Geladen deeltjesvelden, elektromagnetische en elektrostatische velden en hun componenten
Deeltjes en velden zijn twee soorten materie. Een kenmerkend kenmerk van de interactie van deeltjes is dat deze niet plaatsvindt in hun directe contact, maar op een bepaalde afstand ertussen.
Dit komt door het feit dat de deeltjes gerelateerd zijn aan het veld dat hen omringt en de interactie tussen hen bepaalt. De deeltjes interageren dus via hun velden.
Velden worden continu in de ruimte verdeeld, in tegenstelling tot discrete deeltjes. Sommige interacties zijn tweeledig van aard. Zo wordt bijvoorbeeld een elektromagnetisch veld dat zich door de ruimte voortplant in de vorm van golven gelijktijdig gedetecteerd in de vorm van afzonderlijke deeltjes - fotonen.
In de natuur zijn er verschillende soorten velden: zwaartekracht (zwaartekracht), magnetostatisch, elektrostatisch, nucleair, enz. Elk veld wordt gekenmerkt door onderscheidende, inherente eigenschappen.
Tussen twee soorten materie - deeltjes en velden - is er een interne verbinding, die voornamelijk tot uiting komt in het feit dat elke verandering in de toestand van de deeltjes direct wordt weerspiegeld in het veld (en omgekeerd, elke verandering in het veld beïnvloedt de deeltjes ), evenals in de aanwezigheid van algemene eigenschappen: massa, energie, momentum of momentum, etc.
Ook kunnen deeltjes in een veld veranderen en het veld in dezelfde deeltjes. Dit alles laat zien dat materie en veld twee soorten materie zijn.
Bovendien is er een verschil tussen velden en deeltjes, waardoor we ze als verschillende soorten materie kunnen beschouwen.
Dit verschil bestaat uit het feit dat elementaire deeltjes discreet zijn en een bepaald volume innemen, ze zijn ondoordringbaar voor andere deeltjes: hetzelfde volume kan niet worden ingenomen door verschillende lichamen en deeltjes. De velden zijn continu en hebben een hoge permeabiliteit: velden van verschillende typen kunnen gelijktijdig in hetzelfde ruimtevolume worden geplaatst.
Deeltjes en lichamen kunnen in de ruimte bewegen onder invloed van externe krachten, versneld of vertraagd, dat wil zeggen, de bewegingssnelheid van deeltjes in de ruimte kan verschillen. Velden planten zich met dezelfde snelheid door de ruimte voort, bijvoorbeeld in een vacuüm - met een snelheid die gelijk is aan de lichtsnelheid.
Omdat deeltjes en velden nauw met elkaar verbonden zijn en een geheel vormen, is het onmogelijk om een exacte grens te trekken tussen een deeltje en zijn veld in de ruimte.
Het is echter mogelijk om een zeer klein ruimtegebied te specificeren waarin de eigenschappen van een afzonderlijk deeltje tot uiting komen. In die zin is het voorwaardelijk mogelijk om de afmetingen te bepalen elementaire deeltjes… In de ruimte buiten het gespecificeerde gebied kan worden aangenomen dat er alleen een veld is dat is gekoppeld aan een elementair deeltje.
Het elektromagnetische veld en zijn componenten
In de elektrotechniek wordt een veld beschouwd dat wordt veroorzaakt door de beweging van dragende deeltjes elektrische ladingen… Zo'n veld wordt elektromagnetisch genoemd. De verschijnselen die verband houden met de voortplanting van dit veld worden elektromagnetische verschijnselen genoemd.
Elektronen die in een atoom rond een kern circuleren, interageren met protonen via een elektrisch veld, terwijl hun beweging tegelijkertijd equivalent is aan een elektrische stroom, die, zoals de ervaring leert, altijd geassocieerd is met de aanwezigheid van een magnetisch veld.
Daarom bestaat het veld waardoor de elementaire deeltjes van het atoom met elkaar interageren, dat wil zeggen het elektromagnetische veld, uit twee velden: elektrisch en magnetisch. Deze velden zijn met elkaar verbonden en onlosmakelijk met elkaar verbonden.
Extern manifesteert het elektromagnetische veld onder macroscopisch onderzoek zich in sommige gevallen in de vorm van een stationair veld en in andere gevallen in de vorm van een wisselend veld.
In de stationaire toestand van de atomen van een bepaalde stof, zowel het elektrische veld (in dit geval is het veld in de atomen volledig verbonden met gelijke ladingen van verschillende tekens) als het magnetische veld (vanwege de chaotische oriëntatie van elektronenbanen) in buitenruimte wordt niet gedetecteerd.
Als het evenwicht in het atoom echter wordt verstoord (een ion wordt gevormd, gerichte beweging wordt gesuperponeerd op chaotische beweging, elementaire stromen van magnetische stoffen worden in één richting georiënteerd, enz.), Dan kan buiten deze stof het veld worden gedetecteerd.Bovendien, als de opgegeven status ongewijzigd blijft, hebben de veldkarakteristieken een waarde die in de loop van de tijd constant is. Zo'n veld wordt een stationair veld genoemd.
Het stationaire veld komt bij macroscopisch onderzoek in een aantal gevallen voor in de vorm van slechts één component: ofwel in de vorm van een elektrisch veld (bijvoorbeeld het veld van stilstaande geladen lichamen), ofwel in de vorm van een magnetisch veld (bijvoorbeeld bijvoorbeeld het veld van permanente magneten).
De componenten van een stationair elektromagnetisch veld zijn onlosmakelijk verbonden met bewegende geladen deeltjes: de elektrische component wordt geassocieerd met elektrische ladingen en de magnetische component begeleidt (omringt) bewegende geladen deeltjes.
Een variabel elektromagnetisch veld wordt gevormd als gevolg van de veranderende of oscillerende beweging van geladen deeltjes, systemen of componenten van stationaire velden. Kenmerkend voor zo'n hoogfrequent veld is dat het, nadat het is ontstaan (na te zijn uitgezonden door een bron), wordt gescheiden van de bron en in de vorm van golven in de omgeving terechtkomt.
De elektrische component van dit veld bestaat in een vrije toestand, gescheiden van de materiële deeltjes en heeft een wervelend karakter. Hetzelfde veld is de magnetische component: het bestaat ook in een vrije staat, niet geassocieerd met bewegende ladingen (of elektrische stroom). Beide velden vormen echter een onafscheidelijk geheel en worden tijdens het bewegingsproces in de ruimte voortdurend in elkaar omgezet.
Het variabele elektromagnetische veld wordt gedetecteerd door de impact op deeltjes en systemen die zich in het pad van zijn voortplanting bevinden, die in een oscillerende beweging kunnen worden gebracht, evenals door middel van apparaten die de energie van het elektromagnetische veld omzetten in energie van een ander type (bijvoorbeeld thermisch).
Een speciaal geval is de werking van dit veld op de visuele organen van levende wezens (licht is elektromagnetische golven).
Componenten van het elektromagnetische veld — elektrische en magnetische velden werden ontdekt en bestudeerd vóór het elektromagnetische veld, en onafhankelijk van elkaar: er werd toen geen verband tussen hen ontdekt. Dit leidde ertoe dat beide gebieden als onafhankelijk werden beschouwd.
Theoretische overwegingen, vervolgens bevestigd door experimenten, tonen aan dat er een onlosmakelijk verband bestaat tussen elektrische en magnetische velden, en elk elektrisch of magnetisch fenomeen blijkt altijd elektromagnetisch te zijn.
Zie ook: Elektrisch en magnetisch veld: wat zijn de verschillen?
Elektrostatisch veld
Alleen een elektrisch veld wordt gedetecteerd in een vacuüm of een diëlektrisch medium rond geïsoleerde lichamen die stationair zijn ten opzichte van de waarnemer met een onveranderd overschot in ruimte en tijd (in macroscopische zin) elektrische ladingen van hetzelfde teken verkregen tijdens de ionisatie van atomen ( als resultaat van elektrificatie-look - Elektrificatie van lichamen, interactie van ladingen). Zo'n veld wordt elektrostatisch genoemd.
Een elektrostatisch veld is een type stationair elektrisch veld en verschilt daarvan doordat de elementaire geladen deeltjes die het elektrostatische veld veroorzaken alleen in chaotische beweging zijn, terwijl het stationaire veld wordt bepaald door de gerichte beweging van elektronen die bovenop de chaotische beweging zijn geplaatst.
In dit veld is de constantheid van de karakteristieken te danken aan de continue reproductie van de verdeling van ladingen in het veld (evenwichtsproces).
In een elektrostatisch veld wordt de algemene actie van een groot aantal uniek geladen deeltjes in continue chaotische beweging in verschillende richtingen buiten een geladen lichaam waargenomen als een veld met een elektrische lading van hetzelfde teken dat niet verandert in de tijd.
Het effect van de magnetische component in het elektrostatische veld wordt door de chaotische beweging van ladingsdragers in de ruimte onderling geneutraliseerd en daardoor niet gedetecteerd.
Een onderscheidend kenmerk van het elektrostatische veld is de aanwezigheid van bron- en afvoerlichamen, die overtollige ladingen van verschillende tekens krijgen (lichamen waaruit dit veld lijkt te stromen en waarin het stroomt).
Het elektrostatische veld en de geëlektrificeerde lichamen, die bronnen en putten van het veld zijn, zijn onafscheidelijk van elkaar en vertegenwoordigen één fysieke entiteit.
Hierin verschilt het elektrostatische veld van de elektrische component van het wisselende elektromagnetische veld, dat in vrije toestand een vortexkarakter heeft, geen source en drain heeft.
Er wordt geen energie verbruikt om deze toestand van het elektrostatische veld in stand te houden. Het is alleen nodig wanneer dit veld tot stand is gebracht (er is energie voor nodig om continu een elektromagnetisch veld uit te zenden).
Een elektrostatisch veld kan worden gedetecteerd door de mechanische kracht die werkt op stationaire geladen lichamen die in dit veld zijn geplaatst, evenals door elektrostatische ladingen op stationaire metalen lichamen te induceren of te richten en door polarisatie van stationaire diëlektrische lichamen die in dit veld zijn geplaatst.
Zie ook: