علم الکترومغناطیس چیست؟ – بخش 1

پیشگفتار:

“علم الکترومغناطیس چیست؟” اولین نوشته در بخش الکترومغناطیس سایت است. پیشتر در بخش مفاهیم اولیه اولین نوشته سایت که به تعریف علم اختصاص داشت را منتشر کردم. سپس به بررسی یکی از شاخه‌های علم که علوم طبیعی نام داشت پرداختم و بعد از آن کمی با شاخه‌‌ای از علوم طبیعی که در تفرق مورد توجه ما قرار دارد، یعنی علم فیزیک در اینجا آشنا شدیم.

حال در این نوشته به یکی از شاخه‌های علم فیزیک یعنی علم الکترومغناطیس خواهم پرداخت. عنوانی که یکی از منوهای سایت را نیز به خود اختصاص داده و این نشان‌دهنده آن است که انشاءالله مطالب بیشتری در این حوزه به شما ارائه خواهد شد. تلاش بر این است که در این بخش از سایت، مطالبی با رویکردی تئوری‌تر منتشر شود تا شناخت پایه‌ای موردنیاز برای خوانندگان فراهم شود که برای درک مطالب سایر بخش‌های سایت نیز مفید خواهد بود.

اگر از نقطه‌نظر آکادمیک بخواهم بگویم، مطالب این بخش از سایت بیشتر درس‌های الکترومغناطیس (دوره کارشناسی رشته مهندسی برق) و الکترومغناطیس 2 (دوره ارشد رشته مهندسی برق – گرایش مخابرات (میدان)) را پوشش خواهد داد، لذا شاید برای مخاطبینی که در این حوزه در حال تحصیل هستند، جالب توجه باشد. اما قطعا مطالب به گونه‌ای آماده شده‌اند که برای مخاطب عام نیز مفید است و پله پله افراد را با این شاخه از علم فیزیک آشنا می‌نماید. با این اوصاف، اولین مطلب این بخش یعنی تعریف علم الکترومغناطیس را آغاز کنیم.

نکات پیش از مطالعه

علم الکترومغناطیس چیست؟

علم الکترومغناطیس شاخه‌ای از علم فیزیک است که به مطالعه نیروی الکترومغناطیسی، که نوعی برهم‌کنش فیزیکی است که بین ذرات باردار رخ می‌دهد می‌پردازد. نیروی الکترومغناطیسی بواسطه میدان‌های الکترومغناطیسی که تشکیل شده از میدان‌های الکتریکی و میدان‌های مغناطیسی می‌باشند، ایجاد می‌گردد و این نیرو مسئول تشعشع الکترومغناطیسی (مانند نور) می‌باشد. این نیرو یکی از 4 برهمکنش‌های بنیادی (که معمولا با عنوان نیروها صدا زده می‌شوند) در طبیعت می‌باشد که 3 برهمکنش دیگر عبارتند از برهمکنش قوی، برهم‌کنش ضعیف و گرانش. در انرژی بالا، نیروی ضعیف و نیروی الکترومغناطیسی به عنوان یک نیرو، یکپارچه شده که نیروی electroweak نامیده می‌شود.

پدیده‌های الکترومغناطیسی بواسطه نیروی الکترومغناطیسی (که گاهی نیروی لورنتز نیز نامیده می‌شود) که دربرگیرنده هر 2 مبحث الکتریسیته و مغناطیس به عنوان تجلیات متفاوتی از همان پدیده می‌باشد، تعریف می‌شوند. نیروی الکترومغناطیسی نقشی اساسی در تعیین ویژگی‌های درونی اکثر اشیاء که در زندگی روزانه با آنها مواجه می‌شویم دارد. جاذبه الکترومغناطیسی بین هسته اتم و الکترون‌های مداری آن، اتم را یکپارچه نگاه می‌دارد. نیروهای الکترومغناطیسی مسئول پیوندهای شیمیایی میان اتم‌ها می‌باشند که به واسطه این پیوندها، مولکول‌ها و نیروهای بین‌ مولکولی خلق می‌شوند. نیروی الکترومغناطیسی بر تمام فرآیندهای شیمیایی، که بواسطه برهم‌کنش میان الکترون‌های اتم‌های مجاور هم رخ می‌دهد، کنترل دارد.

علم الکترومغناطیس به شکل گسترده‌ای در تکنولوژی مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد، و تئوری الکترومغناطیس پایه مهندسی قدرت و علم الکترونیک (که تکنولوژی دیجیتال را نیز در بر می‌گیرد) می‌باشد.

شمار زیادی توصیف ریاضی، برای میدان‌های الکترومغناطیسی وجود دارند. شاخص‌ترین آنها، معادلات ماکسول می‌باشند که چگونگی تولید میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی و تغییر آنها بواسطه یکدیگر و تغییر آنها بواسطه جریان‌ها و بارها را توصیف می‌کنند.

مفاهیم تئوری الکترومغناطیس، به طور خاص توصیف سرعت نور بر اساس ویژگی‌های محیط انتشار (نفوذپذیری مغناطیسی و گذردهی)، منجر به ظهور نسبیت خاص توسط آلبرت اَینشتَین در سال 1905 گردید.

جمع‌بندی

در این نوشته با موارد زیر روبرو شدیم:

پسگفتار

در این بخش از این نوشته با “تعریف علم الکترومغناطیس” برگرفته از سایت ویکی‌پدیا آشنا شدیم، انشاءالله در بخش بعدی این موضوع را از منبعی دیگر مورد بررسی قرار خواهیم داد.