चार्ज केलेले कण फील्ड, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड आणि त्यांचे घटक
कण आणि फील्ड हे दोन प्रकारचे पदार्थ आहेत. कणांच्या परस्परसंवादाचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे ते त्यांच्या थेट संपर्कात नाही तर त्यांच्यामधील एका विशिष्ट अंतरावर होते.
हे कण त्यांच्या सभोवतालच्या क्षेत्राशी संबंधित आहेत आणि त्यांच्यातील परस्परसंवाद निर्धारित करतात या वस्तुस्थितीमुळे आहे. अशा प्रकारे, कण त्यांच्या फील्डद्वारे संवाद साधतात.
फील्ड्स अंतराळात वितरीत केल्या जातात, वेगळ्या कणांच्या विपरीत, सतत. काही संवाद दुहेरी स्वरूपाचे असतात. तर, उदाहरणार्थ, लाटांच्या रूपात अंतराळातून प्रसारित होणारे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षेत्र एकाच वेळी वेगळ्या कणांच्या स्वरूपात - फोटॉन्सच्या रूपात शोधले जाते.
निसर्गात, विविध प्रकारचे क्षेत्र आहेत: गुरुत्वाकर्षण (गुरुत्वाकर्षण), चुंबकीय, इलेक्ट्रोस्टॅटिक, परमाणु इ. प्रत्येक फील्ड विशिष्ट, अंतर्निहित गुणधर्मांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे.
कण आणि फील्ड - दोन प्रकारच्या पदार्थांमध्ये - एक अंतर्गत कनेक्शन आहे, जे प्रामुख्याने या वस्तुस्थितीमध्ये प्रकट होते की कणांच्या अवस्थेतील कोणताही बदल थेट फील्डमध्ये परावर्तित होतो (आणि त्याउलट, फील्डमधील कोणताही बदल कणांवर परिणाम करतो. ), तसेच सामान्य गुणधर्मांच्या उपस्थितीत: वस्तुमान, ऊर्जा, गती किंवा गती इ.
तसेच, कण फील्डमध्ये बदलू शकतात आणि फील्ड त्याच कणांमध्ये बदलू शकतात. हे सर्व दर्शविते की पदार्थ आणि क्षेत्र हे दोन प्रकारचे पदार्थ आहेत.
याव्यतिरिक्त, फील्ड आणि कणांमध्ये फरक आहे, ज्यामुळे आपण त्यांना वेगवेगळ्या प्रकारचे पदार्थ मानू शकतो.
या फरकामध्ये हे तथ्य आहे की प्राथमिक कण वेगळे असतात आणि विशिष्ट खंड व्यापतात, ते इतर कणांसाठी अभेद्य असतात: समान खंड भिन्न शरीरे आणि कण व्यापू शकत नाहीत. फील्ड सतत असतात आणि त्यांची उच्च पारगम्यता असते: वेगवेगळ्या प्रकारच्या फील्ड एकाच वेळी एकाच जागेत स्थित असू शकतात.
कण आणि शरीरे बाह्य शक्तींच्या प्रभावाखाली अंतराळात फिरू शकतात, वेगवान किंवा मंद होऊ शकतात, म्हणजेच, अंतराळातील कणांच्या हालचालीचा वेग भिन्न असू शकतो. फील्ड्स स्पेसमधून समान वेगाने प्रसारित होतात, उदाहरणार्थ व्हॅक्यूममध्ये - प्रकाशाच्या वेगाच्या समान वेगाने.
कण आणि फील्ड एकमेकांशी जवळून संबंधित असल्याने आणि संपूर्ण बनवल्यामुळे, स्पेसमधील कण आणि त्याचे क्षेत्र यांच्यामध्ये अचूक सीमा स्थापित करणे अशक्य आहे.
तथापि, अंतराळाचा एक अतिशय लहान प्रदेश निर्दिष्ट करणे शक्य आहे ज्यामध्ये वेगळ्या कणाचे गुणधर्म प्रकट होतात. या अर्थाने, परिमाण निश्चित करणे सशर्त शक्य आहे प्राथमिक कण… निर्दिष्ट क्षेत्राबाहेरील जागेत, असे गृहीत धरले जाऊ शकते की केवळ प्राथमिक कणाशी संबंधित क्षेत्र आहे.
इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड आणि त्याचे घटक
इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, एक क्षेत्र मानले जाते जे कण वाहून नेण्याच्या हालचालीमुळे होते विद्युत शुल्क… अशा फील्डला इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक म्हणतात. या क्षेत्राच्या प्रसाराशी संबंधित घटनांना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक घटना म्हणतात.
