Electromagnetismul este o teorie unificată dezvoltată de James Clerk Maxwell pentru a explica relația dintre electricitate și magnetism. În centrul acestei teorii este noțiunea de un câmp electromagnetic.
Un câmp electromagnetic staționar rămâne legat de originea sa. Exemple de câmpuri staţionare sunt: câmpul magnetic în jurul unui fir care transportă curent, sau câmpul electric între plăcile unui condensator.
O achimbare a câmpului electromagnetic se propagă departe de originea sa sub forma unei unde. Aceste unde călătoresc în vid la viteza luminii, și se găsesc într-un spectru larg de lungimi de undă. Exemple de câmpuri dinamice de radiații electromagnetice ( în ordinea crescătoare a frecvenței): undele radio, microundele, lumina (lumina infrarosie, vizibilă, și ultravioletele), razele X și razele gamma. În domeniul fizicii particulelor această radiație electromagnetică este manifestarea interacțiunii electromagnetice dintre particule încărcate.
Subdomeniul electromagnetismului care se ocupă în mod special cu schimbare rapidă a câmpuriloe electrice și magnetice care constituie lumina, este numit electrodinamică.
Întreagul electromagnetism este guvernat de ecuațiile lui Maxwell, care sunt compatibile cu și au servit ca o motivație pentru teoria relativității.
Descrierea matematică
Câmpul electromagnetic exercită următoarea forţă (adesea numită forța Lorentz) asupra particulelor încărcate:
F = qE + qv x B
F = qE + q(v/c) x B
în unități Gauss,
unde toate cantitățile bolduite sunt vectori: F este forța unei sarcini q, E este câmpul electric în locaţia lui q, v este viteza lui q, B este intensitatea câmpului magnetic în poziția lui q, iar c este viteza luminii.
Această descriere a forței dintre particule încărcate, spre deosebire de legea lui Coulomb, rămâne valabilă în relativitate și, de fapt, forța magnetică este văzută ca parte a interacțiunii relativiste a sarcinilor în mișcare rapidă pe care legea lui Coulomb o neglijează.
Câmp electric E
Câmpului electric E este definită astfel încât, pe o sarcină staționară:
F = q0E
unde q0 este ceea ce este cunoscută ca o sarcină de test. Mărimea sarcinei nu contează, atâta timp cât aceasta este suficient de mică pentru a nu influența câmpul electric prin simpla sa prezenţă. Ceea ce este clar din această definiție, totuși, este că unitatea de E este N/C, sau newtoni pe coulomb. Această unitate este egală cu V/m (volți pe metru), vezi mai jos.
Definiția de mai sus pare puţin circulară, dar în electrostatică , în cazul în care sarcinile nu sunt în mișcare, legea lui Coulomb funcționează bine.
Metoda electromagnetică
O metodă geofizică în care sunt măsurate câmpurile magnetice și/sau electrice rezultate din curenții de suprafață generate. Măsurătorile pot fi făcute în domeniul de frecvență pentru mai multe frecvențe, sau într-un domeniu de timp la mai multe intervale de timp, după un puls tranzitoriu. Metodele de câmp natural, cum ar fi magnetotelurica, folosesc câmpul magnetic și electromagnetic naturale ca sursă.
Lasă un răspuns