The elektromagnetik adalah satu kuasa yang paling penting, kerana bersama-sama dengan nuklear graviti, kuat nuklear dan lemah adalah sebahagian daripada kuasa asas alam semesta, iaitu mereka yang tidak dapat dijelaskan dengan merujuk kepada daya yang lebih asas. Ini daya hanya memberi kesan kepada badan-badan didakwa elektrik, dan bertanggungjawab untuk perubahan-perubahan kimia dan fizikal atom dan molekul. Elektromagnetisme terdapat setiap hari, baik dalam fenomena semula jadi dan buatan.
Apa itu elektromagnetisme
Isi kandungan
Apabila kita membincangkan istilah elektromagnetisme dalam fizik, ia merujuk kepada gabungan fenomena elektrik dan magnet, serta interaksi kedua-dua daya. Ini mempunyai kesan terhadap cecair, gas dan pepejal.
Secara semula jadi, elektromagnetisme terdapat dalam fenomena seperti gelombang radio dari Bima Sakti, radiasi inframerah dari badan pada suhu bilik, cahaya, sinaran ultraviolet dari Matahari, sinaran gamma, lampu utara dan australes, antara lain.
Sebaliknya, penerapan elektromagnetisme dalam kehidupan seharian adalah pelbagai. Begitulah keadaan kompas, yang pergerakan jarumnya dihasilkan oleh prinsip magnet kutub dan yang elektrik dengan interaksi mekanisme dan geseran yang berasal. Bel pintu, gitar elektrik, motor elektrik, transformer, gelombang mikro, pen drive, mikrofon, kapal terbang, kamera digital, telefon bimbit, termometer, pinggan, mesin ultrasound, modem, tomograf, adalah beberapa objek yang paling terkenal di mana fenomena ini berlaku. dan bahawa, dalam aplikasi praktikal, menunjukkan apa itu elektromagnetisme.
Apakah medan elektromagnetik
Ia adalah medan deria fizikal di mana zarah elektrik yang dihasilkan oleh badan atau objek bercas elektrik berinteraksi. Dalam bidang seperti itu, terdapat sejumlah tenaga elektromagnetik. Tetapi untuk memahami konsep dengan lebih baik, penting untuk memahami bagaimana dan mengapa medan elektrik dan medan magnet dihasilkan.
Medan elektrik berlaku apabila terdapat perbezaan voltan dan semakin tinggi voltan, semakin besar medan. Ini adalah ruang di mana daya elektrik bertindak. Mengetahui ruang lingkup medan elektrik akan memungkinkan untuk mengetahui tahap intensiti dan apa yang berlaku dengan cas di bahagian medan tertentu, tanpa mengira apa yang menyebabkannya.
Sebahagiannya, medan magnet berasal dari arus elektrik, dan semakin besar arus, semakin besar medan. Kegelisahan yang dihasilkan oleh magnet di kawasan di sekelilingnya, bagaimana ia mempengaruhi dan ke arah mana. Ini diwakili oleh garis medan yang bergerak dari luar kutub utara ke kutub selatan magnet, dan di dalam dari kutub selatan ke kutub utara. Garis-garis tersebut tidak akan berpotongan, jadi ia saling terpisah antara satu sama lain dan dari magnet, selari dan tangen ke arah medan pada titik.
Apakah spektrum elektromagnetik
Ini adalah kumpulan energi elektromagnetik gelombang, artinya, semua radiasi elektromagnetik mulai dari yang mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek (sinar-X, sinar gamma), radiasi ultraviolet, cahaya dan sinaran inframerah, hingga yang lebih besar panjang (gelombang radio).
Spektrum objek atau cecair akan menjadi ciri penyebaran sinaran elektromagnetiknya. Terdapat teori bahawa had panjang gelombang terpendek adalah kira-kira panjang Planck (ukuran panjang subatom) dan had atas panjang gelombang panjang adalah ukuran alam semesta itu sendiri, walaupun spektrumnya berterusan dan tidak terbatas.
Persamaan Maxwell
James Maxwell berjaya merumuskan teori elektromagnetik, merangkumi elektrik, magnet dan cahaya sebagai ungkapan yang berbeza dari fenomena yang sama. Hipotesis yang dikembangkan oleh ahli fizik ini disebut Teori Klasik Sinaran Elektromagnetik.
Sejak zaman kuno, para saintis dan orang mengamati fenomena elektromagnetik yang memikat, seperti elektrostatik, magnet dan manifestasi lain dalam bidang ini, tetapi tidak sampai abad ke-19, ketika berkat karya saintis yang berbeza, mereka dapat menjelaskan bahagian dari bahagian-bahagian yang membentuk teka-teki elektromagnetisme seperti yang diketahui hari ini.
Maxwell yang menyatukan semuanya dalam empat persamaan: Hukum Gauss, Hukum Gauss untuk medan magnet, Hukum Faraday, dan Hukum Ampere yang digeneralisasikan, yang membantu menentukan apa itu elektromagnetisme.
1. Undang-undang Gauss: menerangkan bagaimana cas mempengaruhi medan elektrik dan menetapkan bahawa cas ini adalah sumber medan elektrik selagi positif, atau tenggelam jika negatif. Oleh itu, caj seperti cenderung saling menghalau dan caj berbeza cenderung menarik antara satu sama lain. Undang-undang ini dengan cara yang sama menetapkan bahawa medan elektrik akan melemah dengan jarak di bawah undang-undang kuadratik terbalik (intensitasnya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari pusat asal), dan memberinya sifat geometri.
2. Hukum Magnetisme Gauss: menyatakan bahawa tidak ada sumber atau tenggelam di dalam medan magnet, oleh itu, tidak ada cas magnet. Sekiranya tiada sumber dan tenggelam, medan magnet yang dihasilkan oleh objek mesti dekat pada diri mereka sendiri. Itulah sebabnya, jika magnet dibahagi dua, medan magnet akan ditutup di kawasan di mana ia dipotong, sehingga dua magnet dengan dua kutub masing-masing akan dibuat. Ini menunjukkan bahawa monopol di bumi adalah mustahil.
3. Hukum Faraday: mengatakan bahawa jika medan magnet berubah dari masa ke masa, ini akan mengaktifkannya dengan menutup. Sekiranya meningkat, medan elektrik akan berorientasi mengikut arah jam, dan jika menurun, ia akan berorientasi pada arah yang berlawanan. Maka benar bahawa bukan sahaja cas dan magnet dapat mempengaruhi medan, tetapi juga satu sama lain, di kedua arah.
Dalam undang-undang ini, induksi elektromagnetik diperhatikan, yang merupakan pengeluaran arus elektrik oleh medan magnet yang berbeza mengikut masa. Fenomena ini menghasilkan daya atau voltan elektromotif dalam badan yang terdedah ke medan magnet dan, seperti objek tersebut adalah konduktif, arus yang diinduksi dihasilkan.
4. Hukum Ampere: menjelaskan bahawa medan elektrik dengan cas bergerak (arus elektrik) mengaktifkan medan magnet dengan menutup. Arus elektrik sangat berguna, kerana dengannya magnet buatan dapat dibuat, dengan melewati elemen tersebut melalui gegelung dan, dengan medan magnet, yang menyebabkan semakin besar intensiti arus, semakin banyak daya akan diperkuat. keamatan medan magnet. Jenis magnet ini disebut elektromagnet, dan kebanyakan medan magnet di planet ini dihasilkan dengan cara ini.
Cabang elektromagnetisme
Untuk memahami sepenuhnya apa itu elektromagnetisme, seseorang mesti memahami manifestasi yang berlainan dalam fenomena elektromagnetik ini: elektrostatik, magnetostatik, elektrodinamik dan kemagnetan.
Elektrostatik
Elektrostatik merujuk kepada kajian fenomena elektromagnetik yang berasal dari badan yang dicas elektrik (ia mempunyai kelebihan - cas positif - atau kekurangan - cas negatif - elektron dalam atom yang menyusunnya) pada waktu rehat.
Telah diketahui bahawa jika objek yang dibebankan dengan elektrik mempunyai lebihan elektron dalam atom yang menyusunnya, maka mereka akan mempunyai muatan positif, dan mereka akan mempunyai cas negatif apabila kekurangan.