न्यूक्लियसभोवती अणूमध्ये फिरणारे इलेक्ट्रॉन विद्युत क्षेत्राद्वारे प्रोटॉनशी संवाद साधतात, त्याच वेळी त्यांची हालचाल विद्युत प्रवाहाच्या समतुल्य असते, जी अनुभव दर्शविते की, नेहमी चुंबकीय क्षेत्राच्या उपस्थितीशी संबंधित असते.
म्हणून, ज्या क्षेत्राद्वारे अणूचे प्राथमिक कण एकमेकांशी संवाद साधतात, म्हणजेच इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डमध्ये दोन फील्ड असतात: इलेक्ट्रिक आणि चुंबकीय. ही फील्ड एकमेकांशी जोडलेली आणि एकमेकांपासून अविभाज्य आहेत.
बाहेरून, मॅक्रोस्कोपिक तपासणी अंतर्गत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड काही प्रकरणांमध्ये स्थिर फील्डच्या रूपात प्रकट होते आणि इतर प्रकरणांमध्ये वैकल्पिक फील्डच्या रूपात.
दिलेल्या पदार्थाच्या अणूंच्या स्थिर अवस्थेत, दोन्ही विद्युत क्षेत्र (या प्रकरणात अणूंचे क्षेत्र वेगवेगळ्या चिन्हांच्या समान शुल्कासह पूर्णपणे जोडलेले आहे) आणि चुंबकीय क्षेत्र (इलेक्ट्रॉन कक्षाच्या गोंधळलेल्या अभिमुखतेमुळे) बाह्य जागा आढळली नाही.
तथापि, जर अणूमधील समतोल बिघडला असेल (आयन तयार झाला असेल, दिशानिर्देशित गती अव्यवस्थित गतीवर अधिरोपित केली गेली असेल, चुंबकीय पदार्थांचे प्राथमिक प्रवाह एका दिशेने केंद्रित असतील इ.), तर या पदार्थाच्या बाहेर क्षेत्र शोधले जाऊ शकते.याव्यतिरिक्त, जर निर्दिष्ट स्थिती अपरिवर्तित ठेवली गेली, तर फील्ड वैशिष्ट्यांचे मूल्य असते जे कालांतराने स्थिर असते. अशा क्षेत्राला स्थिर क्षेत्र म्हणतात.
बर्याच प्रकरणांमध्ये मॅक्रोस्कोपिक तपासणी दरम्यान स्थिर क्षेत्र केवळ एका घटकाच्या रूपात उद्भवते: एकतर विद्युत क्षेत्राच्या स्वरूपात (उदाहरणार्थ, स्थिर चार्ज केलेल्या शरीराचे क्षेत्र), किंवा चुंबकीय क्षेत्राच्या स्वरूपात ( उदाहरणार्थ, कायम चुंबकाचे क्षेत्र).
स्थिर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचे घटक चार्ज केलेल्या कणांपासून अविभाज्य असतात: विद्युत घटक विद्युत शुल्काशी संबंधित असतो आणि चुंबकीय घटक चार्ज केलेल्या कणांच्या सोबत (भोवती) असतो.
चार्ज केलेले कण, सिस्टीम किंवा स्थिर फील्डच्या घटकांच्या बदलत्या किंवा दोलन गतीमुळे एक परिवर्तनीय इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड तयार होते. अशा उच्च-फ्रिक्वेंसी फील्डचे वैशिष्ट्य म्हणजे ते उद्भवल्यानंतर (स्त्रोतातून उत्सर्जित झाल्यानंतर), ते स्त्रोतापासून वेगळे होते आणि लहरींच्या रूपात वातावरणात प्रवेश करते.
या क्षेत्राचा विद्युत घटक मुक्त अवस्थेत अस्तित्वात आहे, भौतिक कणांपासून वेगळे आहे आणि त्यात भोवरा वर्ण आहे. समान क्षेत्र चुंबकीय घटक आहे: ते मुक्त स्थितीत देखील अस्तित्वात आहे, हलत्या शुल्काशी (किंवा विद्युत प्रवाह) संबंधित नाही. तथापि, दोन्ही फील्ड एक अविभाज्य संपूर्ण प्रतिनिधित्व करतात आणि अवकाशातील हालचालींच्या प्रक्रियेत सतत एकमेकांमध्ये रूपांतरित होतात.
व्हेरिएबल इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड त्याच्या प्रसाराच्या मार्गावर स्थित कण आणि प्रणालींवर झालेल्या प्रभावाद्वारे शोधले जाते, जे एका ओसीलेटिंग मोशनमध्ये सेट केले जाऊ शकते, तसेच इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या ऊर्जेचे दुसर्या प्रकारच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित करणाऱ्या उपकरणांद्वारे केले जाते. (उदाहरणार्थ, थर्मल).
सजीवांच्या दृश्य अवयवांवर या क्षेत्राची क्रिया ही एक विशेष बाब आहे (प्रकाश इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा आहे).
इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचे घटक - विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या आधी शोधले आणि अभ्यासले गेले आणि एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे: नंतर त्यांच्यामध्ये कोणतेही कनेक्शन सापडले नाही. यामुळे दोन्ही क्षेत्र स्वतंत्र मानले गेले.
सैद्धांतिक विचार, नंतर प्रयोगाद्वारे पुष्टी केली जाते, असे दर्शविते की विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांमध्ये एक अतूट संबंध आहे आणि कोणतीही विद्युत किंवा चुंबकीय घटना नेहमी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक असल्याचे दिसून येते.
हे देखील पहा: इलेक्ट्रिक आणि चुंबकीय क्षेत्र: फरक काय आहेत?
इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड
अणूंच्या आयनीकरणादरम्यान प्राप्त झालेल्या समान चिन्हाचे विद्युत शुल्क (मॅक्रोस्कोपिक अर्थाने) जागा आणि वेळेत जास्त बदल न केलेले (मॅक्रोस्कोपिक अर्थाने) निरीक्षकाच्या सापेक्ष स्थिर असलेल्या पृथक् शरीराभोवती व्हॅक्यूम किंवा डायलेक्ट्रिक माध्यमामध्ये केवळ एक विद्युत क्षेत्र शोधले जाते ( विद्युतीकरण देखावा परिणाम म्हणून - शरीराचे विद्युतीकरण, शुल्काचा परस्परसंवाद.अशा फील्डला इलेक्ट्रोस्टॅटिक म्हणतात.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड हे स्थिर विद्युत क्षेत्राचा एक प्रकार आहे आणि त्यापेक्षा वेगळे आहे की इलेक्ट्रोस्टॅटिक क्षेत्रास कारणीभूत प्राथमिक चार्ज केलेले कण केवळ अव्यवस्थित गतीमध्ये असतात, तर स्थिर क्षेत्र हे अव्यवस्थित गतीवर सुपरइम्पोज केलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या निर्देशित गतीद्वारे निर्धारित केले जाते.
या क्षेत्रात, फील्डमधील शुल्काच्या वितरणाच्या (समतोल प्रक्रिया) सतत पुनरुत्पादनामुळे वैशिष्ट्यांची स्थिरता आहे.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्डमध्ये, वेगवेगळ्या दिशांमध्ये सतत अव्यवस्थित गतीमध्ये मोठ्या संख्येने अनन्य चार्ज केलेल्या कणांची सामान्य क्रिया चार्ज केलेल्या शरीराच्या बाहेर समान चिन्हाच्या विद्युत शुल्कासह फील्ड म्हणून समजली जाते जी कालांतराने बदलत नाही.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक क्षेत्रातील चुंबकीय घटकाचा प्रभाव बाह्य अवकाशातील चार्ज वाहकांच्या अव्यवस्थित हालचालीमुळे परस्पर तटस्थ होतो आणि त्यामुळे शोधला जात नाही.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्डचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे स्त्रोत आणि ड्रेन बॉडीची उपस्थिती, ज्यांना वेगवेगळ्या चिन्हे (ज्या शरीरातून हे फील्ड वाहते आणि ज्यामध्ये ते वाहते) चे अतिरिक्त शुल्क दिले जाते.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड आणि इलेक्ट्रिफाइड बॉडी, जे फील्डचे स्त्रोत आणि सिंक आहेत, एकमेकांपासून अविभाज्य आहेत, एका भौतिक अस्तित्वाचे प्रतिनिधित्व करतात.
यामध्ये, इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड वैकल्पिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या इलेक्ट्रिक घटकापेक्षा वेगळे आहे, जे मुक्त स्थितीत अस्तित्वात आहे, एक भोवरा वर्ण आहे, त्याला स्रोत आणि निचरा नाही.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्डची ही स्थिती राखण्यासाठी कोणतीही ऊर्जा खर्च केली जात नाही. जेव्हा हे क्षेत्र स्थापित केले जाते तेव्हाच हे आवश्यक असते (विद्युत चुंबकीय क्षेत्र सतत उत्सर्जित करण्यासाठी ऊर्जा लागते).
इलेक्ट्रोस्टॅटिक फील्ड या फील्डमध्ये ठेवलेल्या स्थिर चार्ज केलेल्या बॉडीवर काम करणाऱ्या यांत्रिक शक्तीद्वारे तसेच स्थिर धातूच्या शरीरावर इलेक्ट्रोस्टॅटिक चार्जेस प्रवृत्त करून किंवा निर्देशित करून आणि या फील्डमध्ये ठेवलेल्या स्थिर डायलेक्ट्रिक बॉडीच्या ध्रुवीकरणाद्वारे शोधले जाऊ शकते.
हे देखील पहा: