विद्युत चुम्बकीय बल क्या है?

हमारे चारों ओर ब्रह्मांड की सारी जटिलता अंततः चार मूलभूत शक्तियों से आती है: गुरुत्वाकर्षण, मजबूत परमाणु बल, कमजोर परमाणु बल और विद्युत चुंबकत्व। विद्युत चुंबकत्व अध्ययन के लिए एक चुनौतीपूर्ण विषय हो सकता है, लेकिन बल क्या है और यह कैसे काम करता है, इसकी मूल बातें हैं काफी सीधा है, और लोरेंत्ज़ बल कानून, विशेष रूप से, आपको उन प्रमुख बिंदुओं के बारे में बताता है जिनकी आपको आवश्यकता है समझ गए। संक्षेप में, विद्युत चुम्बकीय बल विपरीत आवेशों - धनात्मक और ऋणात्मक - को एक दूसरे को आकर्षित करने के लिए, और विपरीत आवेशों को प्रतिकर्षित करने का कारण बनता है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

विद्युत चुंबकत्व ब्रह्मांड में चार मूलभूत बलों में से एक है। यह वर्णन करता है कि कैसे आवेशित कण विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ-साथ उनके बीच मूलभूत लिंक पर प्रतिक्रिया करते हैं। विद्युत चुम्बकीय बल, सभी बलों की तरह, न्यूटन में मापा जाता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों को कूलम्ब के नियम द्वारा वर्णित किया गया है, और दोनों विद्युत और चुंबकीय बल लोरेंत्ज़ बल कानून द्वारा कवर किए गए हैं। हालाँकि, मैक्सवेल के चार समीकरण विद्युत चुंबकत्व का सबसे विस्तृत विवरण प्रदान करते हैं।

विद्युत चुंबकत्व शब्द विद्युत और चुंबकीय बलों को एक ही शब्द में जोड़ता है क्योंकि दोनों बल एक ही अंतर्निहित घटना के कारण होते हैं। "आवेशित" कण विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करते हैं, और धनात्मक और ऋणात्मक आवेश उस क्षेत्र पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं, जो हमारे द्वारा देखे जाने वाले बल की व्याख्या करता है। विद्युत अंतःक्रियाओं के लिए, धनात्मक आवेशित कण (जैसे प्रोटॉन) धनात्मक आवेशित कणों को दूर धकेलते हैं और ऋणात्मक आवेशित कणों (जैसे इलेक्ट्रॉनों) को आकर्षित करते हैं, और इसके विपरीत। विद्युत क्षेत्र रेखाएँ धनात्मक विद्युत आवेशों से सीधे बाहर की ओर फैलती हैं, और यह कणों को - या विपरीत दिशा में - क्षेत्र रेखाओं की दिशा में धकेलती है।

चुंबकत्व चुंबकीय क्षेत्रों से आता है, जो गतिमान आवेशों द्वारा उत्पन्न होते हैं। कण चुंबकीय क्षेत्रों पर उसी तरह प्रतिक्रिया नहीं करते हैं जैसे वे विद्युत क्षेत्रों में करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ वृत्त बनाती हैं, जिनका कोई आरंभ या अंत नहीं होता। उनकी प्रतिक्रिया में, कण अपनी गति और क्षेत्र रेखा दोनों के लंबवत दिशा में चलते हैं। जैसा कि विद्युत बलों के साथ होता है, धनावेशित कण और ऋणावेशित कण विपरीत दिशाओं में चलते हैं।

विद्युत चुम्बकीय बल प्रकृति में दूसरा सबसे मजबूत बल है। मजबूत परमाणु बल सबसे मजबूत है, विद्युत चुम्बकीय बल 137 गुना कम शक्तिशाली हैं, कमजोर परमाणु बल एक लाख गुना छोटा है, और गुरुत्वाकर्षण बाकी की तुलना में बहुत छोटा है (लगभग 6 .) × 10⁻³⁹ शक्तिशाली परमाणु शक्ति से कई गुना कमजोर)।

"इलेक्ट्रोस्टैटिक बल" स्थिर आवेशों द्वारा उत्पन्न विद्युत बल को संदर्भित करता है। यह एक साधारण समीकरण द्वारा वर्णित है जिसे कूलम्ब के नियम के रूप में जाना जाता है। यह बताता है कि:

यहाँ,एफमतलब बल,कएक स्थिर है,क्यू​₁ तथाक्यू​₂ आरोप हैं, औरआरउनके बीच की दूरी है। बड़ा आवेश अधिक बल उत्पन्न करता है, और अधिक पृथक्करण बल की शक्ति को कमजोर करता है। सभी बलों की तरह, विद्युत चुम्बकीय बल को न्यूटन (N) में मापा जाता है। अटलकएक विशिष्ट मान है, 9 × 10⁹ एन एम² / सी². चार्ज को कूलम्ब (सी) में मापा जाता है, और आप ताकत के साथ चार्ज (+ या -) के संकेत को इनपुट करते हैं, इसलिए समीकरण में प्रतिकर्षण के लिए एक सकारात्मक मूल्य और आकर्षण के लिए एक नकारात्मक है।

लोरेंत्ज़ बल कानून में चुंबकीय और विद्युत दोनों बल शामिल हैं, इसलिए यह विद्युत चुम्बकीय बल के सर्वोत्तम प्रतिनिधित्वों में से एक है। कानून कहता है:

कहा पे​इ​चुंबकीय क्षेत्र है,​वी​कण का वेग है, और​ख​चुंबकीय क्षेत्र है। इन्हें बोल्ड किया जाता है क्योंकि ये वेक्टर होते हैं, जिनमें एक दिशा के साथ-साथ एक ताकत भी होती है, और×​ प्रतीक एक साधारण गुणन के बजाय एक सदिश उत्पाद है। समीकरण हमें बताता है कि कुल बल विद्युत क्षेत्र और कण के वेग और चुंबकीय क्षेत्र के वेक्टर उत्पाद का योग है, सभी को कण के आवेश से गुणा किया जाता है। वेक्टर उत्पाद पिछले खंड के अनुरूप दोनों के लंबवत दिशा में एक बल उत्पन्न करता है।

विद्युत चुम्बकत्व स्वयं को दैनिक जीवन और भौतिकी में कई रूपों में प्रकट करता है। परमाणु नाभिक में प्रोटॉन और उसकी परिक्रमा करने वाले इलेक्ट्रॉनों के बीच विद्युत चुम्बकीय आकर्षण द्वारा एक साथ बंधे रहते हैं। प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है, जहां एक दोलनशील विद्युत क्षेत्र एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करता है, जो बदले में एक विद्युत क्षेत्र बनाता है, और इसी तरह। यह मैक्सवेल के समीकरणों (चार समीकरण जो वेक्टर कैलकुलस की भाषा में विद्युत चुंबकत्व के बारे में सब कुछ समझाते हैं) द्वारा भविष्यवाणी की जाती है, जिसमें वह विशेषता गति भी शामिल है जिस पर यह यात्रा करता है।

विद्युत चुम्बकत्व आपकी स्क्रीन और जिस उपकरण पर आप पढ़ रहे हैं, को विद्युत शक्ति प्रदान करने के लिए भी जिम्मेदार है, ऊर्जा प्रदान करने वाली विद्युत क्षेत्र रेखाओं के साथ चलने वाले इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के साथ। ये उदाहरण केवल विद्युत चुंबकत्व द्वारा समझाई गई व्यापक परिघटनाओं की सतह को खरोंचते हैं।