Lịch sử Điện từ học (Phần 4)

1750 – 1774

Một trong những trí tuệ lỗi lạc làm việc trong thời gian này là Benjamin Franklin, người Mĩ đầu tiên có những đóng góp quan trọng cho khoa học. Đồng thời là một chính khách tài năng, nhà triết học và nhà văn, Franklin đã phát triển một sự mê hoặc sâu sắc với điện học trong thập niên 1740, sau khi ông có một ống thủy tinh và vải vóc để làm thí nghiệm với chúng. Với dụng cụ này và một máy phát tĩnh điện do ông chế tạo, người thợ không biết mệt mỏi đã lao vào một loạt thí nghiệm đưa ông đến chỗ tin rằng chỉ có một loại điện mà thôi, thay vì hai loại mà du Fay đã nêu ra vài năm trước đó.

Franklin lí giải rằng tính chất đẩy và hút quan sát thấy ở các chất khác nhau dưới những trường hợp khác nhau là do hàm lượng tương đối của chất lỏng này bên trong chất, thay vì những loại chất lỏng khác nhau. Ông còn kết luận rằng chất lỏng này tìm thấy trong mọi vật, mặc dù nó có thể truyền từ vật này sang vật kia.

Nghiên cứu của Franklin còn dẫn đến quan sát của ông rằng điện không thể được tạo ra, nó cũng không thể bị mất đi. Thay vì vậy, sự mất điện ở vật này mang lại sự thu thêm điện ở vật kia. Điều này trở nên nổi tiếng là nguyên lí bảo toàn điện tích. Các các nhận thêm điện tích, theo lí thuyết của Franklin, là dương, còn các chất cho đi điện tích là âm. Theo Franklin, chúng ta lần theo một trong những quy ước xưa cũ nhất – và kì lạ nhất – về điện: Nó chuyển từ dương (vật có nhiều điện tích hơn) sang âm (vật có ít điện tích hơn).

Đóng góp nổi tiếng nhất của Franklin cho lĩnh vực này, tất nhiên, là thí nghiệm cái diều của ông. Mối ngờ vực của ông rằng sét và điện chỉ là một và điều tương tự được chứng minh khi tia sét đánh vào cái diều của ông trước một cơn giông bão, truyền xuống một sợi dây ẩm và gây ra một khóa công kích cho tia lửa điện. Sự hiểu biết thấu đáo này dẫn đến phát minh của ông ra cột thu lôi, phát minh thực tiễn đầu tiên xuất hiện trong lĩnh vực điện hãy còn non trẻ và là phát minh đã bảo vệ cho vô số mạng sống con người.

Nghiên cứu của Franklin đã mê hoặc các nhà khoa học và những người khác khắp nước Mĩ và châu Âu, trong đó có một mục sư người Anh tên là Joseph Priestley. Thật ra, Priestley đã gặp Franklin trong một trong những lần lưu trú tạm thời của vị khách người Mĩ ở London và đã được truyền cảm hứng thực hiện một số thí nghiệm của riêng ông. Điều đáng nói là với một người không được đào tạo khoa học chính thống, Priestley đã tiến hành được một quan sát thâm thúy.

Ông bắt đầu với một thí nghiệm trong đó một quả cầu, lơ lửng bên trong một cái chai nhiễm điện, dường như hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi lực. Hành trạng đó đưa Priestley đi đến tư tưởng của ngài Isaac Newton về Định luật Vạn vật hấp dẫn, phát biểu rằng lực hút hấp dẫn giữa Trái đất và các vật khác tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa tâm của Trái đất và tâm của vật. Điều này cũng có nghĩa là những vật nằm bên trong này không chịu lực hấp dẫn nào.

Priestley đã nối kết các chấm đứt quãng đó, lí thuyết hóa một định luật nghịch đảo bình phương cho lực điện, một bước nhảy trí tuệ ấn tượng sớm được chứng minh là chính xác.

Xem lại Phần 1 | Phần 2 | Phần 3

1750 - 1774
1750	John Michell, nhà địa lí người Anh, xuất bản cuốn Chuyên luận về Nam châm nhân tạo, mô tả cách thức chế tạo các nam châm thép mạnh và đưa ra một lời giải thích của khám phá của ông về định luật nghịch đảo bình phương cho lực hút và lực đẩy của các nam châm.
1750	Perh Vilhelm Margentin viết thư cho Viện Hàn lâm Khoa học Thụy Điển, trong đó ông nêu nhận xét về tác động của cực quang lên một kim nam châm bị từ hóa.
1751	Những bức thư của Benjamin Franklin gửi cho một đồng nghiệp được xuất bản thành cuốn Các thí nghiệm và quan sát về Điện. Tác phẩm có nêu quan điểm của Franklin về các điện tích dương và âm, sử dụng các vật dẫn nhọn, cải tiến chai Leyden và một kế hoạch cụ thể cho thí nghiệm cái diều nổi tiếng của ông.
1752	Mối quan hệ giữa sét và điện được chứng minh khi kế hoạch của Benjamin Franklin thu thập điện tích từ một đám mây bão vào một chai Leyden với một cái khóa gắn với một cái diều được thực hiện thành công.
1759	Franz Aepinus, nhà triết học tự nhiên người Đức, xuất bản cuốn Tentamen Theoriae Electricitatis et Magnetismi của ông (“Một nỗ lực đi tìm Lí thuyết của Điện và Từ học”), cuốn sách đầu tiên xem xét điện và từ dưới dạng toán học.
1762	Johann Sulzer, nhà vật lí Thụy Sĩ sinh sống ở Berlin, hình thành trong đầu và tiến hành một thí nghiệm đặt hai kim loại khác nhau trong miệng của ông sao cho chúng chạm vào nhau, tạo ra một cảm giác lạ ở lưỡi. Về cơ bản thì đây chính là phép kiểm tra bằng lưỡi đầu tiên của pin, và nó đã được nhiều nhà khoa học khác lặp lại, trong đó có Alessandro Volta.
1764	Nhà vật lí Thụy Điển Johannes Wilcke phát minh ra một thiết bị đơn giản tạo ra những lượng lớn điện tích, sau này nó trở nên nổi tiếng là máy tích điện.
1767	Joseph Priestley, mục sư người Anh và là kẻ say mê khoa học, suy luận rằng định luật của lực giữa các điện tích phải giống dạng như định luật nghịch đảo bình phương của Newton cho lực hấp dẫn. Cuốn Lịch sử và Tình trạng hiện nay của Điện học của ông được xuất bản, trong đó toàn bộ dữ liệu có sẵn trong lĩnh vực điện thời kì ấy đã được xem xét kĩ lưỡng.
1768	Johannes Wilcke biên soạn và xuất bản biểu đồ góc nghiêng do từ tính đầu tiên bao gồm các phép đo từ khắp địa cầu.
1769	Nhà phát minh người Anh James Watt sáng kế ra động cơ hơi nước, một mẫu thiết kế ông tiếp tục cải tiến trong hai thập kỉ tiếp theo. Cỗ máy được khai thác muộn vào thế kỉ sau đó trong việc sản suất điện quy mô lớn.