மின்காந்த புலம் - கண்டுபிடிப்பு மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளின் வரலாறு

மின்சாரம் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகள் பழங்காலத்திலிருந்தே மனிதகுலத்திற்குத் தெரியும், எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக அவர்கள் மின்னலைப் பார்த்தார்கள் மற்றும் பல பழங்கால மக்கள் சில உலோகங்களை ஈர்க்கும் காந்தங்களைப் பற்றி அறிந்திருக்கிறார்கள். 4000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பாக்தாத் பேட்டரி, மனிதகுலம் நம் நாட்களுக்கு முன்பே மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தியது என்பதற்கும், அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை வெளிப்படையாக அறிந்ததற்கும் ஒரு சான்று. இருப்பினும், 19 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பம் வரை, மின்சாரம் மற்றும் காந்தம் எப்போதும் ஒருவருக்கொருவர் தனித்தனியாகக் கருதப்பட்டன, அவை தொடர்பில்லாத நிகழ்வுகளாகக் கருதப்பட்டன மற்றும் இயற்பியலின் வெவ்வேறு கிளைகளைச் சேர்ந்தவை என்று நம்பப்படுகிறது.

காந்தப்புலத்தின் ஆய்வு 1269 இல் தொடங்கியது, பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி பீட்டர் பெரெக்ரின் (மெரிகோர்ட்டின் நைட் பியர்) எஃகு ஊசிகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு கோள காந்தத்தின் மேற்பரப்பில் காந்தப்புலத்தைக் குறித்தார், அதன் விளைவாக வரும் காந்தப்புலக் கோடுகள் இரண்டு புள்ளிகளில் வெட்டப்படுவதைக் கண்டறிந்தார். பூமியின் துருவங்களுடனான ஒப்புமை மூலம் "துருவங்கள்".

1819 இல் மட்டுமே தனது சோதனைகளில் ஈடுபட்டார்.மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் கம்பிக்கு அருகில் வைக்கப்பட்டுள்ள திசைகாட்டி ஊசியின் விலகலைக் கண்டறிந்தார், பின்னர் விஞ்ஞானி மின் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளுக்கு இடையே சில தொடர்பு இருப்பதாக முடிவு செய்தார்.

5 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, 1824 ஆம் ஆண்டில், ஆம்பியர் ஒரு காந்தத்துடன் மின்னோட்டக் கம்பியின் தொடர்பு மற்றும் கம்பிகளின் தொடர்பு ஆகியவற்றைக் கணித ரீதியாக விவரிக்க முடிந்தது, எனவே அது தோன்றியது. ஆம்பியர் சட்டம்: "ஒரு சீரான காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் கம்பியில் செயல்படும் விசையானது கம்பியின் நீளத்திற்கு விகிதாசாரமாகும். காந்த தூண்டல் திசையன், காந்த தூண்டல் வெக்டருக்கும் கம்பிக்கும் இடையே உள்ள கோணத்தின் மின்னோட்டம் மற்றும் சைன் «.

மின்னோட்டத்தில் ஒரு காந்தத்தின் விளைவைப் பற்றி, ஆம்பியர் ஒரு நிரந்தர காந்தத்தின் உள்ளே நுண்ணிய மூடிய மின்னோட்டங்கள் இருப்பதாக பரிந்துரைத்தார், அவை மின்னோட்டத்தை சுமக்கும் கடத்தியின் காந்தப்புலத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும் காந்தத்தின் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகின்றன.

