Електромагнетизм є сила найбільш важливим, так як поряд з гравітаційним, сильним ядерним і слабким ядерним є частиною основних сил Всесвіту, які є ті, які не можуть бути пояснені з точки зору більш основних сил. Ця сила впливає лише на тіла, заряджені електрикою, і відповідає за хімічні та фізичні перетворення атомів і молекул. Електромагнетизм присутній щодня як у природних, так і в штучних явищах.
Що таке електромагнетизм
Зміст
Коли ми говоримо про термін електромагнетизм у фізиці, він має на увазі сполучення електричних і магнітних явищ, а також взаємодію обох сил. Це впливає на рідини, гази та тверді речовини.
У природі електромагнетизм присутній у таких явищах, як радіохвилі від Чумацького Шляху, інфрачервоне випромінювання від тіл кімнатної температури, світло, ультрафіолетове випромінювання від Сонця, гамма-випромінювання, північне сяйво та australes, серед інших.
З іншого боку, застосування електромагнетизму в повсякденному житті різноманітне. Такий випадок із компасом, рух голки якого породжується полярними магнітними принципами, а електричні - взаємодією механізму та тертя, що виникають. Дверний дзвінок, електрогітара, електродвигун, трансформатори, мікрохвильовки, накопичувачі ручок, мікрофони, літаки, цифрові фотоапарати, стільникові телефони, термометри, пластини, ультразвукові апарати, модеми, томографи - одні з найвідоміших об'єктів, в яких відбувається це явище. і це, у практичному застосуванні, ілюструє, що таке електромагнетизм.
Що таке електромагнітне поле
Це сенсорне фізичне поле, в якому взаємодіють електричні частинки, що утворюються електрично зарядженими тілами або предметами. У цьому полі є кількість електромагнітної енергії. Але для кращого розуміння концепції важливо зрозуміти, як і чому генеруються електричне поле та магнітне поле.
Електричне поле має місце, коли є різниці напруг і чим вище напруга, тим більше поле. Отже, це простір, де діють електричні сили. Знання обсягу електричного поля дозволить знати рівень напруженості та те, що відбувається із зарядом у певній частині поля, незалежно від того, що невідомо, що це спричиняє.
Зі свого боку, магнітне поле походить від електричних струмів, і чим більший струм, тим більше поле. Це збудження, яке виробляє магніт в області навколо нього, як він впливає на нього і в якому напрямку. Він представлений лініями поля, які йдуть від зовнішньої сторони північного полюса до південного полюса магніту, і всередині від південного полюса до північного полюса. Зазначені лінії ніколи не перетинатимуться, тому вони відокремлюються одна від одної та від магніту, паралельні та дотичні до напрямку поля в точках.
Що таке електромагнітний спектр
Це набір електромагнітних енергій хвиль, тобто все електромагнітне випромінювання, починаючи від випромінювання з коротшою довжиною хвилі (рентгенівські промені, гамма-промені), ультрафіолетового випромінювання, світла та інфрачервоного випромінювання, до вищих довжина (радіохвилі).
Спектр об'єкта або рідини буде характерним розподілом його електромагнітного випромінювання. Існує теорія, згідно з якою межа найкоротшої довжини хвилі приблизно дорівнює довжині Планка (міра субатомної довжини), а верхня межа довжини довжини хвилі - це розмір самого Всесвіту, хоча спектр є безперервним і нескінченним.
Рівняння Максвелла
Джеймсу Максвеллу вдалося сформулювати електромагнітну теорію, включаючи електрику, магнетизм і світло як різні вирази одного і того ж явища. Ця гіпотеза, розроблена фізиком, отримала назву Класична теорія електромагнітного випромінювання.
З давніх часів вчені та люди із захопленням спостерігали електромагнітні явища, такі як електростатика, магнетизм та інші прояви в цій галузі, але лише в 19 столітті, завдяки роботам різних вчених, вони змогли пояснити частина частин, що склали загадку електромагнетизму, як це відомо сьогодні.
Саме Максвелл об’єднав їх усіх у чотири рівняння: закон Гаусса, закон Гаусса для магнітного поля, закон Фарадея та узагальнений закон Ампера, які допомогли визначити, що таке електромагнетизм.
1. Закон Гаусса: описує, як заряди впливають на електричне поле, і встановлює, що ці заряди є джерелами електричного поля, якщо вони позитивні, або падають, якщо вони від’ємні. Отже, подібно до зарядів, як правило, відштовхують один одного, а різні заряди, як правило, приваблюють один одного. Цей закон так само встановлює, що електричне поле буде слабшати з відстанню за зворотним квадратичним законом (напруженість обернено пропорційна квадрату відстані від центру початку), і наділяючи його геометричними властивостями.
2. Закон магнетизму Гаусса: стверджує, що в магнітному полі немає ні джерел, ні поглиначів, отже, немає магнітних зарядів. За відсутності джерел та раковин магнітні поля, що генеруються предметами, повинні закриватися в собі. Ось чому, якщо магніт розділити навпіл, магнітне поле закриється в тій області, де він був розрізаний, тому буде створено два магніти з двома полюсами в кожному. Це говорить про те, що монополі на землі були б неможливими.
