Elektwomayetis

Elektwomayetis, ki rele tou entèraksyon elektwomayetik, se branch nan fizik ki etidye entèraksyon ki genyen ant patikil ki chaje elektrik, kit yo an repo oswa an mouvman, ak plis jeneralman efè elektrisite, lè li sèvi avèk nosyon chan elektwomayetik. Li posib tou pou defini elektwomayetik kòm etid la nan chan elektwomayetik ak entèraksyon li yo ak patikil chaje. Tèm 'elektwomayetik' la refere a lefèt ke fenomèn elektrik ak mayetik yo te konsidere kòm endepandan jiska 1860, lè Maxwell te montre ke yo pa t jis de aspè nan menm seri fenomèn yo.

Elektwomayetik se, ak mekanik, youn nan pi gwo branch fizik ki gen domèn aplikasyon konsiderab. Elektwomayetik pèmèt nou konprann egzistans onn elektwomayetik, sa vle di tou de onn radyo ak limyè, oswa menm mikwo-onn ak gama radyasyon. Kidonk, nan atik 1864 li a, "'Yon teyori dinamik chan elektwomayetik la'", Maxwell te ekri: "Akò rezilta yo sanble montre ke limyè ak mayetis se de fenomèn ki gen menm nati. ak limyè sa a se yon twoub elektwomayetik pwopaje nan espas swiv lwa yo nan elektwomayetik.

Soti nan pwen de vi sa a, tout antye nan optik ka wè kòm yon aplikasyon nan elektwomayetik. Elektwomayetik entèraksyon, yon fòs fò, se tou youn nan kat entèraksyon fondamantal yo; li pèmèt nou konprann (ak mekanik pwopòtik) egzistans, koezyon ak estabilite estrikti chimik tankou atòm oswa molekil, ki soti nan pi senp rive nan plis konplèks.

Soti nan pwen de vi nan fizik fondamantal, devlòpman teyorik elektwomayetik klasik se sous teyori relativite espesyal nan kòmansman XX^e syèk la. Bezwen pou rekonsilye teyori elektwomayetik ak mekanik pwopòsyon te mennen nan konstriksyon elektwodinamik pwopòtik, ki entèprete entèraksyon elektwomayetik kòm yon echanj patikil ki rele fotons^{[N 1]}. Nan fizik patikil, entèraksyon elektwomayetik la ak "entèraksyon fèb" yo inifye anba kad teyori elektwofèb.

Istwa[modifye | modifye kòd]

Pou yon tan long, fenomèn elektrik ak fenomèn mayetik yo te konsidere kòm endepandan^[1]. An 1600, William Gilbert klarifye, nan travay li De Magnete, distenksyon ant kò elektrik (li te prezante tèm sa a) ak kò mayetik. Li konpare Latè a ak yon leman, li note repulsion ak atraksyon leman pa poto yo ak enfliyans nan chalè sou mayetis nan fè. Li bay tou premye lide sou elektrisite, ki gen ladan yon lis kò ki ka elektrifye pa friksyon.

Grèk yo te sèlman remake ke moso amber fwote te kapab atire kò limyè, tankou raso oswa pousyè, epi tou ke te egziste yon mineral , "wòch nan leman” oswa magnetite^{[N 2]}, kapab atire fè ak metal fè.

Konsèp[modifye | modifye kòd]

Sa yo rele elektwomayetik klasik koresponn ak teyori "abityèl" elektwomayetik, devlope nan travay Maxwell ak Faraday. Sa a se yon teyori "klasik" paske li baze sou chan kontinyèl, kòm opoze a teyori pwopòsyon. Yon lòt bò, se pa yon teyori ki pa relativis: an reyalite, byenke yo te pwopoze anvan teyori relativite espesyal la, ekwasyon Maxwell yo, ki nan orijin teyori klasik la, yo envaryan'. ' pa Lorentz transformations^{[N 3]}.

Ekwasyon debaz[modifye | modifye kòd]

Elektwomayetik baze sou yon teyori elektwodinamik pou dekri kouplaj ant chan elektwomayetik ak sistèm mekanik ki se chaj elektrik yo. Elektrodinamik klasik itilize, pa egzanp, yon ti kantite ekwasyon fondamantal:

Ekwasyon Maxwell yo detèmine chan elektwomayetik ki soti nan sous tankou chaj ak kouran. Ekwasyon sa yo ta dwe depreferans ekri nan fòm kovaryan, lè li sèvi avèk fòmalis kat dimansyon relativite espesyal, an tèm de kwadrivèktè [[kadrivèktè potansyèl|dansite aktyèl la] ] ak tansè nan champ elektwomayetik. Nan ka sa a, yo pran fòm de ekwasyon kat dimansyon, youn pa enplike chaj ak kouran e konsa ki dekri estrikti nan jaden elektwomayetik la, ak lòt la ki dekri kouple ki genyen ant jaden elektwomayetik ak chaj ak kouran.
Nan fòmalism twa dimansyon yo itilize pi souvan, de ekwasyon kat dimansyon sa yo dekonpoze an de pè ekwasyon, youn nan estrikti ak youn nan kouple ak sous yo, ki bay kat ekwasyon "òdinè" Maxwell yo:

${\begin{cases}\displaystyle {\vec {\operatorname {rot} }}{\vec {E}}+{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}}={\vec {0}}\quad \mathrm {(Ekwasyon} {\text{ Maxwell-Faraday);}}\\\operatorname {div} {\vec {B}}=0\quad {\text{(Inegzistans chaj mayetik, pafwa ki rele Ekwasyon de Maxwell-Thomson);}}\\\displaystyle \operatorname {div} {\vec {E}}={\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}}\quad {\text{(Ekwasyon Maxwell-Gauss);}}\\\displaystyle {\vec {\operatorname {rot} }}\left({\frac {\vec {B}}{\mu _{0}}}\right)={\vec {\jmath }}+\varepsilon _{0}{\frac {\partial {\vec {E}}}{\partial t}}\quad {\text{(Ekwasyon Maxwell-Amp}}\mathrm {\grave {e}} {\text{re).}}\end{cases}}$

Ekwasyon sa yo gen yon karaktè lokal, sa vle di yo relye varyasyon chan ${\vec {E}}$ ak ${\vec {B}}$ nan yon pwen ak tan bay dérivés pasyèl yo ak/oswa nan domèn ki dekri sous yo. Li posib pou mete ekwasyon sa yo nan fòm entegral, pou pi fasil entèpretasyon fizik (gade anba a).
Jaden an egzèse yon aksyon mekanik sou matyè, fòs Lorentz, ki se deskripsyon klasik elektwomayetik entèraksyon:
- Pou yon chaj pwen q, k ap deplase nan vitès ${\vec {v}}$ parapò ak yon kad referans Galile, fòs Lorentz ekri ${\vec {F}}=q\left({\vec {E}}+{\vec {v}}\wedge {\vec {B}}\right)$ . Kidonk, fòs Lorentz la konpoze de de tèm, youn endepandan de vitès la, ${\vec {F}}_{e}=q\,{\vec {E}}$ , sa yo rele fòs elektrik la, ak lòt ki lye ak deplasman chaj la nan ankadreman referans etid la, sa yo rele fòs mayetik ${\vec {F}}_{m}=q{\vec {v}}\wedge {\vec {B}}$ . Dènye fòs sa a se travay zewo depi ${\vec {v}}\cdot {\vec {F}}_{m}=0$ tout tan.
- Pou yon distribisyon chaj ak kouran, ki genyen nan yon sèten domèn espas, fòs elemantè Lorentz egzèse sou volim enfinizimal espas $\mathrm {d} ^{3}V$ ki genyen chaj $\mathrm {d} q=\rho ({\vec {r}},t)\,\mathrm {d} V$ ki sitiye nan pwen ${\vec {r}}$ kounye a t ekri sou fòm $\mathrm {d} {\vec {F}}({\vec {r}},t)=\mathrm {d} q\left({\vec {E}}+{\vec {v}}\wedge {\vec {B}}\right)=\left(\rho {\vec {E}}+(\rho {\vec {v}})\wedge {\vec {B}}\right)\mathrm {d} V={\vec {f}}\,\mathrm {d} V$ , avèk ${\vec {f}}=\rho \,{\vec {E}}+{\vec {\jmath }}\wedge {\vec {B}}$ dansite volimik fòs Lorentz.

Gade tou[modifye | modifye kòd]

Nòt ak referans[modifye | modifye kòd]

Nòt[modifye | modifye kòd]

↑ Anplis de sa, yon nan premye teyori yo. nan yon nati pwopòsyon se sa ki nan efè foto-elektrik, ki te mennen Einstein prezante nosyon foton nan an 1905.
↑ Soti nan grèk μαγνησὶα, non yon vil nan Lydia konnen ki genyen kalite mineral sa a.
↑ Sepandan, sa pa fasil pou demontre nan fòmalis abityèl twa dimansyon, men vin evidan lè ekwasyon sa yo ekri lè li sèvi avèk fòmalis kat dimansyon.

Referans[modifye | modifye kòd]

↑ « Istwa elektrisite ak mayetis »

Lyen deyò[modifye | modifye kòd]

Elektwomagnetis, sou e-scio.net
Istwa elektrisite ak mayetis sou ampere.cnrs.fr
(istwa syans): atik ki soti nan 1820 d'Œrsted prezante eksperyans li yo, sou entènèt ak komantè, sou bibnum.education.fr
Soti Thalès rive Ampère. Soti nan leman nan elektwomayetis.

[1] Anplis de sa, yon nan premye teyori yo. nan yon nati pwopòsyon se sa ki nan efè foto-elektrik, ki te mennen Einstein prezante nosyon foton nan an 1905.

[3] Soti nan grèk μαγνησὶα, non yon vil nan Lydia konnen ki genyen kalite mineral sa a.

[4] Sepandan, sa pa fasil pou demontre nan fòmalis abityèl twa dimansyon, men vin evidan lè ekwasyon sa yo ekri lè li sèvi avèk fòmalis kat dimansyon.

[2] « Istwa elektrisite ak mayetis »

[N 1]

[1]

[N 2]

[N 3]