Sähkömagnetismi on voima tärkein, koska yhdessä painovoiman, vahva ydin- ja heikko ydin- on osa perustavanlaatuinen voimat maailmankaikkeuden, jotka ovat sellaisia, joita ei voida selittää kannalta enemmän perus voimia. Tämä voima vaikuttaa vain sähköön varautuneisiin elimiin ja on vastuussa atomien ja molekyylien kemiallisista ja fysikaalisista muutoksista. Sähkömagneettisuutta esiintyy päivittäin sekä luonnonilmiöissä että keinotekoisissa ilmiöissä.
Mikä on sähkömagneettisuus
Sisällysluettelo
Kun puhumme termistä sähkömagneetti fysiikassa, se viittaa sähköisten ja magneettisten ilmiöiden yhteyteen sekä molempien voimien vuorovaikutukseen. Tämä vaikuttaa nesteisiin, kaasuihin ja kiinteisiin aineisiin.
Luonnossa sähkömagnetismiin on läsnä ilmiöihin, kuten radioaallot päässä Linnunradan, infrapunasäteilyn elinten huoneenlämpötilassa, valo, UV-säteily, jotka ovat peräisin Sun, gamma-säteily, revontulia ja australes, muun muassa.
Toisaalta sähkömagneettisuuden soveltaminen jokapäiväisessä elämässä on monipuolista. Näin on kompassista, jonka neulojen liike syntyy napamagneettisilla periaatteilla ja sähköiset syntyvän mekanismin ja kitkan vuorovaikutuksella. Soittokello, sähkökitara, sähkömoottori, muuntajat, mikroaaltouunit, pendrives, mikrofonit, lentokoneet, digitaalikamerat, matkapuhelimet, lämpömittarit, levyt, ultraäänikoneet, modeemit, tomografit ovat tunnetuimpia esineitä, joissa tämä ilmiö tapahtuu ja että käytännön sovelluksissa on esimerkki siitä, mikä sähkömagneetti on.
Mikä on sähkömagneettinen kenttä
Se on fyysinen aistien kenttä, jossa sähköinen hiukkaset tuotetaan sähköisesti varautunut elinten tai esineet vuorovaikutuksessa. Tällaisessa kentässä on määrä sähkömagneettista energiaa. Mutta käsitteen ymmärtämiseksi paremmin on tärkeää ymmärtää, miten ja miksi sähkökenttä ja magneettikenttä syntyvät.
Sähkökenttä tapahtuu, kun jännite-eroja on ja mitä suurempi jännite, sitä suurempi kenttä. Tämä on sitten tila, jossa sähkövoimat vaikuttavat. Sähkökentän laajuuden tunteminen antaa mahdollisuuden tietää intensiteettitaso ja mitä tapahtuu varauksella tietyssä kentän osassa, riippumatta siitä, mistä ei tiedetä, mikä sen aiheuttaa.
Magneettikenttä puolestaan tulee sähkövirroista, ja mitä suurempi virta, sitä suurempi kenttä. Kiihtyvyys, jonka magneetti tuottaa ympäröivällä alueella, miten se vaikuttaa siihen ja mihin suuntaan. Sitä edustavat kenttäviivat, jotka kulkevat pohjoisnavan ulkopuolelta magneetin etelänavalle ja sisäpuolelta etelänavalta pohjoisnavalle. Mainitut linjat eivät koskaan ristey, joten ne erottuvat toisistaan ja magneetista, yhdensuuntaisesti ja tangentiaalisesti pisteiden kentän suuntaan.
Mikä on sähkömagneettinen spektri
Se on aaltojen sähkömagneettisten energioiden joukko, toisin sanoen kaikki sähkömagneettinen säteily aina lyhyemmillä aallonpituuksilla (röntgensäteet, gammasäteet), ultraviolettisäteilyllä, valolla ja infrapunasäteilyllä aina suurempiin. pituus (radioaallot).
Esineen tai nesteen spektri on sen sähkömagneettisen säteilyn ominaisjakauma. On olemassa teoria, jonka mukaan lyhimmän aallonpituuden raja on suunnilleen Planckin pituus (subatomisen pituuden mittari) ja pitkän aallonpituuden yläraja on maailmankaikkeuden koko, vaikka spektri on jatkuva ja ääretön.
Maxwellin yhtälöt
James Maxwell onnistui muotoilemaan sähkömagneettisen teorian, mukaan lukien sähkö, magnetismi ja valo saman ilmiön erilaisina ilmentyminä. Tätä fyysikon kehittämää hypoteesia kutsuttiin sähkömagneettisen säteilyn klassiseksi teoriaksi.