Badan-badan ini saling memberi kekuatan. Apabila objek bermuatan dikenakan ke medan milik objek bermuatan yang lain, ia akan dikenakan daya yang sebanding dengan besarnya casnya dan medan di lokasinya. Kekutuban cas akan menentukan sama ada daya akan menarik (ketika mereka berbeza) atau tolak (ketika mereka sama). Elektrostatik berguna untuk kajian dan pemerhatian ribut elektrik.
Kemagnetan
Ini adalah fenomena di mana badan menarik atau menghalau satu sama lain bergantung pada jenis caj yang mereka ada. Semua bahan yang ada akan lebih kurang dipengaruhi mengikut komposisi mereka, tetapi satu-satunya magnet yang diketahui di alam semula jadi adalah magnetit (yang merupakan mineral yang terdiri daripada dua oksida besi dan mempunyai sifat menarik besi, besi dan badan lain).
Magnet mempunyai dua kawasan di mana kekuatan menampakkan diri dengan magnitud yang lebih besar, terletak di hujungnya dan disebut kutub magnet (utara dan selatan).
Sifat asas interaksi antara magnet adalah tiang seperti mereka saling tolak, sementara yang berbeza menarik. Ini kerana kesan ini berkaitan dengan garis medan magnet (dari kutub utara ke selatan), dan ketika dua lawan arah mendekati, garis melompat dari satu tiang ke tiang yang lain (mematuhi), kesan ini akan berkurang seiring jarak antara keduanya lebih besar; ketika dua tiang sama mendekati, garis mulai memampatkan ke arah tiang yang sama, dan jika dimampatkan, garis mengembang, sehingga kedua magnet tidak dapat mendekati dan saling tolak satu sama lain.
Elektrodinamik
Dia mengkaji fenomena elektromagnet badan bermuatan yang bergerak dan medan elektrik dan magnet yang berubah-ubah. Di dalamnya, terdapat tiga subbahagian: klasik, relativistik dan kuantum.
- Klasik merangkumi kesan lain, seperti sinaran aruhan dan elektromagnetik, magnet dan aruhan dan motor elektrik.
- Relativist menetapkan bahawa, setelah pemerhati bergerak dari kerangka acuannya, ia akan mengukur kesan elektrik dan magnet yang berlainan dari fenomena yang sama, kerana medan elektrik dan aruhan magnet tidak berperilaku sebagai magnetik fizikal vektor.
- Quantum menerangkan interaksi antara boson (zarah yang membawa interaksi) dan fermion (zarah yang membawa bahan), dan digunakan untuk menjelaskan struktur atom dan hubungan antara molekul kompleks.
Magnetostatik
Ini adalah kajian fenomena fizikal di mana medan magnet berterusan campur tangan dalam masa, iaitu, ia telah dihasilkan oleh arus pegun. Ini termasuk daya tarikan yang dimiliki magnet dan elektromagnet pada besi dan logam yang berbeza. Fenomena yang dihasilkan di kawasan ini dicirikan oleh penciptaan medan magnet di sekitar badan magnet yang kehilangan intensiti dengan jarak.
Apakah gelombang elektromagnetik
Mereka adalah gelombang yang tidak memerlukan media material untuk penyebarannya, sehingga mereka dapat melakukan perjalanan melalui vakum dan dengan kecepatan tetap 299,792 kilometer sesaat. Beberapa contoh gelombang jenis ini adalah cahaya, gelombang mikro, sinar-X, dan transmisi televisyen dan radio.
Sinaran spektrum elektromagnetik terdapat difraksi (penyimpangan ketika memperoleh objek legap) dan gangguan (superposisi gelombang), yang merupakan sifat khas pergerakan gelombang.
Penerapan gelombang elektromagnetik telah memberi kesan yang kuat pada dunia telekomunikasi dengan menjadikan komunikasi tanpa wayar dapat dilakukan melalui gelombang radio.
Apa itu sinaran elektromagnetik
Ini adalah penyebaran zarah elektrik dan magnetik berayun, dan di mana masing-masing menghasilkan medan (elektrik dan magnet). Sinaran ini berasal gelombang yang dapat menyebarkan melalui udara dan vakum: gelombang elektromagnetik.