மற்றொரு 7 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, 1831 இல், ஃபாரடே மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வை சோதனை ரீதியாகக் கண்டுபிடித்தார், அதாவது, இந்த கடத்தியில் மாறிவரும் காந்தப்புலம் செயல்படும் தருணத்தில் ஒரு கடத்தியில் ஒரு மின்னோட்ட சக்தியின் தோற்றத்தை அவர் நிறுவ முடிந்தது. பார் - மின்காந்த தூண்டல் நிகழ்வின் நடைமுறை பயன்பாடு.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நிரந்தர காந்தத்தை கம்பியின் அருகே நகர்த்துவதன் மூலம், அதில் ஒரு துடிப்பு மின்னோட்டத்தைப் பெறலாம், மேலும் சுருள்களில் ஒன்றில் துடிக்கும் மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இரண்டாவது சுருள் அமைந்துள்ள பொதுவான இரும்பு மையத்தில், ஒரு துடிப்பு மின்னோட்டம் இருக்கும். இரண்டாவது சுருளிலும் தோன்றும்.

33 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, 1864 ஆம் ஆண்டில், ஏற்கனவே அறியப்பட்ட மின்சார மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளை கணித ரீதியாக சுருக்கமாகக் கூறுவதில் மேக்ஸ்வெல் வெற்றி பெற்றார் - அவர் மின்காந்த புலத்தின் கோட்பாட்டை உருவாக்கினார், அதன்படி மின்காந்த புலம் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட மின்சார மற்றும் காந்தப்புலங்களை உள்ளடக்கியது. எனவே, மேக்ஸ்வெல்லுக்கு நன்றி, எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸில் முந்தைய சோதனைகளின் முடிவுகளை விஞ்ஞான ரீதியாக இணைக்க முடிந்தது.

மேக்ஸ்வெல்லின் இந்த முக்கியமான முடிவுகளின் விளைவாக, கொள்கையளவில், மின்காந்த புலத்தில் ஏற்படும் எந்த மாற்றமும் மின்காந்த அலைகளை உருவாக்க வேண்டும், அது விண்வெளி மற்றும் மின்கடத்தா ஊடகங்களில் ஒரு குறிப்பிட்ட வரையறுக்கப்பட்ட வேகத்துடன் ஊடகத்தின் காந்த மற்றும் மின்கடத்தா அனுமதியைப் பொறுத்தது. அலை அலையான பரவலுக்கு.

ஒரு வெற்றிடத்தைப் பொறுத்தவரை, இந்த வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமாக மாறியது, இது தொடர்பாக மேக்ஸ்வெல் ஒளியும் ஒரு மின்காந்த அலை என்று கருதினார், மேலும் இந்த அனுமானம் பின்னர் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது (ஓர்ஸ்டெட்க்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே ஜங் ஒளியின் அலை தன்மையை சுட்டிக்காட்டினார். சோதனைகள்).

மறுபுறம், மேக்ஸ்வெல் மின்காந்தத்திற்கான கணித அடிப்படையை உருவாக்கினார், மேலும் 1884 இல் மேக்ஸ்வெல்லின் புகழ்பெற்ற சமன்பாடுகள் நவீன வடிவத்தில் தோன்றின. 1887 இல், ஹெர்ட்ஸ் மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டை உறுதிப்படுத்தினார் மின்காந்த அலைகள்: ரிசீவர் டிரான்ஸ்மிட்டர் அனுப்பிய மின்காந்த அலைகளை எடுக்கும்.

கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் என்பது மின்காந்த புலங்கள் பற்றிய ஆய்வைக் கையாள்கிறது.குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் கட்டமைப்பில், மின்காந்த கதிர்வீச்சு ஃபோட்டான்களின் ஓட்டமாகக் கருதப்படுகிறது, இதில் மின்காந்த தொடர்பு கேரியர் துகள்கள் - ஃபோட்டான்கள் - வெகுஜன வெக்டர் போசான்களால் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இது மின்காந்த புலத்தின் அடிப்படை குவாண்டம் தூண்டுதல்களாக குறிப்பிடப்படுகிறது. எனவே, ஃபோட்டான் என்பது குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் கண்ணோட்டத்தில் மின்காந்த புலத்தின் குவாண்டம் ஆகும்.

மின்காந்த தொடர்பு இன்று இயற்பியலின் அடிப்படை தொடர்புகளில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது, மேலும் மின்காந்த புலம் ஈர்ப்பு மற்றும் ஃபெர்மியோனிக் புலங்களுடன் அடிப்படை இயற்பியல் புலங்களில் ஒன்றாகும்.

மின்காந்த புலத்தின் இயற்பியல் பண்புகள்

மின்சாரம் அல்லது காந்தப்புலங்கள் அல்லது இரண்டும் விண்வெளியில் இருப்பதை, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் அல்லது மின்னோட்டத்தின் மீது மின்காந்த புலத்தின் வலுவான நடவடிக்கை மூலம் தீர்மானிக்க முடியும்.

மின்சார புலம் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் விண்வெளியில் ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் மின்சார புலத்தின் வலிமை மற்றும் சோதனைக் கட்டணத்தின் அளவைப் பொறுத்து ஒரு குறிப்பிட்ட சக்தியுடன் நகரும் மற்றும் நிலையான மின் கட்டணங்களில் செயல்படுகிறது.

சோதனைக் கட்டணத்தில் மின்புலம் செயல்படும் விசையை (அளவு மற்றும் திசை) அறிந்து, மின்னூட்டத்தின் அளவை அறிந்து, விண்வெளியில் ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் மின்புல வலிமை E ஐக் கண்டறியலாம்.

ஒரு மின்சார புலம் மின்சார கட்டணங்களால் உருவாக்கப்படுகிறது, அதன் விசைக் கோடுகள் நேர்மறை கட்டணங்களில் தொடங்கி (அவற்றிலிருந்து நிபந்தனையுடன் ஓட்டம்) மற்றும் எதிர்மறை கட்டணங்களில் முடிவடையும் (நிபந்தனையுடன் அவற்றில் பாயும்). எனவே, மின் கட்டணங்கள் மின்சார புலத்தின் ஆதாரங்கள். மின்சார புலத்தின் மற்றொரு ஆதாரம் மாறிவரும் காந்தப்புலமாகும், இது மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளால் கணித ரீதியாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.

மின்சார புலத்தின் பக்கத்திலிருந்து ஒரு மின் கட்டணத்தில் செயல்படும் விசையானது, மின்காந்த புலத்தின் பக்கத்திலிருந்து கொடுக்கப்பட்ட கட்டணத்தில் செயல்படும் சக்தியின் ஒரு பகுதியாகும்.

ஒரு காந்தப்புலம் மின்சார கட்டணங்கள் (நீரோட்டங்கள்) அல்லது நேரம் மாறுபடும் மின்சார புலங்கள் (மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளில் காணப்படுவது) நகர்த்துவதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது மற்றும் நகரும் மின்சார கட்டணங்களில் மட்டுமே செயல்படுகிறது.

நகரும் கட்டணத்தில் காந்தப்புலத்தின் செயல்பாட்டின் வலிமையானது காந்தப்புலத்தின் தூண்டல், நகரும் கட்டணத்தின் அளவு, அதன் இயக்கத்தின் வேகம் மற்றும் காந்தப்புலத்தின் தூண்டல் திசையன் இடையே உள்ள கோணத்தின் சைன் ஆகியவற்றிற்கு விகிதாசாரமாகும். மற்றும் கட்டணத்தின் இயக்கத்தின் வேகத்தின் திசை. இந்த விசையானது பெரும்பாலும் லோரென்சோபேச் விசை என்று குறிப்பிடப்படுகிறது, இது "காந்த" பகுதி மட்டுமே.

உண்மையில், லோரென்ட்ஸ் விசையானது மின்சார மற்றும் காந்த கூறுகளை உள்ளடக்கியது. காந்தப்புலம் மின்சார கட்டணங்களை (நீரோட்டங்கள்) நகர்த்துவதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது, அதன் விசையின் கோடுகள் எப்போதும் மூடப்பட்டு மின்னோட்டத்தை மூடுகின்றன.