電磁気は、重力、強い核と弱い核と一緒に、より基本的な力の観点から説明することができないものである宇宙の基本的な力、の一部であるため、最も重要な力です。この力 は、電気を帯びた物体にのみ影響を及ぼし、原子や分子の化学的および物理的変換に関与します。電磁気学は、自然現象と人工現象の両方で日常的に存在します。
電磁気とは
目次
物理学における電磁気という用語について話すとき、それは電気的および磁気的現象の結合、ならびに両方の力の相互作用を指します。これは、液体、気体、および固体に影響を及ぼします。
自然界では、電磁気は天の川からの電波、室温での身体からの赤外線放射、光、太陽からの紫外線放射、ガンマ線、ノーザンライトなどの現象に存在します。とりわけ、オーストラル。
一方で、電磁気の日常生活への応用は多様です。コンパスの場合がそうです。コンパスの針の動きは極磁気の原理によって生成され、電気の動きはメカニズムと発生する摩擦の相互作用によって生成されます。ベル、エレクトリックギター、エレクトリックモーター、トランスフォーマー、マイクロ波、ペンドライブ、マイク、飛行機、デジタルカメラ、携帯電話、温度計、プレート、超音波装置、モデム、断層撮影装置は、この現象が発生する最もよく知られたオブジェクトの一部です。そしてそれは、実際のアプリケーションでは、電磁気が何であるかを例示しています。
電磁界とは
これは、帯電した物体または物体によって生成された電気粒子が相互作用する物理的な感覚フィールドです。そのような分野では、大量の電磁エネルギーがあります。しかし、その概念をよりよく理解するには、電界と磁界がどのように、そしてなぜ生成されるのかを理解することが重要です。
電界は電圧差があるときに発生し、電圧が高いほど電界が大きくなります。これが、電気力が作用する空間です。電界の範囲を知ることで、原因がわからなくても、強度レベルと、電界の特定の部分の電荷で何が起こるかを知ることができます。
その一部として、磁場は電流から発生し、電流が大きいほど磁場は大きくなります。磁石がその周囲の領域で生成する攪拌、それがどのように影響を与えるか、そしてどの方向にあるかです。これは、磁石のN極の外側からS極に、そしてS極からN極に内側に向かう磁力線で表されます。これらの線は決して交差しないので、それらは互いに、そして磁石から分離し、点で磁場の方向に平行で接線方向になります。
電磁スペクトルとは
これは、波の電磁エネルギーのセットです。つまり、より短い波長（X線、ガンマ線）、紫外線、光、赤外線から、より長い波長までのすべての電磁放射です。長さ（電波）。
物体または流体のスペクトルは、その電磁放射の特徴的な分布になります。スペクトルが連続的で無限であっても、最短波長の限界はほぼプランク長（原子以下の長さの尺度）であり、長波長の上限は宇宙自体のサイズであるという理論があります。
マクスウェル方程式
ジェームズ・マクスウェルは、同じ現象の異なる表現として電気、磁気、光を含む電磁理論を定式化することに成功しました。物理学者によって開発されたこの仮説は、電磁放射の古典理論と呼ばれていました。
古くから、科学者や人々は、この分野で静電、磁気、その他の症状などの魅力的な電磁現象を観察していましたが、さまざまな科学者の仕事のおかげで説明できるようになったのは19世紀になってからでした。今日知られている電磁気学のパズルを構成する部分の一部。
それらすべてを4つの方程式に統合したのはマクスウェルでした。ガウスの法則、磁場のガウスの法則、ファラデーの法則、および電磁気学とは何かを定義するのに役立った一般化されたアンペールの法則です。
1.ガウスの法則：電荷が電界にどのように影響するかを説明し、これらの電荷が正である限り電界のソースであり、負である場合は同じシンクであると確立します。したがって、同様の電荷は互いに反発する傾向があり、異なる電荷は互いに引き合う傾向があります。この法則は、同様に、電界が逆二次法則（強度は原点からの距離の2乗に反比例する）の下で距離とともに弱まり、幾何学的特性を与えることを確立します。
2.ガウスの磁気の法則：磁場内にはソースもシンクも存在しないため、磁気電荷は存在しないと述べています。ソースとシンクがない場合、オブジェクトによって生成された磁場はそれ自体に接近する必要があります。そのため、磁石を半分に分割すると、切断した領域で磁場が閉じて、それぞれ2極の磁石が2つ作成されます。これは、地球上の単極が不可能であることを示唆しています。
3.ファラデーの法則：磁場が時間の経過とともに変化する場合、これは閉じることによって磁場を活性化すると述べています。増加すると電場は時計回りに、減少すると反対方向になります。その場合、電荷と磁石が磁場に影響を与えるだけでなく、両方向で互いに影響を与える可能性があることは事実です。
この法則の範囲内で、時間とともに変化する磁場による電流の生成である電磁誘導が観察されます。この現象は、磁場にさらされた物体に起電力または電圧を発生させ、前記物体は導電性であるため、誘導電流が発生する。
4.アンペールの法則：移動する電荷（電流）を伴う電界は、閉じることによって磁界を活性化すると説明しています。電流は非常に便利です。人工磁石を作成するには、この要素をコイルに通し、磁場を持たせることで、電流の強度が大きくなるほど、強度が増幅されます。磁場強度。このタイプの磁石は電磁石と呼ばれ、地球上のほとんどの磁場はこの方法で生成されます。
電磁気の枝
電磁気とは何かを完全に理解するには、これらの電磁現象のさまざまな兆候を理解する必要があります。静電、静磁気、電気力学、および磁気です。
静電
静電学とは、静止している帯電した物体（それを構成する原子内の電子の過剰-正電荷-または不足-負電荷-）に起因する電磁現象の研究を指します。
電気を帯びた物体がそれらを構成する原子に過剰な電子を持っている場合、それらは正の電荷を持ち、それらが不足しているときは負の電荷を持つことが知られています。
これらの体は互いに力を及ぼします。帯電した物体が別の帯電した物体に属する場にさらされると、その帯電の大きさとその位置にある場の大きさに比例した力がかかります。電荷の極性によって、力が引力になるか（異なる場合）、反発するか（同じ場合）が決まります。静電は、暴風雨の研究と観察に役立ちます。
磁気
それは、体が持っている電荷の種類に応じて、体が互いに引き付け合う、または反発する現象です。存在するすべての材料は、その組成に応じて多かれ少なかれ影響を受けますが、自然界で知られている唯一の磁石は、マグネタイト（2つの酸化鉄で構成される鉱物であり、鉄、鋼を引き付ける特性を持っています）です。およびその他の機関）。
磁石には、力がより大きく現れる2つの領域があり、両端に位置し、磁極（北と南）と呼ばれます。
磁石間の相互作用の基本的な特性は、異なる極が引き付けられる一方で、それらの同様の極が互いに反発することです。これは、この効果が磁力線（北極から南極へ）に関連しており、2つの反対側が近づくと、線が一方の極からもう一方の極にジャンプする（付着する）ため、この効果は距離とともに減少するためです。 2つの間の方が大きいです。2つの等しい極が近づくと、線は同じ極に向かって圧縮され始めます。圧縮されると、線が拡張するため、両方の磁石が互いに近づいたり反発したりすることはできません。
電気力学
彼は、動いている帯電体と可変の電場および磁場の電磁現象を研究しています。その中には、古典的、相対論的、量子的の3つの細分化があります。
- クラシックには、誘導と電磁放射、磁気、誘導と電気モーターなどの他の効果が含まれます。
- 相対論者は、観測者がその参照フレームから移動すると、電界も磁気誘導もベクトルの物理的大きさとして動作しないため、同じ現象の異なる電気的および磁気的効果を測定することを確立します。
- Quantumは、ボソン（相互作用を運ぶ粒子）とフェルミオン（物質を運ぶ粒子）の間の相互作用を説明し、原子構造と複雑な分子間の関係を説明するために使用されます。
静磁気学
これは、一定の磁場が時間内に介入する、つまり定常電流によって生成される物理現象の研究です。これには、磁石と電磁石が鉄やさまざまな金属に与える魅力が含まれます。この領域で発生する現象は、磁化された物体の周囲に磁場が発生し、距離とともに強度が低下することを特徴としています。
電磁波とは
それらは伝播のために物質的な媒体を必要としない波であるため、真空中を毎秒299,792キロメートルの一定速度で移動できます。これらのタイプの波のいくつかの例は、光、マイクロ波、X線、およびテレビとラジオの送信です。
電磁スペクトルの放射は、波動の典型的な特性である回折（不透明な物体を取得するときの偏差）と干渉（波の重ね合わせ）を示します。
電磁波の利用は、電波による無線通信を可能にすることで、通信の世界に大きな影響を与えてきました。
電磁放射とは
これは、振動する電気および磁気粒子の伝播であり、それぞれがフィールド（電気および磁気）を生成します。この放射は、空気と真空を伝播できる波、つまり電磁波を発生させます。
