Elektromagnetizmas yra svarbiausia jėga, nes kartu su gravitacinės, tvirtą branduolinės ir silpnos branduolinės dalis iš pagrindinių jėgų visatoje, kuri yra tie, kurie negali būti paaiškinta kalbant apie daugiau pagrindinių pajėgų. Ši jėga veikia tik kūnus, turinčius elektrą, ir yra atsakinga už cheminę ir fizinę atomų ir molekulių transformaciją. Elektromagnetizmas yra kasdienis tiek natūraliuose, tiek dirbtiniuose reiškiniuose.
Kas yra elektromagnetizmas
Turinys
Kalbant apie elektromagnetizmo terminą fizikoje, jis reiškia elektrinių ir magnetinių reiškinių jungtį, taip pat abiejų jėgų sąveiką. Tai turi įtakos skysčiams, dujoms ir kietosioms medžiagoms.
Pobūdžio, elektromagnetizmas yra buvimas reiškinių, tokių kaip radijo bangomis iš Paukščių Tako, infraraudonųjų spindulių iš įstaigų kambario temperatūros, šviesos, ultravioletinių saulės spindulių, gama spinduliuotės, Šiaurės šviesų ir australes, be kitų.
Kita vertus, elektromagnetizmo pritaikymas kasdieniame gyvenime yra įvairus. Toks yra kompaso atvejis, kurio adatų judėjimą lemia poliniai magnetiniai principai, o elektrinius - sąveikaujant atsiradusiam mechanizmui ir trinčiai. Durų skambutis, elektrinė gitara, elektros variklis, transformatoriai, mikrobangų krosnelės, rašiklių pavaros, mikrofonai, lėktuvai, skaitmeninės kameros, mobilieji telefonai, termometrai, plokštės, ultragarso aparatai, modemai, tomografai yra vieni iš geriausiai žinomų objektų, kuriuose vyksta šis reiškinys. ir tai, praktiškai taikant, rodo, kas yra elektromagnetizmas.
Kas yra elektromagnetinis laukas
Tai yra fizinis jutimo laukas, kuriame sąveikauja elektrinės dalelės, kurias sukuria elektrą įkraunantys kūnai ar daiktai. Šiame lauke yra elektromagnetinės energijos kiekis. Tačiau norint geriau suprasti sąvoką, svarbu suprasti, kaip ir kodėl susidaro elektrinis laukas ir magnetinis laukas.
Elektrinis laukas vyksta esant įtampos skirtumams ir kuo didesnė įtampa, tuo didesnis laukas. Tai yra erdvė, kurioje veikia elektrinės jėgos. Žinant elektrinio lauko apimtį, bus galima žinoti intensyvumo lygį ir tai, kas vyksta su įkrova tam tikroje lauko dalyje, neatsižvelgiant į tai, kas ją sukelia.
Savo ruožtu magnetinis laukas kyla iš elektros srovių, o kuo didesnė srovė, tuo didesnis laukas. Tai jaudulys, kurį magnetas sukelia aplinkiniame regione, kaip jis jį veikia ir kokia kryptimi. Jį vaizduoja lauko linijos, einančios iš šiaurės ašigalio išorės į magneto pietinį polių, o viduje - nuo pietinio ašigalio iki šiaurės ašigalio. Minėtos linijos niekada nesikirs, todėl jos atsiskiria viena nuo kitos ir nuo magneto, lygiagrečios ir liečiančios lauko kryptį taškuose.
Koks yra elektromagnetinis spektras
Tai yra bangų elektromagnetinių energijų rinkinys, t. Y. Visa elektromagnetinė spinduliuotė, pradedant trumpesnio bangos ilgio (rentgeno, gama spinduliais), ultravioletinių spindulių, šviesos ir infraraudonųjų spindulių spinduliais ir baigiant didesne ilgis (radijo bangos).
Objekto ar skysčio spektras bus būdingas jo elektromagnetinės spinduliuotės pasiskirstymas. Yra teorija, kad trumpiausio bangos ilgio riba yra maždaug Plancko ilgis (subatominio ilgio matas), o viršutinė ilgojo bangos ilgio riba yra pačios visatos dydis, nors spektras yra ištisinis ir begalinis.
Maksvelo lygtys
Jamesui Maxwellui pavyko suformuluoti elektromagnetinę teoriją, įskaitant elektrą, magnetizmą ir šviesą kaip skirtingas to paties reiškinio išraiškas. Ši fiziko sukurta hipotezė buvo vadinama klasikine elektromagnetinio spinduliavimo teorija.
Nuo seniausių laikų mokslininkai ir žmonės stebėjo susižavėjusiais elektromagnetiniais reiškiniais, tokiais kaip elektrostatika, magnetizmas ir kitos šios srities apraiškos, tačiau tik XIX amžiuje, kai įvairių mokslininkų darbo dėka jie sugebėjo paaiškinti dalis kūrinių, iš kurių susidarė šiandien žinomas elektromagnetizmo galvosūkis.
Tai buvo Maxwellas, kuris juos visus suvienijo keturiomis lygtimis: Gauso dėsniu, Gausso dėsniu magnetiniam laukui, Faradėjaus dėsniu ir apibendrintu Ampère'o dėsniu, kurie padėjo apibrėžti, kas yra elektromagnetizmas.
1. Gauso dėsnis: apibūdina, kaip krūviai veikia elektrinį lauką, ir nustato, kad šie krūviai yra elektrinio lauko šaltiniai, jei tik jie yra teigiami, arba, jei jie yra neigiami, jie nusileidžia. Taigi, panašiai kaip mokesčiai yra linkę atbaidyti, o įvairūs mokesčiai - traukia. Šis dėsnis tuo pačiu būdu nustato, kad elektrinis laukas susilpnės atstumu pagal atvirkštinį kvadratinį dėsnį (intensyvumas yra atvirkščiai proporcingas atstumo nuo kilmės centro kvadratui) ir suteikia jam geometrines savybes.
2. Gauso magnetizmo dėsnis: teigia, kad magnetiniame lauke nėra nei šaltinių, nei kriauklių, todėl magnetinių krūvių nėra. Jei nėra šaltinių ir kriauklių, objektų sukurti magnetiniai laukai turi užsidaryti savyje. Štai kodėl, jei magnetas būtų padalytas per pusę, magnetinis laukas užsidarys toje vietoje, kur jis buvo nupjautas, todėl bus sukurti du magnetai su dviem poliais. Tai rodo, kad monopolijos žemėje būtų neįmanomos.
3. Faradėjaus dėsnis: sakoma, kad jei laikui bėgant pasikeis magnetinis laukas, tai jį suaktyvins uždarydamas. Jei jis padidės, elektrinis laukas bus nukreiptas pagal laikrodžio rodyklę, o jei jis sumažės, jis bus nukreiptas į priešingą pusę. Tuomet tiesa, kad ne tik krūviai ir magnetai gali paveikti laukus, bet ir vienas kitą abiem kryptimis.
Pagal šį dėsnį stebima elektromagnetinė indukcija, tai yra elektros srovės gamyba magnetiniais laukais, kurie kinta laikui bėgant. Šis reiškinys sukuria elektromotorinę jėgą ar įtampą kūne, veikiamame magnetinio lauko, ir, kadangi minėtas objektas yra laidus, sukuriama indukuota srovė.
4. Ampère'o dėsnis: paaiškina, kad elektrinis laukas su judančiais krūviais (elektros srovė) aktyvuoja magnetinį lauką uždarydamas. Elektros srovė yra labai naudinga, nes su ja galima sukurti dirbtinius magnetus, praleidžiant minėtą elementą per ritę ir turint magnetinį lauką, dėl kurio kuo didesnis srovės intensyvumas, tuo daugiau galios sustiprės. magnetinio lauko intensyvumas. Šio tipo magnetai vadinami elektromagnetais, ir dauguma magnetinių laukų planetoje susidaro tokiu būdu.
Elektromagnetizmo šakos
Norint iki galo suprasti, kas yra elektromagnetizmas, reikia suprasti skirtingas šių elektromagnetinių reiškinių apraiškas: elektrostatiką, magnetostatiką, elektrodinamiką ir magnetizmą.
Elektrostatika
Elektrostatika nurodo elektromagnetinių reiškinių, kylančių iš elektra įkrautų kūnų (jis turi perteklių - teigiamą krūvį arba trūksta - neigiamą elektronų krūvį jį sudarančiuose atomuose), ramybės būsenoje, tyrimą.
Yra žinoma, kad jei elektra įkrauntuose objektuose juos sudarančiuose atomuose yra elektronų perteklius, tada jie turės teigiamą krūvį ir neigiamą krūvį, kai jiems trūksta.
Šie kūnai daro jėgas vienas kitam. Kai įkrautas objektas bus veikiamas lauko, priklausančio kitam įkrautam objektui, jam bus taikoma jėga, proporcinga jo įkrovos dydžiui ir lauko, esančio jo vietoje, dydžiui. Krūvio poliškumas nulems, ar jėga bus patraukli (kai jos skirtingos), ar atstumianti (kai jos vienodos). Elektrostatika yra naudinga tiriant ir stebint elektrines audras.
Magnetizmas
Tai reiškinys, kuriuo kūnai pritraukia arba atstumia vienas kitą, priklausomai nuo turimo krūvio tipo. Visoms esamoms medžiagoms bus daroma daugiau ar mažiau įtakos pagal jų sudėtį, tačiau vienintelis žinomas magnetas gamtoje yra magnetitas (kuris yra mineralas, susidedantis iš dviejų geležies oksidų ir turintis savybę pritraukti geležį, plieną ir kitos įstaigos).
Magnetai turi dvi sritis, kuriose jėgos pasireiškia didesniu galu ir yra vadinamos magnetiniais poliais (šiaurės ir pietų).
Pagrindinė magnetų sąveikos savybė yra ta, kad jų panašūs poliai atstumia vienas kitą, o skirtingi traukia. Taip yra todėl, kad šis poveikis yra susijęs su magnetinio lauko linijomis (nuo šiaurės ašigalio iki pietų), o artėjant dviem priešingybėms, linijos šokinėja iš vieno ašies į kitą (laikosi), šis efektas sumažės, nes atstumas tarp jų yra didesnis; artėjant dviem vienodiems poliams, linijos pradeda suspausti link to paties poliaus, o jei jos suspaustos, linijos išsiplečia, todėl abu magnetai negali artėti ir atstumti vienas kito.
Elektrodinamika
Jis tiria judančių įkrautų kūnų ir kintančių elektrinių bei magnetinių laukų elektromagnetinius reiškinius. Joje yra trys padaliniai: klasikinis, reliatyvistinis ir kvantinis.
- Klasika apima kitus efektus, tokius kaip indukcija ir elektromagnetinė spinduliuotė, magnetizmas, indukcija ir elektros variklis.
- Reliatyvistas nustato, kad turėdamas stebėtoją, judantį nuo atskaitos rėmo, jis išmatuos skirtingus to paties reiškinio elektrinius ir magnetinius efektus, nes nei elektrinis laukas, nei magnetinė indukcija nesielgia kaip fiziniai vektoriniai dydžiai.
- „Quantum“ apibūdina sąveiką tarp bozonų (dalelių, pernešančių sąveiką) ir fermionų (dalelės, pernešančios medžiagą), ir yra naudojamas paaiškinant atomines struktūras ir ryšius tarp sudėtingų molekulių.
Magnetostatika
Tai yra fizinių reiškinių, į kuriuos laike įsikiša nuolatiniai magnetiniai laukai, tai yra juos sukuria stacionarios srovės, tyrimas. Tai apima trauką, kurią magnetas ir elektromagnetas turi geležyje ir skirtinguose metaluose. Šioje srityje atsiradusiems reiškiniams būdingas magnetinio lauko sukūrimas aplink įmagnetintą kūną, kuris palaipsniui praranda intensyvumą atstumu.
Kas yra elektromagnetinės bangos
Tai yra bangos, kurioms skleisti nereikia materialios terpės, todėl jos gali keliauti vakuumu ir pastoviu 299 792 kilometrų per sekundę greičiu. Keli tokio tipo bangų pavyzdžiai yra šviesa, mikrobangos, rentgeno spinduliai ir televizijos bei radijo perdavimas.
Elektromagnetinio spektro spinduliavimas yra difrakcija (nuokrypis gaunant nepermatomą objektą) ir trukdžiai (bangų superpozicija), kurios yra būdingos bangų judėjimo savybės.
Elektromagnetinių bangų taikymas padarė didelę įtaką telekomunikacijų pasauliui, nes radijo bangomis tapo įmanoma belaidis ryšys.
Kas yra elektromagnetinė spinduliuotė
Tai yra svyruojančių elektrinių ir magnetinių dalelių sklidimas, kur kiekviena iš jų sukuria lauką (elektrinį ir magnetinį). Ši spinduliuotė sukelia bangas, kurios gali plisti ore ir vakuume: elektromagnetinės bangos.
