الکترومغناطیس

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری, جستجو

بسیاری از خواص مواد سرشت الکترومغناطیسی دارند,که کشسانی جامدات و کشش سطحی مایعات از آن جمله اند.نیروی فنر,اصطکاک و نیروی عمود بر سطح تماس,همه از نیروی الکترو معناطیسی بین اتم ها سرچشمه می گیرند.

در بین مثال های پدیده الکترومغناطیس می‌توان به نیروی بین بارهای الکتریکی,مانند آنچه بین الکترون و هسته در یک اتم وجود دارد؛حرکت یک جسم باردار تحت تاثیر میدان الکتریکی خارجی,مانند حرکت یک الکترون در یک باریکه نوسان نما؛شارش بارهای الکتریکی در مدارها و رفتار اجزای مدارها؛نیروی بین آهنرباهای دائمی و خواص مواد مغناطیسی؛و تابش الکترومغناطیسی اشاره کرد,که سرانجام به مطالعه اپتیک,و سرشت انتشار نور می انجامد.

وجوه اشتراک سه پدیده زیر چیست؟

1)کلید چراغ را در اتاقتان روشن می کنید.مصرف سوخت در نیروگاه انرژی الکترومغناطیسی تولید می کند.این کار با چرخاندن حلقه ای از سیم رسانای الکتریکی در نزدیکی یک مغناطیس صورت می گیرد.سرانجام قسمتی از این انرژی به الکترون های موجود در رشته لامپ اتاقتان منتقل می شود,که انرژی را به نور مرئی تبدیل می کند.

2)دستوری را روی صفحه کلید کامپیوترتان وارد می کنید.جویباری از الکترون ها تشکیل می شود تا دستور شما را منتقل کند.چندین هزار مسیر ممکن برای الکترون ها در مدارهای کامپیوتر وجود دارد,ولی اغلب آنها به وسیله ی دریچه های الکترونیکی بسته اند.الکترونها فقط می‌توانند از دریچه هایی عبور کنند که بنابر دستور شما باز شده اند,به طوری که باریکه الکترون ها به مقصدشان می رسند و فرمان شما اجرا می شود.

3)دکمه ی انتخاب کانال را روی دستگاه کنترل از راه دور تلویزیون خود فشار می دهید.امواج الکترومغناطیسی از دستگاه کنترل از راه دور به گیرنده ای در داخل تلویزیون می رسد,که به وسیله آن تلویزیون برای دریافت امواج الکترومغناطیسی دیگری تنظیم می شود که از ماهواره گردنده به دور زمین در ارتفاع زیاد سر چشمه می گیرد.امواجی که از ماهواره به دستگاه تلویزیون می رسند,دستورهایی را فراهم می آورند که دستگاه با استفاده از نیروهای الکتریکی و مغناطیسی باریکه ای از الکترون ها را متمرکز و هدایت می کند تا به صفحه نمایش لامپ تصویر برخورد کرده تصویری مرئی به وجود آورد.

عامل مشترک بین این پدیده های گوناگون,آن است که همه آنها به نیروهایی وابسته اند که آنها را با عنوان الکتریکی یا مغناطیسی توصیف می کنیم.این نیروهای برای کنترل و هدایت جریان انرژی یا ذرات به کار می روند.این نیروها اساس مطالعه پدیده الکترومغناطیس را تشکیل می دهند.تمام آثار الکترومغناطیسی را می‌توان به وسیله مجموعه ای از چهار معادله ی بنیادی تشریح کرد که به آنها معادلات ماکسول می گوییم.این معادلات قوانین منفرد الکترومغناطیس را نشان می دهند.

دو پدیده ی الکتریسیته و مغناطیس را نمی‌توان از هم جدا کرد.بعضی از پدیده های الکتریکی آثار مغناطیسی به وجود می آورند,و برخی از پدیده های مغناطیسی آثار الکتریکی ایجاد می کنند.این ارتباط ما را به وحدت بخشیدن پدیده های الکتریکی و مغناطیسی هدایت می کند که آن را با نام مشترک الکترومغناطیس می خوانیم.پیدایش قوانین الکترومغناطیس و وحدت بخشیدن آنها پیروزی بسیار بزرگ فیزیک قرن نوزدهم بود.کاربرد این قوانین مستقیما منجر به پدید آمدن گستره وسیعی از ابزارهای کاربردی مانند موتورها,رادیو و تلویزیون,رادار,اجاق های میکروویو,و تلفن های همراه شد.[۱]

محتویات

امواج الکترومغناطیسی

اگر انتهای قطعه چوبی را در آب راکد جلو و عقب ببرید، امواجی در سطح آب تولید می شود. همچنین، اگر میله دارای بارالکتریکی را در فضای تهی تکان دهید، امواج الکترومغناطیسی در فضا تولید خواهید کرد، زیرا بار متحرک در واقع جریان الکتریکی است. چه چیزی جریان الکتریکی را احاطه می کند؟پاسخ میدان مغناطیسی است. چه چیزی جریان الکتریکی متغیر را احاطه می کند؟ پاسخ میدان مغناطیسی متغیر است.هر میدان الکتریکی متغیر یک میدان مغناطیسی تولید می کند- یعنی القای الکترومغناطیسی. اگر میدان مغناطیسی نوسان کند، میدان الکتریکی تولید شده نیز نوسان خواهد کرد. پس میدان الکتریکی نوسان کننده چه کاری انجام می دهد؟ مطابق آنچه همتای ماکسولی قانون القای الکترومغناطیسی فاراده است، میدان مغناطیسی نوسان کننده ای به وجود می آورد. میدان های الکتریکی و مغناطیسی مرتعش یکدیگر را باز تولید می کنند تا موجی الکترومغناطیسی تشکیل دهند که از بار مرتعش گسیل می شود. معلوم شده است که فقط در سرعت معینی میدان های الکتریکی و مغناطیسی در توازن کامل اند و هنگام حمل انرژی در فضا یکدیگر را تقویت می کنند.[۲]

گسترش نظریه الکترومغناطیس

در قرن بیستم,با سه پیشرفت بسیار قابل توجه,ادامه یافت.در سال 1905,آلبرت اینشتین نشان داد که,برای یک ناظر متحرک,اثرهای الکتریکی ممکن است به صورت پدیده های مغناطیسی جلوه کنند,و از آن رو امکان دارد بین ناظرانی که نسبت به هم در حرکتند،عدم توافق در مورد اندازه گیری های مرتبط با مسائل الکتریکی یا مغناطیسی پیش بیاید.این نتیجه گیری اساس نظریه نسبیت خاص را به وجود آورد که سرانجام برداشت ما از مفاهیم فضا و زمان را دستخوش انقلاب کرد.تحول دومی که در این زمینه رخ داد عبارت بود از معرفی نظریه الکترومغناطیس،که به آن الکترودینامیک کوانتومی می گوییم.این نظریه در حوالی سال 1949 به بار نشست و فیزیکدانان را قادر ساخت که خواص اتم ها را با دقتی باورنکردنی محاسبه کند،به طوری که این دقت در زمان حاضر به 11 رقم با معنی ارتقا یافته است.سومین پیشرفت نظریه الکترومغناطیس در قرن بیستم عبارت بود از وحدت بخشیدن الکترومغناطیس با یک نیروی دیگر به نام "نیروی ضعیف".نیروی ضعیف عامل برخی از فرایندهای واپاشی مواد پرتوزا و بعضی از برهمکنشهای بین ذرات است.درست به همان صورت که آثار الکتریکی و مغناطیسی در برهمکنش الکترومغناطیسی وحدت یافتند،آثار الکترومغناطیسی و ضعیف در سالهای دهه 1960 در برهمکنش الکتروضعیف به وحدت رسیدند.[۱]


جستاره ای دیگر

منبع

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ فیزیک هالیدی / ترجمه جلال الدین پاشایی راد/ نشر دانشگاهی
  2. فیزیک مفهومی جلد سوم/ تالیف پل جی.هیوئیت/ترجمه منیژه رهبر/انتشارات فاطمی
ابزارهای شخصی
گویش‌ها
فضاهای نام
عملکردها
گشتن
جعبه‌ابزار