Електромагнетизам је снага најважнија, јер уз гравитационе, јаке нуклеарне и слаба нуклеарна је део фундаменталних сила универзума, које су оне које се не могу објаснити више основних снага. Ова сила делује само на тела набијена електричном енергијом и одговорна је за хемијске и физичке трансформације атома и молекула. Електромагнетизам је присутан свакодневно, како у природним тако и у вештачким појавама.
Шта је електромагнетизам
Преглед садржаја
Када говоримо о термину електромагнетизам у физици, он се односи на спрегу електричних и магнетних појава, као и на интеракцију обе силе. Ово утиче на течности, гасове и чврсте материје.
У природи је електромагнетизам присутан у појавама као што су радиоталаси са Млечног пута, инфрацрвено зрачење тела на собној температури, светлост, ултраљубичасто зрачење Сунца, гама зрачење, северно светло и аустралес, између осталих.
С друге стране, примена електромагнетизма у свакодневном животу је разноврсна. Такав је случај компаса, чије кретање игала генеришу поларни магнетни принципи, а електрични интеракцијом механизма и трења који потичу. Звоно, електрична гитара, електромотор, трансформатори, микроталаси, погони оловке, микрофони, авиони, дигитални фотоапарати, мобилни телефони, термометри, плоче, ултразвучни апарати, модеми, томографи, неки су од најпознатијих објеката у којима се одвија ова појава. и то, у практичној примени, илуструје шта је електромагнетизам.
Шта је електромагнетно поље
То је физичко сензорно поље у којем делују електричне честице произведене електрично наелектрисаним телима или објектима. У овом пољу постоји количина електромагнетне енергије. Али да бисмо боље разумели концепт, важно је разумети како и зашто се генеришу електрично поље и магнетно поље.
Електрично поље се одвија када постоје разлике напона и што је напон већи, поље је веће. Ово је, дакле, простор у коме делују електричне силе. Познавање обима електричног поља омогућиће познавање нивоа интензитета и онога што се дешава са наелектрисањем у одређеном делу поља, без обзира што се не зна шта га узрокује.
Са своје стране, магнетно поље потиче од електричних струја, а што је већа струја, то је поље веће. То је узнемиреност коју магнет производи у региону око себе, како на њега утиче и у ком правцу. Представља се пољским линијама које иду од спољне стране северног пола до јужног пола магнета, а унутра од јужног пола до северног пола. Поменуте линије се никада неће пресећи, па се раздвајају једна од друге и од магнета, паралелне и тангенцијалне правцу поља у тачкама.
Шта је електромагнетни спектар
То је скуп електромагнетних енергија таласа, то јест, сва електромагнетна зрачења у распону од оних са краћом таласном дужином (Кс-зраке, гама зраке), ултраљубичастог зрачења, светлости и инфрацрвеног зрачења, до оних већих дужина (радио таласи).
Спектар предмета или течности биће карактеристична расподела његовог електромагнетног зрачења. Постоји теорија да је граница најкраће таласне дужине приближно Планцкова дужина (мера субатомске дужине), а горња граница дуге таласне дужине је величина самог универзума, иако је спектар континуиран и бесконачан.
Максвелове једначине
Јамес Маквелл је успео да формулише електромагнетну теорију, укључујући електрицитет, магнетизам и светлост као различите изразе истог феномена. Ова хипотеза коју је развио физичар названа је Класична теорија електромагнетног зрачења.
Још од давнина, научници и људи су са фасцинацијом посматрали електромагнетне појаве, попут електростатике, магнетизма и других манифестација у овом пољу, али су тек у 19. веку, захваљујући раду различитих научника, могли да објасне део делова који су чинили слагалицу електромагнетизма какву данас познајемо.
Маквелл је тај који их је објединио у четири једначине: Гауссов закон, Гауссов закон за магнетно поље, Фарадаиев закон и генерализовани Ампереов закон, који су помогли да се дефинише шта је електромагнетизам.
1. Гаусс-ов закон: описује како наелектрисања утичу на електрично поље и утврђује да су ти набоји извори електричног поља све док су позитивни или да тоне ако су негативни. Стога, попут набоја имају тенденцију да се међусобно одбијају, а различити набоји привлаче једни друге. Овај закон на исти начин утврђује да ће електрично поље слабити са растојањем према инверзном квадратном закону (интензитет је обрнуто пропорционалан квадрату растојања од центра исходишта), и дајући му геометријска својства.
2. Гаусс-ов закон магнетизма: наводи да у магнетном пољу не постоје ни извори ни судопери, стога нема магнетних наелектрисања. У недостатку извора и судопера, магнетна поља која генеришу предмети морају се затворити у себи. Због тога ће се, ако се магнет подели на пола, магнетно поље затворити на месту где је пресечен, па ће се створити два магнета са по два пола. То сугерише да би монополи на земљи били немогући.
