Điện từ học – Wikipedia tiếng Việt

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 học và từ 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 mạnh và lực hạt nhân yếu).[1]

Trong nhiều trường hợp, điện từ học được dùng để chỉ điện từ học cổ xưa gồm có những kim chỉ nan cổ xưa, phân biệt với những triết lý trong điện từ học tân tiến như điện động lực học lượng tử .
Lý thuyết khá đúng mực tiên phong về điện từ học, xuất phát từ nhiều khu công trình khác nhau của những nhà vật lý trong Thế kỷ 19, và thống nhất lại bởi James Clerk Maxwell trong bốn phương trình nổi tiếng, những phương trình Maxwell. Ngoài việc thống nhất những hiệu quả nghiên cứu và điều tra của những nhà khoa học đi trước, Maxwell còn chỉ ra rằng ánh sáng là sóng điện từ. Trong điện từ học cổ xưa, điện từ trường tuân thủ những phương trình Maxwell, và lực điện từ tuân theo định luật lực Lorentz .

Điện từ học cổ điển không tương thích với cơ học cổ điển. Các phương trình Maxwell tiên đoán vận tốc ánh sáng không đổi trong mọi hệ quy chiếu. Điều này vi phạm nguyên lý tương đối Galileo, một trụ cột của cơ học cổ điển. Năm 1905, Albert Einstein giải quyết mâu thuẫn bằng thuyết tương đối. Trong lý thuyết này, từ trường chỉ là một hiệu ứng tương đối tính của điện trường tĩnh và không cần nhiều phương trình như các phương trình Maxwell để mô tả.

Cùng năm 1905, Einstein đã trình làng hiệu ứng quang điện nói rằng ánh sáng hoàn toàn có thể xem như những hạt, sau này gọi là photon, lý giải một hiện tượng kỳ lạ không thích hợp với điện từ trường cổ xưa. Lý thuyết này lan rộng ra giải thuật cho bài toán tai ương tử ngoại của Max Planck năm 1900, một bài toán khác cho thấy điện từ học cổ xưa chưa đúng chuẩn. Những triết lý này đã giúp thiết kế xây dựng vật lý lượng tử, đặc biệt quan trọng là điện động lực học lượng tử. Điện động lực học lượng tử, được khởi đầu từ năm 1925 và hoàn thành xong vào những năm 1940, là một trong những triết lý vật lý đúng mực nhất ngày này .

Nhửng khám phá tạo ra nền tảng Điện Từ

  • Hans Christian Oersted năm 1819 khám phá ra hiện tượng dòng điện sinh ra từ trường bao quanh dây dẫn.
  • Năm 1820, André-Marie Ampère chỉ ra rằng hai sợi dây song song có dòng điện cùng chiều chạy qua sẽ hút nhau.
  • Jean-Baptiste Biot và Félix Savart khám phá ra định luật Biot–Savart năm 1820, định luật miêu tả đúng đắn từ trường bao quanh sợi dây có dòng điện chạy qua.

Dựa trên ba mày mò trên, Ampère đã công bố một quy mô thành công xuất sắc cho từ học vào năm 1825. Trong quy mô này, ông chỉ ra sự tương tự giữa dòng điện và nam châm hút [ 5 ] và yêu cầu rằng từ tính là do những vòng chảy vĩnh cửu ( đường sức ) thay vì những lưỡng cực từ như trong quy mô của Poisson. [ nb 3 ] Mô hình này có thêm thuận tiện khi lý giải tại sao lại không có đơn cực từ. Ampère dựa vào quy mô suy ra được cả định luật lực Ampère miêu tả lực giữa hai dây dẫn có dòng điện chạy qua và định luật Ampère ( hay chính là định luật Biot – Savart ), miêu tả đúng đắn từ trường bao quanh một sợi dây có dòng điện. Cũng trong khu công trình này, Ampère đưa ra thuật ngữ điện động lực miêu tả mối liên hệ giữa điện và từ .

Năm 1831, Michael Faraday phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ khi ông làm thay đổi từ trường qua một vòng dây thì có dòng điện sinh ra trong sợi dây. Ông miêu tả hiện tượng này bằng định luật cảm ứng Faraday.

Lý thuyết điện từ khá đúng chuẩn tiên phong về điện từ học, xuất phát từ nhiều khu công trình khác nhau của những nhà vật lý trong thể kỷ 19, và thống nhất lại bởi James Clerk Maxwell trong bốn phương trình nổi tiếng, những phương trình Maxwell. Ngoài việc thống nhất những tác dụng nghiên cứu và điều tra của những nhà khoa học đi trước, Maxwell còn chỉ ra rằng ánh sáng là sóng điện từ. Trong điện từ học cổ xưa, điện từ trường tuân thủ những phương trình Maxwell, và lực điện từ tuân theo định luật lực Lorentz .

Lý Thuyết Điện Từ[sửa|sửa mã nguồn]

  1. ^ Ravaioli, Fawwaz T. Ulaby, Eric Michielssen, Umberto ( 2010 ). Fundamentals of applied electromagnetics ( 6 th ed. ). Boston : Prentice Hall. p. 13. ISBN 978 – 0-13-213931 – 1
Rate this post