Поља наелектрисаних честица, електромагнетна и електростатичка поља и њихове компоненте
Честице и поља су две врсте материје. Карактеристична карактеристика интеракције честица је да се она одвија не у њиховом директном контакту, већ на одређеној удаљености између њих.
То је због чињенице да су честице повезане са пољем које их окружује и одређује интеракцију између њих. Дакле, честице међусобно делују кроз своја поља.
Поља су распоређена у простору, за разлику од дискретних честица, непрекидно. Неке интеракције су двоструке природе. Тако, на пример, електромагнетно поље које се простире кроз простор у облику таласа детектује се истовремено у облику дискретних честица - фотона.
У природи постоје поља разних врста: гравитациона (гравитациона), магнетостатичка, електростатичка, нуклеарна итд. Свако поље карактеришу карактеристична, инхерентна својства.
Између две врсте материје — честица и поља — постоји унутрашња веза, која се манифестује пре свега у томе што се свака промена стања честица директно одражава на поље (и обрнуто, свака промена у пољу утиче на честице). ), као и у присуству општих својстава: масе, енергије, импулса или импулса итд.
Такође, честице се могу претворити у поље, а поље у исте честице. Све ово показује да су материја и поље две врсте материје.
Поред тога, постоји разлика између поља и честица, што нам омогућава да их посматрамо као различите врсте материје.
Ова разлика се састоји у томе што су елементарне честице дискретне и заузимају одређену запремину, непропусне су за друге честице: исту запремину не могу заузети различита тела и честице. Поља су непрекидна и имају високу пропустљивост: поља различитих типова могу се истовремено налазити у истој запремини простора.
Честице и тела могу се кретати у простору под утицајем спољашњих сила, убрзано или успорено, односно брзина кретања честица у простору може бити различита. Поља се шире кроз свемир истом брзином, на пример у вакууму – брзином једнаком брзини светлости.
Пошто су честице и поља уско повезани једни са другима и чине целину, немогуће је успоставити тачну границу између честице и њеног поља у простору.
Међутим, могуће је навести веома мали део простора у коме се манифестују својства дискретне честице. У овом смислу, условно је могуће одредити димензије елементарне честице… У простору ван наведеног региона, може се претпоставити да постоји само поље повезано са елементарном честицом.
Електромагнетно поље и његове компоненте
У електротехници се сматра поље које је узроковано кретањем носећих честица електрична наелектрисања… Такво поље се назива електромагнетно. Појаве повезане са ширењем овог поља називају се електромагнетне појаве.
Електрони који круже у атому око језгра ступају у интеракцију са протонима кроз електрично поље, док је у исто време њихово кретање еквивалентно електричној струји, која је, како искуство показује, увек повезана са присуством магнетног поља.
Дакле, поље кроз које елементарне честице атома међусобно делују, односно електромагнетно поље, састоји се од два поља: електричног и магнетног. Ова поља су међусобно повезана и неодвојива једно од другог.
Споља, електромагнетно поље под макроскопским испитивањем манифестује се у неким случајевима у облику стационарног поља, ау другим случајевима у облику наизменичног поља.
У стационарном стању атома дате супстанце, и електрично поље (у овом случају поље у атомима је потпуно повезано са једнаким наелектрисањем различитих знакова) и магнетно поље (због хаотичне оријентације електронских орбита) у свемирски простор није детектован.
Међутим, ако је равнотежа у атому поремећена (формира се јон, усмерено кретање је суперпонирано на хаотично кретање, елементарне струје магнетних супстанци су оријентисане у једном правцу, итд.), Тада се изван ове супстанце може детектовати поље.Додатно, ако се наведено стање одржава непромењено, онда карактеристике поља имају вредност која је константна током времена. Такво поље се назива стационарно поље.
Стационарно поље при макроскопском испитивању у великом броју случајева се јавља у облику само једне компоненте: или у облику електричног поља (на пример, поље стационарно наелектрисаних тела), или у облику магнетног поља (нпр. на пример поље трајних магнета).
