La découverte du magnétisme
Certains écrits grecs datant d’entre 800 et 600 ans avant J.-C. proposent que la première personne qui aurait pris un aimant et joué avec celui-ci serait un enfant. Par ailleurs, cet enfant aurait placé cette roche mystérieuse, la magnétite (Fe3O4), au bout d’un bâton pour ainsi attirer des objets métalliques. Cette découverte fut fort utile puisque les Grecs ont par la suite poursuivi leurs études sur cette pierre.
Les Chinois avaient aussi découvert les propriétés magnétiques de la magnétite, mais l’utilisaient plutôt pour faire de la divination. Ils ont été les premiers à trouver une utilité au magnétisme. En effet, en plaçant une cuillère faite de magnétite sur une surface liquide, on remarquait que cette dernière pointait toujours le sud. On utilisa donc ce nouvel objet (cuillère et bol d’eau) et on lui donna le nom de «pointeur de sud».
On retrouve aussi des traces de légendes concernant les effets magnétiques de la magnétite chez les Égyptiens et les Mayas.
Les premières études sur le magnétisme
On attribue à l’Anglais William Gilbert (1540-1603) l’honneur d’être le premier à avoir fait une étude scientifique du magnétisme. Il fut d’ailleurs le premier à proposer que la planète Terre soit en fait un gigantesque aimant.
Le Français Charles Coulomb découvrit quant à lui que la force d’attraction entre les aimants diminuait proportionnellement avec le carré de la distance qui séparait les aimants. La compréhension du magnétisme prenait forme.
Une autre découverte très importante fut faite par le Danois Hans Christian Oersted (1777-1851) qui affirma que l’électricité et le magnétisme étaient intimement reliés.
La naissance de l’électromagnétisme
Une compétition féroce entre la France et l’Angleterre fit rage pour faire de nouvelles découvertes sur le lien entre l’électricité et le magnétisme. Vers 1820, François Arago (1786-1853) découvrit qu’une boucle de fil peut induire des comportements magnétiques sur un morceau de fer.
Un collègue, André-Marie Ampère (1775-1836), suggéra quant à lui que faire plusieurs boucles augmenterait l’efficacité magnétique de la boucle de François Arago. Il découvrit aussi que cet électroaimant influence de façon contraire l’aiguille d’une boussole si on change le sens du courant. L’électroaimant venait de naître.
Ce sera par contre à un anglais, Michael Faraday (1791-1867) que reviendra l’honneur d’avoir inventé le premier système permettant de créer un mouvement circulaire continu. Ainsi naquit le premier moteur électrique.
En 1873, le physicien écossais James Clerk Maxwell publia une série d’équations. Elles sont aujourd’hui connues sous le nom « d’équations de Maxwell ». Dans ses travaux, Maxwell a synthétisé le travail fait par d’autres chercheurs en seulement quelques équations, dans lesquelles il unifia clairement l’électricité et le magnétisme.
. Par la suite, les découvertes et les inventions s’enchaînèrent de façon spectaculaire et rapide pour en arriver à l’utilisation que nous faisons aujourd’hui de l’électricité et du magnétisme.
L’utilisation des phénomènes électromagnétiques
Par exemple, tous les moteurs électriques fonctionnent à l’aide d’électroaimants. L'image suivante permet de jeter un coup d’œil sur la façon dont sont conçus les moteurs électriques. Il est intéressant de remarquer la façon dont sont enroulés les fils de cuivres (en orange) à l’intérieur de ce moteur.
Enfin, le magnétisme permet de faire des images spectaculaires de l’intérieur de notre corps. Cette technologie se nomme l’imagerie par résonance magnétique ou IRM. Cette technologie utilisant le magnétisme permet de visualiser l’intérieur de notre corps et ainsi détecter des anomalies, s’il y a lieu.
L'utilisation et l'observation des phénomènes magnétiques
Tout le monde a déjà utilisé un aimant pour afficher un mémo sur le réfrigérateur ou pour placer une affiche sur le tableau de la classe. Cependant, l’utilisation des aimants et du magnétisme dépasse largement l’affichage de papier.
Les boussoles utilisent aussi le magnétisme pour pouvoir fonctionner. En réalité, l’aiguille d’une boussole est un aimant que l’on a taillé en forme allongée et que l’on a placé sur un pivot. Cet aimant n’a plus qu’à s’orienter dans le champ magnétique naturel de la terre pour indiquer la direction du nord de la planète.