Kas yra elektromagnetinė jėga?

Galų gale visas mus supančios visatos kompleksiškumas kyla iš keturių pagrindinių jėgų: gravitacijos, stiprios branduolinės jėgos, silpnos branduolinės jėgos ir elektromagnetizmo. Elektromagnetizmas gali būti sudėtinga tema, kurią reikia nagrinėti, tačiau pagrindai, kas yra jėga ir kaip ji veikia gana paprasta, o Lorenco jėgos įstatymas nurodo jums svarbiausius dalykus suprasti. Trumpai tariant, elektromagnetinė jėga skirtingai nei teigiamus, ir neigiamus krūvius traukia vienas kitą, o krūviai - atstumia.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Elektromagnetizmas yra viena iš keturių pagrindinių visatos jėgų. Jame aprašoma, kaip įelektrintos dalelės reaguoja į elektrinius ir magnetinius laukus, taip pat pagrindiniai jų ryšiai. Elektromagnetinė jėga, kaip ir visos jėgos, matuojama niutonais.

Elektrostatines jėgas apibūdina Kulono dėsnis, o tiek elektrines, tiek magnetines jėgas apima Lorenco jėgos dėsnis. Tačiau keturios Maxwello lygtys pateikia išsamiausią elektromagnetizmo aprašymą.

Terminas elektromagnetizmas sujungia elektrines ir magnetines jėgas į vieną žodį, nes abi jėgos atsiranda dėl to paties pagrindinio reiškinio. „Įkrautos“ dalelės sukuria elektrinius laukus, o teigiami ir neigiami krūviai į tą lauką reaguoja skirtingai, o tai paaiškina mūsų stebimą jėgą. Vykdant elektrinę sąveiką, teigiamai įkrautos dalelės (pvz., Protonai) atstumia teigiamai įkrautas daleles ir pritraukia neigiamai įkrautas (pvz., Elektronus) ir atvirkščiai. Elektrinio lauko linijos plinta tiesiai į išorę nuo teigiamų elektros krūvių, ir tai pastumia daleles lauko linijų kryptimi arba priešinga kryptimi.

Magnetizmas kyla iš magnetinių laukų, kuriuos sukuria judantys krūviai. Dalelės nereaguoja į magnetinius laukus taip pat, kaip į elektrinius laukus. Magnetinio lauko linijos sudaro apskritimus, be pradžios ar pabaigos. Reaguodamos į jas, dalelės juda statmena tiek judėjimui, tiek lauko linijai. Kaip ir elektrinėms jėgoms, teigiamai įkrautos ir neigiamai įkrautos dalelės juda priešingomis kryptimis.

Elektromagnetinė jėga yra antra stipriausia jėga gamtoje. Stipri branduolio jėga yra stipriausia, elektromagnetinės jėgos yra 137 kartus mažiau galingos silpna branduolinė jėga yra milijoną kartų mažesnė, o gravitacija yra daug, daug mažesnė už likusias (apie 6 × 10⁻³⁹ kartus silpnesnė už stiprią branduolinę jėgą).

„Elektrostatinė jėga“ reiškia elektrinę jėgą, kurią sukuria stacionarūs krūviai. Jį apibūdina paprasta lygtis, žinoma kaip Kulono dėsnis. Tai teigia, kad:

ČiaFreiškia jėgą,kyra pastovi,q​₁ irq​₂ yra mokesčiai irryra atstumas tarp jų. Didesni krūviai sukuria didesnę jėgą, o didesnis atskyrimas silpnina jėgos stiprumą. Kaip ir visoms jėgoms, elektromagnetinė jėga matuojama niutonais (N). Nuolatinėkturi specifinę vertę 9 × 10⁹ N m² / C². Krūvis matuojamas kulonomis (C), o jūs kartu su stiprumu įvedate krūvio ženklą (+ arba -), taigi lygtis turi teigiamą atmetimo vertę ir neigiamą trauką.

Lorenco jėgos įstatymas apima ir magnetines, ir elektrines jėgas, todėl tai yra vienas iš geriausių elektromagnetinės jėgos vaizdų. Įstatymas nustato:

Kur​E​yra magnetinis laukas,​v​yra dalelės greitis ir​B​yra magnetinis laukas. Tai paryškinti, nes jie yra vektoriai, turintys kryptį, taip pat stiprumą ir×​ simbolis yra vektorinis produktas, o ne paprastas dauginimas. Lygtis sako, kad visa jėga yra dalelės ir magnetinio lauko greičio elektrinio lauko ir vektorinio sandaugos suma, padauginta iš dalelės krūvio. Vektorinis produktas sukuria jėgą statmena abiem kryptimi pagal ankstesnę atkarpą.

Elektromagnetizmas kasdienybėje ir fizikoje parodo save įvairiomis formomis. Atomus laiko elektromagnetinė trauka tarp branduolio protonų ir aplink jį skriejančių elektronų. Šviesa yra elektromagnetinė banga, kai svyruojantis elektrinis laukas sukuria kintantį magnetinį lauką, kuris savo ruožtu sukuria elektrinį lauką ir pan. Tai numato Maxwello lygtys (keturios lygtys, kurios viską paaiškina apie elektromagnetizmą vektorių skaičiavimo kalba), įskaitant būdingą greitį, kuriuo jis važiuoja.

Elektromagnetizmas taip pat yra atsakingas už tai, kad elektra maitina jūsų ekraną ir įrenginį, kurį skaitote, o elektros srovė, varoma elektros lauko linijomis, teikia energiją. Šie pavyzdžiai tik subraižo įvairiausių reiškinių, paaiškintų elektromagnetizmu, paviršių.