Den elektromagnetisme er en kraft av de viktigste, siden sammen med gravitasjons, sterk kjernekraft og svak kjernekraft er en del av de fundamentale kreftene i universet, som er de som ikke kan forklares i form av mer grunnleggende krefter. Denne kraften påvirker bare organer som er ladet med elektrisitet, og er ansvarlig for kjemiske og fysiske transformasjoner av atomer og molekyler. Elektromagnetisme er tilstede på daglig basis, både i naturlige og kunstige fenomener.
Hva er elektromagnetisme
Innholdsfortegnelse
Når vi snakker om begrepet elektromagnetisme i fysikk, refererer det til sammenhengen mellom elektriske og magnetiske fenomener, samt samspillet mellom begge krefter. Dette har en effekt på væsker, gasser og faste stoffer.
I naturen har elektromagnetisme tilstedeværelse i fenomener som radiobølger fra Melkeveien, infrarød stråling fra legemer ved romtemperatur, lys, ultrafiolett stråling fra solen, gammastråling, nordlyset og australier, blant andre.
På den annen side er anvendelsen av elektromagnetisme i hverdagen mangfoldig. Slik er tilfellet med kompasset, hvis bevegelse av nålene genereres av de polære magnetiske prinsippene og de elektriske ved samspillet mellom mekanismen og friksjonen som stammer. Klokken, den elektriske gitaren, den elektriske motoren, transformatorer, mikrobølger, pendriver, mikrofoner, fly, digitale kameraer, mobiltelefoner, termometre, plater, ultralydmaskiner, modemer, tomografier, er noen av de mest kjente gjenstandene der dette fenomenet finner sted. og som i praktiske anvendelser eksemplifiserer hva elektromagnetisme er.
Hva er det elektromagnetiske feltet
Det er et fysisk sensorisk felt i hvilket elektriske partikler produsert ved hjelp av elektrisk ladede legemer eller gjenstander samvirker. I dette feltet er det en mengde elektromagnetisk energi. Men for å bedre forstå konseptet er det viktig å forstå hvordan og hvorfor det elektriske feltet og magnetfeltet genereres.
Det elektriske feltet finner sted når det er spenningsforskjeller og jo høyere spenning, jo større er feltet. Dette er da rommet der elektriske krefter virker. Å vite omfanget av det elektriske feltet vil tillate å vite intensitetsnivået og hva som skjer med en ladning i en bestemt del av feltet, uavhengig av ikke å vite hva som forårsaker det.
På sin side stammer magnetfeltet fra elektriske strømmer, og jo større strøm, jo større er feltet. Det er uro som magneten produserer i regionen rundt den, hvordan den påvirker den og i hvilken retning. Den er representert av feltlinjer som går fra utsiden av nordpolen til magnetens sørpol, og innsiden fra sørpolen til nordpolen. Disse linjene vil aldri krysse hverandre, så de skiller seg fra hverandre og fra magneten, parallelle og tangensielle til feltretningen på punktene.
Hva er det elektromagnetiske spekteret
Det er settet med bølgenes elektromagnetiske energi, det vil si all elektromagnetisk stråling som strekker seg fra de med kortere bølgelengde (røntgenstråler, gammastråler), ultrafiolett stråling, lys og infrarød stråling til de med større lengde (radiobølger).
Spekteret til et objekt eller en væske vil være den karakteristiske fordelingen av dets elektromagnetiske stråling. Det er en teori om at grensen for den korteste bølgelengden er omtrent Planck-lengden (et mål på subatomær lengde) og den øvre grensen for den lange bølgelengden er størrelsen på selve universet, selv om spektret er kontinuerlig og uendelig.
Maxwell-ligninger
James Maxwell klarte å formulere den elektromagnetiske teorien, som omfattet elektrisitet, magnetisme og lys som forskjellige uttrykk for det samme fenomenet. Denne hypotesen utviklet av fysikeren ble kalt den klassiske teorien om elektromagnetisk stråling.
Siden eldgamle tider observerte forskere og mennesker med fascinasjon elektromagnetiske fenomener, som elektrostatikk, magnetisme og andre manifestasjoner innen dette feltet, men det var ikke før på 1800-tallet, da takket være arbeidet til forskjellige forskere, var de i stand til å forklare en del av brikkene som utgjorde elektromagnetismens puslespill som det er kjent i dag.
Det var Maxwell som samlet dem alle i fire ligninger: Gauss's Law, Gauss's Law for the magnet field, Faraday's Law and the generalized Ampère's Law, som var med på å definere hva elektromagnetisme er.
1. Gauss's lov: beskriver hvordan ladninger påvirker det elektriske feltet og fastslår at disse ladningene er kilder til det elektriske feltet så lenge de er positive, eller synker av det samme hvis de er negative. Derfor, som ladninger har en tendens til å avvise, og forskjellige ladninger har en tendens til å tiltrekke seg. Denne loven etablerer på samme måte at det elektriske feltet vil svekkes med avstand under den omvendte kvadratiske loven (intensiteten er omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden fra opprinnelsessenteret), og gir den geometriske egenskaper.
2. Gauss's Magnetism Law: sier at verken kilder eller vasker eksisterer innenfor magnetfeltet, derfor er det ingen magnetiske ladninger. I fravær av kilder og vasker, må magnetfelt som genereres av gjenstander lukke seg inn i seg selv. Derfor, hvis en magnet er delt i to, vil magnetfeltet lukkes i området der den ble kuttet, så to magneter med to poler hver vil bli opprettet. Dette antyder at monopol på jorden ville være umulig.
