Mga naka-charge na particle field, electromagnetic at electrostatic field at ang mga bahagi nito
Ang mga particle at field ay dalawang uri ng matter. Ang isang tampok na katangian ng pakikipag-ugnayan ng mga particle ay na ito ay nagaganap hindi sa kanilang direktang pakikipag-ugnay, ngunit sa isang tiyak na distansya sa pagitan nila.
Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga particle ay nauugnay sa patlang na nakapaligid sa kanila at tinutukoy ang pakikipag-ugnayan sa pagitan nila. Kaya, ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng kanilang mga patlang.
Ang mga patlang ay ipinamamahagi sa kalawakan, hindi tulad ng mga discrete particle, patuloy. Ang ilang mga pakikipag-ugnayan ay dalawahan sa kalikasan. Kaya, halimbawa, ang isang electromagnetic field na nagpapalaganap sa espasyo sa anyo ng mga alon ay nakita nang sabay-sabay sa anyo ng mga discrete particle - mga photon.
Sa likas na katangian, may mga larangan ng iba't ibang uri: gravitational (gravitational), magnetostatic, electrostatic, nuclear, atbp. Ang bawat patlang ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga katangi-tangi, likas na katangian.
Sa pagitan ng dalawang uri ng bagay - mga particle at field - mayroong isang panloob na koneksyon, na ipinapakita lalo na sa katotohanan na ang anumang pagbabago sa estado ng mga particle ay direktang makikita sa field (at sa kabaligtaran, ang anumang pagbabago sa field ay nakakaapekto sa mga particle ), pati na rin sa pagkakaroon ng mga pangkalahatang katangian: masa, enerhiya, momentum o momentum, atbp.
Gayundin, ang mga particle ay maaaring maging isang field, at ang field sa parehong mga particle. Ang lahat ng ito ay nagpapakita na ang matter at field ay dalawang uri ng matter.
Bilang karagdagan, mayroong pagkakaiba sa pagitan ng mga patlang at mga particle, na nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ang mga ito bilang iba't ibang uri ng bagay.
Ang pagkakaiba na ito ay binubuo sa katotohanan na ang mga elementarya na particle ay discrete at sumasakop sa isang tiyak na dami, sila ay hindi tinatablan ng iba pang mga particle: ang parehong dami ay hindi maaaring sakupin ng iba't ibang mga katawan at mga particle. Ang mga patlang ay tuloy-tuloy at may mataas na pagkamatagusin: ang mga patlang ng iba't ibang uri ay maaaring matatagpuan nang sabay-sabay sa parehong dami ng espasyo.
Ang mga particle at katawan ay maaaring lumipat sa espasyo sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa, pinabilis o pinabagal, iyon ay, ang bilis ng paggalaw ng mga particle sa kalawakan ay maaaring magkakaiba. Ang mga patlang ay nagpapalaganap sa espasyo sa parehong bilis, halimbawa sa isang vacuum - sa bilis na katumbas ng bilis ng liwanag.
Dahil ang mga particle at field ay malapit na nauugnay sa isa't isa at bumubuo ng isang kabuuan, imposibleng magtatag ng eksaktong hangganan sa pagitan ng isang particle at ang field nito sa kalawakan.
Gayunpaman, posibleng tukuyin ang isang napakaliit na rehiyon ng espasyo kung saan ipinapakita ang mga katangian ng isang discrete particle. Sa ganitong kahulugan, posible na matukoy ang mga sukat elementarya na mga particle… Sa espasyo sa labas ng tinukoy na rehiyon, maaaring ipagpalagay na mayroon lamang isang patlang na nauugnay sa isang elementarya na butil.
Ang electromagnetic field at mga bahagi nito
Sa electrical engineering, ang isang field ay itinuturing na sanhi ng paggalaw ng mga nagdadala ng mga particle mga singil sa kuryente… Ang nasabing field ay tinatawag na electromagnetic. Ang mga phenomena na nauugnay sa pagpapalaganap ng field na ito ay tinatawag na electromagnetic phenomena.
Ang mga electron na nagpapalipat-lipat sa isang atom sa paligid ng isang nucleus ay nakikipag-ugnayan sa mga proton sa pamamagitan ng isang electric field, habang ang kanilang paggalaw ay katumbas ng isang electric current, na, tulad ng ipinapakita ng karanasan, ay palaging nauugnay sa pagkakaroon ng isang magnetic field.
Samakatuwid, ang patlang kung saan nakikipag-ugnayan ang mga elementong particle ng atom sa isa't isa, iyon ay, ang electromagnetic field, ay binubuo ng dalawang larangan: electric at magnetic. Ang mga patlang na ito ay magkakaugnay at hindi mapaghihiwalay sa isa't isa.
Sa panlabas, ang electromagnetic field sa ilalim ng macroscopic examination ay nagpapakita ng sarili sa ilang mga kaso sa anyo ng isang nakatigil na field, at sa iba pang mga kaso sa anyo ng isang alternating field.
Sa nakatigil na estado ng mga atomo ng isang naibigay na sangkap, pareho ang electric field (sa kasong ito ang field sa mga atom ay ganap na konektado sa pantay na singil ng iba't ibang mga palatandaan) at ang magnetic field (dahil sa magulong oryentasyon ng mga orbit ng elektron) sa outer space ay hindi nakita.
Gayunpaman, kung ang balanse sa atom ay nabalisa (isang ion ay nabuo, nakadirekta na paggalaw ay pinatong sa magulong paggalaw, ang mga elementarya na alon ng mga magnetic na sangkap ay nakatuon sa isang direksyon, atbp.), Sa labas ng sangkap na ito ang patlang ay maaaring makita.Bilang karagdagan, kung ang tinukoy na estado ay pinananatili nang hindi nagbabago, ang mga katangian ng field ay may isang halaga na pare-pareho sa paglipas ng panahon. Ang nasabing field ay tinatawag na stationary field.
Ang nakatigil na field sa panahon ng macroscopic na pagsusuri sa ilang mga kaso ay nangyayari sa anyo ng isang bahagi lamang: alinman sa anyo ng isang electric field (halimbawa, ang field ng mga nakatigil na sisingilin na katawan), o sa anyo ng isang magnetic field (para sa halimbawa, ang larangan ng permanenteng magnet).
Ang mga bahagi ng isang nakatigil na electromagnetic field ay hindi mapaghihiwalay mula sa paglipat ng mga sisingilin na particle: ang electric component ay nauugnay sa mga electric charge, at ang magnetic component ay sumasama (nakapaligid) sa mga gumagalaw na charged na particle.
Ang isang variable na electromagnetic field ay nabuo bilang isang resulta ng pagbabago o oscillating motion ng charged particles, system o constituents ng stationary fields. Ang isang katangian ng tulad ng isang mataas na dalas na patlang ay na pagkatapos na ito ay bumangon (pagkatapos na ilabas mula sa isang pinagmulan), ito ay nahihiwalay mula sa pinagmulan at pumapasok sa kapaligiran sa anyo ng mga alon.
Ang electric component ng field na ito ay umiiral sa isang libreng estado, na hiwalay sa mga particle ng materyal at may isang vortex character. Ang parehong field ay ang magnetic component: umiiral din ito sa isang libreng estado, hindi nauugnay sa mga gumagalaw na singil (o electric current). Gayunpaman, ang parehong mga patlang ay kumakatawan sa isang hindi mapaghihiwalay na kabuuan at sa proseso ng paggalaw sa kalawakan ay patuloy na nagbabago sa bawat isa.
Ang variable na electromagnetic field ay napansin ng epekto sa mga particle at system na matatagpuan sa landas ng pagpapalaganap nito, na maaaring itakda sa isang oscillating motion, pati na rin sa pamamagitan ng mga device na nagko-convert ng enerhiya ng electromagnetic field sa enerhiya ng ibang uri. (halimbawa, thermal).
