Elektromagneta kampo

Elektromagneta kampo estas fizika kampo, t.e. stato de spaco en kiu sur fizika objekto havanta elektran ŝargon agas forto. Elektromagneta kampo konsistas de du kampoj elektra kampo (simbolo E) kaj magneta kampo (simbolo B); unue oni malkovris kaj studis ĉiun sendepende. Ĉi tiuj kampoj estas kunplektataj kaj percepto de ili dependas de observanto. Reciproka rilato de kampoj priskribas ekvacioj de Maxwell. Ecoj de elektromagneta kampo, kaj ĝia ago kun materio studas elektrodinamiko. En kvantuma meĥaniko elektromagneta kampo estas kiel virtualaj fotonoj

Forto de kampo

Forto, kiu agas sur elektra ŝargo en elektromagneta kampo priskribas forto de Lorentz:]:

$\mathbf {F} =q(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} ),$

kaj:

• F - forto (en neŭtonoj)
• E – intenso de elektra kampo (en voltoj / metro)
• B - magneta indukdenso (en tesloj)
• q – elektra ŝargo de objekto (en kulomboj)
• v – rapido de objekto (en metroj / sekundo)
• × - Vektora produto.

Forto kiu kaŭzas magneta kampo estas orta al rapideca vektoro v', tial ĝi ne modifas energion de objekto. Nur elektra kampo kaŭzas modifon de energio (faras laboron laŭ distanco $\mathbf {s}$) :

$\Delta E=W=\mathbf {F} \cdot \mathbf {s} =q\mathbf {E} \cdot \mathbf {s}$

Superan formulon oni povas involui en formulo de povumo kiu estas farata per elektra kampo:

$P=q\mathbf {E} \cdot \mathbf {v}$

Ecoj de kampo

Ecoj de elektromagneta kampo efikas el ekvacioj de Maxwell:

1. Fonto de elektra kampo estas elektraj ŝargoj
2. Nagneta kampo ne havas siajn fontoj (do ne ekzistas magnetaj ŝargoj)
3. Alterna magneta kampo kaŭzas rotacian elektran kampon.
4. Movaĝanta elektra ŝargo (ekz. elektra kurento ) kaj alterna elektra kampo kaŭzas rotacian magnetan kampon

El 1 eco rezultas, ke elektra kapo kiu estas el elektra ŝargo estas potenciala.

Transformoj de kampo

Elektra kaj magneta kampo modifiĝas kiam referenca sistemo estas ŝanĝata.

Ĝenerale ekvacioj de transformo de elektra kaj magneta kampoj dum transloko el sistemo al sistemo kun rapideco ${\vec {v}}$ priskribas ekvacioj:

${\vec {E}}'=\gamma \left({\vec {E}}+{\vec {v}}\times {\vec {B}}\right)-\left({\frac {\gamma -1}{v^{2}}}\right)({\vec {E}}\cdot {\vec {v}}){\vec {v}}$

${\vec {B}}'=\gamma \left({\vec {B}}-{\frac {{\vec {v}}\times {\vec {E}}}{c^{2}}}\right)-\left({\frac {\gamma -1}{v^{2}}}\right)({\vec {B}}\cdot {\vec {v}}){\vec {v}}$

Por movado kun rapideco v laŭlonge akson x:

$\displaystyle E'_{x}=E_{x}$

$E'_{y}=\gamma \left(E_{y}-vB_{z}\right)$

$E'_{z}=\gamma \left(E_{z}+vB_{y}\right)$

$\displaystyle B'_{x}=B_{x}$

$B'_{y}=\gamma \left(B_{y}+{\frac {v}{c^{2}}}E_{z}\right)$

$B'_{z}=\gamma \left(B_{z}-{\frac {v}{c^{2}}}E_{y}\right)$

kaj:

γ - faktoro de Lorentz: $\gamma \equiv {\frac {1}{\sqrt {1-\beta ^{2}}}}\,\mathrm {kie} \,\beta =v/c$,

c - lumrapideco.

Konkludo:

Se en elekta referenca sistemo estas nur elektra kampo, en referenca sistemo kiu moviĝas kun rapideco v ekzistas magneta kampo kun indukdenso:

${\vec {B}}'=-\gamma {\frac {{\vec {v}}\times {\vec {E}}}{c^{2}}}\,.$

Vidu ankaǔ

• Elektromagnetismo
• Elektromagneta ondo
• Elektromagneta radiado