3. Faradays lov: sier at hvis et magnetfelt endres over tid, vil dette aktivere det ved å lukke. Hvis det øker, vil det elektriske feltet være orientert med urviseren, og hvis det synker, vil det være orientert i motsatt retning. Det er da sant at ikke bare ladninger og magneter kan påvirke feltene, men også hverandre, i begge retninger.
Innenfor denne loven observeres elektromagnetisk induksjon, som er produksjonen av elektriske strømmer av magnetfelt som varierer med tiden. Dette fenomenet produserer elektromotorisk kraft eller spenning i et legeme som er utsatt for et magnetfelt, og som nevnt objekt er ledende, produseres den induserte strømmen.
4. Ampères lov: forklarer at et elektrisk felt med bevegelige ladninger (elektrisk strøm) aktiverer magnetfeltet ved å lukke. Elektrisk strøm er veldig nyttig, siden kunstige magneter med det kan opprettes ved å føre elementet gjennom en spole og ha et magnetfelt, noe som fører til at jo større intensiteten til strømmen er, desto mer blir intensiteten forsterket. magnetfeltintensitet. Denne typen magnet kalles en elektromagnet, og de fleste magnetfeltene på planeten genereres på denne måten.
Grener av elektromagnetisme
For å forstå hva elektromagnetisme er, må man forstå de forskjellige manifestasjonene i disse elektromagnetiske fenomenene: elektrostatikk, magnetostatikk, elektrodynamikk og magnetisme.
Elektrostatikk
Elektrostatikk refererer til studiet av elektromagnetiske fenomener som stammer fra elektrisk ladede legemer (den har overskytende - positiv ladning - eller mangel - negativ ladning - av elektroner i atomene som komponerer den) i ro.
Det er kjent at hvis gjenstander som er ladet med elektrisitet, har overskytende elektroner i atomene som komponerer dem, vil de ha en positiv ladning, og de vil ha en negativ ladning når de er mangelfulle.
Disse kroppene utøver krefter på hverandre. Når et ladet objekt blir utsatt for et felt som tilhører et annet ladet objekt, vil det være utsatt for en kraft proporsjonal med størrelsen på ladningen og feltets plassering. Ladningens polaritet vil avgjøre om styrken vil være attraktiv (når de er forskjellige) eller frastøtende (når de er de samme). Elektrostatikk er nyttig for studier og observasjoner av elektriske stormer.
Magnetismen
Det er fenomenet som organer tiltrekker eller avviser hverandre avhengig av hvilken type ladning de har. Alle materialene som eksisterer vil bli mer eller mindre påvirket i henhold til deres sammensetning, men den eneste kjente magneten i naturen er magnetitt (som er et mineral sammensatt av to jernoksider og har egenskapen til å tiltrekke jern, stål og andre kropper).
Magneter har to områder der kreftene manifesterer seg med større styrke, plassert i endene og kalles magnetpoler (nord og sør).
Den grunnleggende egenskapen til samspillet mellom magneter er at deres lignende poler avviser hverandre, mens de forskjellige tiltrekker seg. Dette er fordi denne effekten er relatert til magnetfeltlinjene (fra nordpolen til sør), og når to motsetninger nærmer seg, hopper linjene fra den ene polen til den andre (holder seg), vil denne effekten reduseres når avstanden mellom de to er større; når to like poler nærmer seg, begynner linjene å komprimere mot samme pol, og hvis de komprimeres, utvides linjene, slik at begge magneter ikke kan nærme seg og frastøte hverandre.
Elektrodynamikk
Han studerer de elektromagnetiske fenomenene til ladede legemer i bevegelse og av variable elektriske og magnetiske felt. Innenfor er det tre underavdelinger: det klassiske, det relativistiske og det kvante.
- Klassikeren inkluderer andre effekter, som induksjon og elektromagnetisk stråling, magnetisme og induksjon og elektrisk motor.
- Relativisten fastslår at det å måle forskjellige elektriske og magnetiske effekter av det samme fenomenet, mens en observatør beveger seg fra referanserammen, siden verken det elektriske feltet eller den magnetiske induksjonen oppfører seg som fysiske vektors størrelse.
- Quantum beskriver samspillet mellom bosoner (partikler som bærer interaksjonen) og fermioner (partikler som bærer materie), og brukes til å forklare atomstrukturer og forhold mellom komplekse molekyler.
Magnetostatika
Det er studiet av fysiske fenomener der konstante magnetfelt griper inn i tid, det vil si at de er produsert av stasjonære strømmer. Dette inkluderer tiltrekningen som magneten og elektromagneten har på jern og forskjellige metaller. Fenomenene som produseres i dette området er preget av dannelsen av et magnetfelt rundt den magnetiserte kroppen som gradvis mister intensitet med avstand.
Hva er elektromagnetiske bølger
De er bølger som ikke trenger et materialmedium for forplantningen, slik at de kan reise gjennom et vakuum og med en konstant hastighet på 299.792 kilometer per sekund. Flere eksempler på disse typer bølger er lys, mikrobølger, røntgenstråler, og TV og radio- sendinger.
Strålingen til det elektromagnetiske spekteret presenterer diffraksjon (avvik når man får et ugjennomsiktig objekt) og interferens (superposisjon av bølger), som er de typiske egenskapene til bølgebevegelse.
Anvendelsen av elektromagnetiske bølger har hatt en sterk innvirkning på verden av telekommunikasjon ved å gjøre trådløs kommunikasjon mulig gjennom radiobølger.
Hva er elektromagnetisk stråling
Det er forplantningen av elektriske og magnetiske partikler som svinger, og hvor hver enkelt genererer et felt (elektrisk og magnetisk). Denne strålingen stammer fra bølger som kan forplante seg gjennom luft og vakuum: elektromagnetiske bølger.
