Sách Vật lý/Điện từ

Tủ sách mở Wikibooks

Điện từ một hiện tượng tìm thấy trong tương tác giửa dẩn điện và điện có dòng điện khác không tạo ra từ có từ trường giống như từ trường của Nam châm thường ; một vật có khả năng hút kim loại nằm trong từ trường . Điện từ học là ngành vật lý nghiên cứu và giải thích các hiện tượng điện và hiện tượng từ, và mối quan hệ giữa chúng. Ngành điện từ học là sự kết hợp của điện họctừ học bởi điện và từ có mối quan hệ mật thiết với nhau. Điện trường thay đổi sinh ra từ trường và từ trường thay đổi sinh ra điện trường. Thực chất, điện trường và từ trường hợp thành một thể thống nhất, gọi là điện từ trường. Các tương tác điện và tương tác từ gọi chung là tương tác điện từ. Lực xuất hiện trong các tương tác đó là lực điện từ, một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên (bên cạnh lực hấp dẫn, lực hạt nhân mạnhlực hạt nhân yếu).

Nam châm[sửa]

Nam châm là một vật liệu hoặc vật thể tạo ra từ trường của các đường lực từ vô hình có khả năng hút mọi vật từ nằm kề bên nam châm

Lodestone attracting nails.pngMagnetEZ.jpgMagnet0873.pngManoderecha.svg | Magnetic field of wire loop.svg |Electromagnet1.png | Basic Inductor with B-field.svg


Tính chất nam châm[sửa]

Mọi Nam châm đều có

  1. 2 cực , Cực bắc và Cực nam
  2. Từ trường tạo ra từ các đường sức lực (Lực từ) đi từ cực bắc đến cực nam
  3. Khả năng hút vật liệu từ như Sắt, Nam châm khác về hướng mình1

Loại nam châm[sửa]

Nam châm thường Lodestone attracting nails.pngMagnetEZ.jpgMagnet0873.png
Nam châm điện
Nam châm điện Từ trường của cộng dây thẳng dẩn điện Manoderecha.svg
Nam châm điện Từ trường của vòng tròn dẩn điện Magnetic field of wire loop.svg
Nam châm điện Từ trường của N vòng tròn dẩn điện VFPt Solenoid correct2.svg
Nam châm điện vỉnh cửu Electromagnet1.png

Điện tích[sửa]

Tính chất[sửa]

Điện tích Ký hiệu Tích điện Điện lượng Điện trường Từ trường
Điện tích âm (-) Vật + e -Q →E← B Điện trường của điện tích điểm dương và âm.
Điện tích dương (+) Vật - e +Q ←E↔ B

Tương tác Điện tích[sửa]

Lực tương tác điện tích Hình Công thức lực tương tác
Lực điện động → O → O
Lực từ đông Lorentz force.svg
Lực điện từ Lorentz force.svg
Lực hút điện tích VFPt charges plus minus thumb.svg


Lực động điện làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng ngang . Di chuyển của điện tích có các tính chất sau

Lực động từ làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng dọc . Di chuyển của điện tích có các tính chất sau

Di chuyển điện tích theo đường thẳng không đổi

Di chuyển điện tích theo quỹ đạo vòng tròn


Lực điện từ làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng nghiêng. Di chuyển của điện tích có các tính chất sau

Lực hút của điện tích âm hút điện tích dương về hướng mình tạo ra chuyển động có các tính chất sau

với
với

Mô hình Nguyên tử[sửa]

Bán kính nguyên tử[sửa]

Cân bằng lực hút điện tích và lực động lực

Cân bằng động lực lượng tử và động lực di chuyển theo vòng tròn



Tổng năng lượng[sửa]


Năng lượng lượng tử[sửa]


Điện tử đi ra ngoài nguyên tử

Điện tử đi vô trong nguyên tử

Trường điện từ[sửa]

Định luật Điện từ trường[sửa]

Các Định luật điện từ được phát triển bởi nhiều nhà khoa học gia

VFPt minus thumb.svg VFPt plus thumb.svg Manoderecha.svg Magnetic field of wire loop.svg Basic Inductor with B-field.svg


Định luật Điện từ trường Ý nghỉa Công thức
Định luật Coulomb Lực hút 2 điện tích
Định luật Lorentz Lực điện từ
Định luật Gauss Từ thông
Định luật Ampere Từ cảm
Định luật Lentz Từ cảm ứng
Định luật Faraday Điện từ cảm ứng
Định luật Maxwell Từ nhiểm
Định luật Maxwell-Ampere Dòng điện

Cường độ E, B[sửa]

Cường độ Điện trường E của dẩn điện[sửa]

Cường độ Điện trường E
Điện tích điểm hình cầu Cường độ điện trường của một hình cầu tròn có diện tích



Cường độ điện lượng

Điện tích khác loại có cùng điện lượng VFPt dipole electric.svg Lực Coulomb của 2 điện tích khác loại có cùng điện lượng
. ()
Lực này tương tác với điện tích tạo ra điện trường
Tụ điện Capacitor schematic with dielectric.svg Tụ điện tạo ra từ 2 bề mặt song song có cường độ điện trường

Cường độ Từ trường B của dẩn điện[sửa]

Theo Định luật Ampere, cường độ Từ trường được tính như sau

Nam châm điện Hình Công thức
Nam châm điện Từ trường của cộng dây thẳng dẩn điện Manoderecha.svg
Nam châm điện Từ trường của vòng tròn dẩn điện Magnetic field of wire loop.svg
Nam châm điện Từ trường của N vòng tròn dẩn điện VFPt Solenoid correct2.svg
Nam châm điện vỉnh cửu Electromagnet1.png

Phương trình Maxwell[sửa]

VFPt Solenoid correct2.svg

Phương trình điện từ nhiểm[sửa]

Tên Dạng phương trình vi phân Dạng tích phân
Định luật Gauss:
Đinh luật Gauss cho từ trường
(sự không tồn tại của từ tích):
Định luật Faraday cho từ trường:
Định luật Ampere
(với sự bổ sung của Maxwell):

Phương trình vector dao động điện từ[sửa]

Dao động điện từ được Maxwell biểu diển dưới dạng 4 phương trình vector đạo hàm của 2 trường Điện trường, E và Từ trường, B





Sóng điện từ[sửa]

Dao động điện từ[sửa]

Dao động điện từ được Maxwell biểu diển dưới dạng 4 phương trình vector đạo hàm của 2 trường Điện trường, E và Từ trường, B

VFPt Solenoid correct2.svg




Dùng phép toán

Phương trình sóng điện từ[sửa]

Cho một Phương trình sóng điện từ

Hàm số sóng điện từ[sửa]

Nghiệm của Phương trình sóng điện từ trên cho Hàm số sóng điện từ

Onde electromagnetique.svg

Tính chất sóng điện từ[sửa]

Chuyển động sóng điện từ[sửa]

Với


Lượng tử[sửa]

Một đại lượng không có khối lượng và có giá trị là một hằng số không đổi

Lượng tử có lưởng tính Sóng Hạt . Lưởng tính Sóng - Hạt cho phép lượng tử di chuyển dưới dạng Sóng điện từ và truyền năng lượng dưới dạng Hạt

. Đặc tính Sóng
. Đặc tính Hạt

Có 2 loại lượng được tìm thấy là Lượng tử quang ở và Lượng tử điện ở

. Lượng tử quang
. Lượng tử điện

Năng lực lượng tử nhiệt điện từ[sửa]

Mọi lượng tử đều có một năng lực lượng tử tính bằng

Năng lực lượng tử được tìm thấy ở 2 trạng thái Năng lực lượng tử quang ở và Năng lực lượng tử điện ở

Năng lực lượng tử quang

Năng lực lượng tử điện

Xác xuất tìm thấy Năng lực lượng tử của lượng tử được phát biểu trong Định luật Heinseinberg

Năng lực lượng tử chỉ có thể tìm thấy ở 1 trong 2 trạng thái Năng lực lượng tử quang hay Năng lực lượng tử điện

Có thể biểu diển bằng công thức toán


Phổ tần Phóng xạ sóng điện từ[sửa]

Radio transmition diagram en.png

Phóng xạ sóng điện từ có phổ tần phóng xạ sau

VF , Ánh sáng thấy được
UVF , Ánh sáng tím
X, Tia X
γ, Tia gamma