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什么是电磁学?»其定义和含义

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Anonim

电磁是最重要的力量,因为有引力,强核力和弱核力沿是宇宙的基本力量,这是指那些不能在更基本的力量来解释的部分。该力 仅影响带电的物体,并负责原子和分子的化学和物理转化。电磁现象每天都以自然现象和人工现象出现。

什么是电磁学

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当我们谈论物理学中的电磁学一词时,它指的是电磁现象结合,以及两种力的相互作用。这对液体,气体和固体有影响。

在自然界中,电磁现象的存在包括银河系发出的无线电波,室温下人体发出的红外辐射,光,太阳产生的紫外线,伽马射线,北极光和南澳大利亚等。

另一方面,电磁在日常生活中的应用是多种多样的。指南针就是这种情况,其针的运动是由极磁原理产生的,而电是由机械原理和产生的摩擦力相互作用产生的。铃,电吉他,电动机,变压器,微波炉,笔式驱动器,麦克风,飞机,数码相机,手机,温度计,盘子,超声仪,调制解调器,断层扫描仪是发生这种现象的一些最著名的物体。而且,在实际应用中,电磁是一个例子。

什么是电磁场

这是一个物理感官,带电的物体或物体产生的电粒子在其中相互作用。在这一领域,存在大量的电磁能。但是,为了更好地理解该概念,重要的是要了解如何以及为何产生电场和磁场。

当存在电压差时会发生电场,电压越高,磁场越大。那么,这就是电力作用的空间。知道电场的范围将允许知道强度水平以及在电场的特定部分中电荷发生的情况,而不管是什么原因引起的。

就磁场而言,磁场来自电流,电流越大,磁场越大。这是磁铁在其周围区域产生的搅动,它如何影响它以及在什么方向上产生的。它由磁力线的代表,磁力线从磁铁的北极向外延伸到南极,而从磁铁南向内部延伸到北极。所述线永远不会交叉,因此它们彼此平行且与磁体分开,且与点处的磁场方向平行且相切。

什么是电磁频谱

它是波的电磁能集,也就是说,所有电磁辐射的范围从波长较短的那些(X射线,γ射线),紫外线辐射,光和红外辐射到更大的那些长度(无线电波)。

物体或流体的光谱将是其电磁辐射的特征分布。有一种理论认为,即使光谱是连续且无限的,最短波长的极限大约是普朗克长度(亚原子长度的量度),长波长的上限是宇宙本身的大小。

麦克斯韦方程

詹姆斯·麦克斯韦(James Maxwell)设法建立了电磁理论,将电,磁和光包含为同一现象的不同表述。物理学家提出的这个假设被称为电磁辐射经典理论

自古以来,科学家和人们就着迷于该领域内的电磁现象,如静电,磁性和其他表现形式,但是直到19世纪,由于不同科学家的努力,他们才得以解释构成当今电磁难题的部分作品。

正是麦克斯韦将所有这些方程式统一为四个方程式:高斯定律,磁场的高斯定律,法拉第定律和广义安培定律,它们帮助定义了电磁学。

1.高斯定律:描述电荷如何影响电场,并确定只要电荷为正,这些电荷就是电场的源,如果为负,则电荷是电场的源。因此,类似的电荷倾向于互相排斥,而不同的电荷倾向于彼此吸引。该定律以相同的方式确定了,电场将在逆二次定律下随距离变弱(强度与距原点中心的距离的平方成反比),并赋予其几何特性。

2.高斯磁定律:指出磁场中既没有源也没有吸收器,因此,没有电荷。在没有源和汇的情况下,物体产生的磁场必须自身封闭。因此,如果将磁铁分成两半,磁场将在切割区域闭合,因此将创建两个磁铁,每个磁铁有两个磁极。这表明地球上的单极子是不可能的。

3.法拉第定律:说如果磁场随时间变化,则将通过关闭来激活它。如果增加,电场将沿顺时针方向定向;如果减小,则电场将沿相反方向定向。确实,不仅电荷和磁体会影响磁场,而且还会在两个方向上相互影响。

在该定律内,观察到电磁感应,这是由随时间变化的磁场产生的电流。这种现象在暴露于磁场的物体中产生电动势或电压,并且由于所述物体是导电的,因此产生感应电流。

4.安培定律:解释了带有移动电荷(电流)的电场通过闭合来激活磁场。电流非常有用,因为人造磁铁可以通过使该元件穿过线圈并具有磁场来产生,从而导致电流强度越大,强度将被放大得更多。磁场强度。这种类型的磁体称为电磁体,行星上的大多数磁场都是通过这种方式产生的。

电磁学的分支

要完全理解什么是电磁学,必须了解这些电磁现象的不同表现形式:静电,静磁,电动力学和磁性。

静电学

静电学是对静电荷产生的电磁现象的研究(静电荷是在带电体中(构成原子的电子中的电子有过量的-正电荷-或缺乏-负电荷-))。

众所周知,如果带电的物体在构成它们的原子中具有过量的电子,那么它们将具有正电荷,而当它们不足时它们将具有负电荷。

这些身体相互施加作用力。当一个带电物体受到属于另一个带电物体的磁场的作用时,它将受到与它的电荷大小和其所在位置的电场大小成比例的力。电荷的极性将决定力是吸引(当它们不同时)还是排斥(当它们相同时)。静电对研究和观察雷暴很有用。

磁性

这是物体根据其所具有的电荷类型相互吸引或排斥的现象。存在的所有材料都会根据其组成或多或少地受到影响,但是自然界中唯一已知的磁铁是磁铁矿(磁铁矿是由两种氧化铁组成的矿物,具有吸引铁,钢的特性)和其他机构)。

磁铁有两个区域,在两个区域中,力以更大的幅度表现出来,它们位于极端,被称为磁极(南北)。

磁铁之间相互作用的基本特性是,它们的磁极相互排斥,而不同的磁极相互吸引。这是因为此效应与磁场线(从北极到南方)有关,并且当两个相反的方向接近时,磁力线从一个极点跳到另一个极点(附着),这种影响将随着距离的增加而减小两者之间更大;当两个相等的磁极接近时,这些线开始向同一极压缩,如果它们被压缩,则这些线会膨胀,从而使两个磁体无法接近并互相排斥。

电动力学

研究带电在运动和磁场中的电磁现象,包括电和磁变量。其中有三个细分:经典,相对论和量子。

  • 经典音乐还包括其他效果,例如感应和电磁辐射,磁力以及感应和电动机。
  • 相对论者认为,使观察者从其参考系移开,它将测量同一现象的不同电和磁效应,因为电场和磁感应均不表现为矢量物理量级。
  • 量子描述了玻色子(带有相互作用的粒子)和费米子(带有物质的粒子)之间的相互作用,并用于解释原子结构和复杂分子之间的关系。

静磁

这是对物理现象的研究,其中恒定磁场会及时介入,也就是说,它们是由固定电流产生的。这包括磁铁和电磁体对铁和不同金属的吸引力。在该区域中产生的现象的特征在于在磁化体周围产生磁场,该磁场随着距离的增加而减弱。

什么是电磁波

它们是不需要物质介质进行传播的波,因此它们可以以299,792公里/秒的恒定速度通过真空传播。这些类型的波的几个示例是光,微波,X射线以及电视和无线电传输。

电磁波谱的辐射呈现出衍射(获得不透明物体时发生偏差)和干涉(波的叠加),这是波运动的典型特性。

电磁波的应用通过使通过无线电波进行的无线通信成为可能,对电信领域产生了重大影响。

什么是电磁辐射

它是电和磁粒子振荡的传播,每个粒子都在其中产生一个场(电和磁)。这种辐射会产生可以通过空气和真空传播的波:电磁波。

有关电磁学的常见问题

什么叫电磁学?

对于负责以单一理论研究和统一电磁现象的科学。

电磁作用是什么?

由于电磁效应,日常生活中使用的许多仪器都可以工作,因此,它可以为搅拌机,冰箱,洗衣机等家用电器提供多种用途。

什么是电磁感应?

它是磁场产生电场的过程,其特征是产生电动势或众所周知的电压。

什么是电磁能?

它基于电场和磁场波,它们能够在空间中传播并以光速传播。

电磁波是做什么用的?

它们用于传输可以以不同方式使用的能量,例如无线电,电视或微波炉。