3. Закон Фарадея: говорить, що якщо магнітне поле змінюється з часом, це активує його, закриваючись. Якщо воно збільшиться, електричне поле буде орієнтоване за годинниковою стрілкою, а якщо зменшиться, воно буде орієнтоване в протилежному напрямку. Тоді правда, що не тільки заряди та магніти можуть впливати на поля, а й один на одного в обох напрямках.
В рамках цього закону спостерігається електромагнітна індукція, яка є виробництвом електричних струмів магнітними полями, які змінюються з часом. Це явище виробляє електрорушійну силу або напругу в тілі, що зазнає дії магнітного поля, і, оскільки зазначений об'єкт є провідним, створюється індукований струм.
4. Закон Ампера: пояснює, що електричне поле з рухомими зарядами (електричний струм) активує магнітне поле, замикаючись. Електричний струм дуже корисний, оскільки за допомогою нього можна створювати штучні магніти, пропускаючи згаданий елемент через котушку і маючи магнітне поле, що призводить до того, що чим більша інтенсивність струму, тим більше інтенсивність буде посилюватися. напруженість магнітного поля. Цей тип магнітів називають електромагнітом, і більшість магнітних полів на планеті генеруються таким чином.
Галузі електромагнетизму
Щоб повністю зрозуміти, що таке електромагнетизм, треба зрозуміти різні прояви цих електромагнітних явищ: електростатику, магнітостатику, електродинаміку та магнетизм.
Електростатика
Електростатика відноситься до вивчення електромагнітних явищ, що виникають в електрично заряджених тілах (він має надлишок - позитивний заряд - або відсутність - негативний заряд - електронів в атомах, що його складають) у стані спокою.
Відомо, що якщо у об’єктів, заряджених електрикою, в атомах, що їх складають, є надлишок електронів, тоді вони матимуть позитивний заряд, а негативний - при дефіциті.
Ці тіла надають сили один на одного. Коли на заряджений об'єкт впливає поле, що належить іншому зарядженому об'єкту, на нього буде діяти сила, пропорційна величині його заряду та сили поля в його місці. Полярність заряду вирішить, чи сила буде привабливою (коли вони різні) чи відштовхувальною (коли вони однакові). Електростатика корисна для вивчення та спостереження за електричними бурями.
Магнетизм
Це явище, за допомогою якого тіла притягують або відштовхують одне одного залежно від типу заряду, який вони мають. На всі існуючі матеріали буде впливати більший чи менший вплив відповідно до їх складу, але єдиним відомим у природі магнітом є магнетит (мінерал, що складається з двох оксидів заліза і має властивість залучати залізо, сталь та інші тіла).
Магніти мають дві області, де сили проявляються з більшою величиною, розташовані на кінцях і називаються магнітними полюсами (північний і південний).
Основна властивість взаємодії між магнітами полягає в тому, що їх подібні полюси відштовхують один одного, тоді як різні притягуються. Це пов’язано з тим, що цей ефект пов’язаний з лініями магнітного поля (від північного полюса до південного), і коли наближаються дві протилежності, лінії перескакують з одного полюса на інший (дотримуються), цей ефект буде зменшуватися у міру відстані між двома більший; Коли два рівні полюси наближаються, лінії починають стискатися до одного полюса, і якщо вони стискаються, то лінії розширюються, так що обидва магніти не можуть наблизитися і відштовхувати один одного.
Електродинаміка
Він вивчає електромагнітні явища заряджених тіл в русі та змінних електричних та магнітних полів. У ній є три підрозділи: класичний, релятивістський і квантовий.
- Класика включає інші ефекти, такі як індукція та електромагнітне випромінювання, магнетизм та індукція та електродвигун.
- Релятивіст встановлює, що, маючи спостерігача, який рухається від своєї системи відліку, він вимірюватиме різні електричні та магнітні ефекти одного і того ж явища, оскільки ні електричне поле, ні магнітна індукція не поводяться як векторні фізичні величини.
- Квант описує взаємодію між бозонами (частинками, що несуть взаємодію) та ферміонами (частинками, що несуть речовину), і використовується для пояснення атомних структур та взаємозв’язків між складними молекулами.
Магнітостатики
Це вивчення фізичних явищ, при яких постійні магнітні поля втручаються в часі, тобто вони створюються нерухомими струмами. Сюди входить притягання магнітом та електромагнітом до заліза та різних металів. Явища, що утворюються в цій області, характеризуються створенням магнітного поля навколо намагніченого тіла, яке втрачає інтенсивність з відстанню.
Що таке електромагнітні хвилі
Вони являють собою хвилі, яким для розповсюдження не потрібне матеріальне середовище, тому вони можуть подорожувати через вакуум і з постійною швидкістю 299 792 кілометри на секунду. Кілька прикладів цих типів хвиль - це світло, мікрохвилі, рентген, телевізійні та радіопередачі.
Випромінювання електромагнітного спектра представляє дифракцію (відхилення при отриманні непрозорого об'єкта) та інтерференцію (суперпозиція хвиль), що є типовими властивостями хвильового руху.
Застосування електромагнітних хвиль справило сильний вплив на світ телекомунікацій, зробивши можливим бездротовий зв'язок через радіохвилі.
Що таке електромагнітне випромінювання
Це поширення коливальних електричних і магнітних частинок, і де кожна генерує поле (електричне та магнітне). Це випромінювання породжує хвилі, які можуть поширюватися через повітря та вакуум: електромагнітні хвилі.