Muinaisista ajoista lähtien tiedemiehet ja ihmiset havaitsivat kiehtovia sähkömagneettisia ilmiöitä, kuten sähköstaattisuutta, magnetismia ja muita tämän alan ilmenemismuotoja, mutta vasta 1800-luvulla, jolloin eri tutkijoiden työn ansiosta he pystyivät selittämään osa kappaleista, jotka muodostivat sähkömagneettisuuden palapelin, kuten se tunnetaan tänään.
Maxwell yhdisti ne kaikki neljässä yhtälössä: Gaussin laki, Gaussin laki magneettikentälle, Faradayn laki ja yleistetty Ampèren laki, jotka auttoivat määrittelemään, mikä sähkömagneetti on.
1. Gaussin laki: kuvaa kuinka varaukset vaikuttavat sähkökenttään ja vahvistaa, että nämä varaukset ovat sähkökentän lähteitä niin kauan kuin ne ovat positiivisia, tai nielaisee ne, jos ne ovat negatiivisia. Siksi, kuten maksut, yleensä karkottavat toisiaan ja erilaiset maksut houkuttelevat toisiaan. Tämä laki samalla tavoin vahvistaa, että sähkökenttä heikkenee etäisyyden mukaan käänteisen neliölainsäädännön mukaisesti (intensiteetti on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön alkuperäiskeskuksesta) ja antaa sille geometriset ominaisuudet.
2. Gaussin magneettilaki: todetaan, että magneettikentässä ei ole lähteitä eikä nieluja, joten magneettisia varauksia ei ole. Lähteiden ja nielujen puuttuessa esineiden muodostamien magneettikenttien on sulkeuduttava itseensä. Siksi, jos magneetti jaetaan puoliksi, magneettikenttä sulkeutuu alueelle, jolla se leikattiin, joten syntyy kaksi magneettia, joissa kussakin on kaksi napaa. Tämä viittaa siihen, että monopoleja maan päällä olisi mahdotonta.
3. Faradayn laki: sanoo, että jos magneettikenttä muuttuu ajan myötä, se aktivoi sen sulkemalla. Jos se kasvaa, sähkökenttä suuntautuu myötäpäivään, ja jos se pienenee, se suuntautuu vastakkaiseen suuntaan. Silloin on totta, että paitsi varaukset ja magneetit voivat vaikuttaa kenttiin, mutta myös toisiinsa, molempiin suuntiin.
Tässä laissa havaitaan sähkömagneettinen induktio, joka on sähkövirran tuottamista ajan mukaan vaihtelevilla magneettikentillä. Tämä ilmiö tuottaa sähkömoottorin voimaa tai jännitettä magneettikentälle altistuneessa rungossa ja koska mainittu esine on johtavaa, tuotetaan indusoitu virta.
4. Ampèren laki: selittää, että liikkuva varauksella varustettu sähkökenttä (sähkövirta) aktivoi magneettikentän sulkeutumalla. Sähkövirta on erittäin hyödyllinen, koska sen avulla voidaan luoda keinotekoisia magneetteja kulkemalla mainittu elementti kelan läpi ja jolla on magneettikenttä, mikä aiheuttaa sen, että mitä suurempi virran voimakkuus, sitä enemmän tehoa vahvistetaan. magneettikentän voimakkuus. Tämän tyyppistä magneettia kutsutaan sähkömagneetiksi, ja suurin osa planeetan magneettikentistä syntyy tällä tavalla.
Sähkömagneettisuuden haarat
Sähkömagneettisuuden ymmärtämiseksi on ymmärrettävä näiden sähkömagneettisten ilmiöiden erilaiset ilmenemismuodot: sähköstaattinen, magnetostaattinen, elektrodynamiikka ja magnetismi.
Sähköstaattinen
Elektrostaatti viittaa sähkömagneettisten ilmiöiden tutkimukseen, jotka alkavat sähköisesti varautuneista kappaleista (sillä on ylimääräinen - positiivinen varaus - tai puute - negatiivinen varaus - elektronien sen muodostavissa atomissa) lepotilassa.
Tiedetään, että jos sähköllä ladatuilla esineillä on ylimäärä elektroneja niitä muodostavissa atomissa, niillä on positiivinen varaus ja negatiivinen varaus, kun ne ovat puutteellisia.
Nämä elimet käyttävät voimia toisiinsa. Kun varattu esine altistetaan kentälle, joka kuuluu toiseen varautuneeseen esineeseen, siihen kohdistuu voima, joka on verrannollinen sen varauksen suuruuteen ja sen sijainnin kentän voimaan. Latauksen napaisuus päättää, onko voima houkutteleva (kun ne ovat erilaisia) vai vastenmieliset (kun ne ovat samat). Elektrostaatista on hyötyä sähkömyrskyjen tutkimiseen ja havaitsemiseen.
Magnetismi
Se on ilmiö, jolla elimet houkuttelevat tai hylkäävät toisiaan riippuen varauksen tyypistä. Kaikkiin olemassa oleviin materiaaleihin vaikuttaa enemmän tai vähemmän niiden koostumuksen mukaan, mutta ainoa luonnossa tunnettu magneetti on magnetiitti (joka on mineraali, joka koostuu kahdesta rautaoksidista ja jolla on ominaisuus houkutella rautaa, terästä ja muut elimet).
Magneeteilla on kaksi aluetta, joilla voimat ilmenevät suuremmalla voimalla, jotka sijaitsevat päissä ja joita kutsutaan magneettisiksi napoiksi (pohjoinen ja etelä).
Magneettien välisen vuorovaikutuksen perusominaisuus on, että niiden kaltaiset navat karkottavat toisiaan, kun taas erilaiset houkuttelevat. Tämä johtuu siitä, että tämä vaikutus liittyy magneettikentän viivoihin (pohjoisnavasta etelään), ja kun kaksi vastakohtaa lähestyy, viivat hyppäävät yhdestä napasta toiseen (tarttuvat), tämä vaikutus pienenee, kun etäisyys näiden kahden välillä on suurempi; kun kaksi yhtäläistä napaa lähestyy, viivat alkavat puristua kohti samaa napaa, ja jos ne puristuvat, viivat laajenevat, niin että molemmat magneetit eivät voi lähestyä ja torjua toisiaan.
Elektrodynamiikka
Hän tutkii liikkuvien varautuneiden kappaleiden sekä vaihtelevien sähkö- ja magneettikenttien sähkömagneettisia ilmiöitä. Sen sisällä on kolme alajakoa: klassinen, relativistinen ja kvantti.
- Klassikko sisältää muita vaikutuksia, kuten induktio ja sähkömagneettinen säteily, magnetismi sekä induktio ja sähkömoottori.
- Relativisti toteaa, että kun tarkkailija liikkuu vertailukehyksestään, se mittaa saman ilmiön erilaisia sähköisiä ja magneettisia vaikutuksia, koska sähkökenttä ja magneettinen induktio eivät käyttäydy fysikaalisin vektorein.
- Quantum kuvaa vuorovaikutusta bosonien (vuorovaikutusta kantavat hiukkaset) ja fermionien (hiukkaset, jotka kuljettavat ainetta) välillä, ja sitä käytetään selittämään atomirakenteet ja kompleksisten molekyylien väliset suhteet.
Magnetostaatiot
Se on fysikaalisten ilmiöiden tutkimus, jossa vakio magneettikentät puuttuvat ajoissa, toisin sanoen ne ovat tuottaneet paikallaan olevat virrat. Tähän sisältyy vetovoima, joka magneetilla ja sähkömagneetilla on rautaan ja erilaisiin metalleihin. Tällä alueella syntyville ilmiöille on tunnusomaista magneettikentän muodostuminen magneettisen rungon ympärille, joka menettää voimakkuuden etäisyyden mukana.
Mitä ovat sähkömagneettiset aallot
Ne ovat aaltoja, jotka eivät tarvitse etenemiseen materiaalia, joten ne voivat kulkea tyhjiön läpi ja vakionopeudella 299 792 kilometriä sekunnissa. Useat esimerkit tämän tyyppisistä aaltoista ovat valo, mikroaallot, röntgensäteet ja televisio- ja radiolähetykset.
Sähkömagneettisen spektrin säteily aiheuttaa diffraktiota (poikkeama läpinäkymättömän kohteen saamisessa) ja häiriötä (aaltojen päällekkäisyys), jotka ovat tyypillisiä aaltoliikkeen ominaisuuksia.
Sähkömagneettisten aaltojen soveltamisella on ollut voimakas vaikutus televiestinnän maailmaan mahdollistamalla langaton viestintä radioaaltojen kautta.
Mikä on sähkömagneettinen säteily
Se on värähtelevien sähköisten ja magneettisten hiukkasten eteneminen, ja kukin niistä tuottaa kentän (sähköisen ja magneettisen). Tämä säteily saa aikaan aaltoja, jotka voivat levitä ilman ja tyhjiön läpi: sähkömagneettiset aallot.
