Medan zarah bercas, medan elektromagnet dan elektrostatik serta komponennya
Zarah dan medan adalah dua jenis jirim. Ciri ciri interaksi zarah adalah bahawa ia tidak berlaku dalam hubungan langsung mereka, tetapi pada jarak tertentu di antara mereka.
Ini disebabkan oleh fakta bahawa zarah berkaitan dengan medan yang mengelilingi mereka dan menentukan interaksi antara mereka. Oleh itu, zarah berinteraksi melalui medan mereka.
Medan diedarkan dalam ruang, tidak seperti zarah diskret, secara berterusan. Sesetengah interaksi adalah dua sifat. Jadi, sebagai contoh, medan elektromagnet yang merambat melalui ruang dalam bentuk gelombang dikesan serentak dalam bentuk zarah diskret - foton.
Secara semula jadi, terdapat pelbagai jenis: graviti (graviti), magnetostatik, elektrostatik, nuklear, dll. Setiap bidang dicirikan oleh sifat tersendiri yang wujud.
Di antara dua jenis jirim — zarah dan medan — terdapat hubungan dalaman, yang ditunjukkan terutamanya dalam fakta bahawa sebarang perubahan dalam keadaan zarah dipantulkan secara langsung dalam medan (dan sebaliknya, sebarang perubahan dalam medan mempengaruhi zarah ), serta dengan kehadiran sifat umum: jisim, tenaga, momentum atau momentum, dsb.
Juga, zarah boleh bertukar menjadi medan, dan medan menjadi zarah yang sama. Semua ini menunjukkan bahawa jirim dan medan adalah dua jenis jirim.
Di samping itu, terdapat perbezaan antara medan dan zarah, yang membolehkan kita menganggapnya sebagai jenis jirim yang berbeza.
Perbezaan ini terdiri daripada fakta bahawa zarah asas adalah diskret dan menduduki isipadu tertentu, ia tidak tahan terhadap zarah lain: isipadu yang sama tidak boleh diduduki oleh badan dan zarah yang berbeza. Medan adalah berterusan dan mempunyai kebolehtelapan yang tinggi: medan pelbagai jenis boleh ditempatkan serentak dalam jumlah ruang yang sama.
Zarah dan jasad boleh bergerak di angkasa lepas di bawah pengaruh daya luar, dipercepatkan atau diperlahankan, iaitu kelajuan pergerakan zarah di angkasa boleh berbeza. Medan merambat melalui ruang pada kelajuan yang sama, contohnya dalam vakum - pada kelajuan yang sama dengan kelajuan cahaya.
Oleh kerana zarah dan medan berkait rapat antara satu sama lain dan membentuk satu keseluruhan, adalah mustahil untuk mewujudkan sempadan yang tepat antara zarah dan medannya di angkasa.
Walau bagaimanapun, adalah mungkin untuk menentukan kawasan ruang yang sangat kecil di mana sifat zarah diskret ditunjukkan. Dalam pengertian ini, adalah mungkin untuk menentukan dimensi zarah asas… Dalam ruang di luar kawasan yang ditentukan, boleh diandaikan bahawa hanya terdapat medan yang dikaitkan dengan zarah asas.
Medan elektromagnet dan komponennya
Dalam kejuruteraan elektrik, medan dianggap disebabkan oleh pergerakan zarah yang membawa cas elektrik… Medan sedemikian dipanggil elektromagnet. Fenomena yang berkaitan dengan penyebaran medan ini dipanggil fenomena elektromagnet.
Elektron yang beredar dalam atom di sekeliling nukleus berinteraksi dengan proton melalui medan elektrik, sementara pada masa yang sama pergerakannya bersamaan dengan arus elektrik, yang, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, sentiasa dikaitkan dengan kehadiran medan magnet.
Oleh itu, medan di mana zarah asas atom berinteraksi antara satu sama lain, iaitu medan elektromagnet, terdiri daripada dua medan: elektrik dan magnet. Bidang-bidang ini saling berkaitan dan tidak dapat dipisahkan antara satu sama lain.
Secara luaran, medan elektromagnet di bawah pemeriksaan makroskopik menunjukkan dirinya dalam beberapa kes dalam bentuk medan pegun, dan dalam kes lain dalam bentuk medan berselang-seli.
Dalam keadaan pegun atom bahan tertentu, kedua-dua medan elektrik (dalam kes ini medan dalam atom disambungkan sepenuhnya dengan cas yang sama dengan tanda yang berbeza) dan medan magnet (disebabkan oleh orientasi huru-hara orbit elektron) dalam angkasa lepas tidak dikesan.
Walau bagaimanapun, jika keseimbangan dalam atom terganggu (ion terbentuk, gerakan terarah ditindih pada gerakan huru-hara, arus asas bahan magnet berorientasikan satu arah, dsb.), maka di luar bahan ini medan dapat dikesan.Selain itu, jika keadaan yang ditentukan dikekalkan tidak berubah, maka ciri medan mempunyai nilai yang malar dari semasa ke semasa. Medan sedemikian dipanggil medan pegun.
Medan pegun semasa pemeriksaan makroskopik dalam beberapa kes berlaku dalam bentuk hanya satu komponen: sama ada dalam bentuk medan elektrik (contohnya, medan badan bercas pegun), atau dalam bentuk medan magnet (untuk contoh, medan magnet kekal).
Komponen medan elektromagnet pegun tidak boleh dipisahkan daripada zarah bercas yang bergerak: komponen elektrik dikaitkan dengan cas elektrik, dan komponen magnet mengiringi (mengelilingi) zarah bercas yang bergerak.
Medan elektromagnet berubah-ubah terbentuk hasil daripada perubahan atau pergerakan berayun zarah bercas, sistem atau juzuk medan pegun. Satu ciri medan frekuensi tinggi sedemikian ialah selepas ia timbul (selepas dipancarkan daripada sumber), ia dipisahkan daripada sumber dan memasuki persekitaran dalam bentuk gelombang.
Komponen elektrik medan ini wujud dalam keadaan bebas, dipisahkan daripada zarah bahan dan mempunyai watak pusaran. Medan yang sama ialah komponen magnet: ia juga wujud dalam keadaan bebas, tidak dikaitkan dengan cas bergerak (atau arus elektrik). Walau bagaimanapun, kedua-dua bidang mewakili keseluruhan yang tidak dapat dipisahkan dan dalam proses pergerakan di angkasa sentiasa berubah menjadi satu sama lain.
Medan elektromagnet berubah-ubah dikesan oleh kesan pada zarah dan sistem yang terletak di laluan perambatannya, yang boleh ditetapkan dalam gerakan berayun, serta melalui peranti yang menukar tenaga medan elektromagnet kepada tenaga jenis lain. (contohnya, haba).
Kes khas adalah tindakan medan ini pada organ visual makhluk hidup (cahaya adalah gelombang elektromagnet).
Komponen medan elektromagnet - medan elektrik dan magnet telah ditemui dan dikaji sebelum medan elektromagnet, dan secara bebas antara satu sama lain: tiada hubungan kemudiannya ditemui di antara mereka. Ini membawa kepada fakta bahawa kedua-dua kawasan dianggap bebas.
Pertimbangan teori, kemudian disahkan oleh eksperimen, menunjukkan bahawa terdapat sambungan yang tidak dapat dipisahkan antara medan elektrik dan magnet, dan sebarang fenomena elektrik atau magnet sentiasa menjadi elektromagnet.
Lihat juga: Medan Elektrik dan Magnet: Apakah Perbezaannya?
Medan elektrostatik
Hanya medan elektrik yang dikesan dalam vakum atau medium dielektrik di sekeliling jasad terpencil yang pegun berbanding pemerhati dengan lebihan tidak berubah dalam ruang dan masa (dalam pengertian makroskopik) cas elektrik dengan tanda yang sama yang diperoleh semasa pengionan atom ( akibat daripada penampilan elektrifikasi - Elektrifikasi badan, interaksi cas).Medan sedemikian dipanggil elektrostatik.
Medan elektrostatik ialah sejenis medan elektrik pegun dan berbeza daripadanya kerana zarah bercas asas yang menyebabkan medan elektrostatik hanya berada dalam gerakan huru-hara, manakala medan pegun ditentukan oleh gerakan terarah elektron yang bertindih pada gerakan huru-hara.
Dalam bidang ini, keteguhan ciri-ciri adalah disebabkan oleh pembiakan berterusan pengagihan caj dalam medan (proses keseimbangan).
Dalam medan elektrostatik, tindakan umum sebilangan besar zarah bercas unik dalam gerakan huru-hara berterusan dalam arah yang berbeza dilihat di luar badan bercas sebagai medan dengan cas elektrik dengan tanda yang sama yang tidak berubah dari semasa ke semasa.
Kesan komponen magnet dalam medan elektrostatik saling dinetralkan disebabkan oleh pergerakan huru-hara pembawa cas di angkasa lepas dan oleh itu tidak dikesan.
Ciri tersendiri medan elektrostatik ialah kehadiran sumber dan badan saliran, yang diberi lebihan cas bagi tanda yang berbeza (badan dari mana medan ini kelihatan mengalir dan ke mana ia mengalir).
Medan elektrostatik dan badan berelektrik, yang merupakan sumber dan sinki medan, tidak dapat dipisahkan antara satu sama lain, mewakili satu entiti fizikal.
Dalam hal ini, medan elektrostatik berbeza daripada komponen elektrik medan elektromagnet berselang-seli, yang, wujud dalam keadaan bebas, mempunyai watak pusaran, tidak mempunyai sumber dan longkang.
Tiada tenaga dibelanjakan untuk mengekalkan keadaan medan elektrostatik ini. Ia hanya perlu apabila medan ini ditubuhkan (ia memerlukan tenaga untuk memancarkan medan elektromagnet secara berterusan).
Medan elektrostatik boleh dikesan oleh daya mekanikal yang bertindak ke atas jasad bercas pegun yang diletakkan dalam medan ini, serta dengan mendorong atau mengarahkan cas elektrostatik pada jasad logam pegun dan dengan polarisasi jasad dielektrik pegun yang diletakkan dalam medan ini.
Lihat juga: