อ่าน 6 นาที
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
สนาม แม่เหล็กไฟฟ้า (หรือ สนาม EM ) เป็น สนามทางกายภาพ ที่เปลี่ยนแปลงไปตามพื้นที่และเวลา ซึ่งแสดงถึงอิทธิพลทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่เกิดขึ้นและกระทำต่อประจุไฟฟ้า [ 1 ] สนาม ณ จุดใด ๆ...
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
| แม่เหล็กไฟฟ้า |
|---|
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า (หรือสนาม EM ) เป็นสนามทางกายภาพที่เปลี่ยนแปลงไปตามพื้นที่และเวลา ซึ่งแสดงถึงอิทธิพลทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่เกิดขึ้นและกระทำต่อประจุไฟฟ้า[ 1 ] สนามณ จุดใด ๆ ในพื้นที่และเวลาสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นการรวมกันของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างสนามทั้งสอง การรบกวนในสนามไฟฟ้าสามารถสร้างการรบกวนในสนามแม่เหล็ก ซึ่งจะส่งผลต่อสนามไฟฟ้า ทำให้เกิดการสั่นที่แพร่กระจายไปใน อวกาศเรียกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า[ 2 ] [ 3 ]
ในทางคณิตศาสตร์ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าคือคู่ของสนามเวกเตอร์ซึ่งประกอบด้วยเวกเตอร์หนึ่งสำหรับสนามไฟฟ้าและอีกหนึ่งสำหรับสนามแม่เหล็ก ณ แต่ละจุดในอวกาศ เวกเตอร์เหล่านี้อาจเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาและสถานที่ตามสมการของแม็กซ์เวลล์เวกเตอร์เหล่านี้อยู่ภายใต้กฎของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันอาจกำหนดเวกเตอร์ที่แตกต่างกันได้
วิธีการที่ประจุและกระแส (เช่น กระแสของประจุ) มีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการอธิบายโดยสมการของแม็กซ์เวลล์[ 4 ]และกฎแรงลอเรนซ์ [ 5 ] สมการของแม็กซ์เวลล์อธิบายรายละเอียดว่าสนามไฟฟ้าลู่เข้าหาหรือลู่ออกไปจากประจุไฟฟ้าอย่างไร สนามแม่เหล็กโค้งรอบกระแสไฟฟ้าอย่างไร และการเปลี่ยนแปลงในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีอิทธิพลต่อกันอย่างไร กฎแรงลอเรนซ์ระบุว่าประจุที่อยู่ภายใต้สนามไฟฟ้าจะรู้สึกถึงแรงตามทิศทางของสนาม และประจุที่เคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็กจะรู้สึกถึงแรงที่ตั้งฉากกับทั้งสนามแม่เหล็กและทิศทางการเคลื่อนที่ของมัน
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการอธิบายโดยอิเล็กโทรไดนามิกส์แบบคลาสสิกซึ่งเป็นตัวอย่างของทฤษฎีสนามแบบคลาสสิกทฤษฎีนี้อธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพระดับมหภาคหลายอย่างได้อย่างแม่นยำ[ 6 ]อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนี้ไม่สามารถอธิบาย ปรากฏการณ์ โฟโตอิเล็กทริกและสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนอะตอมซึ่งเป็นการทดลองในระดับอะตอมได้ จึงจำเป็นต้องใช้กลศาสตร์ควอนตัมโดยเฉพาะอย่างยิ่งการหาค่าควอนตัมของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและการพัฒนาอิเล็กโทรไดนามิกส์ควอนตัม
ประวัติศาสตร์

การศึกษาเชิงประจักษ์เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้ามีอายุเก่าแก่อย่างน้อยก็เท่ากับนักปรัชญา นักคณิตศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ อย่าง เธลส์แห่งมิเลตุสซึ่งราว 600 ปีก่อนคริสตกาลได้บรรยายถึงการทดลองของเขาโดยการถูขนสัตว์บนวัสดุต่างๆ เช่น อำพัน ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต[ 7 ]ในศตวรรษที่ 18 เป็นที่เข้าใจกันว่าวัตถุสามารถมีประจุไฟฟ้า บวกหรือลบได้ วัตถุสองชิ้นที่มีประจุชนิดเดียวกันจะผลักกัน วัตถุสองชิ้นที่มีประจุต่างชนิดกันจะดึงดูดกัน และความแรงของแรงนี้จะลดลงตามกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสองไมเคิล ฟาราเดย์ได้แสดงภาพนี้ในแง่ของประจุที่โต้ตอบกันผ่านสนามไฟฟ้าสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อประจุอยู่นิ่งเมื่อเทียบกับผู้สังเกตที่วัดคุณสมบัติของประจุ และสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อประจุเคลื่อนที่ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเมื่อเทียบกับผู้สังเกตนี้ เมื่อเวลาผ่านไป เป็นที่เข้าใจกันว่าสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กควรคิดว่าเป็นสองส่วนของสิ่งที่ใหญ่กว่า นั่นคือสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2363 ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตดได้แสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าสามารถเบี่ยงเบนเข็มทิศที่อยู่ใกล้เคียงได้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าและแม่เหล็กเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด[ 8 ]ต่อมาในปี พ.ศ. 2474 ฟาราเดย์ได้ทำการสังเกตครั้งสำคัญว่าสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้
ในปี ค.ศ. 1861 เจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ได้สังเคราะห์งานวิจัยทั้งหมดเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กเข้าไว้ในทฤษฎีทางคณิตศาสตร์เดียว จากนั้นเขาก็สรุปได้ว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทฤษฎีสนามต่อเนื่องของแม็กซ์เวลล์ประสบความสำเร็จอย่างมาก จนกระทั่งมีหลักฐานสนับสนุนแบบจำลองอะตอมของสสารปรากฏขึ้น ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1877 เฮนดริก ลอเรนซ์ได้พัฒนาแบบจำลองอะตอมของแม่เหล็กไฟฟ้า และในปี ค.ศ. 1897 เจ.เจ. ทอมสันได้ทำการทดลองที่กำหนดอิเล็กตรอนทฤษฎีของลอเรนซ์ใช้ได้กับประจุอิสระในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ไม่สามารถทำนายสเปกตรัมพลังงานสำหรับประจุที่ถูกผูกไว้ในอะตอมและโมเลกุลได้ สำหรับปัญหานั้น จำเป็นต้องใช้ กลศาสตร์ควอนตัมซึ่งในที่สุดนำไปสู่ทฤษฎีควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์
การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติของความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเริ่มปรากฏขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยอาศัยเพียงผลการค้นพบเชิงประจักษ์ เช่น กฎของฟาราเดย์และแอมแปร์ ร่วมกับประสบการณ์ในทางปฏิบัติ
คำอธิบายทางคณิตศาสตร์
มีวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างกันในการแสดงสนามแม่เหล็กไฟฟ้า วิธีแรกมองสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเป็นสนามเวกเตอร์ สามมิติ สนามเวกเตอร์เหล่านี้แต่ละสนามมีค่าที่กำหนดไว้ ณ ทุกจุดในอวกาศและเวลา ดังนั้นจึงมักถูกมองว่าเป็นฟังก์ชันของพิกัดอวกาศและเวลา ด้วยเหตุนี้ จึงมักเขียนเป็นE ( x , y , z , t ) ( สนามไฟฟ้า ) และB ( x , y , z , t ) ( สนามแม่เหล็ก )
ถ้าสนามไฟฟ้า ( E ) มีค่าไม่เป็นศูนย์และคงที่ตลอดเวลา สนามนั้นจะเรียกว่าสนามไฟฟ้าสถิตในทำนองเดียวกัน ถ้าสนามแม่เหล็ก ( B ) มีค่าไม่เป็นศูนย์และคงที่ตลอดเวลา สนามนั้นจะเรียกว่าสนามแม่เหล็กสถิตอย่างไรก็ตาม ถ้าสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กอย่างใดอย่างหนึ่งมีการเปลี่ยนแปลงตามเวลา จะต้องพิจารณาสนามทั้งสองร่วมกันเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคู่โดยใช้สมการของแม็กซ์เวลล์[ 9 ]
ด้วยการถือกำเนิดของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษกฎทางฟิสิกส์จึงสามารถนำมาแสดงในรูปแบบของเทนเซอร์ได้สมการของแม็กซ์เวลล์สามารถเขียนในรูปเทนเซอร์ได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วนักฟิสิกส์มองว่าเป็นวิธีที่สง่างามกว่าในการแสดงกฎทางฟิสิกส์
พฤติกรรมของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ไม่ว่าจะเป็นในกรณีของไฟฟ้าสถิต แม่เหล็กสถิต หรือไฟฟ้าพลศาสตร์ (สนามแม่เหล็กไฟฟ้า) นั้นอยู่ภายใต้สมการของแม็กซ์เวลล์ ในรูปแบบเวกเตอร์ฟิลด์ สมการเหล่านั้นมีดังนี้:
- กฎของเกาส์
- กฎของเกาส์สำหรับแม่เหล็ก
- กฎของฟาราเดย์
- กฎของแอมแปร์-แม็กซ์เวลล์
โดยที่คือความหนาแน่นของประจุ ซึ่งเป็นฟังก์ชันของเวลาและตำแหน่งคือค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าของสุญญากาศคือค่าสภาพซึมผ่านทางแม่เหล็กของสุญญากาศและJคือเวกเตอร์ความหนาแน่นของกระแส ซึ่งเป็นฟังก์ชันของเวลาและตำแหน่งเช่นกัน ภายในวัสดุเชิงเส้น สมการของแม็กซ์เวลล์จะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อสลับค่าสภาพซึมผ่านทางแม่เหล็กและค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าของสุญญากาศกับค่าสภาพซึมผ่านทางแม่เหล็กและค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าของวัสดุเชิงเส้นนั้นๆ ภายในวัสดุอื่นๆ ที่มีการตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อนกว่านั้น มักจะแทนค่าเหล่านี้ด้วยจำนวนเชิงซ้อนหรือเทนเซอร์
กฎแรงลอเรนซ์ควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากับสสารที่มีประจุ
เมื่อสนามเคลื่อนที่ผ่านสื่อต่างๆ พฤติกรรมของสนามจะเปลี่ยนแปลงไปตามคุณสมบัติของสื่อนั้นๆ[ 10 ]
คุณสมบัติของสนาม
ไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กสถิต

สมการของแม็กซ์เวลล์จะง่ายขึ้นเมื่อความหนาแน่นของประจุที่แต่ละจุดในอวกาศไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา และกระแสไฟฟ้าทั้งหมดก็ยังคงที่เช่นกัน อนุพันธ์เทียบกับเวลาทั้งหมดจะหายไปจากสมการ เหลือเพียงสองนิพจน์ที่เกี่ยวข้องกับสนามไฟฟ้า และ พร้อมกับสองสูตรที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็ก: และ นิพจน์เหล่านี้เป็นสมการพื้นฐานของไฟฟ้าสถิตซึ่งมุ่งเน้นไปที่สถานการณ์ที่ประจุไฟฟ้าไม่เคลื่อนที่ และแม่เหล็กสถิตซึ่งเป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์แม่เหล็ก[ 11 ]
การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
ไม่ว่าผลทางกายภาพจะเกิดจากสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กนั้น ขึ้นอยู่กับผู้สังเกต ในลักษณะที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษทำให้มีความแม่นยำทางคณิตศาสตร์มากขึ้น ตัวอย่างเช่น สมมติว่าห้องทดลองมีลวดตรงยาวที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ในกรอบอ้างอิงที่ห้องทดลองอยู่นิ่ง ลวดจะอยู่นิ่งและเป็นกลางทางไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ เคลื่อนที่ไปในแนวราบที่มีไอออนที่มีประจุบวก และความหนาแน่นของประจุบวกและประจุลบจะหักล้างกัน ประจุทดสอบที่อยู่ใกล้ลวดจะไม่รู้สึกถึงแรงทางไฟฟ้าจากลวด อย่างไรก็ตาม หากประจุทดสอบเคลื่อนที่ขนานกับกระแสไฟฟ้า สถานการณ์จะเปลี่ยนไป ในกรอบอ้างอิงที่อยู่นิ่งของประจุทดสอบ ประจุบวกและประจุลบในลวดจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ต่างกัน ดังนั้นการกระจายตัวของประจุบวกและประจุลบจึงหดตัวตามการจัดเรียงแบบลอเร นซ์ ในปริมาณที่ต่างกัน ผลที่ตามมาคือ ลวดมีความหนาแน่นของประจุสุทธิที่ไม่เป็นศูนย์ และประจุทดสอบจะต้องประสบกับสนามไฟฟ้าที่ไม่เป็นศูนย์ และดังนั้นจึงต้องประสบกับแรงที่ไม่เป็นศูนย์ด้วย ในกรอบอ้างอิงของห้องปฏิบัติการ ไม่มีสนามไฟฟ้าที่จะอธิบายการดึงหรือผลักประจุทดสอบออกจากลวด ดังนั้น ผู้สังเกตการณ์ในกรอบอ้างอิงของห้องปฏิบัติการจึงสรุปได้ว่าต้องมีสนามแม่เหล็ก อยู่ [ 12 ] [ 13 ]
โดยทั่วไป สถานการณ์ที่ผู้สังเกตการณ์คนหนึ่งอธิบายโดยใช้เพียงสนามไฟฟ้า จะถูกอธิบายโดยผู้สังเกตการณ์ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยที่แตกต่างกันโดยใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กผสมกัน ในทำนองเดียวกัน ปรากฏการณ์ที่ผู้สังเกตการณ์คนหนึ่งอธิบายโดยใช้เพียงสนามแม่เหล็ก จะถูกอธิบายโดยสนามผสมในกรอบอ้างอิงที่เคลื่อนที่สัมพัทธ์ กฎสำหรับการเชื่อมโยงสนามที่จำเป็นในกรอบอ้างอิงที่แตกต่างกันคือการแปลงลอเรนซ์ของสนาม [ 14 ]
ดังนั้น ปัจจุบันไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กสถิตจึงถูกมองว่าเป็นศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสถิต เมื่อเลือกกรอบอ้างอิงเฉพาะเพื่อยับยั้งสนามอีกประเภทหนึ่ง และเนื่องจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีทั้งไฟฟ้าและแม่เหล็กจะปรากฏขึ้นในกรอบอ้างอิงอื่น ๆ ผลกระทบที่ "เรียบง่ายกว่า" เหล่านี้จึงเป็นเพียงผลสืบเนื่องมาจากกรอบการวัดที่แตกต่างกัน ข้อเท็จจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงของสนามทั้งสองแบบสามารถจำลองได้โดยการเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของผู้สังเกตการณ์นั้นเป็นหลักฐานเพิ่มเติมว่ามีเพียงสนามจริงเพียงสนามเดียวที่เกี่ยวข้อง ซึ่งถูกสังเกตในวิธีที่แตกต่างกันเท่านั้น
พฤติกรรมแบบผกผันของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
สมการของแม็กซ์เวลล์สองสมการ กฎของฟาราเดย์ และกฎของแอมแปร์-แม็กซ์เวลล์ แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่ใช้งานได้จริงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กฎของฟาราเดย์อาจกล่าวได้คร่าว ๆ ว่า "สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงภายในวงจรจะสร้างแรงดันไฟฟ้าขึ้นรอบวงจร" นี่คือหลักการเบื้องหลัง เครื่อง กำเนิด ไฟฟ้า
กฎของแอมแปร์กล่าวโดยคร่าว ๆ ว่า "กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรจะสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นในวงจรนั้น" ดังนั้น กฎนี้จึงสามารถนำไปใช้สร้างสนามแม่เหล็กและขับเคลื่อนมอเตอร์ ไฟฟ้า ได้
พฤติกรรมของสนามแม่เหล็กในกรณีที่ไม่มีประจุหรือกระแสไฟฟ้า

สมการของแม็กซ์เวลล์สามารถรวมกันเพื่อหาสมการคลื่นได้คำตอบของสมการเหล่านี้มีรูปแบบเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในปริมาตรของพื้นที่ที่ไม่มีประจุหรือกระแสไฟฟ้า ( พื้นที่ว่าง ) – นั่นคือที่ที่และJเป็นศูนย์ สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กจะสอดคล้องกับสมการคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เหล่านี้ : [ 15 ] [ 16 ]
เจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์เป็นคนแรกที่ค้นพบความสัมพันธ์นี้ โดยการเติมเต็มสมการของแม็กซ์เวลล์ด้วยการเพิ่มพจน์กระแสการกระจัดเข้าไปในกฎวงจรของแอมแปร์ซึ่งเป็นการรวมความเข้าใจทางฟิสิกส์เกี่ยวกับไฟฟ้า แม่เหล็ก และแสงเข้าด้วยกัน กล่าวคือ แสงที่มองเห็นได้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด หรือสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในสมการของแม็กซ์เวลล์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ห่างไกลจากกระแสไฟฟ้าและประจุ (แหล่งกำเนิด) เรียกว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (EMR) เนื่องจากมันแผ่รังสีออกมาจากประจุและกระแสไฟฟ้าในแหล่งกำเนิด รังสีดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงความถี่กว้างที่เรียกว่าสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งรวมถึงคลื่นวิทยุไมโครเวฟอินฟราเรดแสงที่มองเห็นได้แสงอัลตราไวโอเลตรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาการประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์มากมายของรังสีเหล่านี้ได้มีการกล่าวถึงในบทความที่ระบุชื่อและเชื่อมโยงไว้ แล้ว
การประยุกต์ใช้แสงที่มองเห็นได้ที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ พลังงานประเภทนี้จากดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานให้กับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกที่สร้างหรือใช้ออกซิเจน
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงซึ่งอยู่ใกล้กับกระแสไฟฟ้าและประจุ (ดูคำจำกัดความของ "ใกล้" ในหัวข้อสนามใกล้และสนามไกล ) จะมีลักษณะ ไดโพลที่ถูกครอบงำโดยไดโพลไฟฟ้า ที่เปลี่ยนแปลง หรือไดโพลแม่เหล็ก ที่เปลี่ยนแปลง สนามไดโพลประเภทนี้ที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิดเรียกว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้าใกล้ (electromagnetic near-field )
สนามไดโพล ไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปนั้น ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ในรูปแบบของสนามใกล้เคียงเป็นหลัก โดยทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดความร้อนของไดอิเล็กทริกนอกจากนี้ ยังปรากฏอยู่รอบๆ ตัวนำที่ดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และรอบๆ เสาอากาศที่มีจุดประสงค์เพื่อสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในระยะไกล
สนาม แม่เหล็ก ไดโพล ที่เปลี่ยนแปลง(เช่น สนามแม่เหล็กใกล้เคียง) ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับ อุปกรณ์ เหนี่ยวนำแม่เหล็ก หลายประเภท ซึ่งรวมถึงมอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้าที่ความถี่ต่ำ และอุปกรณ์ต่างๆ เช่นแท็กRFID เครื่องตรวจจับโลหะและ ขดลวดสแกนเนอร์ MRIที่ความถี่สูง
สุขภาพและความปลอดภัย
ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่อสุขภาพของมนุษย์นั้นแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับความถี่ ความเข้มของสนาม และระยะเวลาการสัมผัส โดยทั่วไปแล้ว การสัมผัสกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ต่ำ ความเข้มต่ำ และระยะเวลาสั้น ถือว่าปลอดภัย[ 17 ]ในทางกลับกัน รังสีจากส่วนอื่นๆ ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นแสงอัลตราไวโอเลต[ 18 ]และรังสีแกมมา [ 19 ] เป็นที่ทราบกันดีว่าก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากในบางสถานการณ์
ดูเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติม
- Griffiths, David J. (1999). บทนำสู่พลศาสตร์ไฟฟ้า (ฉบับที่ 3). อัปเปอร์ แซดเดิล ริเวอร์, นิวเจอร์ซีย์: เพรนทิส ฮอลล์. ISBN 978-0-13-805326-0.
- Maxwell, JC (1 มกราคม 1865). "ทฤษฎีพลวัตของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า". วารสารปรัชญาของราชสมาคมแห่งลอนดอน 155 ( 155): 459– 512. doi : 10.1098/rstl.1865.0008 . S2CID 186207827 .(บทความนี้จัดทำขึ้นเพื่อประกอบการนำเสนอของแม็กซ์เวลล์ต่อราชสมาคมเมื่อวันที่ 8 ธันวาคม ค.ศ. 1864)
- กรีน, ไบรอัน . โครงสร้างของจักรวาล . นิวยอร์ก: แรนดอมเฮาส์. บทที่ 3, §§ "แรง", "สสาร" และ "สนามฮิกส์"
ลิงก์ภายนอก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
สนาม แม่เหล็กไฟฟ้า (หรือ สนาม EM ) เป็น สนามทางกายภาพ ที่เปลี่ยนแปลงไปตามพื้นที่และเวลา ซึ่งแสดงถึงอิทธิพลทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่เกิดขึ้นและกระทำต่อประจุไฟฟ้า [ 1 ] สนาม ณ จุดใด ๆ...
ประวัติศาสตร์
การศึกษาเชิงประจักษ์เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้ามีอายุเก่าแก่อย่างน้อยก็เท่ากับนักปรัชญา นักคณิตศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ อย่าง เธลส์แห่งมิเลตุส ซึ่งราว 600 ปีก่อนคริสตกาลได้บรรยายถึงการทดลองของเขาโดยการถูขนสัตว์บนวัสดุต่างๆ เช่น อำพัน ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต...
คำอธิบายทางคณิตศาสตร์
มีวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างกันในการแสดงสนามแม่เหล็กไฟฟ้า วิธีแรกมองสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเป็น สนามเวกเตอร์ สามมิติ สนามเวกเตอร์เหล่านี้แต่ละสนามมีค่าที่กำหนดไว้ ณ ทุกจุดในอวกาศและเวลา ดังนั้นจึงมักถูกมองว่าเป็นฟังก์ชันของพิกัดอวกาศและเวลา ด้วยเหตุนี้...
ไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กสถิต
สมการของแม็กซ์เวลล์จะง่ายขึ้นเมื่อความหนาแน่นของประจุที่แต่ละจุดในอวกาศไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา และกระแสไฟฟ้าทั้งหมดก็ยังคงที่เช่นกัน อนุพันธ์เทียบกับเวลาทั้งหมดจะหายไปจากสมการ เหลือเพียงสองนิพจน์ที่เกี่ยวข้องกับสนามไฟฟ้า และ...