3. Фарадејев закон: каже да ће се магнетно поље временом променити, активираће га затварањем. Ако се повећа, електрично поље ће бити усмерено у смеру казаљке на сату, а ако се смањи, биће окренуто у супротном смеру. Тада је истина да не само наелектрисања и магнети могу утицати на поља, већ и једни на друге, у оба смера.
У оквиру овог закона, примећује се електромагнетна индукција, која је производња електричних струја магнетним пољима која се временом мењају. Ова појава производи електромоторну силу или напон у телу изложеном магнетном пољу и, како је наведени предмет проводљив, ствара се индукована струја.
4. Амперов закон: објашњава да електрично поље са покретним наелектрисањима (електрична струја) активира магнетно поље затварањем. Електрична струја је веома корисна, јер се помоћу ње могу стварати вештачки магнети, пролазећи наведени елемент кроз завојницу и, имајући магнетно поље, што доводи до тога да што је већа јачина струје, то ће се снага више појачавати. интензитет магнетног поља. Ова врста магнета назива се електромагнет и већина магнетних поља на планети настаје на овај начин.
Гране електромагнетизма
Да бисмо у потпуности разумели шта је електромагнетизам, морамо разумети различите манифестације ових електромагнетних појава: електростатику, магнетостатику, електродинамику и магнетизам.
Електростатика
Електростатика се односи на проучавање електромагнетних појава које потичу из електрично наелектрисаних тела (има вишак - позитивно наелектрисање - или недостатак - негативно наелектрисање - електрона у атомима који га чине) у стању мировања.
Познато је да ако предмети наелектрисани електричном енергијом имају вишак електрона у атомима који их сачињавају, тада ће имати позитиван набој, а негативни набој када им недостаје.
Ова тела врше силе једна на другу. Када се наелектрисани објекат подвргне пољу који припада другом наелектрисаном објекту, на њега ће деловати сила пропорционална величини његовог наелектрисања и јачине поља на његовом месту. Поларитет наелектрисања ће одлучити да ли ће сила бити привлачна (када су различите) или одбојна (када су исте). Електростатика је корисна за проучавање и посматрање електричних олуја.
Магнетизам
То је појава којом се тела међусобно привлаче или одбијају у зависности од врсте наелектрисања. На све постојеће материјале ће се више или мање утицати у складу са њиховим саставом, али једини магнет у природи који је познат је магнетит (који је минерал састављен од два оксида гвожђа и има својство привлачења гвожђа, челика и друга тела).
Магнети имају два подручја у којима се силе манифестују са већом величином, смештена на крајевима и називају се магнетним половима (северни и јужни).
Основно својство интеракције између магнета је да се њихови слични полови међусобно одбијају, док се различити привлаче. То је зато што је овај ефекат повезан са линијама магнетног поља (од северног пола према југу), а када се приближе две супротности, линије прескачу са једног пола на други (придржавају се), овај ефекат ће се смањивати како се удаљеност између њих двоје је веће; Када се приближе два једнака пола, линије почињу да се сабијају према истом полу, а ако су стиснуте, линије се шире, тако да се оба магнета не могу приближити и одбити.
Електродинамика
Проучавајте електромагнетне појаве наелектрисаних тела у покрету и поља, како електричне тако и магнетне променљиве. Унутар њега постоје три пододељка: класични, релативистички и квантни.
- Класични укључује и друге ефекте, попут индукције и електромагнетног зрачења, магнетизма и индукције и електромотора.
- Релативист утврђује да ће, имајући посматрача који се помера из референтног оквира, мерити различите електричне и магнетне ефекте истог феномена, јер се ни електрично поље ни магнетна индукција не понашају као векторске физичке величине.
- Куантум описује интеракцију између бозона (честице које носе интеракцију) и фермиона (честице које носе материју) и користи се за објашњавање атомских структура и односа између сложених молекула.
Магнетостатика
То је проучавање физичких појава у којима константна магнетна поља интервенишу на време, односно произведена су непокретним струјама. То укључује привлачност коју магнет и електромагнет имају на гвожђе и различите метале. Појаве произведене у овом подручју карактерише стварање магнетног поља око магнетизованог тела које губи интензитет са растојањем.
Шта су електромагнетни таласи
То су таласи којима материјални медијум није потребан за њихово ширење, па могу да путују кроз вакуум и константном брзином од 299.792 километара у секунди. Неколико примера ове врсте таласа су светлост, микроталаси, рендгенски зраци и телевизијски и радио пренос.
Зрачења електромагнетног спектра представљају дифракцију (одступање при добијању непрозирног објекта) и интерференцију (суперпозиција таласа), што су типичне особине таласног кретања.
Примена електромагнетних таласа имала је снажан утицај на свет телекомуникација омогућавајући бежичну комуникацију путем радио таласа.
Шта је електромагнетно зрачење
То је ширење електричних и магнетних честица које осцилирају и где свака од њих ствара поље (електрично и магнетно). Ово зрачење узрокује таласе који се могу ширити ваздухом и вакуумом: електромагнетни таласи.
