Электромагнитная энергия - одно из величайших явлений физики. Рассмотрим, что такое электромагнитная энергия, как она определяется и несколько фактов об электромагнитной энергии.
Мы окружены этой энергией, и наша жизнь была бы совершенно иной, если бы это явление не было обнаружено или понято человечеством. Говорят, что эта энергия находится в форме волн. Однако, по словам Эйнштейна и Макса Планка, "электромагнитное излучение существует в виде частиц, называемых фотонами. Каждая частица или фотон представляет собой чрезвычайно маленькое зёрнышко энергии - энергетический пакет, так сказать". Возможно ли, чтобы электромагнитная энергия была и волной, и энергетическим пакетом? Эксперименты показали, что возможно, и это еще больше углубляет загадку электромагнетизма.
Говорят, что электромагнитная энергия - это тот тип энергии, который исходит от электромагнитных волн. Это излучение движется со скоростью света и может состоять из радиоволн, волн ТВ, радиолокационных волн, тепла, света, рентгеновских лучей, видимых волн и т.д.
Солнце, Земля и ионосфера являются основными источниками электромагнитной энергии в природе.
Изучение электромагнетизма
До сих пор спорят, кто именно открыл электромагнитные волны, излучение и энергию. Тем не менее, первые записи, найденные в отношении электромагнитной энергии описано, что электромагнетизм был впервые обнаружен в 1820 году Гансом Христианом Орстедом, датским физиком и химиком. Когда он настраивал аппарат для подготовки к вечерней лекции, он заметил, что колебания тока отклонили иглу компаса от севера, когда он включил и выключил батарею(источник электрического тока). Орстед был убеждён, что электрический ток способен создавать магнитное поле, что доказывает наличие логической связи между электрическим током и магнетизмом; и эта связь была известна как электромагнетизм.
Короче говоря, определение электромагнитной энергии можно дать как, источник энергии, необходимый для передачи информации (в виде волн) из одного места (материала) в другое. Эта информация может быть в форме света, тепла или в любой другой форме. Давайте разберемся шаг за шагом, что такое электромагнитная энергия.
Электрический заряд - это атрибут субатомных частиц, определяющий их взаимодействие при помещении в электрическое и магнитное поле. Электрически заряженная материя подвергается воздействию электромагнитного поля и наоборот.
Электрический ток - это движение или поток электрически заряженных частиц. Существует два типа заряженных частиц, а именно: положительно заряженные частицы, т.е. протоны, и отрицательно заряженные частицы, т.е. электроны.
Магнетизм - это сила, которая влияет на взаимодействие материалов или перемещение заряженных частиц, развивая между ними притягивающие или отталкивающие силы.
Электромагнитная волна - это волна, создаваемая ускорением заряженных частиц, которые помещаются в магнитное и электрическое поля, действующие перпендикулярно друг другу.
Электромагнитное излучение - электромагнитное излучение представляет собой совокупность электромагнитных волн, перемещающихся в вакууме или в материи.
Электромагнитное поле обусловлено электрически заряженными объектами, которые влияют на поведение материалов или заряженных частиц вокруг поля. Общее количество энергии поля и материалов, на которые оно воздействует, называется энергией электромагнитного поля.
Подробнее об электромагнитной энергии
Различными типами электромагнитных волн являются свет, микроволны, рентгеновские лучи, а также теле- и радиопередачи.
Вот список электромагнитных волн в порядке убывания их частот, составляющих электромагнитный спектр:
- гамма-лучи,
- рентгеновские лучи,
- ультрафиолетовые лучи,
- видимые световые лучи,
- инфракрасные лучи,
- микроволны,
- радиоволны (FM),
- радиоволны (AM),
- длинные радиоволны
Чем выше энергия частиц электромагнитной волны, тем короче длина волны.
Электромагнитные волны проходят через любой материал, а также через вакуум.
Скорость электромагнитных волн в вакууме равна скорости света, т.е. примерно 300 000 километров в секунду.
Когда электромагнитные волны входят в материю, они замедляются, т.е. их энергия уменьшается, а значит длина волны увеличивается.
При нагревании любого объекта его частицы ускоряются, что вызывает изменение их электрического и магнитного полей, образуя таким образом электромагнитную волну. В то время как при попадании электромагнитной волны в объект она генерирует тепло на поверхности, что, в свою очередь, вызывает вибрацию частиц этого объекта. Тепло и вибрация частиц зависят от длины волны и энергии электромагнитной волны.
Мы используем электромагнитную энергию в повседневной жизни, не зная, что такое электромагнитная энергия в деталях. Разобравшись в этом, вы сможете использовать ее более эффективно.