ใครค้นพบสนามแม่เหล็กคนแรก ?
นิโคลา เทสลา
แม้เทสลาจะเป็นผู้คิดค้นสัญญาณวิทยุ การค้นพบหลักการสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ผลงานที่ทำให้เขาเป็นที่รู้จักกันดีคือ การค้นคว้าพัฒนาไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งในขณะนั้นมีการแข่งขันกับไฟฟ้ากระแสตรงที่ถูกพัฒนาขึ้นมา โทมัส เอดิสัน แต่ในที่สุดไฟฟ้ากระแสสลับก็ได้รับความนิยมมากกว่า เพราะเกิดการสูญเสียน้อยกว่าในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
ในช่วงต้นของศตวรรษที่ 20 บรรดานักธรณีวิทยาได้เริ่มสังเกตเห็นว่าหินภูเขาไฟบางแห่งมีสภาพเป็นแม่เหล็กในทิศทางที่ตรงกันข้ามจากที่คาดหวัง การตรวจสอบครั้งแรกเกี่ยวกับช่วงเวลาของการสลับขั้วแม่เหล็กนั้นดำเนินการโดยโมโตโนริ มัตสึยามะในช่วงทศวรรษที่ 1920 ซึ่งเป็นผู้สังเกตเห็นว่ามีหินในญี่ปุ่นที่มีสนามแม่เหล็กที่สลับขั้วและทั้งหมดมีอายุอยู่ในช่วงต้นของสมัยไพลสโตรซีนหรือแก่กว่า ในช่วงนั้นเขาได้ตีพิมพ์ข้อเสนอของเขาว่าสนามแม่เหล็กมีการสลับขั้ว แต่เรื่องราวเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กนั้นยังเป็นที่เข้าใจกันน้อยจึงมีผู้ให้ความสนใจกันน้อยถึงโอกาสที่สนามแม่เหล็กจะเกิดการสลับขั้ว.[1] ไอแซก นิวตัน
นิวตันได้รับยกย่องโดยทั่วไปเนื่องจากทฤษฎีบททวินามที่ใช้ได้สำหรับเลขยกกำลังใดๆ เขาเป็นผู้ค้นพบ Newton's identities, Newton's method, เส้นโค้งบนระนาบลูกบาศก์ (โพลีโนเมียลอันดับสามของตัวแปรสองตัว), เขามีส่วนอย่างสำคัญต่อทฤษฎี finite differences, และเป็นคนแรกที่ใช้เศษส่วนเลขชี้กำลัง (fractional indices) และนำเรขาคณิตเชิงพิกัดมาใช้หาคำตอบจากสมการไดโอแฟนทีน เขาหาค่าผลบวกย่อยโดยประมาณของอนุกรมฮาร์โมนิกได้โดยใช้ลอการิทึม (ก่อนจะมีสมการผลรวมของออยเลอร์) และเป็นคนแรกที่ใช้อนุกรมกำลัง งานของนิวตันเกี่ยวกับอนุกรมอนันต์ได้รับแรงบันดาลใจจากเลขทศนิยมของไซมอน สเตวิน (Simon Stevin)[32] การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
ในปี 1963 เฟรดเดอริกค์ ไวน์ และ ดรัมมอนด์ แมตทิวส์ ได้ให้คำอธิบายง่ายๆโดยการผสมผสานทฤษฏีการแยกเคลื่อนที่แผ่ออกของพื้นมหาสมุทรของแฮรี แฮมมอนด์ เฮสส์กับความรู้ด้านมาตรธรณีกาลของการสลับขั้วแม่เหล็กว่า ถ้าพื้นทะเลที่เกิดขึ้นมาใหม่มีสนามแม่เหล็กโลกแบบปัจจุบันแล้ว การแยกแผ่ออกไปของพื้นมหาสมุทรจากเทือกเขากลางสมุทรจะก่อให้เกิดแถบสนามแม่เหล็กที่ขนานไปกับแนวเทือกเขานั้นๆ[2] ลอว์เลนซ์ มอร์เลย์ ชาวแคนาดาก็ได้เสนออย่างอิสระโดยอธิบายในลักษณะคล้ายๆกันในเดือนมกราคม 1963 แต่ผลงานของเขาถูกปฏิเสธโดยวารสารวิทยาศาสตร์เนเจอร์และ Journal of Geophysical Research และก็ไม่ได้รับการตีพิมพ์จนกระทั่งปี 1967 ที่ได้ตีพิมพ์ใน Saturday Review ของสหรัฐอเมริกา[1] ผลกระทบฮอลล์
ผลกระทบฮอลล์ถูกค้นพบในปี 1879 โดยนายเอ็ดวิน เฮอร์เบิร์ต ฮอลล์ในขณะที่เขากำลังอยู่ระหว่างการศึกษาระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Johns Hopkins ในเมืองบัลติมอร์ รัฐแมรีแลนด์[2] เขาทำการวัดผลกระทบเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ที่เขาใช้ เป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่เกิดขึ้น 18 ปีก่อนการค้นพบอิเล็กตรอนและถูกเผยแพร่ภายใต้ชื่อ "บนกิจกรรมใหม่ของแม่เหล็กที่กระทำบนกระแสไฟฟ้า"[3][4] อาเลสซานโดร โวลตา
อาเลสซานโดร จูเซปเป อันโตนิโอ อนาสตาซิโอ โวลตา (Italian: Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta; 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1745 — 5 มีนาคม ค.ศ. 1827) เป็นนักฟิสิกส์ชาวลอมบาร์ดี ซึ่งเป็นที่รู้จักว่าคิดค้นแบตเตอรี (เซลล์ไฟฟ้าเคมี) ขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1800 ลำดับสิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ (ค.ศ. 1946–91)
การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็ก (English: Magnetic resonance imaging (MRI)) หรือ การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ (English: nuclear magnetic resonance imaging (NMRI)) เป็นเทคนิคการถ่ายภาพหลักทางการแพทย์ที่ใช้กันมากที่สุดในสาขารังสีวิทยา เพื่อสร้างภาพโครงสร้างและการทำงานของร่างกาย. ดร. เรย์มอนด์ Damadian, นักวิทยาศาสตร์อาร์เมเนีย-อเมริกัน, ผู้ที่ขณะทำการวิจัยเพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติของคลื่นสนามแม่เหล็ก, ได้สร้างเครื่องถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กตัวแรกของโลกในปี 1972. Damadian ยื่นขอสิทธิบัตรครั้งแรกสำหรับเครื่อง MRI, สหรัฐอเมริกา # 3789832 วันที่ 17 มีนาคม 1972 ซึ่ง ต่อมาไดัรับการอนุมัติในวันที่ 5 กุมภาพันธ์ 1974.[217] Damadian พร้อมกับ แลร์รี่ Minkoff และ ไมเคิล Goldsmith, ต่อมาได้ใช้ MRI ทำการสแกนร่างกายของมนุษย์ครั้งแรกเมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม 1977.[218][219] การสะท้อนให้เห็นถึงความสำคัญพื้นฐานและการนำไปใช้ของ MRI ในทางการแพทย์, พอล Lauterbur แห่งมหาวิทยาลัย อิลลินอยส์ ที่ เออร์บานา และ เซอร์ปีเตอร์ Mansfield แห่งมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมได้รับรางวัลโนเบลด้านสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ปี 2003 สำหรับ "การค้นพบเกี่ยวกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก"ของพวกเขา.[220] รางวัลนี้ได้รับการประท้วงอย่างจริงจังโดย Damadian, ผู้ก่อตั้ง FONAR คอร์ปอเรชั่น, ผู้ซึ่งอ้างว่าเขาเป็นผู้คิดค้น MRI และว่า Lauterbur และ Mansfield ทำเพียงแค่กลั่นเทคโนโลยีนี้เท่านั้น.[221] แม่เหล็ก
.กระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำตรง จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบลวดตัวนำ หาทิศทางของสนามแม่เหล็กได้จาก กฎมือขวาโดยการกำมือรอบลวดตัวนำตรง และให้นิ้วหัวแม่มือชี้ไปทางทิศทางของกระแสไฟฟ้า ทิศการวนตามการชี้ของนิ้วทั้งสี่จะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านโซเลนอยด์ (รวมทั้งลวดตัวนำวงกลม) จะเกิดสนามแม่เหล็กที่มีลักษณะคล้ายกับสนามแม่เหล็กของแท่งแม่เหล็ก การหาทิศทางยังคงใช้กฎมือขวาโดยวิธีกำมือขวาให้นิ้วทั้งสี่ชี้ไปตามทิศทางของกระแสไฟฟ้านิ้วหัวแม่มือจะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก กระแสไฟฟ้าผ่านทอรอยด์ จะเกิดสนามแม่เหล็กภายในทอรอยด์ การหาทิศทางใช้วิธีกำมือขวารอบแกนทอรอยด์ให้นิ้วทั้งสี่วนไปตามทิศทางของกระแสไฟฟ้า นิ้วหัวแม้มือจะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
เพราะว่าเราไม่เคยพบว่าสนามแม่เหล็กจะเกิดการสลับขั้วได้โดยฝีมือมนุษย์ด้วยเครื่องมือใดๆ และกลไกลของการเกิดสนามแม่เหล็กนั้นก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก มันจึงเป็นการยากที่จะกล่าวว่าลักษณะอย่างไรของสนามแม่เหล็กที่จะนำไปสู่การสลับขั้ว บ้างก็คาดเดากันว่าสนามแม่เหล็กที่ลดลงอย่างมากในช่วงที่กำลังมีการสลับขั้วนั้นจะทำให้พื้นผิวโลกขาดสิ่งปิดบังและสร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของการแผ่รังสีคอสมิก อย่างไรก็ตามมนุษย์โบราณ (Homo erectus) และบรรพบุรุษของเขาก็อยู่รอดมาได้จากเหตุการณ์การสลับขั้วแม่เหล็กโลกในอดีตที่ผ่านมาหลายครั้งแล้ว และก็ไม่มีหลักฐานว่าการสลับขั้วแม่เหล็กโลกนั้นจะมีผลต่อการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต มีการอธิบายหนึ่งที่อาจเป็นไปได้ที่ว่าลมสุริยะอาจจะมีผลชักนำให้สนามแม่เหล็กในชั้นบรรยากาศไอออนโนสเฟียร์ให้เป็นเกราะป้องกันพื้นผิวโลกจากอนุภาคมีพลังงานอย่างรังสีคอสมิกแม้ว่าจะอยู่ในสภาพที่ไร้สนามแม่เหล็กแบบนอร์มอลของโลกก็ตาม[7] อุณหพลศาสตร์
ในยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม เมื่อเราเข้าใจธรรมชาติของความร้อนดีขึ้นจึงมีการประดิษฐ์คิดค้น เครื่องจักรความร้อน มาใช้งานกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งนับว่าเครื่องจักรความร้อนเป็นสิ่งที่สำคัญยิ่งในการพัฒนาความรู้ด้านอุณหพลศาสตร์ และต่อมาในปี ค.ศ. 1824 ซาดี การ์โน วิศวกรชาวฝรั่งเศสได้ตีพิมพ์ผลงาน Reflections on the Motive Power of Fire [1] ซึ่งแสดงให้เห็นว่า เมื่อกำหนดแหล่งกำเนิดอุณหภูมิสูงและต่ำคู่ใด ๆ แล้ว เครื่องจักรความร้อนการ์โนเป็นเครื่องจักรที่ให้งานทางกลศาสตร์มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ (ต่อมาเราทราบว่าเครื่องจักรแบบผันกลับได้ทุกชนิดมีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าเครื่องจักรการ์โน) งานของเครื่องจักรการ์โนทำให้เราตระหนักถึงขอบเขตที่ดีที่สุดของเครื่องจักรความร้อนเท่าที่เราทำได้ และยังเป็นผลงานซึ่งทำให้ต่อมาลอร์ด เคลวินและรูด็อล์ฟ เคลาซีอุสค้นพบกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ นักฟิสิกส์หลายท่านถือว่าการ์โนเป็นหนึ่งในผู้ค้นพบกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ อนึ่ง ในสมัยนั้นการ์โนยังเข้าใจผิดว่าความร้อนคือของไหลอยู่ เขาจึงคิดว่าความร้อนทั้งหมดจะไหลจากแหล่งอุณหภูมิสูงไปยังแหล่งอุณหภูมิต่ำทั้งหมด เฉกเช่นน้ำทั้งหมดไหลจากที่สูงไปยังที่ต่ำ ซึ่งเป็นการเข้าใจผิดเนื่องจากต้องมีความร้อนบางส่วนถูกแปรรูปไปเป็นงานที่ผลิตได้จากเครื่องจักรความร้อน (ตามกฎข้อที่ 1 ของอุณหพลศาสตร์) ต่อมา เบอนัว ปอล เอมีล กลาแปรง ได้พยายามเผยแพร่งานของการ์โนโดยสร้างสมการคณิตศาสตร์และไดอะแกรมของเครื่องจักรความร้อนการ์โน ทำให้งานของการ์โนแพร่หลายไปทั่ว ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบรางคู่ขนาน
ในช่วงปี 1950 เซอร์มาร์ค โอลิแฟนท์ (Sir Mark Oliphant), นักฟิสิกส์ชาวออสเตรเลียและผู้อำนวยการคนแรกของโรงเรียนการวิจัยวิทยาศาสตร์ทางกายภาพที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียแห่งใหม่, ได้ริเริ่มการออกแบบและก่อสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขั้วเหมือน (Homopolar generator) ที่ใหญ่ที่สุดของโลกขึ้น (500 เมกกะจูล) เครื่องนี้ได้รับการดำเนินการมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1962 และถูกนำมาใช้ในภายหลังเพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงานให้แก่ปืนรางแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ (large-scale rail gun) ที่ใช้ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์  ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์
พฤติกรรมของ ไฟฟ้า และ แม่เหล็ก ถูกศึกษาโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ จอร์จ โอห์ม ฮานส์ คริสเตียน เออร์สเตด และคนอื่น ๆ ฟาราเดย์ผู้เริ่มงานทางด้านเคมีภายใต้อำนาจ ฮัมฟรีย์ เดวี ณ Royal Institution ได้แสดงว่าปรากฏการณ์ทาง ไฟฟ้าสถิต กิริยาของกลุ่มไฟฟ้าที่ได้รับการค้นพบใหม่หรือ แบตเตอรี่ ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเคมี และ ฟ้าแลบ เป็นข้อบ่งชี้ในแบบต่าง ๆ กันของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ฟาราเดย์ยังค้นพบอีกใน ค.ศ. 1821 ว่าไฟฟ้าสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงกลแบบหมุน และในปี ค.ศ. 1831 ได้ค้นพบหลักของ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า โดยการเคลื่อนที่เชิงกลสามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้ ดังนั้นฟาราเดย์จึงเป็นผู้ค้นพบทั้ง มอเตอร์ไฟฟ้า และ electric generator มอเตอร์