Компоненте стационарног електромагнетног поља су неодвојиве од покретних наелектрисаних честица: електрична компонента је повезана са електричним наелектрисањем, а магнетна компонента прати (окружује) покретне наелектрисане честице.
Променљиво електромагнетно поље настаје као резултат променљивог или осцилационог кретања наелектрисаних честица, система или саставних делова стационарних поља. Карактеристика таквог високофреквентног поља је да се након што је настало (након што се емитује из извора) одваја од извора и улази у околину у облику таласа.
Електрична компонента овог поља постоји у слободном стању, одвојена од материјалних честица и има вртложни карактер. Исто поље је и магнетна компонента: оно такође постоји у слободном стању, није повезано са покретним наелектрисањем (или електричном струјом). Међутим, оба поља представљају неодвојиву целину и у процесу кретања у простору непрестано се претварају једно у друго.
Променљиво електромагнетно поље детектује се утицајем на честице и системе који се налазе на путањи његовог ширења, а који се могу покренути у осцилационом кретању, као и помоћу уређаја који претварају енергију електромагнетног поља у енергију другог типа. (на пример, термички).
Посебан случај је деловање овог поља на видне органе живих бића (светлост су електромагнетни таласи).
Компоненте електромагнетног поља — електрична и магнетна поља су откривени и проучавани пре електромагнетног поља, и независно један од другог: тада није откривена никаква веза између њих. То је довело до чињенице да су се обе области сматрале независним.
Теоријска разматрања, затим потврђена експериментом, показују да постоји нераскидива веза између електричног и магнетног поља, а било која електрична или магнетна појава увек се испостави да је електромагнетна.
Такође видети: Електрично и магнетно поље: које су разлике?
Електростатичко поље
Само електрично поље се детектује у вакууму или диелектричној средини око изолованих тела која су стационарна у односу на посматрача са вишком непромењених у простору и времену (у макроскопском смислу) електричних набоја истог знака добијених током јонизације атома ( као резултат електрификације изгледа - Електрификација тела, интеракција наелектрисања).Овакво поље назива се електростатичко.
Електростатичко поље је врста стационарног електричног поља и разликује се од њега по томе што су елементарне наелектрисане честице које изазивају електростатичко поље само у хаотичном кретању, док је стационарно поље одређено усмереним кретањем електрона суперпонираних на хаотично кретање.
У овом пољу, константност карактеристика је због континуиране репродукције дистрибуције наелектрисања у пољу (равнотежни процес).
У електростатичком пољу, опште дејство великог броја једнозначно наелектрисаних честица у непрекидном хаотичном кретању у различитим правцима се изван наелектрисаног тела доживљава као поље са електричним наелектрисањем истог знака које се не мења током времена.
Ефекат магнетне компоненте у електростатичком пољу је међусобно неутрализован због хаотичног кретања носилаца наелектрисања у свемиру и стога се не детектује.
Карактеристична карактеристика електростатичког поља је присуство извора и одводних тела, којима се дају вишак наелектрисања различитих знакова (тела из којих изгледа да ово поље тече и у која се улива).
Електростатичко поље и наелектрисана тела, која су извори и понори поља, неодвојиви су једно од другог и представљају један физички ентитет.
По томе се електростатичко поље разликује од електричне компоненте наизменичног електромагнетног поља, које у слободном стању има вртложни карактер, нема извор и одвод.
Не троши се енергија за одржавање овог стања електростатичког поља. Потребно је само када се ово поље успостави (потребна је енергија да се непрекидно емитује електромагнетно поље).
Електростатичко поље се може детектовати механичком силом која делује на стационарна наелектрисана тела смештена у овом пољу, као и индукцијом или усмеравањем електростатичких наелектрисања на стационарна метална тела и поларизацијом стационарних диелектричних тела смештених у ово поље.
Такође видети: