksi kvanttikenttäteorioiden avulla paitsi gravitaatio, joka kuvataan yleisen suhteellisuusteorian avulla. Atomin rakennetta on saatu selvitetyksi entistä tarkemmin, ja kokeellisesti on todistettu, että protonit ja neutronit koostuvat vielä pienemmistä hiukkasista, kvarkeista. "(Katso myös: Kvanttiteoria ja Hiukkasfysiikan standardimalli)" Langattoman tiedonsiirron historia
Heinrich Hertz (1857–1894) oli ensimmäinen, joka havainnollisti sähkömagneettisen säteilyn, rakentamalla laitteen, joka tuotti radioaaltoja. Värähtelyn mittayksikkö Hz on nimetty Hertzin mukaan. Venäläinen tutkija Aleksandr Popov (1859–1905) jatkoi Hertzin työtä ja on nykyisen tiedon mukaan ensimmäinen, joka muodosti radioyhteyden kahden pisteen välillä. Kunniaa tästä on kuitenkin annettu italialaiselle Guglielmo Marconille. Tutkan historia
Skotlantilainen James Maxwell kuvasi sähkömagnetismin perusteet vuonna 1864 tekemässään julkaisussa. Hän ehdotti sähkömagneettisen säteilyn käyttäytyvän aaltomaisesti sekä aavisteli laskelmiensa perusteella sähkömagneettisten aaltojen etenevän valonnopeudella. Wilhelm Röntgen
Röntgenille tarjottiin 1880-luvulla professuureja Jenan (1886) ja Utrechtin yliopistoista (1888), mutta kieltäytyi näistä. Vuonna 1888 hän kuitenkin suostui vastaanottamaan fysiikan professorin viran Würzburgin yliopistosta, josta hän sai yliopiston merkittävimmän fysiikan professuurin. Hänet valittiin yliopiston rehtoriksi 2. tammikuuta 1894. Samana vuonna hän aloitti tutkimuksensa katodisäteiden parissa. Katodisäteet olivat niiden löytämisen jälkeen yksi sen ajan fysiikan tutkituimmista kohteista. Vuoden 1895 lopulla hän löysi röntgensäteet, mistä hän tuli kuuluisaksi. Röntgensäteiden löytämisen jälkeen ne olivat yksi mielenkiintoisimpia tutkimuskohteita. Lopulta vuonna 1900 Röntgen vastaanotti viran Münchenin yliopistosta Baijerin hallituksen erityisestä pyynnöstä. Siellä hän myös päätti akateemisen uransa. Röntgenille annettiin vuonna 1901 kaikkien aikojen ensimmäinen Nobelin fysiikanpalkinto löytämänsä röntgensäteilyn ansiosta. Heinrich Hertz
Heinrich Rudolf Hertz (22. helmikuuta 1857 Hampuri, Saksa – 1. tammikuuta 1894 Bonn, Saksa) oli saksalainen fyysikko, jonka mukaan taajuuden yksikkö hertsi on nimetty. Vuonna 1888 hän havainnollisti ensimmäisenä sähkömagneettisen säteilyn olemassaolon rakentamalla laitteen, joka tuotti radioaaltoja. Metalliseos
Myös monet magneettiset metalliseokset kehitettiin 1900-luvulla. Vuonna 1910 havaittiin teräksen säilyttävän magneettisuutensa, mikäli siihen seostettiin volframia ja molybdeeniä. Japanissa kehitettiin monin verroin voimakkaampi magneettinen seos, jossa oli volframia, kromia, kobolttia ja rautaa. Myöhemmin kehitettiin edelleen vahvempia magneettisia metalliseoksia, joissa oli alumiinia, nikkeliä, rautaa ja kobolttia. Näitä seoksia käytetään magneettien lisäksi muun muassa pienissä moottoreissa ja televisioiden kuvaputkissa. Guglielmo Marconi
Ollessaan velipuolensa Luigin kanssa lomamatkalla Alpeilla Marconi luki Heinrich Hertzin artikkelin, jossa tämä todistaa sähkömagneettisen säteilyn olemassaolon. Marconi ymmärsi, että säteilyn avulla voitaisiin lähettää ja vastaanottaa viestejä langattomasti. Tämä innosti Marconia niin paljon, että hän aloitti isänsä tilalla Villa Griffonessa Bolognassa vuonna 1894 kokeet tekemällään parannetulla versiolla Hertzin rakentamasta koneesta. Ensimmäiset signaalit siirtyivät muutamia metrejä, mutta pian hän pidensi matkan pariin kilometriin. Marconi tarjosi keksintöä Italian hallitukselle, joka ei kiinnostunut. Tämän jälkeen hän demonstroi laitetta Britannian postilaitokselle. 1896 hän oli saanut signaalin havaittua 13 kilometrin päässä.