Ang isang espesyal na kaso ay ang pagkilos ng larangang ito sa mga visual na organo ng mga nabubuhay na nilalang (ang ilaw ay mga electromagnetic wave).
Mga bahagi ng electromagnetic field - electric at magnetic field ay natuklasan at pinag-aralan bago ang electromagnetic field, at independyente sa isa't isa: walang koneksyon ang natuklasan sa pagitan nila. Ito ay humantong sa katotohanan na ang parehong mga lugar ay itinuturing na independyente.
Ang mga teoretikal na pagsasaalang-alang, pagkatapos ay kinumpirma ng eksperimento, ay nagpapakita na mayroong isang hindi mapaghihiwalay na koneksyon sa pagitan ng mga electric at magnetic field, at anumang electric o magnetic phenomenon ay palaging lumalabas na electromagnetic.
Tingnan din: Electric at Magnetic Field: Ano ang mga Pagkakaiba?
Electrostatic na patlang
Tanging isang electric field ang nakikita sa isang vacuum o isang dielectric medium sa paligid ng mga nakahiwalay na katawan na nakatigil na may kaugnayan sa nagmamasid na may labis na hindi nagbabago sa espasyo at oras (sa macroscopic na kahulugan) mga singil sa kuryente ng parehong sign na nakuha sa panahon ng ionization ng mga atomo ( bilang resulta ng electrification look - Elektripikasyon ng mga katawan, pakikipag-ugnayan ng mga singil).Ang nasabing field ay tinatawag na electrostatic.
Ang electrostatic field ay isang uri ng nakatigil na electric field at naiiba dito dahil ang elementarya na mga particle na nagdudulot ng electrostatic field ay nasa magulong galaw lamang, habang ang stationary na field ay tinutukoy ng nakadirekta na paggalaw ng mga electron na nakapatong sa magulong paggalaw.
Sa larangang ito, ang pagiging matatag ng mga katangian ay dahil sa patuloy na pagpaparami ng pamamahagi ng mga singil sa larangan (proseso ng balanse).
Sa isang electrostatic field, ang pangkalahatang aksyon ng isang malaking bilang ng mga natatanging sisingilin na mga particle sa tuluy-tuloy na magulong paggalaw sa iba't ibang direksyon ay nakikita sa labas ng isang sisingilin na katawan bilang isang field na may electric charge ng parehong sign na hindi nagbabago sa paglipas ng panahon.
Ang epekto ng magnetic component sa electrostatic field ay kapwa neutralisado dahil sa magulong paggalaw ng mga charge carrier sa outer space at samakatuwid ay hindi nakita.
Ang isang natatanging tampok ng electrostatic field ay ang pagkakaroon ng pinagmulan at drain na katawan, na binibigyan ng labis na singil ng iba't ibang mga palatandaan (mga katawan kung saan lumilitaw ang patlang na ito na dumadaloy at kung saan ito dumadaloy).
Ang electrostatic field at ang mga nakoryenteng katawan, na mga pinagmumulan at lababo ng field, ay hindi mapaghihiwalay sa isa't isa, na kumakatawan sa isang pisikal na nilalang.
Sa ito, ang electrostatic field ay naiiba mula sa electric component ng alternating electromagnetic field, na, na umiiral sa isang libreng estado, ay may isang vortex character, walang pinagmulan at alisan ng tubig.
Walang enerhiya na ginugugol upang mapanatili ang estadong ito ng electrostatic field. Ito ay kinakailangan lamang kapag ang patlang na ito ay naitatag (kinakailangan ng enerhiya upang patuloy na naglalabas ng isang electromagnetic field).
Ang isang electrostatic na patlang ay maaaring makita ng mekanikal na puwersa na kumikilos sa mga nakatigil na katawan na nakalagay sa larangang ito, gayundin sa pamamagitan ng pag-udyok o pagdidirekta ng mga electrostatic na singil sa mga nakatigil na metal na katawan at sa pamamagitan ng polariseysyon ng mga nakatigil na dielectric na katawan na inilagay sa larangang ito.
Tingnan din:
Mga katangian ng electric field