หลักการที่อยู่เบื้องหลังผลิตผลของแรงทางกลของมอเตอร์ก็คือการมีปฏิสัมพันธ์กันของกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีอยู่ในตัวมอเตอร์ กฎของแอมแปร์ถูกค้นพบโดย อ็องเดร-มารี อ็องแปร์ (André-Marie Ampère) ในปี 1820 การเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าไปเป็นพลังงานกลโดยวิธีการทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ถูกแสดงให้เห็นโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในปี 1821 ลวดแขวนอย่างอิสระถูกจุ่มลงในแอ่งของปรอทซึ่งมีสารแม่เหล็กถาวร (PM) ได้ถูกนำมาวางไว้ ทรานซิสเตอร์
ยูเลียส เอดการ์ ลิเลียนเฟลด์ วิศวกรและนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันจดสิทธิบัตรทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า (field-effect transistor) ในปี ค.ศ. 1926 แต่ในเวลานั้นยังไม่สามารถสร้างได้จริง ต่อมาในปี ค.ศ. 1947 จอห์น บาร์ดีน, วอลเตอร์ เฮาเซอร์ แบรตเทนและวิลเลียม ชอกลีย์ นักฟิสิกส์ชาวอเมริการ่วมกันคิดค้นทรานซิสเตอร์จุดสัมผัส (point-contact transistor) ทำให้วงการอิเล็กทรอนิกส์สร้างอุปกรณ์ได้ราคาถูกและเล็กลง จากผลงานนี้ทำให้บาร์ดีน, แบรตเทนและชอกลีย์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1956 สนามแม่เหล็กของโลก
จากผลการศึกษาการไหลเวียนของหินบะซอลต์เหลวผ่านใต้พิภพ มีทฤษฎีว่าขั้วแม่เหล็กของโลกสามารถมีการกลับขั้ว โดยมีช่วงระยะห่างตั้งแต่หลายหมื่นปีไปจนถึงหลายล้านปี โดยที่มีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 250,000 ปี ปรากฏการณ์กลับขั้วครั้งล่าสุดเรียกชื่อว่า Brunhes-Matuyama reversal เชื่อว่าได้เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 780,000 ปีมาแล้ว เซลล์แสงอาทิตย์
ปรากฏการณ์ของโฟโตโวลตาอิกถูกแสดงให้เห็นถึงด้วยการทดลองเป็นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสชื่อ A.E. Becquerel ในปี 1839 ตอนอายุ 19 เขาทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ ของพ่อของเขา เขาได้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์เป็นตัวแรกของโลก ต่อมา Willoughby Smith ได้ อธิบาย"ผลของแสงบนซีลีเนียมระหว่างเดินทางของกระแสไฟฟ้า"เป็นครั้งแรกในบทความชิ้นหนึ่งที่ได้รับการตีพิมพ์ในฉบับ 20 กุมภาพันธ์ 1873 เรื่องธรรมชาติ อย่างไรก็ตามมันไม่มีอะไรเกิดขึ้นจนกระทั่งปี 1883 เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำด้วย solid state ได้ถูกสร้างขึ้นเป็นครั้งแรกโดย Charles Fritts ผู้เคลือบสารกึ่งตัวนำซีลีเนียมด้วยชั้นที่บางมากๆของทองเพื่อทำให้เป็นทางเชื่อม(English: junction) อุปกรณ์นี้มีประสิทธิภาพประมาณ 1% เท่านั้น ในปี 1888 นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียชื่อ Aleksandr Stoletov สร้างเซลล์แรกที่อยู่บนพื้นฐานของปรากฏการ์ณโฟโตโวลตาอิกด้านนอกที่ถูกค้นพบโดย Heinrich Hertz ก่อนหน้านี้ในปี 1887[3] ลำดับสิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ (ค.ศ. 1946–91)
บัตรแถบแม่เหล็กเป็นบัตรชนิดหนึ่งที่มีความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลโดยการปรับเปลี่ยน ความเป็นแม่เหล็กของอนุภาคแม่เหล็กที่ทำจากเหล็กเล็กๆบนแผ่นของวัสดุแม่เหล็กบนบัตร. แถบแม่เหล็ก , บางครั้งเรียกว่า magstripe ถูกอ่านโดยการสัมผ้สและรูดทางกายภาพผ่านหัว อ่าน. บัตรแถบแม่เหล็กใช้ทั่วไปในบัตรเครดิต, บัตรประจำตัวเช่นบัตรอนุญาตขับรถ,และตั๋วโดยสาร. บัตรแถบแม่เหล็กถูกคิดค้นในปี 1960 โดย Forrest Parry วิศวกรของ IBM, ผู้มีความคิดในการติดชิ้นส่วนของเทปแม่เหล็กในการเก็บข้อมูลการรักษาความปลอดภัยและข้อมูลเข้าไปบนบัตรพลาสติก.[129] ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด
เออร์สเตดได้ทำการทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่เข็มทิศจะเบนเมื่อมีฝนตกหนัก และฟ้าแลบ เพื่อลองดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับเข็มทิศ ถ้าผ่านกระแสไฟเข้าไปในลวดตัวนำ เขานำลวดตัวนำตั้งฉากกับเข็มทิศและพบว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น แต่หลังจากการบรรยายสิ้นสุด เออร์สเตดลองวางลวดตัวนำขนานกับเข็มทิศ และผ่านกระแสไฟฟ้าไปในลวดตัวนำ กลับพบว่าเข็มทิศกระดิก และเริ่มเบน การ ค้นพบนี้ทำให้เออร์สเตดเป็นบุคคลแรกที่ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้า และแม่เหล็ก หรือนำไปสู่ทฤษฎีความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า (Electro Magnetism Theory) สนามแม่เหล็ก
เราสามารถใช้การทดลองในจินตนาการแสดงให้เห็นว่าคำกล่าวนี้เป็นจริง โดยพิจารณาเส้นประจุสองเส้นที่ขนานกันและยาวเป็นอนันต์ และอยู่นิ่งเมื่อเทียบกับกันและกัน แต่มีการเคลื่อนที่เทียบกับผู้สังเกตคนแรก. ผู้สังเกตอีกคนหนึ่งซึ่งกำลังเคลื่อนที่ไปกับเส้นประจุทั้งสอง (ที่ความเร็วเท่ากัน) จะรู้สึกได้เฉพาะแรงไฟฟ้าที่ผลักกันระหว่างประจุและความเร่งที่เกิดขึ้นจากแรงนี้ ส่วนผู้สังเกตคนแรกซึ่งอยู่นิ่งมองเห็นเส้นประจุทั้งสอง (และผู้สังเกตคนที่สอง) เคลื่อนที่ผ่านไปด้วยความเร็วค่าหนึ่ง และยังมองเห็นนาฬิกาของผู้สังเกตที่กำลังเคลื่อนที่นั้นเดินช้าลงด้วย (เนื่องจากเวลาหด (time dilation)) และดังนั้นจึงเห็นว่าความเร่งจากแรงผลักกันของเส้นประจุนั้นมีค่าน้อยลงด้วย เทียบกับความเร่งที่ผู้สังเกตคนที่สองรู้สึก การลดลงของความเร่งในทิศทางผลักกันนี้ สามารถมองในแง่กลศาสตร์ดั้งเดิมได้ว่าเป็นแรงดูดนั่นเอง และแรงดูดนี้มีค่ามากขึ้นเมื่อความเร็วสัมพัทธมีค่ามากขึ้น แรงเสมือนนี้ก็คือแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในมุมมองเดิมของแมกซ์เวลนั่นเอง คาร์ล ฟรีดริช เกาส์
ในปี พ.ศ. 2374 (ค.ศ. 1831) เกาส์ได้ร่วมงานกับ วิลเฮล์ม เวเบอร์ ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ วิจัยเกี่ยวกับแม่เหล็ก สร้างสหพันธ์แม่เหล็ก (Magnetic Union) โดยร่วมมือกับประเทศต่างๆ ทั่วโลก เพื่อศึกษาเกี่ยวกับแม่เหล็กโลก งานเกี่ยวกับแม่เหล็กของเกาส์และเวเบอร์ ได้ถูกนำไปพัฒนาเป็นเครื่องโทรเลขในยุคแรกๆ นอกจากนี้ยังค้นพบ กฎของเกาส์ ในสนามไฟฟ้า ซึ่งนำไปสู่ กฎของเคิร์ชฮอฟฟ์ (โดยรวมกับไดเวอร์เจนซ์ของ กฎของแอมแปร์) ที่เป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานที่สุดของวงจรไฟฟ้า พลังงานจากการแผ่รังสี
หนึ่งในโทรศัพท์ไร้สายยุคแรก ที่มีพื้นฐานมาจากพลังงานแผ่รังสีถูกประดิษฐ์โดย นิโคลา เทสลา อุปกรณ์ใช้เครื่องส่งและเครื่องรับที่มีการสั่นพ้องที่ความถี่เดียวกัน ทำให้มีการสื่อสารระหว่างกันได้ ในปี ค.ศ. 1916 เขานำเอาการทดลองที่เคยทำเมื่อปี ค.ศ. 1896 มาศึกษาใหม่ เขาพบว่า "เมื่อไรก็ตามทีผมได้รับผลกระทบของเครื่องส่ง หนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุด (ในการตรวจจับการส่งสัญญาณแบบไร้สาย) คือ ป้อนสนามแม่เหล็กให้เกิดกระแสในตัวนำ และเมื่อผมทำอย่างนั้น ความถี่ต่ำให้เสียงออกมา" การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล
การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล (Magnetostratigraphy หรือ Magnetic stratigraphy) เป็นสาขาใหม่ของวิชาธรณีวิทยาที่ว่าด้วยลำดับชั้นโดยวิธีทางสนามแม่เหล็กและอายุของหิน ซึ่งมีการศึกษาค้นคว้ามากมายตั้งแต่กลางปี ค.ศ. 1960 หลักการเริ่มต้นของการลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลก็เพื่อนำไปประยุกต์ในการศึกษาหินภูเขาไฟและตะกอนที่มีอายุน้อยกว่าหรือประมาณ 5 ล้านปี เทคนิคของการลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล เพิ่งจะถูกประยุกต์ใช้กับหินที่มีอายุเก่าแก่กว่านั้นและช่วงการวัดระยะเวลาของขั้วแม่เหล็กก็ได้ขยายย้อนไปจนถึงยุคจูราสสิกและบางส่วนของยุคที่เก่าแก่กว่านั้นแล้ว การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลได้เริ่มต้นจากการค้นพบว่าแร่เหล็กจำนวนมากในหินภูเขาไฟและหินตะกอนสามารถบ่งบอกทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในช่วยเวลาที่หินกำเนิดขึ้นมาในช่วงเวลาเย็นตัวของหินหลอมเหลว แร่ธาตุจะถูกถ่ายทอดความเป็นแม่เหล็กตามทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในช่วงเวลานั้นและทำให้เกิดการแข็งตัวภายใต้อุณหภูมิช่วง 500-600 องศาเซลเซียส สำหรับเหล็กออกไซด์ซึ่งเรียกว่า Curie point คือเมื่อหินอยู่ในช่วงอุณหภูมิดังกล่าวอิทธิพลของสนามแม่เหล็กจะส่งแรงกระทำต่อมันและอะตอมในสนามแม่เหล็กที่อยู่ใน crystal lattices ของแร่จะเริ่มเรียงตัวขนานกับของอีกอันหนึ่งและขนานกับทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก เมื่อหินเย็นตัวต่อไปอีกอะตอมเหล่านี้ก็จะยังอยู่ในแนวการเรียงตัวเช่นนี้ทำให้แร่ที่อยู่ในธรรมชาติเหล่านี้ก็จะกลายเป็นแม่เหล็ก โดยจะมีขั้วขนานกับสนามแม่เหล็กโลกระหว่างการตกตะกอนของหินตะกอน แร่ขนาดเล็กที่มีสมบัติเป็นแม่เหล็กสามารถที่จะหมุนตัวไปตามช่องว่างในขณะที่เป็นตะกอนอ่อนอยู่บริเวณผิวหน้าและจะมีกลไกการเรียงตัวไปตามทิศของสนามแม่เหล็กโลก นี่คือการจัดเรียงตัวของแร่แม่เหล็กในหินภูเขาไฟและหินตะกอนที่ทำให้ทราบคุณสมบัติสำคัญทางแม่เหล็กของหิน คุณสมบัติเหล่านี้ถูกเก็บเอาไว้เป็นระยะเวลานานเว้นแต่ว่าหินนั้นจะได้รับความร้อนในระดับ Curie point อีกครั้ง ดังนั้น อำนาจแม่เหล็กที่ยังตกค้างอยู่จะเรียกว่า remanent magnetism เนื่องมาจากหินตะกอนขนาดเล็กอาจถูกรบกวนจาก bioturbating organism หรือจากกระบวนการทางเคมีและกายภาพในระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีในชั้นหินนั้น ในช่วงเวลาสลายตัวและแข็งตัวกระบวนการถ่ายทอดความเป็นแม่เหล็กของหินตะกอนก็จะมีความเสถียรน้องลงกว่าที่เคยเป็น และจะทำให้แม่เหล็กอ่อนลงกว่า Canic lavas การศึกษา remanent magnetism ในหินที่มีอายุต่างกันออกไป เพื่อที่จะหาความหนาแน่นและทิศทางของสนามแม่เหล็กในยุคต่างๆของธรณีวิทยาเรียกว่า paleomagnetism ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
ในตอนนั้น เออร์สเตด ไม่ได้ให้คำอธิบายของปรากฏการณ์อันนั้นให้เป็นที่น่าพอใจได้ และก็ไม่ได้พยายามที่จะนำเสนอปรากฏการณ์ในรูปแบบของคณิตศาสตร์ อย่างไรก็ตาม อีกสามเดือนต่อมา เขาก็เริ่มค้นคว้าหาสาเหตุอย่างจริงจัง ไม่นานเขาก็พิมพ์สิ่งที่เขาค้นพบ พิสูจน์ว่ากระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็กเมื่อมีกระแสไหลผ่านเส้นลวด คำว่า เออร์สเตด จึงเป็นหน่วยวัดการเหนี่ยวนำของแม่เหล็ก ถูกตั้งให้เป็นเกียรติแก่เขาในฐานะมีคุณูปการต่อวิชาการด้านทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
การค้นพบของเออร์สเตดมีผลทำให้มีการค้นคว้าในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์กันอย่างมากมายในเรื่อง พลศาสตร์ไฟฟ้า หรืออิเล็กโทรไดนามิกส์ (electrodynamics; การปฏิสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก) สาขานี้มีอิทธิพลต่อนักฟิสิกซ์ชาวฝรั่งเศสชื่อ อ็องเดร-มารี อ็องแปร์ ที่พัฒนารูปแบบทางคณิตศาสตร์แบบเดียวเพื่อแสดงอำนาจแม่เหล็กระหว่างตัวนำหลายตัวที่มีกระแสไหลผ่าน การค้นพบของเออร์สเตดยังเป็นก้าวสำคัญในการทำให้กรอบความคิดเกี่ยวกับพลังงานเป็นหนึ่งเดียว
การเป็นหนึ่งเดียว ทำให้ไมเคิล ฟาราเดย์ นำไปใช้ ขยายเพิ่มเติมโดยเจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ และสร้างสูตรบางส่วนขึ้นมาโดยโอลิเวอร์ เฮฟวีไซด์ และไฮน์ริช เฮิร์ตซ์ เป็นความสำเร็จอย่างสำคัญสำหรับฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 ผลที่ตามมาไปไกลมาก หนึ่งในนั้นก็คือความเข้าใจในธรรมชาติของแสง ไม่เหมือนกับสิ่งที่นำเสนอในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า แสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ในปัจจุบันถูกมองว่าอยู่ในรูปของปริมาณที่แน่นอน เป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่รังสีออกไปด้วยตัวเองในรูปคลื่นแกว่งไปมาซึ่งถูกเรียกว่าโฟตอน ความถี่ในการแกว่งที่ต่างกันทำให้รูปแบบการแผ่อำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบที่แตกต่างกัน จากคลื่นวิทยุที่มีความถี่ต่ำสุด ไปจนถึงความถี่ขนาดกลางที่เป็นแสงมองเห็นได้ และความถี่สูงสุดเป็นรังสีแกมมา เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์
เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ( พ.ศ. 2374-2422) นักฟิสิกส์ เกิดที่เมืองเอดินเบิร์ก สกอตแลนด์ สหราชอาณาจักร ได้รับการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเอดินเบิร์กและเคมบริดจ์ และเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยอาเบอร์ดีน (พ.ศ. 2399) และมหาวิทยาลัยลอนดอน (พ.ศ. 2403)
แมกซ์เวลล์เป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เชิงทดลอง (Experimental Physics) คนแรกของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (พ.ศ. 2414) โดยเป็นผู้ก่อตั้งห้องทดลองคาเวนดิช (Cavendish Laboratory) ที่มีชื่อเสียง แมกซ์เวลล์ได้ตีพิมพ์หนังสือเล่มสำคัญชื่อ "เรื่องราวว่าด้วยไฟฟ้าและแม่เหล็ก" (Treatise on Electricity and magnetism) ในปี พ.ศ. 2416 ซึ่งเป็นการให้วิธีการทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายทฤษฎีของฟาราเดย์เกี่ยวกับไฟฟ้าและแรงของแม่เหล็ก นอกจากนี้ แมกซ์เวลล์ยังได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับการมองเห็นสี จลนะ หรือ การเคลื่อนไหวของก๊าซ แต่งานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเขาได้แก่ทฤษฎีว่าด้วยการแผ่รังสีของแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งทำให้แมกซ์เวลล์ได้รับการยกย่องให้เป็นนักทฤษฎีฟิสิกส์ชั้นนำแห่งศตวรรษ ไมเคิล ฟาราเดย์
ฟาราเดย์ได้ทดลองใช้ลวดขดเป็นวงหลายรอบแบบที่เราเรียกว่าคอยด์ โดยต่อปลายทั้งสองของขดลวดเข้ากับ กัลวานอมิเตอร์ และทดลองสอดแท่งแม่เหล็กเข้าไปในระหว่างขดลวด พบว่า กัลวานอมิเตอร์กระดิกไปข้างหนึ่ง และพอแม่เหล็กหยุดนิ่ง เข็มก็เบนกลับที่เดิม พอเขาดึงแท่งแม่เหล็กออก เข็มก็เบนไปอีกทางหนึ่ง ตรงข้ามกับตอนแรก แล้วหยุดนิ่ง เขาพบว่า ไฟฟ้าเกิดจากการที่เส้นแรงแม่เหล็กตัดกับขดลวด เขาจึงเรียกกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Induced current) ซึ่งเขาพบว่ากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะเกิดก็ต่อเมื่อมีการเคลื่อนที่ตัดกันของสนามแม่เหล็กกับขดลวดเท่านั้น ถ้าหยุดเคลื่อนที่กระแสไฟฟ้าก็หายไป เขาจึงมีแนวคิดที่จะให้กระแสไฟฟ้าไหลอยู่ตลอดเวลา จึงหมุนขดลวดตัดกับสนามแม่เหล็กตลอดเวลา เกิดสิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่าไดนาโมในเวลาต่อมา ที่ถือว่าเป็นเครื่องแรกของโลกที่ไม่ต้องใช้ปฏิกิริยาทางเคมีเหมือนเดิม *การที่ไดนาโมจะผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาได้มากแค่ไหนขึ้นอยู่กับปัจจัย 2 ประการ คือ.- การสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก
ประวัติของเครื่อง MRI[24] ในปี 1971 บลอช (Bloch) และ พัลเซล (Purcell) ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกันในการพัฒนาในเรื่องการ เรโซแนสของนิวเคลียสด้วยแม่เหล็ก NMR (Nuclear magnetic resonance) โดย NMR เป็นหลักการทางฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลัง MRI ซึ่งแมนส์ฟิล (Mansfield) และลัวเตอร์เบอร์ (Lauterbur) ได้พัฒนาเครื่อง NMR จนสามารถสร้างภาพร่างกายมนุษย์จากสัญญาณที่ได้จาก NMR ได้ ทำให้ทั้ง ลัวเตอร์เบอร์ และ แมนส์ฟิลได้รับรางวัลโนเบลสาขา การแพทย์ในปี 2003 MRI ชื่อเดิมคือ การสร้างภาพจากการเรโซแนสของนิวเคลียสด้วยแม่เหล็ก (Nuclear Magnetic Resonance Imaging) แต่ต้องมาเปลี่ยนชื่อมาเป็น Magnetic Resonance Imaging (MRI) เนื่องจากเกรงว่าคนทั่วไปจะเข้าใจผิดว่าใช้รังสี ซึ่งในความเป็นจริงมิได้เป็นเช่นนั้น เครื่อง MRI ถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์อย่างแพร่หลายและรวดเร็วมาก เกออร์ค ซีม็อน โอห์ม
แม้ว่าโอห์มจะไม่ได้รับการยกย่องในบ้านเกิดเมืองนอนของเขา แต่ผลงานของโอห์มกลับได้รับความยกย่องในประเทศเพื่อนบ้านใกล้เคียง เช่นในฝรั่งเศสและอังกฤษ ในประเทศฝรั่งเศสถึงกับมีการสาธิตผลงานเรื่องกฎของโอห์มตั้งแต่ ค.ศ. 1831 ถึง ค.ศ. 1837 ส่วนในอังกฤษ ราชสมาคมแห่งลอนดอนได้มอบเหรียญรางวัลค็อปลีย์ (Copley Medal) ให้แก่เขาในปี ค.ศ. 1841 ในฐานะที่เขาเป็นคนแรกที่ค้นพบกฎซึ่งมีสาระสำคัญอย่างยิ่งต่อวิชาไฟฟ้ากระแส และในปี ค.ศ. 1842 โอห์มก็รับเกียรติยศอันยิ่งใหญ่อีกครั้งหนึ่ง เพราะทางราชสมาคมแห่งลอนดอนได้คัดเลือกให้โอห์มเป็นสมาชิกชาวต่างประเทศที่มีความสามารถดีเด่นที่สุด ฟิสิกส์
ในปัจจุบันโฉมหน้าของการทดลองทางฟิสิกส์แตกต่างจากการทดลองของนักฟิสิกส์ในอดีตเมื่อร้อยกว่าปีที่แล้วมาก ในสมัยก่อนนับตั้งแต่กาลิเลโอเป็นต้นมา การทดลองเพื่อแสวงความรู้ใหม่ ๆ ที่สามารถพลิกโฉมความรู้เดิมที่มีอยู่อาจทำได้โดยการทดลองที่ไม่ซับซ้อนมากอาจดำเนินการทดลองได้โดยคนเพียงคนเดียว แม้กระทั่งช่วงระหว่างปี ค.ศ. 1840 - 1900 ซึ่งเป็นช่วงบุกเบิกเรื่องแรงแม่เหล็กไฟฟ้าอุปกรณ์ของไมเคิล ฟาราเดย์ก็สามารถสร้างได้อย่างง่าย ๆ ด้วยตนเอง แม้กระทั่งอุปกรณ์ที่นำไปสู่การค้นพบอิเล็กตรอนซึ่งก็คือหลอดรังสีแคโทดก็ไม่ได้ซับซ้อนเมื่อเทียบกับหลอดภาพของจอคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน พอล ดิแรก
พอล เอเดรียน มัวริซ ดิแรก (; 8 สิงหาคม 2445 -20 ตุลาคม 2527) เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอังกฤษ หนึ่งในผู้ก่อตั้งฟิสิกส์สาขากลศาสตร์ควอนตัม เขาดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ลูคาเซียนที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ก่อนจะไปใช้ชีวิตในช่วงสิบปีสุดท้ายของชีวิตที่มหาวิทยาลัยฟลอริดาสเตต เขาเป็นผู้สร้าง "สมการดิแรก" เพื่อใช้อธิบายพฤติกรรมของแฟร์มิออน นำไปสู่การคาดการณ์ถึงการดำรงอยู่ของปฏิสสาร เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2476 ร่วมกับ เออร์วิน ชเรอดิงเงอร์ สำหรับการ "ค้นพบรูปแบบใหม่ของทฤษฎีอะตอม" วัสดุตัวนำยวดยิ่ง
ในปี ค.ศ. 1911 นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ชื่อ ไฮเกอ กาเมอร์ลิง โอนเนิส[2] เขาได้นำปรอทไปทำการทดลองเพื่อวัดค่าความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งโอนเนิสคิดว่าปรอทเป็นโลหะที่มีความบริสุทธิ์ที่สุดในขณะนั้นและความต้านทานจะลดลงแบบเอกซ์โพเนนเชียล (exponential) ที่จุดเดือดของฮีเลียมเหลวซึ่งจะพบตำแหน่งที่มีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ได้ แต่ผลการทดลองพบว่าความต้านทานของไฟฟ้าของปรอทบริสุทธิ์ลดลงอย่างสม่ำเสมอเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำเมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 4.2 เคลวิน ความต้านทานไฟฟ้าของปรอทลดลงอย่างรวดเร็ว แต่การทดลองไม่ได้มีการลดลงอย่างเอกซ์โพเนนเชียล (exponential) ตามที่คาดไว้เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าที่วัดได้มีค่าน้อยกว่า 10-6 เท่าของความต้านทานไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าความต้านทานไฟฟ้าของปรอทเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิ 4.2 เคลวินและต่อมาโอนเนิสพบว่าการเกิดความต้านทานเป็นศูนย์อย่างทันทีทันใดนั้นสามารถเกิดกับโลหะหลายชนิดโดยไม่ขึ้นกับความบริสุทธิ์ของสาร จึงเรียกปรากฏที่สารไร้ความต้านทานนี้ว่า “สภาพนำยวดยิ่ง” (Superconductivity) และเรียกอุณหภูมิที่ทำให้เกิดสภาพนำยวดยิ่งว่า “อุณหภูมิวิกฤติ” (Critical Temperature,TC) ในปี ค.ศ. 1913 โอนเนิสได้ทำการทดลองซึ่งพบว่าเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลในตัวนำยวดยิ่งได้ ถ้าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านมีค่าต่ำกว่าค่า ๆ หนึ่ง และเมื่อความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านมีค่าสูงกว่าค่านี้แล้ว วัสดุจะกลายสภาพเป็นตัวนำปกติ เรียกความหนาแน่นกระแสนั้นว่า “ความหนาแน่นกระแสวิกฤติ” (Critical Current Density, JC) ซึ่งปริมาณความหนาแน่นกระแสวิกฤตนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยความหนาแน่นกระแสวิกฤติจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง ในปี ค.ศ. 1914 โอนเนิสพบว่าสนามแม่เหล็กสามารถทำลายสภาพนำยวดยิ่งได้เช่นเดียวกับความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าวิกฤต เรียกสนามแม่เหล็กนี้ว่า “สนามแม่เหล็กวิกฤต” (Critical magnetic field, HC) นั่นคือถ้าสนามแม่เหล็กมีความเข้มมากกว่าสนามแม่เหล็กวิกฤตแล้วตัวนำยวดยิ่งจะกลายสภาพเป็นตัวนำปกติ ในปี ค.ศ. 1916 ซิลส์บี (Silsbee) ศึกษาสภาพนำยวดยิ่ง[3] ในลวดตัวยวดยิ่งกับสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำและได้อธิบายว่า “กระแสวิกฤตเหนี่ยวนำคือปัจจัยที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กวิกฤตที่ผิวของลวด” ดังนั้นปัจจัยที่ทำลายสภาพนำยวดยิ่งคือ อุณหภูมิ ความหนาแน่นกระแส และสนามแม่เหล็ก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ใน ปี 1827 Anyos Jedlik ชาวฮังการีเริ่มทดลองกับอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าหมุน ซึ่งเขาเรียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้าใบพัดหมุนเอง, ตอนนี้เรียกว่าไดนาโมของ Jedlik ในเครื่องต้นแบบของตัวสตาร์ตเตอร์เสาไฟฟ้าเดียว(เสร็จระหว่างปี 1852 ถึงปี 1854 )ทั้งชิ้นส่วนอยู่กับที่และชิ้นส่วนหมุนเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า เขาคิดสูตรที่เป็นแนวคิดของไดนาโมไว้ไม่น้อยกว่า 6 ปีก่อนซีเมนส์และ Wheatstone แต่ไม่ได้จดสิทธิบัตรเพราะเขาคิดว่าเขาไม่ได้เป็นคนแรกที่รับรู้ถึงเรื่องนี้ ในสาระสำคัญ แนวคิดคือแทนที่จะใช้แม่เหล็กถาวร สองแม่เหล็กไฟฟ้าวางตรงข้ามกันเหนี่ยวนำทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบโรเตอร์ มันยังเป็นการค้นพบหลักการของการกระตุ้นตัวเองอีกด้วย หลอดรังสีแคโทด
คิดค้นขึ้นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ชื่อ คาร์ล เฟอร์ดินานด์ บราวน์ (Karl Ferdinand Braun) ในปีคริสต์ศักราช 1897 และมีอีกชื่อหนึ่งว่าหลอดบราวน์ (Braun tube) โดยเขาได้พัฒนาเครื่องมือวัดคลื่นสัญญาณไฟฟ้าหรือ Oscilloscope ขึ้นมาเป็นคนแรก โลก (ดาวเคราะห์)
ส่วนหลักของสนามแม่เหล็กโลกสร้างขึ้นในแก่น ซึ่งเป็นที่ตั้งของกระบวนการไดนาโมอันเปลี่ยนพลังจลน์ของการเคลื่อนพาของไหลไปเป็นพลังงานไฟฟ้าและพลังงานสนามแม่เหล็ก ตัวสนามแผ่ออกจากบริเวณแก่นผ่านชั้นเนื้อโลกและขึ้นสู่ผิวโลกอันเป็นตำแหน่งที่ประมาณได้อย่างหยาบ ๆ เป็นแม่เหล็กขั้วคู่ ขั้วของแม่เหล็กขั้วคู่มีตำแหน่งใกล้เคียงกับขั้วโลกภูมิศาสตร์ ที่เส้นศูนย์สูตรของสนามแม่เหล็กมีความเข้มสนามแม่เหล็กที่พื้นผิวเท่ากับ 3.05 × 10−5 เทสลา และมีโมเมนต์ขั้วคู่แม่เหล็กโลกที่ 7.91 × 1015 เทสลา.เมตร3[141] การเคลื่อนที่พาในแก่นนั้นมีความยุ่งเหยิงทำให้ขั้วแม่เหล็กมีการเขยื้อนและเปลี่ยนแปลงแนวการวางตัวเป็นระยะ ๆ เป็นสาเหตุของการกลับขั้วสนามแม่เหล็กตามช่วงเวลาอย่างไม่สม่ำเสมอเฉลี่ยไม่กี่ครั้งในทุก ๆ ล้านปี โดยการกลับขั้วครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อราว 700,000 ปีก่อน[142][143] ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
ในขณะที่ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด กำลังเตรียมการสอนในตอนเย็นของวันที่ 21 เมษายน ค.ศ. 1820 เขาได้สังเกตเห็นสิ่งน่าแปลกใจบางอย่าง เขาสังเกตเห็นเข็มทิศขยับออกจากทิศเหนือเมื่อกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรีที่เขาใช้อยู่ถูกปิดหรือเปิด การเคลื่อนไหวนี้ทำให้เขามั่นใจว่าสนามแม่เหล็กถูกแผ่ออกมาจากทุกด้านของลวดที่มีกระแสไหลผ่าน เหมือนกับที่แสงและความร้อนแผ่รังสีออกมา และเป็นการยืนยันความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างไฟฟ้าและอำนาจแม่เหล็ก เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด
เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เป็นบุตรชายของ เจมส์ รัทเทอร์ฟอร์ด วิศวกรผู้ซึ่งอพยพมาจากเมืองเพิร์ธ ประเทศสก็อตแลนด์ กับ มาร์ธา (นามสกุลเดิม ธอมป์สัน) ซึ่งดั้งเดิมอาศัยอยู่ที่เมือง ฮอร์นเชิช เมืองเล็กๆ ในแถบตะวันออกของประเทศอังกฤษ บิดามารดาของเขาย้ายมายังประเทศนิวซีแลนด์ เออร์เนสต์ เกิดในเมืองสปริงโกรฟ (ปัจจุบันคือ เมืองไบรท์วอเตอร์) ใกล้กับเมืองเนลสัน ประเทศนิวซีแลนด์ เขาศึกษาในเนลสันคอลเลจ และได้รับทุนการศึกษาเพื่อเรียนในแคนเตอร์บิวรีคอลเลจ (ปัจจุบันคือมหาวิทยาลัยแห่งแคนเทอเบอรี่ ) ในปี 1895 หลังจากจบการศึกษาด้าน BA, MA และ BSc และใช้เวลา 2 ปีในการทำวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีไฟฟ้า รัทเทอร์ฟอร์ดเดินทางไปยังประเทศอังกฤษเพื่อศึกษาต่อที่ ศูนย์วิจัยคาเวนดิช มหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ (1895 - 1898) เขาได้รับการบันทึกไว้ในฐานะผู้ค้นพบระยะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในระหว่างการทดลองด้านกัมมันตภาพรังสี เขาเป็นผู้สร้างนิยามของรังสีแอลฟา และบีตา ซึ่งเป็นคำที่ใช้เรียกรังสี 2 ชนิดที่ปล่อยออกมาจากทอเรียมและยูเรเนียม เขาค้นพบมันระหว่างการตรวจสอบอะตอม อย่างไรก็ตาม เขาไม่ยอมรับว่าเป็นผู้ค้นพบรังสีแกมมา ซึ่งถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส P.V. Villard ไม่นานหลังรัทเทอร์ฟอร์ดรายงานการค้นพบของเขาเกี่ยวกับการแพร่กระจายของก๊าซกัมมันตภาพรังสี การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
เรือวิจัยในช่วงทศวรรษที่ 1950 – 1960 ได้มีการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความแปรผันในสนามแม่เหล็กโลกไว้ เพราะว่าเส้นทางการเดินเรือนั้นซับซ้อนประกอบกับข้อมูลด้านการนำร่องกับการอ่านค่าจากเครื่องวัดสนามแม่เหล็กนั้นมีความยุ่งยาก แต่เมื่อข้อมูลทั้งหมดถูกพลอตลงบนแผนที่กลับทำให้เห็นว่ามีแถบสนามแม่เหล็กที่เป็นระเบียบและต่อเนื่องตลอดพื้นมหาสมุทรอย่างน่าพิศวง[1] แม็กนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสบดี
สนามแม่เหล็กของโลกเป็นแม่เหล็กสองขั้วชนิดหนึ่ง ซึ่งมีขั้วด้านหนึ่งอยู่ใกล้ตำแหน่งขั้วโลกเหนือ และขั้วอีกด้านหนึ่งอยู่ใกล้ตำแหน่งขั้วโลกใต้ เส้นที่เชื่อมระหว่างขั้วแม่เหล็กมีความเอียงประมาณ 11.3°  กับแกนการหมุนของโลก สาเหตุของการเกิดสนามแม่เหล็กดูได้ในทฤษฎีไดนาโมDynamo Theory การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
โครงการสำรวจทางธรณีวิทยาลามอนต์-โดเฮอร์ที ได้เริ่มต้นขึ้นในปี 1966 ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแนวตัดขวางสนามแม่เหล็กผ่านเทือกเขากลางสมุทรแปซิฟิก-แอนตาร์กติกว่ามีความสมมาตรกันและสดคล้องกับที่พบในเทือกเขากลางสมุทรเรย์กจาเนสของมหาสมุทรแอนแลนติกเหนือ ค่าความผิดปรกติของสนามแม่เหล็กในลักษณะเดียวกันนี้มีการค้นพบในพื้นมหาสมุทรทั้งหมดทั่วโลกและทำให้สามารถประมาณการช่วงเวลาของการเกิดแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรได้[1] ไฟฟ้า
การทดลองของฟาราเดย์ในปี 1831 เปิดเผยว่าเส้นลวดที่เคลื่อนที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กจะพัฒนาความต่างศักย์ขึ้นระหว่างปลายทั้งสอง เมื่อทำการวิเคราะห์กระบวนการนี้ต่อไปจึงพบในสิ่งที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเปิดโอกาสให้เขาสามารถระบุหลักการที่ปัจจุบันนี้เรียกว่ากฎของการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ ที่ความต่างศักย์ที่ถูกเหนี่ยวนำในวงปิดหนึ่งจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านลูป การใช้ประโยชน์จากการค้นพบนี้เปิดโอกาสให้เขาในการประดิษฐ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวแรกในปี 1831 ในเครื่องนี้เขาเปลี่ยนพลังงานกลของจานทองแดงที่กำลังหมุนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า[45] จานของฟาราเดย์ไม่มีประสิทธิภาพและนำไปใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในทางปฏิบัติไม่ได้ แต่มันแสดงให้เห็นความเป็นไปได้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยพวกที่ติดตามการทำงานของเขา วิศวกรรมไฟฟ้า
ไฟฟ้าได้เป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์มาตั้งแต่ต้นทศวรรษที่ 17 วิศวกรไฟฟ้าคนแรกอาจจะเป็น วิลเลียม กิลเบิร์ต ผู้ที่ออกแบบ versorium: อุปกรณ์ที่ตรวจพบการปรากฏตัวของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิต เขายังเป็นคนแรกที่แยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจนระหว่างอำนาจแม่เหล้กและไฟฟ้าสถิต และได้รับเครดิตในการจัดตั้งคำว่าไฟฟ้า[1] การค้นพบไฟฟ้าสถิตนั้นมีมาตั้งแต่ยุคกรีกโบราณ แต่จุดเริ่มของทฤษฎีทางไฟฟ้ายุคใหม่ นั้นนับเริ่มต้นจากผลงานของ เบนจามิน แฟรงกลิน ในการทดลองชักว่าวผ่านเมฆฝน ในปี ค.ศ. 1752 เพื่อเก็บประจุไฟฟ้าจากเมฆฝน และใช้ในการพิสูจน์ว่าฟ้าผ่านั้นเป็นกระแสไฟฟ้า เบนจามิน แฟรงกลิน (หรืออาจเป็น Ebenezer Kinnersley) นั้นได้สร้างแนวความคิดของประจุบวก และ ประจุลบ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ในปี 1831-1832, ไมเคิล ฟาราเดย์ ค้นพบหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กไฟฟ้า หลักการที่ต่อมาเรียกว่า กฎของฟาราเดย์ นั่นคือแรงเหนี่ยวนำไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในตัวนำ ไฟฟ้าที่ล้อมรอบสนามแม่เหล็กที่กำลังแปรเปลี่ยนไป นอกจากนี้เขายังสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเครื่องแรก เรียกว่าจานฟาราเดย์ ซึ่งเป็นประเภทหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ homopolar โดยใช้แผ่นจานทองแดงหมุนระหว่างขั้วของแม่เหล็กเกือกม้า มันผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่มีขนาดเล็ก ไฟฟ้า
เออสเตดไม่เข้าใจการค้นพบของเขาอย่างสมบูรณ์ แต่เขาสังเกตว่าผลลัพธ์จะแลกเปลี่ยนกันและกัน นั่นคือกระแสสร้างแรงบนแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กสร้างแรงบนกระแส ปรากฏการณ์ไดัถูกตรวจสอบต่อไปโดยแอมแปร์ ที่ค้นพบว่าเส้นลวดคู่ขนานนำกระแสสองเส้นสร้างแรงบนกันและกัน นั่นคือถ้าเส้นลวดสองเส้นนั้นนำกระแสในทิศทางเดียวกันแรงที่เกิดจะดึงดูดกัน ในขณะที่เส้นลวดทั้งสองถ้ามีกระแสในทิศทางตรงข้ามกันแรงที่เกิดจะผลักกัน[44] ปฏิสัมพันธ์จะถูกควบคุมโดยโดยสนามแม่เหล็กที่กระแสแต่ละเส้นลวดผลิตขึ้น และเกิดเป็นพื้นฐานสำหรับนิยามของแอมแปร์ระหว่างประเทศ[44] มักซ์ บอร์น
เขาเสียชีวิตที่เมืองเกิททิงเงิน ในวันที่ 5 มกราคม ค.ศ. 1970 และศพถูกฝังที่นั่น โดยบนหลุมฝังศพมีการจารึกสมการว่า formula_1 ตามคำขอร้องของเขา เพราะเขาเป็นนักฟิสิกส์คนแรกที่พบกฎ commutation นี้ เมื่อ p, q เป็นเมทริกซ์ของโมเมนตัม และตำแหน่งของอนุภาคตามลำดับ h คือ ค่าคงตัวของพลังค์ และ i คือ รากที่สองของ -1 สำหรับเกียรติยศและผลงานอื่นๆ ของเขาคือ เป็น F. R. S. เมื่ออายุ 57 ปี ได้รับเหรียญ Hugh ของ Royal Society เมื่ออายุ 68 ปี และได้เขียนตำราหลายเล่ม เช่น "Principles of Optics", "Atomic Physics" และ "The Restless Universe" เป็นต้น รวมทั้งได้ผลิตงานวิจัยรวม 360 เรื่อง อะตอม
ปี ค.ศ. 1909 ฮันส์ ไกเกอร์ และ เออร์เนสต์ มาร์สเดน ภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ทำการทดลองด้วยการยิงรังสีอัลฟาใส่แผ่นทองคำ ซึ่งเป็นที่รู้กันว่ามีอะตอมฮีเลียมประจุบวก แล้วค้นพบว่าอนุภาคมีการหักเหไปเล็กน้อยเมื่อเทียบกับมุมหักเหที่ควรจะเป็นตามที่บทความของทอมสันเคยทำนายเอาไว้ รัทเทอร์ฟอร์ดตีความการทดลองนี้ว่าเป็นการบ่งชี้ถึงประจุบวกในอะตอมหนักของทองคำ และมวลส่วนมากของมันรวมตัวกันอยู่ที่นิวเคลียสซึ่งอยู่บริเวณศูนย์กลางของอะตอม เรียกชื่อแนวคิดนี้ว่า แบบจำลองรัทเทอร์ฟอร์ด[25] อ็องเดร-มารี อ็องแปร์
ค.ศ. 1820 ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กได้เผยแพร่ผลงานการค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก ที่นำไปสู่ทฤษฎีความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า หรือ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า หลังจากที่อ็องแปร์ได้ทราบข่าวดังกล่าว เขาได้ทำการทดลองตามแบบของเออร์สเตด จากการทดลองของเขา ได้นำไปสู่การสร้างสนามแม่เหล็ก และมอเตอร์ไฟฟ้าในเวลาต่อมา ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
แต่เดิม ไฟฟ้าและแม่เหล็กถูกคิดว่าเป็นสองแรงแยกออกจากกัน ความคิดนี้เปลี่ยนไปเมื่อหนังสือของเจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ถูกพิมพ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1873 บ่งว่า ปฏิสัมพันธ์ของประจุบวกและประจุลบถูกควบคุมโดยแรงเดียว ผลของการปฏิสัมพันธ์ทำให้เกิดผลกระทบสี่เรื่องหลักๆ ผลกระทบเหล่านี้สามารถสาธิตให้ดูได้จากการทดลอง ดังนี้ ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด
ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด ("Hans Christian Ørsted", 14 สิงหาคม พ.ศ. 2320 - 9 มีนาคม พ.ศ. 2394) เป็นนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวเดสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าและความเป็นแม่เหล็ก หรือที่เรียกว่า ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า วิลเฮ็ล์ม วีน
วิลเฮ็ล์ม คาร์ล แวร์เนอร์ อ็อทโท ฟริทซ์ ฟรันทซ์ วีน (; 13 มกราคม พ.ศ. 2407 – 30 สิงหาคม พ.ศ. 2471) เป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี พ.ศ. 2454 เขาเป็นผู้รวมทฤษฎีความร้อนและการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเข้าด้วยกัน ได้เป็นกฎการกระจัดของวีน ซึ่งว่า ความยาวคลื่นของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแปรผกผันกับอุณหภูมิ การสื่อสารไร้สาย
เดวิด อี ฮิวจ ได้ส่งสัญญาณวิทยุในช่วงสองสามร้อยหลาโดยใช้วิธีการส่งสัญญาณคีย์นาฬิกาในปี 1879 ซึ่งเป็นสิ่งที่ก่อนการทำงานแมกซ์เวลจะเป็นที่เข้าใจ งานร่วมสมัยของฮิวจ์ได้รับการยอมรับว่าความสำเร็จของเขาเป็นเพียงการ "เหนี่ยวนำ" เท่านั้น ในปี 1885 โทมัส เอดิสันใช้แม่เหล็กสั่นสำหรับการส่งผ่านการเหนี่ยวนำ ในปี 1888 เอดิสันนำไปใช้ในระบบการทำงานของการส่งสัญญาณรถไฟสาย Lehigh Valley ในปี 1891, เอดิสันได้รับสิทธิบัตรไร้สายสำหรับวิธีการเหนี่ยวนำนี้ (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 465,971) วิทยุสื่อสาร
คลื่นวิทยุ คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ค้นพบโดยเจมส์แมกซ์เวลล์ (James c. Maxwell) เมื่อราวปี ค.ศ.1864 ต่อมา ไฮริชเฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) ทดลองพิสูจน์ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานที่ใช้ได้จริง ในปี ค.ศ.1887 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความเร็ว 300,000,000 เมตร/วินาที หรือเท่ากับความเร็วแสง  คลื่นวิทยุ
Nikola Tesla นิโคลา เทสลา บิดาแห่งวงการวิศวกรรมศาสตร์ไฟฟ้า เป็นผู้ประดิษฐ์และค้นพบสิ่งอำนวยความสะดวกมากมาย อาทิ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ เครื่องวัดความเร็วติดรถยนต์ การกระจายเสียงผ่านวิทยุ และวิธีการเปลี่ยนสนามแม่เหล็กเป็นสนามไฟฟ้า Guglielmo Marconi กูลเยลโม มาร์โกนี เป็นผู้ให้กำเนิดวิทยุโทรเลข Nikola Tesla นิโคลา เทสลา และ Guglielmo Marconi กูลเยลโม มาร์โกนี ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร</ref> สายอากาศ
สายอากาศตัวแรกถูกสร้างขึ้นในปี 1888 โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน นายไฮน์ริช เฮิร์ตซ์ ระหว่างการทดลองแบบบุกเบิกเพื่อพิสูจน์ความมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้มีการคาดคะเนไว้ก่อนแล้วตามทฤษฎีของนายเจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ นายเฮิร์ตซ์ได้วางสายอากาศแบบไดโพลหลายตัวไว้ที่จุดโฟกัสของกลุ่มแผงสะท้อนคลื่นแบบโค้งเพื่อให้มีการทำงานทั้งรับและส่ง เขาได้ตีพิมพ์ผลงานของเขาใน "Annalen der Physik und Chemie" (vol. 36, 1889). นิวเคลียสของอะตอม
นิวเคลียสถูกค้นพบในปี 1911 ซึ่งเป็นผลมาจากความพยายามของ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ในการทดสอบแบบจำลองอะตอมของทอมสัน อิเล็กตรอนถูกค้นพบก่อนหน้านี้โดยตัวของ เจ. เจ. ทอมสัน เอง เขารู้ว่าอะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้​​า ดังนั้นทอมสันจึงตั้งเป็นทฤษฎีขึ้นว่ามันต้องมีประจุบวกอยู่ในอะตอมเช่นกัน ในรูปแบบเหมือนกับขนมปังลูกเกด(พลัมพุดดิ้ง)ของเขา ทอมสันชี้ให้เห็นว่าอะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่เป็นลบกระจายตัวแบบสุ่มภายในทรงกลมของประจุบวก เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดในภายหลังได้หาทางทดสอบแบบใหม่ที่ดำเนินการโดย ฮันส์ ไกเกอร์ และ เออร์เนสต์ มาร์สเดน ภายใต้การดูแลของรัทเทอร์ฟอร์ด การทดสอบเกี่ยวข้องกับการเบี่ยงเบนของกลุ่มอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสของฮีเลียม) ที่ถูกนำทางให้พุ่งเข้าใส่แผ่นบาง ๆ ของฟอยล์โลหะ เขาให้เหตุผลว่าถ้าแบบจำลองของทอมสันถูกต้องกลุ่มอนุภาคแอลฟาที่มีประจุบวกจะทะลุแผ่นฟอยล์ได้อย่างง่ายดายโดยมีความเบี่ยงเบนในเส้นทางน้อยมาก เนื่องจากฟอยล์ควรทำหน้าที่เป็นกลางทางไฟฟ้าถ้าประจุบวกและประจุลบผสมกันอย่างสนิทแนบแน่นเสียจนทำให้มันกลายเป็นกลาง เขาต้องประหลาดใจเมื่อพบว่าอนุภาคจำนวนมากถูกหักเหเป็นมุมที่มีขนาดใหญ่มาก ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่ามวลของอนุภาคอัลฟาใหญ่กว่าอิเล็กตรอนประมาณ 8000 เท่า แรงของมันจึงปรากฏเป็นที่ชัดเจนว่ามีความแข็งแกร่งมากจนสามารถเบี่ยงเบนอนุภาคแอลฟาที่มีมวลขนาดใหญ่และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เขาตระหนักว่าแบบจำลองแบบขนมปังลูกเกดอาจจะไม่ถูกต้องและว่าการหักเหของอนุภาคแอลฟาจะสามารถอธิบายได้ถ้าประจุบวกและลบถูกแยกออกจากกันและมวลของอะตอมเป็นจุดที่มีความเข้มข้นของประจุบวกเท่านั้น นี้แสดงถึงความถูกต้องของความคิดของอะตอมของนิวเคลียร์ที่ว่ามีศูนย์กลางที่หนาแน่นของประจุบวกและมวล ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด
นับได้ว่าการค้นพบของ ฮานส์ คริสเตียน เออร์สเตด ได้จุดประกายที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามค้นพบเรื่องแม่เหล็กไฟฟ้า รวมถึง อังเดร มารี แอมแป (Andre Marie Ampere) ผู้ค้นพบทฤษฎีแม การสื่อสารไร้สาย
ในปี 1888 เฮ็นริช เฮิร์ตซ์ได้แสดงให้เห็นถึงการดำรงอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า, ซึ่งเป็นพื้นฐานที่สุดของเทคโนโลยีไร้สาย ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการคาดการณ์จากการวิจัยของเจมส์ เคลิค แมกซ์เวลล์ และไมเคิลฟาราเดย์. เฮิร์ตซ์แสดงให้เห็นว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเดินทางผ่านพื้นที่ว่างเป็นเส้นตรง, สามารถถูกส่งและรับด้วยอุปกรณ์การทดลอง. เฮิร์ตซ์ไม่ได้ติดตามผลการทดลอง Jagadish จันทราโบส ในเวลานั้นได้พัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณไร้สายยุคแรกๆและช่วยเพิ่มความรู้เกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวเป็นมิลลิเมตร. การประยุกต์ที่ใช้งานได้จริงของวิทยุสื่อสารไร้สายและเทคโนโลยีการควบคุมรีโมทวิทยุถูกนำมาใช้โดยนักประดิษฐ์ในภายหลังเช่นนิโคลาเทสลา การทดลองแบบอำพราง
บัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งประเทศฝรั่งเศส (French Academy of Sciences) เป็นผู้เริ่มการทดลองแบบอำพรางที่มีการบันทึกไว้เป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1784 คือมีการตั้งคณะกรรมการเพื่อตรวจสอบทฤษฎี animal magnetism (ที่สัตว์มีพลังธรรมชาติที่กระจายออกมารอบตัว ที่เกิดจาก "น้ำแม่เหล็ก") ของ Franz Mesmer โดยมีเบนจามิน แฟรงคลินและ Antoine Lavoisier (บิดาของเคมีปัจจุบัน) เป็นผู้นำ คณะกรรมการทำการทดลองโดยให้ mesmerist ผู้เป็นผู้รับการทดลอง กำหนดวัตถุที่มีการเติม "vital fluid" (น้ำพลังชีวิต) รวมทั้งต้นไม้และขวดน้ำ แต่ผู้รับการทดลองไม่สามารถที่จะทำได้ ต่อจากนั้น คณะกรรมการก็ตรวจสอบการรักษาคนไข้โดยการสะกดจิต (mesmerized) แม้ว่าคนไข้จะมีอาการที่ดีขึ้น แต่คณะกรรมการได้สรุปว่า คนไข้ดีขึ้นเพราะตนเชื่อว่าจะดีขึ้น ซึ่งเป็นข้อเสนอทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกี่ยวกับปรากฏการณ์ยาหลอก (placebo effect)[3] กฎของบีโอต์-ซาวารต์
กฎของบีโอต์-ซาวารต์ (อ่านว่า ซาวา) () เป็นกฎทางฟิสิกส์ว่าด้วยสนามแม่เหล็ก ณ จุดใด ๆ ที่อยู่ห่างไปจากแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กที่มีกระแสไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่อยู่ โดยระบุได้ทั้งขนาดและทิศทางของสนามแม่เหล็กซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ จุดเด่นของกฎของบีโอต์-ซาวารต์นั้นก็คือเป็นคำตอบกำลังสองผกผันของกฎของอองแปร์ กฎนี้ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ชอง-บับตีสต์ บีโอต์ (Jean-Baptiste Biot) และเฟลีส์ ซาวารต์ (Félix Savart) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ไฟฟ้า
ไฟฟ้ายังเป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็นทางปัญญาเป็นเวลานับพันปี กระทั่งทศวรรษที่ 1600 เมื่อวิลเลียม กิลเบิร์ตนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทำการศึกษาเรื่องแม่เหล็กและไฟฟ้าอย่างจริงจัง เขาได้แยกความแตกต่างของผลกระทบจากแร่แแม่เหล็กออกจากไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการขัดสีแท่งอำพัน[6] เขาบัญญัติศัพท์คำภาษาละตินใหม่ว่า "electricus" ("ของอำพัน" หรือ "เหมือนอัมพัน" จาก ἤλεκτρον หรือ elektron คำกรีกโบราณสำหรับ "อัมพัน") เพื่อหมายถึงคุณสมบัติในการดึงดูดวัตถุเล็กๆหลังการขัดสี[9] การผสมกันนี้ทำให้เกิดคำในภาษาอังกฤษว่า "electric" และ "electricity" ซึ่งปรากฏขึ้นครั้งแรกในสิ่งพิมพ์ Pseudodoxia Epidemica ของโธมัส บราวน์ เมื่อปี ค.ศ. 1646[10] ลำดับสิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ (ค.ศ. 1946–91)
คลัทช์อนุภาคแม่เหล็กเป็นคลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้าชนิดพิเศษที่ไม่ได้ใช้แผ่นเสียดทาน แต่จะใช้ ผงละเอียดของวัสดุที่ไวต่ออำนาจแม่เหล็ก (โดยทั่วไปเป็นเหล็กสเตนเลส) เพื่อเชื่อมทางกลระหว่างแผ่นล้อที่หมุนอย่างอิสระที่ติดอยู่กับเพลาด้านหนึ่ง, กับใบพัดที่ติดอยู่กับเพลาอีกด้านหนึ่ง. ครัทช์อนุภาคแม่เหล็กถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1947 โดย ยูเครน-อเมริกัน จาค็อบ Rabinow.[32] ฟิสิกส์
จากขนาดของข้อมูลที่ได้ในแต่ละการทดลองใหญ่ ๆ ในปัจจุบัน ทำให้นักฟิสิกส์ไม่สามารถทำอย่างสมัยก่อน เช่น Heinrich R. Hertz (ผู้ค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ซึ่งสามารถทำการทดลอง นำผลการทดลองไปวิเคราะห์และสร้างทฤษฎีที่อธิบายได้ด้วยตนเองเพียงคนเดียว ในปัจจุบันการวิเคราะห์ข้อมูลที่มาจากการทดลองขนาดใหญ่ ๆ เช่น เครื่องเร่งอนุภาค หรือ ดาวเทียมสำรวจอวกาศต่าง ๆ ต้องอาศัยความร่วมมือกัน ของสถาบันวิจัยหลาย ๆ แห่งทั่วโลก ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องแปลกในปัจจุบันที่นักฟิสิกส์บางคนอาจอุทิศเวลาทั้งหมดให้กับการวิเคราะห์ข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียว
ซึ่งนับเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากก่อนที่นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี (ซึ่งโดยมากจะไม่ทราบรายละเอียดของวิธีการทดลอง) จะนำข้อมูลที่ย่อยแล้วไปตรวจสอบแบบจำลองที่ได้จากทฤษฎีเดิมที่มีอยู่ว่าสอดคล้องหรือแตกต่างอย่างไร ซึ่งจะนำไปสู่การปรับปรุงหรือค้นพบทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่ในที่สุด สนามแม่เหล็ก
สมการแรกนั้นรู้จักกันในชื่อกฎของแอมแปร์ (หลังการแก้ไขโดยแมกซ์เวลล์) พจน์ที่สองของสมการนี้ (formula_24) จะมีค่าเป็นศูนย์ในกรณีที่ระบบไม่มีการเปลี่ยนแปลง ส่วนสมการที่สองนั้นแสดงให้เห็นว่า magnetic monopole นั้นไม่มีอยู่ ทั้งสองสมการนี้เป็นส่วนหนึ่งของชุดสมการของแมกซ์เวลล์ เจ. เจ. ทอมสัน
เซอร์ โจเซฟ จอห์น "เจ. เจ." ทอมสัน (, FRS; 18 ธันวาคม ค.ศ. 1856 - 30 สิงหาคม ค.ศ. 1940) เป็นนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษและผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ได้รับยกย่องในฐานะผู้ค้นพบอิเล็กตรอนและไอโซโทป และเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องมือแมสสเปกโตรมิเตอร์ (mass spectrometer) ทอมสันได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี ค.ศ. 1906 จากการค้นพบอิเล็กตรอน และผลงานเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าในก๊าซปี ค.ศ. 1991 มีการกำหนดหน่วยวัด ทอมสัน สำหรับวัดอัตราส่วนมวลต่อประจุจากการวัดแมสสเปกโตรเมทรี สนามแรงบิด (วิทยาศาสตร์เทียม)
สนามแรงบิด (English: Torsion field ชื่อพ้อง: Axion field, Spin field, Spinor field, Microlepton field) เป็นวิทยาศาสตร์เทียม[1]ด้านพลังงาน ซึ่งกล่าวถึงสภาพการหมุนเชิงควอนตัมของอนุภาคสามารถทำให้เกิดการส่งผ่านข้อมูลผ่านห้วงสุญญากาศด้วยความเร็วพันล้านเท่าของแสงโดยไม่ใช้มวลและพลังงาน ทฤษฎีถูกตั้งขึ้นในสหภาพโซเวียตโดยกลุ่มนักฟิสิกส์ใน ค.ศ. 1980 โดยอ้างอิงทฤษฎีไอน์สไตน์-คาตานแบบหลวม ๆ และใช้ผลลัพธ์ดัดแปลงจากสมการของแมกซ์เวลล์[2] อนาโตลี อาคิมอฟ (English: Anatoly Akimov, Russian: Анатолий Акимов) และเกนนาดี้ ชือปอฟ (English: Gennady Shipov, Russian: Геннадий Шипов) [3] เป็นหัวหอกนำคณะวิจัยโดยใช้ทุนจากรัฐภายใต้ชื่อองค์กร ศูนย์เทคโนโลยีทางเลือก (Center of Nontraditional Technologies) อย่างไรก็ตาม คณะทำงานดังกล่าวถูกยุบลงใน ค.ศ. 1991 เมื่อศาสตราจารย์อเลกซานดรอฟ (Ye. B Aleksandrov) เปิดโปงคณะทำงานของชือปอฟว่าเป็นงานหลอกลวงต้มตุ๋นขโมยเงินทุนของรัฐ แต่โดยไม่ทราบสาเหตุ อาคิมอฟ และ ชือปอฟ ได้รับการสนับสนุนทุนการวิจัยสนามแรงบิดจากรัฐบาลโดยกระทรวงวิทยาศาสตร์ระหว่างช่วง ค.ศ. 1992-1995 และจาก กระทรวงกลาโหมระหว่างช่วง ค.ศ. 1996-1997 และยังมีการได้รับการสนับสนุนต่อเนื่องมาเป็นการลับ[2]ในฐานะบริษัทเอกชนใช้ชื่อว่า The International Institute for Theoretical and Applied Physics ซึ่งเปลี่ยนชื่อเรียกใหม่เป็น บริษัท ยูวิเตอร์ จำกัด (UVITOR) [4] ในภายหลังบริษัทจดทะเบียนที่กรุงเทพมหานครตั้งแต่ ค.ศ. 2005 โดยมีการให้บริการสินค้าเวชภัณฑ์ในที่ตั้งเดียวกันด้วย[5] ในประเทศไทยงานวิจัยสนามแรงบิดได้รับการสนับสนุนจากนักวิชาการที่มีชื่อเสียงหลายคน รวมถึงมีการให้ทุนทำวิจัยในมหาวิทยาลัยโดยหน่วยงานให้ทุนวิจัยภาครัฐ[6][7] ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์
ใน ค.ศ. 1934 นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี เอนริโค เฟอร์มี ได้ค้นพบผลประหลาดเมื่อทำการชน ยูเรเนียม ด้วย นิวตรอน ซึ่งเขาเชื่อในครั้งแรกว่าได้สร้างธาตุ transuranic ในปี ค.ศง 1939 นักเคมี ออตโต ฮาห์น และฟิสิกส์ Lise Meitner ได้ค้นพบว่าสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ๆ นั้นคือกระบวกการของ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน เมื่อนิวเคลียสของยูเรเนียมได้แตกตัวเป็นสองซึ่งปลดปล่อยพลังงานจำนวนหนึ่งในกระบวนการนั้น ถึงจุดนี้นี้มันชัดเจนสำหรับนักวิทยาศาสตร์แล้วว่ากระบวนการนี้สามารถควบคุมให้ได้มาซึ่งพลังงานปริมาณมหาศาล อาจจะเป็นแหล่งพลังงานแห่งอายธรรมหรืออาวุธก็ได้ Leó Szilárd ได้จดสิทธิบัตรของแนวคิด ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ เมื่อ ค.ศ. 1934 ในอเมริกา คณะโดยเฟอร์มีและ Szilárd ประสบความสำเร็จในการสร้างปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์โดยมนุษยชาติเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1942 ใน nuclear reactor เครื่องแรกของโลก และในปี ค.ศ. 1945 ระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรกของโลกถูกจุดขึ้นที่ Trinity Site ทางเหนือของ Alamogordo, New Mexico หลังจากสงคราม รัฐบาลกลางกลายเป็นผู้สนับสนุนหลักของฟิสิกส์ ผู้นำทางวิทยาศาสตร์ของโครงการร่วม นักฟิสิกส์ทฤษฎี โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์ ได้บันทึกความเปลี่ยนแปลงของบทบาทในอุดมคติของนักฟิสิกส์ เมื่อเขาได้กล่าวในสุนทรพจน์ว่า อาลแบร์ แฟร์
อาลแบร์ แฟร์ () เกิดเมื่อวันที่ 7 มีนาคม 2481 ณ เมืองการ์กาซอน ประเทศฝรั่งเศส เขาเป็นหนึ่งในนักฟิสิกส์ที่ค้นพบปรากฏการณ์ความต้านทานแม่เหล็กอย่างใหญ่ (Giant magnetoresistive effect) อันเป็นผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนานใหญ่ในการสร้างฮาร์ดดิสก์ความจุระดับจิกะไบต์ ปัจจุบันเขาเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยปารี-ซูด ในออร์แซ และเป็นผู้อำนวยการวิทยาศาสตร์ของห้องวิจัยร่วมทางฟิสิกส์ ("Unité mixte de physique") ระหว่างศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (ฝรั่งเศส) กับกลุ่มเธเลส (Thales Group) เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 2550 ร่วมกับปีเตอร์ กรุนเบอร์ก นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน
แฟร์จบจาก École normale supérieure ในกรุงปารีส ในปี 2505 เขาได้รับปริญญามหาบัณฑิตในปี 2506 จากมหาวิทยาลัยของปารีส และปริญญาดุษฎีบัณฑิตในปี 2513 จากมหาวิทยาลัยปารี-ซูด สนามแม่เหล็ก
สนามแม่เหล็ก นั้นอาจเกิดขึ้นได้จากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า หรือในทางกลศาสตร์ควอนตัมนั้น การสปิน(การหมุนรอบตัวเอง) ของอนุภาคต่างๆ ก็ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเช่นกัน ซึ่งสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการ สปิน เป็นที่มาของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรต่างๆ สนามแม่เหล็ก
เรามักจะเขียนแทนสนามแม่เหล็กด้วยสัญลักษณ์ formula_1 เดิมทีแล้ว สัญลักษณ์ formula_2 นั้นถูกเรียกว่าความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กหรือความเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในขณะที่ formula_3 ถูกเรียกว่า "สนามแม่เหล็ก" (หรือ "ความแรงของสนามแม่เหล็ก") และคำเรียกนี้ก็ยังใช้กันติดปากในการแยกปริมาณทั้งสองนี้ เมื่อเราพิจารณาความตอบสนองต่อแม่เหล็กของวัสดุชนิดต่างๆ แต่ในกรณีทั่วไปแล้ว สองปริมาณนี้ไม่มีความแตกต่างกันมากนัก และเรามักใช้คำแทนปริมาณทั้งสองชนิดว่าสนามแม่เหล็ก อันโตนี ฟัน เลเวินฮุก
อันโตนี ฟีลิปส์ ฟัน เลเวินฮุก (; 24 ตุลาคม ค.ศ. 1632 - 26 สิงหาคม ค.ศ. 1723) เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ ได้ชื่อว่าเป็น "บิดาแห่งวิชาจุลชีววิทยา" และถือว่าเป็นนักจุลชีววิทยาคนแรก เขามีชื่อเสียงจากการพัฒนากล้องจุลทรรศน์ และมีส่วนสำคัญในการก่อตั้งสาขาวิชาจุลชีววิทยา เขาเป็นคนแรกที่สังเกตเห็นและสามารถบรรยายองค์ประกอบของเซลล์โดยอาศัยกล้องจุลทรรศน์ของเขาที่สร้างขึ้นด้วยมือ นอกจากนี้เขายังเป็นคนแรกที่บันทึกผลสังเกตเส้นใยของกล้ามเนื้อ, แบคทีเรีย, เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และการไหลของเลือดในหลอดเลือดฝอย ฟัน เลเวินฮุกไม่ได้เขียนหนังสือใดเป็นจริงเป็นจัง แต่เขียนจดหมายเอาไว้มาก เขามีบุตร 6 คน โดยมีบุตรกับภรรยาคนแรก บาร์บารา เดอ ไม 5 คน นางเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1666 ต่อมาเขาแต่งงานใหม่และมีบุตรอีก 1 คนกับกอร์เนลียา สวัลมียึส กาลิเลโอ กาลิเลอี
กาลิเลโอเป็นผู้ริเริ่มการทดลองทางวิทยาศาสตร์เชิงปริมาณซึ่งสามารถนำผลไปใช้ในการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ต่อได้โดยละเอียด การทดลองวิทยาศาสตร์ในยุคนั้นยังเป็นการศึกษาเชิงคุณภาพอยู่มาก เช่นงานของวิลเลียม กิลเบิร์ตเกี่ยวกับแม่เหล็กและไฟฟ้า พ่อของกาลิเลโอ คือวินเชนโซ กาลิเลอี เป็นนักดนตรีลูทและนักดนตรีทฤษฎี อาจเป็นคนแรกเท่าที่เรารู้จักที่สร้างการทดลองแบบไม่เป็นเชิงเส้นในวิชาฟิสิกส์ขึ้น เนื่องจากการปรับตั้งสายเครื่องดนตรี ตัวโน้ตจะเปลี่ยนไปตามรากที่สองของแรงตึงของสาย[15] ข้อสังเกตเช่นนี้อยู่ในกรอบการศึกษาด้านดนตรีของพวกพีทาโกเรียนและเป็นที่รู้จักทั่วไปในหมู่นักผลิตเครื่องดนตรี แสดงให้เห็นว่าคณิตศาสตร์กับดนตรีและฟิสิกส์มีความเกี่ยวพันกันมานานแล้ว กาลิเลโอผู้เยาว์อาจได้เห็นวิธีการเช่นนี้ของบิดาและนำมาขยายผลต่อสำหรับงานของตนก็ได้[16] ไดโอด
จักกฤษ จันทรา โบส นักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียค้นพบการใช้ประโยชน์ของการเรียงกระแสในผลึกมาใช้ในการตรวจจับคลื่นวิทยุเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2437 การใช้ผลึกในการตรวจจับคลื่นวิทยุถูกพัฒนาให้ใช้ได้จริงในทางปฏิบัติในเครื่องรับวิทยุแบบไร้สายโดยกรีนลีฟ ไวท์เทอร์ พิคการ์ดผู้บุกเบิกวงการวิทยุในสหรัฐอเมริกา ได้คิดค้นการนำผลึกซิลิกอนมาใช้ตรวจรับสัญญาณในปี พ.ศ. 2446 และทำการจดสิทธิบัตรในวันที่ 20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2449 ส่วนนักทดลองคนอื่น ๆ ก็ได้นำธาตุนานาชนิดมาทำการทดลอง แต่ที่นิยมใช้ในวงกว้างมากที่สุดคือแร่กาลีนา (lead sulfide สารประกอบของตะกั่วกับกำมะถัน) อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
งานวิจัยของไอน์ชไตน์หลังจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมีหัวใจหลักอยู่ที่การพยายามทำให้ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสามารถอธิบายคุณสมบัติของแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ปี พ.ศ. 2493 เขาได้พูดถึงแนวคิดเรื่อง "ทฤษฎีแรงเอกภาพ" ในวารสาร Scientific American ในบทความชื่อว่า "On the Generalized Theory of Gravitation" แม้เขาจะได้รับความยกย่องอยู่พอสมควร แต่ก็ไม่ค่อยได้รับการสนับสนุนในการวิจัยเรื่องนี้ และความทุ่มเทส่วนใหญ่ของเขาก็ไม่ประสบความสำเร็จ กฎของพลังค์
กฎของพลังค์ () เป็นกฎที่อธิบายสเปคตรัมการแผ่รังสี (spectral radiance) คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทุกความยาวคลื่นจากวัตถุดำที่อุณหภูมิหนึ่ง ๆ กฎนี้ค้นพบโดย มักซ์ พลังค์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
ออร์สเตดไม่ใช่คนเดียวที่ทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้ากับแม่เหล็ก ในปี ค.ศ. 1802 เกียน โดเมนิโก โรมานยอซิ นักวิชาการกฎหมายชาวอิตาลี ขยับเข็มแม่เหล็กด้วยประจุไฟฟ้าสถิต สิ่งที่เกิดขึ้นจริงคือ ไม่มีกระแสกัลวานิกไหล จึงไม่มีอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้น การค้นพบถูกตีพิมพ์ในหนังสือพิมพ์อิตาลีในปี ค.ศ. 1802 แต่ถูกกลุ่มนักวิทยาศาสตร์มองข้ามไปในสมัยนั้น
เราอาจเข้าใจสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจะสร้างสนามไฟฟ้า และทำให้เกิดแรงไฟฟ้าขึ้น แรงนี้ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต และทำให้เกิดการไหลของประจุไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้า) ในตัวนำขึ้น ขณะเดียวกัน อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ จะสร้างสนามแม่เหล็ก และทำให้เกิดแรงแม่เหล็กต่อวัตถุที่เป็นแม่เหล็ก ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบรางคู่ขนาน
ในปี 1918, หลุยส์ ออกแตฟว์ ฟุชง-วีเลฟพลี (Louis Octave Fauchon-Villeplee) นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส ได้คิดค้นปืนใหญ่ไฟฟ้าซึ่งเป็นรูปแบบแรกของปืนแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น เขาได้ยื่นจดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ 1 เมษายน ปี 1919 ซึ่งออกมาในเดือนกรกฎาคม ปี 1922 เป็นสิทธิบัตรหมายเลข 1,421,435 ในหัวข้อว่า "อุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับการขับเคลื่อนลูกกระสุนปืน" ในอุปกรณ์ของเขามีแถบตัวนำไฟฟ้า (busbars) สองแถบขนานเชื่อมต่อกันด้วยปีกของลูกกระสุนปืน, และอุปกรณ์ทั้งหมดที่ล้อมรอบไปด้วยสนามแม่เหล็ก โดยการผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านแถบตัวนำนี้ และตัวลูกกระสุนปืน, แรงเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้นจะผลักดันกระสุนให้เคลื่อนที่ออกไป  ไฟฟ้า
ในปี 1887 ไฮน์ริช เฮิร์ตซ์[17]:843–844[18] ค้นพบว่าขั้วไฟฟ้าที่เรืองแสงด้วยรังสีอุลตร้าไวโอเลตจะสร้างประกายไฟฟ้าได้ง่ายมาก ในปี 1905 อัลเบิรต ไอน์สไตน์ได้ตีพิมพ์เอกสารที่อธิบายข้อมูลการทดลองจากผลกระทบโฟโตอิเล็กตริกเมื่อการเป็นผลลัพธ์ของพลังงานแสงที่กำลังถูกนำส่งในแพกเกตที่แปลงเป็นปริมาณที่ไม่ต่อเนื่อง เป็นการใส่พลังงานให้กับอิเล็กตรอน การค้นพบนี้นำไปสู่การปฏิวัติควอนตัม ไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1921 สำหรับ "การค้นพบกฎของผลกระทบโฟโตอิเล็กตริก"[19] ผลกระทบโฟโตอิเล็กตริกยังถูกใช้ในโฟโตเซลล์อย่างที่สามารถพบได้ในเซลล์แสงอาทิตย์อีกด้วยและเซลล์นี้มักจะถูกใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าเพื่อการพานิชย์ ลำดับสิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ (ค.ศ. 1946–91)
magnetometer แบบสั่นตัวอย่าง หรือ (English: vibrating sample magnetometer (VSM)) เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้วัดคุณสมบัติของแม่เหล็ก จากนั้นกลุ่มตัวอย่างมีการสั่นสะเทือนทางกายภาพแบบคลื่นรูปซายน์, ทั่วไปโดยผ่านการใช้วัสดุ piezoelectric. มันถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1955 โดยนักฟิสิกส์อเมริกัน ไซมอน Foner ที่ห้องปฏิบัติการลินคอล์นของเอ็มไอทีในเคมบริดจ์, แมสซาชูเซต.[97][98] Foner ยื่นขอสิทธิบัตร สหรัฐอเมริกา # 2946948 เมื่อวันที่ 20 มิถุนายน 1957. มันได้รับอนุมัติในวันที่ 26 กรกฎาคม ค.ศ. 1960.[99] แรงแม่เหล็กไฟฟ้า
แต่เดิมนั้น ไฟฟ้า และ แม่เหล็ก ถูกคิดว่าเป็นแรงสองแรงซึ่งแยกจากกัน อย่างไรก็ตาม มุมมองดังกล่าวถูกเปลี่ยนไปเนื่องจากการตีพิมพ์ผลงานของ เจมส์ คลาร์ก แมกซ์เวลล์ ในปี 1873 "บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก (Treatise on Electricity and Magnetism)" ซึ่งกล่าวถึงอันตรกิริยาของประจุบวกและลบเมื่อถูกแสดงในรูปทั่วไปด้วยแรงเพียงแรงเดียว มีผลอยู่สี่อย่างที่ได้จากอันตรกิริยาเหล่านี้ ทิศการไหลของกระแสก็ขึ้นอยู่กับทิศการเคลื่อนที่เช่นกัน ฮันส์ ไกเกอร์
โจฮันเนส "ฮันส์" วิลเลม เกนการ์ ไกเกอร์ (; 30 กันยายน ค.ศ. 1882 – 24 กันยายน ค.ศ. 1945) เป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน เป็นที่รู้จักในฐานะผู้ร่วมคิดค้นไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ และการทดลองของไกเกอร์-มาร์สเดน ซึ่งเป็นการค้นพบ นิวเคลียสอะตอม แม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพ
แม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพเป็นเรื่องที่ศึกษากันเป็นหลักโดยใช้เทคนิคของสรีรวิทยาไฟฟ้า (electrophysiology) ในช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 18 แพทย์และนักฟิสิกส์ชาวอิตาลีชื่อ ลุยจี กัลวานี (Luigi Galvani) ได้บันทึกเป็นครั้งแรกว่ากบสามารถผลิตไฟฟ้ากระแสได้ ในขณะที่เขากำลังทดลองเรื่องไฟฟ้าสถิต กัลวานีจึงตั้งชื่อให้ไฟฟ้านี้ว่า "ไฟฟ้าจากสัตว์" เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าว แต่คนในยุคนั้นก็เรียกกันว่า แกลแวนิซึม (Galvanism) กัลวานีพิจารณาว่าการกระตุ้นของกล้ามเนื้อเป็นผลมาจากของเหลวหรือวัสดุนำไฟฟ้าที่อยู่ในเส้นประสาท ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
มีคำอธิบายของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าทางคณิตศาสตร์จำนวนมาก ในไฟฟ้าพลศาสตร์แบบคลาสสิก () สนามไฟฟ้าจะอธิบายถึงศักย์ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า ในกฎของฟาราเดย์ สนามแม่เหล็กจะมาพร้อมกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและแม่เหล็ก, และสมการของแมกซ์เวลจะอธิบายว่า สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นได้อย่างไร มีการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกันอย่างไร และมีการเปลี่ยนแปลงโดยประจุและกระแสได้อย่างไร สนามแม่เหล็ก
จากกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนั้นสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดสนามไฟฟ้า(และกระแสไฟฟ้า) ได้ ปรากฏการณ์นี้เป็นพื้นฐานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้านั่นเอง การสลายให้กัมมันตรังสี
อองรี เบ็กเกอเรล ชาวฝรั่งเศส ค้นพบกัมมันตภาพรังสี ในปี พ.ศ. 2439 ในขณะที่กำลังทำงานเกี่ยวกับ สารพวกนี้เรืองแสงในที่มืดหลังจากที่ได้รับแสง และเขาคิดว่าแสงเรืองที่เกิดในหลอดคาโทดในเครื่องเอ็กเรย์ น่าจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับสารเรืองแสงประเภทนี้ เขานำฟิล์มภาพมาหุ้มในกระดาษสีดำ และนำสารเรืองแสงพวกฟอสฟอรัสหลายชนิดมาวางทับ จากการทดลองไม่ปรากฏผล จนกระทั่งเขาใช้เกลือของยูเรเนียม ซึ่งทำให้เกิดเป็นเงาดำบนแผ่นฟิล์ม การแผ่รังสีนี้เรียกว่า Becquerel Rays สนามแม่เหล็ก
สนามแม่เหล็กคือปริมาณที่บ่งรงกระทำบนประจุที่กำลังเคลื่อนที่ สนามแม่เหล็กเป็นสนามเวกเตอร์และทิศของสนามแม่เหล็ก ณ ตำแหน่งใดๆ คือทิศที่เข็มของเข็มทิศวางตัวอย่างสมดุล อาร์เทอร์ คอมป์ตัน
อาร์เทอร์ ฮอลลี คอมป์ตัน (Arthur Holly Compton) (10 กันยายน พ.ศ. 2435 – 15 มีนาคม พ.ศ. 2505) เป็นนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ พ.ศ. 2470 ในฐานะที่เขาค้นพบการกระเจิงของโฟตอนจากอิเล็กตรอน อันเป็นการพิสูจน์สมบัติความเป็นอนุภาคของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อาร์เทอร์ คอมป์ตัน รู้จักกันดีในฐานะหัวหน้าห้องปฏิบัติการโลหวิทยาของโครงการแมนฮัตตัน และนายกสภามหาวิทยาลัยวอชิงตันเซนต์หลุยส์ระหว่าง พ.ศ. 2488 - 2496 อาลแบร์ แฟร์
ในปี 2531 เขาได้ค้นพบปรากฏการณ์ความต้านทานแม่เหล็กอย่างใหญ่ (Giant magnetoresistive effect ชื่อย่อ GMR) ในชั้นที่ซ้อนกันของเหล็กและโครเมียม ซึ่งได้ถูกจดจำไว้ในฐานะเป็นการกำเนิดขึ้นของสปินทรอนิกส์ ทั้งนี้ ปรากฏการณ์ความต้านทานแม่เหล็กอย่างใหญ่ได้รับการค้นพบขึ้นต่างหากในช่วงเวลาเดียวกันโดยนักวิจัยชาวเยอรมัน ชื่อ ปีเตอร์ กรุนเบอร์ก จากศูนย์วิจัยจูลลิช อนึ่ง อาลแบร์ แฟร์ ได้มีส่วนในงานวิจัยด้านสปินทรอนิกส์มาตั้งแต่ปี 2531 จนกระทั่งปัจจุบัน การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล
Remanent magnetism วัดได้โดยเครื่องมือที่เรียกว่า magnetometers เครื่องนี้รุ่นแรกๆ สามารถวัดความหนาแน่นและทิศทางของสนามแม่เหล็กได้เฉพาะหินภูเขาไฟและ highly magnetized iron-bearing red sediments magnetometers รุ่นที่ดีที่สุดในขณะนี้ สามารถวัดได้แม้จะมีความเป็นแม่เหล็กน้อยรวมทั้งหินคาร์บอเนต Remanent magnetism มีความซับซ้อนและสามารถรวมเข้าไปอยู่ใน secondary magnetism ที่เกิดจากผลกระทบที่ยาวนานของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบันหรือจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของธาตุแม่เหล็กอันหนึ่งไปสู่อีกอันหนึ่งเทคนิคการขจัดแม่เหล็กสามารถทำได้เมื่อต้องการทำลายผลกระทบที่เกิดจาก secondary magnetic ในห้องทดลอง ดังนั้นก็จะสามารถวัด primary magnetization ได้ นี่คือส่วนประกอบของ primary magnetic ซึ่งบันทึกลักษณะของสนามแม่เหล็กโลกในขณะที่มันก่อตัวขึ้นและเป็นสิ่งที่น่าสนใจในการศึกษาวิชาธรณีวิทยา สิ่งสำคัญของ primary remanent magnetism สำหรับการศึกษาธรณีวิทยามีเหตุมาจาก ความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กโลกไม่คงสภาพเดิมตลอดช่วงเวลาเก่าแก่ในธรณีวิทยา แต่กลับถูกค้นพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงอยู่บ่อยๆ อำนาจแรงดึงดูดของสนามแม่เหล็กบนพื้นโลกเกิดจากความเข้าใจผิดๆ บางประการว่าเกิดจากการเคลื่อนที่ของของเหลวที่มีนิกเกิดและเหล็กในปริมาณสูงในบริเวณรอบๆ แกนโลก การเคลื่อนที่นี้ถูกสันนิษฐานว่าได้รับการควบคุมจากการพาความร้อนโดยอุณหภูมิและจากแรง Coriolis ที่เกิดจากการหมุนของโลก การศึกษาเกี่ยวกับ remanent magnetism ในหินภูเขาไฟและหินตะกอน แสดงให้เห็นว่า ส่วนประกอบหลักของขั้นแม่เหล็ก 2 ขั้นในสนามแม่เหล็กโลก ที่มุ่งไปข้างหน้าจะถูกพลิกกลับขั้นในช่วงเวลาที่ไม่แน่นอนจาก Precambrian time เห็นได้ชัดจากการพาความร้อนที่ไม่คงที่บริเวณรอบแกนโลก เมื่อสนามแม่เหล็กโลกมีสภาพขั้วในทิศทางหนึ่งแล้ว จะกล่าวได้ว่ามีขั้วที่ปกติเมื่อเปลี่ยนขั้นไป 180 องศาก็จะถูกเรียกว่ากลับขั้น การกลับตัวของขั้วสนามแม่เหล็กโลกถูกบันทึกไว้ในหินตะกอนและหินภูเขาไฟในรูปแบบขั้วที่ปกติและเมื่อกลับขั้นแล้ว ทิศทางของสนามแม่เหล็กในหินถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจนโดย north-seeking magnetization ถ้า north-seeking magnetization ของก้อนหินชี้ไปที่ขั้วเหนือของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบัน แสดงว่าหินนั้นมีขั้นปกติ แต่ถ้า north-seeking magnetization ชี้ไปที่ขั้วแม่เหล็กใต้ ก็แสดงว่าหินนั้นกลับขั้วหรือมีขั้วกลับกัน ดังนั้น หินตะกอนและหินภูเขาไฟที่แสดงขั้วตรงกับขั้นของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบันก็จะเรียกว่าขั้วปกติ ในขณะที่หินที่มีขั้นตรงกันข้ามจะเรียกว่าขั้นกลับ reverse polarity การกลับขั้วของแรงดึงดูดของสนามแม่เหล็กโลกบนพื้นโลกเหล่านี้เกิดขึ้นในระยะเวลาเดียวกันกับมหันตภัยบนพื้นโลก ดังนั้นมันจะมีสัญลักษณ์ทางธรณีวิทยาในหินภูเขาไฟหรือหินตะกอน กระบวนการการกลับขั้วนั้นใช้เวลา 1000-10000 ปี (Clement, Kent and Opdyke, 1982) ความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กโลกจะลดลง 60-80 % ก่อนที่จะเกิดการกลับขั้วประมาณ 10000 ปี การกลับขึ้นจะใช้เวลาประมาณ 1000-2000 ปี ตามด้วยการเพิ่มของความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กของอีก 10000 ปี ข้างหน้า ( Cox, 1969) แม้ว่าจะมีการกลับขั้วครั้งล่าสุดเมื่อประมาณ 20000 ปีที่ผ่านมาก็ตาม แต่การกลับตัวของสนามแม่เหล็กที่ไร้ซึ่งข้อสงสัยครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 700000 ปีที่ผ่านมา ในปีแรกๆ ของ Paleomagnetic เชื่อว่า ช่วงของขั้นหนึ่งๆ ที่กินเวลาตั้งแต่ 100000 ปีขึ้นไปเรียกว่า epochs แต่ช่วงที่ใช้เวลาประมาณ 10000-100000 ปี จะเรียกกันว่า events ปัจจุบันทราบกันดีว่า การกลับขึ้นจะเกิดขึ้นได้หลากหลาย ช่วงเวลาเริ่มต้นน้อยที่สุดจาก 10000 ปี จนถึง 10 ล้านปี อย่างไรก็ตาม นักธรณีวิทยายังคงใช้คำว่า epochs กับ events ในความหมายเดียวกัน ทั้งๆ ที่ความหมายแตกต่างกัน(epochs ในปัจจุบันมีความหมายเดียวกับ chrons) การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลในหิน pre-Pleistocene ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงขั้นในหินตะกอนหรือหินภูเขาไฟที่ทำให้เกิดลวดลายที่จดจำได้ง่าย ใช้ในจุดประสงค์เพื่อลำดับเหตุการณ์และหาความสัมพันธ์ ดาวแคระขาว
สนามแม่เหล็กในดาวแคระขาวที่พื้นผิวมีความเข้ม ~1 ล้านเกาส์ (100 เทสลา) ซึ่งถูกทำนายโดย P.M.A Blackett ในปี 1947 ซึ่งเป็นผลลัพธ์ของกฎฟิสิกส์ เขาเสนอว่าวัตถุที่ไม่มีประจุที่หมุนอยู่จะสร้างสนามแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับโมเมนตัมเชิงมุม กฎซึ่งเป็นคำล่ำลือนี้บางครั้งเรียกว่า Blackett effect ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่ยอมรับ และในทศวรรษที่ 1950 Blackett ก็ถูกหักล้าง ในทศวรรษ 1960 มีการเสนอว่าดาวแคระขาวควรมีสนามแม่เหล็กเพราะการอนุรักษ์ฟลักซ์แม่เหล็กรวมของพื้นผิวระหว่างการวิวัฒนาการของดาว non-degenerate ไปสู่ดาวแคระขาว สนามแม่เหล็กพื้นผิว ~100 เกาส์ (0.01 เทสลา) ในดาวต้นกำเนิดควรจะกลายเป็นสนามแม่เหล็กพื้นผิว ~100-1002 = 1 ล้านเกาส์ (100 เทสลา) ครั้งหนึ่งที่ดาวมีรัศมีเล็กลงด้วยแฟคเตอร์ 100 สนามแม่เหล็กของดาวแคระขาวที่ถูกพบคือ GJ 742 ที่ตรวจจับได้ว่ามีสนามแม่เหล็กในปี 1970 โดยการแผ่รังสีของแสงcircularly polarized มันถูกคิดว่าสนามพื้นผิวประมาณ 300 ล้านเกาส์ (30 กิโลเทสลา) ตั้งแต่สนามแม่เหล็กถูกค้นพบในดาวแคระขาวมากกว่า 100 ดวง มีสนามแม่เหล็กตั้งแต่ 2×103 ถึง 109 เกาส์ (0.2 เทสลา ถึง 100 กิโลเทสลา) เฉพาะดาวแคระขาวจำนวนไม่มากที่ถูกตรวจสอบสนามของมัน และมีถูกประมาณว่ามีอย่างน้อย 10% ของดาวแคระขาวที่มีสนามแม่เหล็กเกิดกว่า 1 ล้านเกาส์ (100 เทสลา) ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์
ทฤษฎีสนามควอนตัม ถูกสร้างขึ้นในการขยายกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อให้สอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ มันอยู่ในรูปใหม่ในที่สุดในช่วงปลาย ค.ศ. 1940 ในผลงานของ ริชาร์ด ไฟยน์แมน Julian Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga และ Freeman Dyson นี่กลายเป็นข่ายงานของ ฟิสิกส์อนุภาค ยุคใหม่ซึ่งศึกษา แรงพื้นฐาน และ elementary particles ในปี ค.ศ. 1954 Yang Chen Ning และ Robert Mills ได้พัฒนา class ของ gauge theories ซึ่งนำมาซึ่งขอบข่ายของ Standard Model ซึ่งสมบูรณ์เป็นส่วนใหญ่ในช่วง ค.ศ. 1970 และประสบความสำเร็จในการอธิบายอนุภาคมูลฐานเกือบทั้งหมดที่ค้นพบในช่วงนั้น ไฟฟ้า
ความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กกับกระแสจะมีความสำคัญอย่างมาก เพราะมันได้นำไปสู่​​การประดิษฐ์มอเตอร์ไฟฟ้าของไมเคิล ฟาราเดย์ในปี 1821 มอเตอร์ขั้วเหมือน (English: homopolar motor) ของฟาราเดย์ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรวางอยู่ในสระปรอท กระแสจะถูกปล่อยให้ไหลผ่านสายไฟที่ห้อยลงมาจากเดือยหมุนเหนือแม่เหล็กและถุกจุ่มลงไปในปรอท แม่เหล็กจะส่งแรงที่ขนานที่สัมผัสกับเส้นลวด ทำให้มันหมุนเป็นวงกลมรอบแม่เหล็กได้นานเท่าที่กระแสยังคงอยู่[45] ไฟฟ้า
งานของฟาราเดย์และแอมแปร์แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กที่แปรตามเวลาจะทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาของสนามไฟฟ้า และสนามไฟฟ้าที่แปรตามเวลาก็เป็นแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็ก ดังนั้นเมื่อทั้งสองใดสนามหนึ่งมีการเปลี่ยนแปลง อีกสนามหนึ่งก็จำเป็นที่จะถูกเหนี่ยวนำขึ้น[17]:696–700 ปรากฏการณ์เช่นนี้จะมีคุณสมบัติของคลื่น และจะถูกเรียกโดยธรรมชาติว่าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกนำมาวิเคราะห์ในทางทฤษฎีโดยเจมส์ เคิร์ก แมกส์เวลล์ ในปี 1864 แมกซ์เวลล์ได้พัฒนาชุดของสมการที่อาจอธิบายอย่างกำกวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างกันของสนามไฟฟ้า, สนามแม่เหล็ก, ประจุไฟฟ้า, และกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าคลื่นเช่นนั้นจำเป็นที่จะเดินทางด้วยความเร็วของแสง ดังนั้นตัวแสงเองเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า กฎของแมกซ์เวล ซึ่ง รวมแสง, สนาม, และประจุโหลดเป็นหนึ่งเดียวเป็นหนึ่งของเหตุการณ์สำคัญที่สุดของฟิสิกส์ในทางทฤษฎี[17]:696–700 เลเซอร์
การค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับเลเซอร์ เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อเดือนพฤษภาคม ปี 1960 โดย ทีโอดอร์ ไมแมน " (Theodore Maiman) " ที่สถาบันวิจัย ฮิวจ์ " (Hughes Research Laboratories) " ทุกวันนี้เลเซอร์กลายเป็นอุตสาหกรรมที่ทำรายได้หลายพันล้านดอนล่าร์ ผลผลิตจากงานวิจัยเลเซอร์ และกลายเป็นอุปกรณ์ที่มีใช้กันอย่างแพร่หลาย มีให้เห็นอย่างเช่น แผ่นดีวีดี แผ่นซีดี เครื่องเล่นดีวีดี เครื่องอ่านบาร์โค้ด อุปกรณ์ตัดโลหะด้วยเลเซอร์ ฯลฯ จะเห็นได้ว่าเลเซอร์มีการใช้กันอย่างกว้างขวาง ไม่ว่าจะเป็นด้านวิทยาศาสตร์ ด้านอุตสาหกรรม ด้านการแพทย์ หรือแม้กระทั่งด้านการทหาร ก็เพราะว่าเลเซอร์สามารถควบคุมความยาวคลื่นตามที่ต้องการได้ ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดผลกระทบที่สังเกตเห็นได้หลายอย่าง ซึ่งตามประวัติศาสตร์ผลกระทบเหล่านั้นเป็นวิธีการเพื่อการรับรู้การปรากฏตัวของมัน ที่ว่าน้ำสามารถถูกแยกสลายได้โดยกระแสจากเซลล์กัลวานี ผลกระทบนี้ถูกค้นพบโดยวิลเลี่ยม นิโคลสันกับเซอร์ แอนโธนี คาร์ลิเซิล สองนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในปีคริสต์ศักราช 1800 กระบวนการนี้ปัจจุบันเรียกว่า[[การแยกสลายด้วยไฟฟ้า]หรืออิเล็กโตรไลซิส งานของพวกเขาถูกขยายออกไปอย่างมหาศาลโดยไมเคิล ฟาราเดย์ในปี 1833 กระแสไฟฟ้าเมื่อไหลผ่านความต้านทาน มันทำให้เกิดความร้อนอยู่ภายใน ผลกระทบนี้เจมส์ เพรสคอต จูลได้ทำการศึกษามันทางคณิตศาสตร์ในปี 1840[24]:23–24 หนึ่งในการคันพบที่เกี่ยวข้องกับกระแสที่สำคัญที่สุดถูกค้นพบโดยบังเอิญโดยฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตดในปี 1820 เมื่อครั้งที่เขากำลังเตรียมการสอน เขาพบเห็นกระแสในเส้นลวดไปรบกวนเข็มของเข็มทิศแม่เหล็ก[34] เขาได้ค้นพบทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ระดับของการปลดปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยการอาร์กด้วยไฟฟ้าจะสูงพอที่จะสร้างการรบกวนจากแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งสามารถก่อให้เกิดอันตรายกับการทำงานของอุปกรณ์ใกล้เคียง[35] สมการของแมกซ์เวลล์
Faraday's Law : สามารถอธิบายจากสมการได้ว่า "สนามไฟฟ้าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กในหนึ่งหน่วยเวลาและจะเกิดในทิศหมุนวน (สังเกตจาก operator curl)" ซึ่งจากความรู้เบื้องต้นเราทราบมาว่าสนามไฟฟ้าเกิดจากประจุอิสระ แต่จาก Faraday's Law บอกได้ว่าสนามไฟฟ้าสามารถเกิดจากสนามแม่เหล็กได้เช่นกันแต่ต้องเป็นสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาเท่านั้น (ถ้าสนามแม่เหล็กไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาก็จะไม่เกิดสนามไฟฟ้า) สวานเต อาร์เรเนียส
สวานเต ออกัส อาร์เรเนียส (Svante August Arrhenius -19 กุมภาพันธ์, พ.ศ. 2402 - 12 ตุลาคม, พ.ศ. 2470) นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน เดิมเป็นนักฟิสิกส์ แต่ส่วนใหญ่ในวงการยอมรับและเรียกอาร์เรเนียสว่าเป็นนักเคมี เป็นผู้ร่วมก่อตั้งวิชาวิทยาศาสตร์สาขาเคมีฟิสิกส์ ได้มีการตั้งชื่อสมการ "สมการอาร์เรเนียส" และ "หลุมอุกกาบาตดวงจันทร์อารร์เนเนียส" เพื่อเป็นเกียรติแก่เขา นอกจากนี้อาร์เรเนียสยังเป็นผู้คำนวณและพิสูจน์หาปริมาณความร้อนในปรากฏการณ์เรือนกระจกที่โจเซฟ ฟูริเออร์เป็นผู้ค้นพบอีกด้วย วิลเลียม กิลเบิร์ต
วิลเลียม กิลเบิร์ต (William Gilbert) เกิดเมื่อ 24 พฤษภาคม ค.ศ. 1544 โคลเชสเตอร์ ในอังกฤษ และถึงแก่กรรมเมื่อ 30 พฤศจิกายน ค.ศ. 1603 (อาจจะในลอนดอน) เป็นนักวิทยาศาสตร์, นายแพทย์หลวงประจำพระราชินี อะลิซาเบธที่ 1 และพระเจ้าเจมส์ที่ 1 แห่งอังกฤษ ทั้งยังเป็นนักดาราศาสตร์และนักค้นคว้าวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับแม่เหล็กและไฟฟ้า ที่สำคัญคือ เขาเป็นคนค้นคิดคำ "electricity" หรือ ไฟฟ้า นั่นเอง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ฟาราเดย์ได้พัฒนา "สี่เหลี่ยมผืนผ้าหมุน" ซึ่งมีการทำงานเป็น heteropolar นั่นคือแต่ละตัวนำที่แอคทีฟเคลื่อนผ่านอย่างต่อเนื่องในบริเวณที่สนามแม่เหล็กจะอยู่ในทิศทางตรงข้าม การสาธิตสาธารณะเป็นครั้งแรกของ"ระบบเครื่องผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ"ที่มีความแข็งแกร่งระบบหนึ่งเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1886 เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟสขนาดใหญ่ถูกสร้างขึ้นโดยช่างชาวอังกฤษ JEH กอร์ดอน ในปี ค.ศ. 1882 ลอร์ดเคลวิน และ เซบาสเตียน Ferranti ยังพัฒนา alternators รุ่นแรกๆ ผลิตความถี่ระหว่าง 100 และ 300 Hz. ใน ปี ค.ศ. 1891, Nikola Tesla ได้สิทธิบัตรเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ "ความถี่สูง"ในทางปฏิบัติ (ซึ่งทำงานที่ประมาณ 15 กิโลเฮิร์ทซ์) หลังจากปี 1891 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายเฟสถูกนำไป ใช้จ่ายกระแสของหลายเฟสที่แตกต่างกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวต่อมาได้รับการออกแบบให้สามารถจ่ายกระแสสลับที่ความถี่เปลี่ยนแปลงได้ระหว่าง สิบหกถึงประมาณหนึ่งร้อยเฮิรตซ์ สำหรับใช้กับ แสงสว่างแบบอาร์ก, หลอดไฟจุดใส้และมอเตอร์ไฟฟ้า การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
การสลับของสนามแม่เหล็กในอดีตสามารถพบถูกบันทึกอยู่ในแร่เหล็กของแหล่งสะสมตะกอนที่แข็งตัวเป็นหินหรือในลาวาภูเขาไฟที่เย็นตัวลงบนพื้นโลก อย่างไรก็ตามเดิมทีนั้นการสลับของสนามแม่เหล็กโลกในอดีตสังเกตเห็นเป็นครั้งแรกจากค่าผิดปรกติของแถบแม่เหล็กบนพื้นมหาสมุทร ลอว์เลนซ์ มอร์เลย์ เฟรด ไวน์ และ ดรัมมอนด์ แมตทิวส์ได้ทำการเชื่อมต่อการแยกเคลื่อนที่แผ่ออกของพื้นสมุทรในสมมุติฐานมอร์เลย์-ไวน์-แมตทิวส์ [2][3]ซึ่งต่อมานำไปสู่การพัฒนาทฤษฎีเพลตเทคโทนิก ที่ก่อให้เกิดที่ว่าพื้นสมุทรมีการแยกเคลื่อนที่แผ่ออกไปในอัตราที่ค่อนข้างคงที่ นี้ยังผลให้แถบบนพื้นสมุทรจากการที่ขั้วของสนามแม่เหล็กโลกในอดีตสามารถอนุมานได้จากข้อมูลการวัดค่าของเครื่องวัดสนามแม่เหล็กไปตามพื้นสมุทร อย่างไรก็ตามเพราะว่าไม่มีพื้นสมุทรส่วนที่ไม่เกิดการมุดตัว (หรือพื้นสมุทรที่เคลื่อนย้อนมุมต่ำไปบนแผ่นทวีปอย่างเช่นกรณีของโอฟิโอไลต์) ที่มีอายุมากว่าประมาณ 180 ล้านปี ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องใช้วิธีการอื่นๆที่จะตรวจหาการสลับขั้วที่มีอายุแก่กว่านี้ หินตะกอนทั้งหมดประกอบไปด้วยแร่ที่อุดมไปด้วยเหล็กจำนวนเล็กน้อยซึ่งทิศทางการวางตัวได้รับอิทธิพลมาจากสนามแม่เหล็กโลก ณ ช่วงเวลาที่มันสะสมตัวอยู่ ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสมมีความเป็นไปได้ที่จะสกัดข้อมูลความแปรผันในสนามแม่เหล็กออกจากเนื้อหินตะกอนชนิดต่างๆได้ อย่างไรก็ตามกระบวนการการก่อเกิดใหม่ (diagenesis) หลังจากการฝังกลบอาจทำลายหลักฐานของสนามแม่เหล็กดั้งเดิมเหล่านี้ได้ คาร์ล แฟร์ดีนันท์ เบราน์
คาร์ล แฟร์ดีนันท์ เบราน์ (; 6 มิถุนายน ค.ศ. 1850 – 20 เมษายน ค.ศ. 1918) เป็นนักประดิษฐ์และนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันและได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1909 ร่วมกับกูลเยลโม มาร์โกนี ผลงานของเบราน์มีส่วนสำคัญต่อการพัฒนาของเทคโนโลยีวิทยุและโทรทัศน์ เรดาร์
ประวัติศาสตร์ของเรดาร์สามารถกล่าวย้อนไปตั้งแต่สมัยแรกเริ่มค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในปี ค.ศ. 1886 Heinrich Hertz ได้สาธิตคุณสมบัติการสะท้อนของคลื่นวิทยุ ในปี ในปี ค.ศ. 1904 วิศวกรชาวเยอรมัน Hülsmeyer ประสบความสำเร็จในการทดลองตรวจจับเรือที่อยู่ทามกลางหมอกทึบได้สำเร็จ อย่างไรก็ตามเขายังไม่สามารถระบุตำแหน่งของเรือได้ ต่อมาค.ศ. 1917 นิโคลา เทสลาได้อธิบายหลักการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการตรวจจับและวัดความเร็วของวัตถ ในปี ค.ศ. 1922 Albert H. Taylor และ Leo C. Young แห่ง U.S.Naval Research Laboratory (NRL) สาธิตการตรวจจับตำแหน่งของเรือโดยใช้เรดาร์ และต่อมาในปี ค.ศ. 1930 Lawrence A. Hyland แห่งห้องทดลอง NRL เช่นกัน เป็นคนแรกที่สามารถตรวจจับเครื่องบิน(โดยบังเอิญ) โดยใช้เรดาร์ได้สำเร็จ จากความสำเร็จนี้ส่งผลให้มีการจดสิทธิบัตรเรดาร์ชนิด Continuous Wave (CW) ในปี ค.ศ. 1934 วิลเฮ็ล์ม เอดูอาร์ท เวเบอร์
วิลเฮ็ล์ม เอดูอาร์ท เวเบอร์เกิดเมื่อปี ค.ศ. 1804 ที่เมืองวิทเทินแบร์ค เป็นหนึ่งในบุตรจำนวน 13 คนของไมเคิล เวเบอร์ ศาสตราจารย์ด้านเทววิทยาที่มหาวิทยาลัยวิทเทินแบร์ค มีเพียงบุตรชาย 4 คนและบุตรสาว 1 คนที่มีชีวิตเติบโตเป็นผู้ใหญ่ เวเบอร์มีพี่น้องที่เป็นนักวิทยาศาสตร์เช่นกันคือ แอ็นสท์ ไฮน์ริช เวเบอร์ (ค.ศ. 1795–1878) และเอดูอาร์ท เวเบอร์ (ค.ศ. 1806–1871) หลังได้รับการศึกษาจากบิดา เขาเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยมาร์ติน ลูเทอร์แห่งฮัลเลอ-วิทเทินแบร์คและต่อมาดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์พิเศษด้านปรัชญาธรรมชาติที่มหาวิทยาลัยดังกล่าว ในปี ค.ศ. 1831 เวเบอร์ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเกิททิงเงินตามคำแนะนำของคาร์ล ฟรีดริช เกาส์ ในปี ค.ศ. 1833 เวเบอร์และเกาส์ร่วมกันคิดค้นโทรเลขแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อใช้ติดต่อระหว่างหอดูดาวเกิททิงเงินและสถาบันฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยในระยะ 1 กิโลเมตร วิลเฮ็ล์ม วีน
เมื่อ พ.ศ.2439 วิลเฮ็ล์ม วีน ค้นพบกฎการแผ่รังสีของวัตถุดำโดยการทดลอง ซึ่งต่อมาเรียกว่า กฎของวีน เพื่อนร่วมงานของเขาคือ มักซ์ พลังค์ ไม่เชื่อถือการทดลองของวิลเฮ็ล์มจนต้องพยายามใช้ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าและอุณหพลศาสตร์เพื่อสร้างทฤษฎีประกอบผลการทดลอง ได้เป็นกฎของวีน-พลังค์ ซึ่งใช้ได้เฉพาะที่ความถี่สูง ๆ และไม่ถูกต้องที่ความถี่ต่ำ มัคส์ พลังค์พยายามแก้ไข และต่อมาได้เสนอกฎของพลังค์ซึ่งว่า พลังงานแปรผันตรงกับความถี่ของแม่เหล็กไฟฟ้า อันนำไปสู่การพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม อย่างไรก็ดีนั้นน กฎของวีนยังมีรูปแบบที่ใช้ได้อยู่คือ formula_1 ซึ่งว่า สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะมียอดที่ความยาวคลื่น "λ" ซึ่งแปรผกผันกับอุณหภูมิ T ต่อมาในปี พ.ศ. 2454 วิลเฮ็ล์ม วีน ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในฐานะผู้คนพบกฎการแผ่รังสีของวัตถุร้อน