Kakšna je povezava med elektromagnetsko silo in elektriko ter magnetizmom?
Elektronska magnetna sila (EMF) je ena od štirih osnovnih sil v fiziki, ki združujejo električno delovanje med naboji in magnetno delovanje med magnetnimi naboji. Elektronska magnetna sila je bistveno rezultat delovanja med električnim poljem in magnetnim poljem. Spodaj sledi podrobnejša razlaga elektronske magnetne sile in njenega odnosa do elektrike in magnetizma:
Delovanje med električnimi naboji
Električno polje: Ko je prisoten električni naboj, se okoli njega ustvari električno polje. Električno polje je vektorsko polje, katerega smer je določena kot smer sile, ki deluje na pozitiven naboj v tem kraju. Moč električnega polja je sorazmerna z velikostjo naboja in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje (Coulombov zakon).
Coulombov zakon: Coulombov zakon opisuje delovanje med naboji dveh točk, ki so v miru. Če imata dva naboja enako predznak (enak naboj), obstaja med njima odbojna sila; če pa sta predznaka nasprotna (različna naboja), se ustvari privlačna sila.
Delovanje med magnetnimi naboji
Magnetno polje: Ko je prisotna električna tokovnice (tj. premikajoči se naboj), se okoli nje ustvari magnetno polje. Magnetno polje je tudi vektorsko polje, katerega smer je določena kot smer sile na pozitiven naboj v smeri njegovega gibanja (Lorentzova sila). Moč magnetnega polja je povezana z velikostjo in smerjo toka ter obratno sorazmerna s kvadratom razdalje.
Lorentzova sila: Lorentzova sila opisuje silo, ki deluje na nabito delce, ko se giblje skozi magnetno polje. Smer sile je pravokotna na smer hitrosti delca in smer magnetnega polja.
Elektronska magnetna indukcija
Faradayev zakon o elektronski magnetni indukciji: Ko se spremeni magnetno polje, ki prehaja skozi zaprto zanko, se v zanki ustvari elektromotorična sila (EMF), kar povzroči nastanek električnega toka. Ta pojav se imenuje elektronska magnetna indukcija.
Maxwellove enačbe: Maxwellove enačbe so osnovni matematični okvir za opisovanje obnašanja elektronskih magnetnih polj. Te enačbe razkrivajo notranjo povezavo med električnimi in magnetnimi polji, to je, da lahko spreminjajoče se električno polje ustvari magnetno polje, in da lahko spreminjajoče se magnetno polje ustvari električno polje.
Elektronske magnetne valovne
Širjenje elektronskih magnetnih valov: Elektronske magnetne valove tvorijo oscilirajoča električna in magnetna polja, ki so pravokotna drug drugemu in pravokotna smeri širjenja vala. Elektronske magnetne valove se lahko širijo skozi vakuum z hitrostjo, ki je enaka hitrosti svetlobe.
Enotnost elektronske magnetne sile
Relativistični učinki: V okviru relativnosti se električna in magnetna polja obravnavata kot različni vidiki istega fizičnega pojavnika. Ko se spremeni referenčni okvir, se lahko električna in magnetna polja pretvorita drug v drugega.
Zaključek
Elektronska magnetna sila je splošni izraz za električno delovanje med naboji in magnetno delovanje med magnetnimi naboji. Ustvarja jo delovanje med električnimi in magnetnimi polji, in jo lahko opisujemo z teorijami, kot so elektronska magnetna indukcija in Maxwellove enačbe. Elektronska magnetna sila se pojavlja kot delovanje med električnimi in magnetnimi polji na makroskopski ravni in kot delovanje med nabiti delci na mikroskopski ravni. Elektronska magnetna sila je eden najpogostejših in najpomembnejših sil v naravi, ki ima velik pomen za razvoj sodobne znanosti in tehnologije ter vsakdanjega življenja.
