Kogu meid ümbritseva universumi keerukus tuleneb lõpuks neljast põhijõust: gravitatsioon, tugev tuumajõud, nõrk tuumajõud ja elektromagnetism. Elektromagnetism võib olla keeruline teema, mida uurida, kuid põhitõed selle kohta, mis on jõud ja kuidas see töötab üsna sirgjooneline ja eriti Lorentzi jõuseadus ütleb teile peamised punktid, mida vajate aru saama. Lühidalt öeldes kutsub elektromagnetiline jõud erinevalt laengutest - nii positiivsetest kui ka negatiivsetest - üksteist ligi tõmbama ja erinevalt laengutest tõrjuma.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Elektromagnetism on üks universumi neljast põhijõust. Selles kirjeldatakse, kuidas laetud osakesed reageerivad elektri- ja magnetväljadele, samuti nende vahelisi põhisidemeid. Elektromagnetilist jõudu, nagu kõiki jõude, mõõdetakse njuutonites.
Elektrostaatilisi jõude kirjeldatakse Coulombi seadusega ning nii elektrilisi kui ka magnetilisi jõude hõlmab Lorentzi jõu seadus. Kuid Maxwelli neli võrrandit kirjeldavad elektromagnetismi kõige üksikasjalikumalt.
Elektromagnetism: põhitõed
Termin elektromagnetism ühendab elektri- ja magnetjõud üheks sõnaks, kuna mõlemad jõud tulenevad samast alusnähtusest. “Laetud” osakesed tekitavad elektrivälju ning positiivsed ja negatiivsed laengud reageerivad sellele väljale erinevalt, mis seletab meie jälgitavat jõudu. Elektriliste vastasmõjude korral suruvad positiivselt laetud osakesed (nagu prootonid) positiivselt laetud osakesed eemale ja tõmbavad ligi negatiivselt laetud osakesi (nagu elektronid) ja vastupidi. Elektriväljajooned levivad positiivsetest elektrilaengutest otse väljapoole ja see lükkab osakesed väljajoonte suunas või vastassuunas.
Magnetism tuleb magnetväljadest, mis tekivad liikuvate laengute abil. Osakesed ei reageeri magnetväljadele samamoodi nagu elektriväljadele. Magnetvälja jooned moodustavad ringe, ilma alguse ja lõputa. Vastuseks neile liiguvad osakesed risti nii nende liikumise kui ka väljajoonega. Nagu elektrijõudude puhul, liiguvad positiivselt laetud ja negatiivselt laetud osakesed vastassuunas.
Elektromagnetiline jõud on looduses tugevuselt teine jõud. Tugev tuumajõud on kõige tugevam, elektromagnetjõud on 137 korda vähem võimsad, nõrk tuumajõud on miljon korda väiksem ja gravitatsioon on palju, palju väiksem kui ülejäänud (umbes 6 × 10−39 kordi nõrgem kui tugev tuumajõud).
Elektrostaatilised jõud ja Coulombi seadus
Elektrostaatiline jõud tähendab statsionaarsete laengute tekitatavat elektrilist jõudu. Seda kirjeldab lihtne võrrand, mida nimetatakse Coulombi seaduseks. Selles öeldakse, et:
F = \ frac {kq_1q_2} {r ^ 2}
Siin,Ftähendab jõudu,kon konstant,q1 jaq2 on tasud jaron nende vaheline kaugus. Suuremad laengud annavad suurema jõu ja suurem eraldatus nõrgendab jõu tugevust. Nagu kõigi jõudude puhul, mõõdetakse ka elektromagnetilist jõudu njuutonites (N). Pidevkon konkreetne väärtus 9 × 109 N m2 / C2. Laengut mõõdetakse kulonkides (C) ja sisestate laengu märgi (+ või -) koos tugevusega, nii et võrrandil on tõrjumiseks positiivne väärtus ja külgetõmbeks negatiivne väärtus.
Lorentzi jõu seadus
Lorentzi jõuseadus hõlmab nii magnetilisi kui ka elektrilisi jõude, seega on see üks elektromagnetilise jõu parimaid kujutisi. Seaduses on öeldud:
\ bold {F} = q (\ bold {E} + \ bold {v} \ times \ bold {B})
KusEon magnetväli,von osakese kiirus jaBon magnetväli. Need on paksus kirjas, kuna need on vektorid, millel on nii suund kui ka tugevus ja× sümbol on pigem vektorprodukt kui lihtne korrutamine. Võrrand ütleb meile, et kogujõud on elektrivälja ning osakese kiiruse ja magnetvälja vektorproduktide summa, korrutatuna osakese laenguga. Vektorprodukt toodab jõudu mõlema suhtes risti asetsevas suunas vastavalt eelmisele lõigule.
Elektromagnetism tegevuses: aatomid, valgus, elekter ja palju muud
Elektromagnetism näitab end igapäevaelus ja füüsikas mitmel kujul. Aatomeid hoiab koos tuuma prootonite ja selle ümber tiirlevate elektronide vaheline elektromagnetiline külgetõmbejõud. Valgus on elektromagnetlaine, kus võnkuv elektriväli tekitab muutuva magnetvälja, mis omakorda tekitab elektrivälja jne. Seda ennustavad Maxwelli võrrandid (neli võrrandit, mis selgitavad kõike elektromagnetismi kohta vektorarvutuste keeles), sealhulgas iseloomulik kiirus, millega see liigub.
Elektromagnetism vastutab ka selle eest, et teie ekraan ja seade, mida loete, toidab elektrienergiat, kusjuures energiat annavad elektriväljad mööda elektrivälja jooni liikuvad elektronid. Need näited kriimustavad ainult elektromagnetismiga seletatavate nähtuste laia valikut.
