Електромагнитно поле | dLambow

(Electromagnetic field) -

Електромагнитно поле - определение, същност, приложения

Какво е електромагнитно поле?

Електромагнитно поле е съвкупността от електрическото и магнитното поле, които могат да преминават едно в друго. Математически този процес се описва в специален раздел от физиката, наречен електродинамика с използване на системата уравнения на Максуел. 

Електромагнитното поле е област от пространството, в която се наблюдават електромагнитни взаимодействия (например взаимодействието с това поле на пробен електрически заряд, поставен в конкретна точка). Процесът на еволюция на смущенията, възникнали в електромагнитните полета носи името електромагнитни вълни. Примери за електромагнитни вълни са:

• - светлината, включително:
• = инфрачервената и
• = ултравиолетовата,
• - радиовълните,
• - рентгеновите лъчи.

Електромагнитно поле (Electromagnetic field)

Определение:

Електромагнитно поле е поле вектор и се характеризира с четири векторни количества на:

• - електрическото поле E,
• - вектор на електрическата индукция D,
• - магнитна индукция B и
• - магнитното поле H.

Същност:

Електромагнитното поле е резултат от движението на заредени частици (електрически ток) или от промяната на електрическото поле във времето. Електромагнитното поле може да се разглежда като поток от кванти светлина, наречени фотони, които носят електромагнитно взаимодействие.

Значение:

Електромагнитното поле има огромно значение за разбирането на природата и за развитието на техниката. Електромагнитното поле обяснява явления като:

• - светлина,
• - радиация,
• - оптика,
• - лазери,
• - микровълнова печка,
• - телевизия,
• - радио,
• - мобилни телефони и др.

Електромагнитното поле е един от основните видове фундаментални взаимодействия в природата, заедно с гравитационното, слабото и силно ядрено взаимодействие.

Електромагнитното поле има следните свойства:

• - Съществува както във вакуум, така и в материя.
• - Има двойна природа - може да се проявява като частици (фотони) или като вълни (електромагнитни вълни).
• - Има различна честота и дължина на вълната, които определят енергията и спектъра на електромагнитното поле.
• - Може да се отразява, пречупва, дифрактира, поляризира и интерферира.
• - Може да пренася информация и енергия.
• - Може да влияе на заредени частици и магнитни материали.

Видове електромагнитно поле

Електромагнитното поле може да се класифицира според честотата и дължината на вълната в различни видове, които образуват електромагнитния спектър. Някои от тях са:

Гама лъчи

Най-високата честота и най-късата дължина на вълната, най-високата енергия, проникващи и опасни за живите организми, използват се в медицината и астрономията.

Рентгенови лъчи

Висока честота и къса дължина на вълната, висока енергия, проникващи и опасни за живите организми, използват се в медицината и индустрията.

Ултравиолетова светлина

Висока честота и къса дължина на вълната, висока енергия, може да причинява изгаряния и рак на кожата, използва се за стерилизация и детекция.

Видима светлина

Средна честота и дължина на вълната, средна енергия, може да се вижда от човешкото око, използва се за осветление и комуникация.

Инфрачервена светлина

Ниска честота и дълга дължина на вълната, ниска енергия, може да се усеща като топлина, използва се за отопление и термография.

Микровълни

Ниска честота и дълга дължина на вълната, ниска енергия, може да се абсорбират от вода и мазнини, използват се за готвене и радар.

Радиовълни

Най-ниската честота и най-дългата дължина на вълната, най-ниската енергия, може да се отразяват от йоносферата, използват се за радио и телевизия.

Приложения на електромагнитното поле

Електромагнитното поле има много приложения в различни области на

• - науката,
• - техниката,
• - медицината,
• - комуникацията и други.

Някои от тях са:

Оптични прибори

Лещи, огледала, лупи, микроскопи, телескопи и др., които използват светлина за увеличаване или промяна на образа на предмети.

Лазери

Устройства, които генерират монохроматична (едноцветна), кохерентна (синхронизирана) и колимирна (паралелна) светлина с висока енергия и интензитет.

Електродвигатели

Устройства, които преобразуват електрическа енергия в механична, като използват магнитни сили между проводници, по които тече ток, и постоянни или електромагнити.

Генератори

Устройства, които преобразуват механична енергия в електрическа, като използват закона на Фарадей за електромагнитна индукция.

Трансформатори

Устройства, които променят напрежението и силата на тока в електрическа верига, като използват две или повече намотки от проводник, свързани чрез общо магнитно поле.

Масспектрометрия

Метод за анализ на химични вещества, който използва заредени частици (йони), които се разделят според масата си в магнитно поле.

Радар

Система за откриване и определяне на разстоянието и посоката на обекти, която използва микровълни, отразени от повърхността им.

Радио и телевизия

Системи за предаване и приемане на информация чрез радиовълни, които модулират електромагнитни вълни с различна честота и амплитуда.

----------------