Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Klasik elektromanyetizm, klasik elektromıknatıslık ya da klasik elektrodinamik teorik fiziğin elektrik akımı ve elektriksel yükler arasındaki kuvvetlerin sonuçlarını inceleyen dalıdır. kuantum mekaniksel etkilerin ihmal edilebilir derecede küçük olmasını sağlayacak kadar büyük ölçütlü sistemler için elektromanyetik fenomenlerin mükemmel bir açıklamasını sunar (bkz. Kuantum elektrodinamiği).
Elektromanyetik teori 19. yy. boyunca özellikle James Clerk Maxwell'in çalışmalarıyla geliştirilmiştir. Detaylı tarihsel bilgi için Pauli, Whittaker ve Pais in kitaplarına danışabilirsiniz (ayrıca bkz. Optik tarihi, , Maxwell denklemleri).
Ribarič and Šušteršič klasik elektrodinamiğin güncel kavranışı için birçok soruyu ele almıştır. Kitapta tarihleri 1903'ten 1989'a kadar yaklaşık 240 referans bulunmaktadır. Klasik elektrodinamik için hala geçerli olan problem, Jackson'a göre, bizim basit denklemlerle ilgili çözümleri iki limit durumunda elde edebiliyor oluşumuz: “[B]irincisi yükleri ve akımları bildiğimiz ve elektromanyetik alanı hesapladığımız durum, ikincisi dış elektromanyetik alanı belirlediğimiz ve yüklü parçacıkların hareketini hesapladığımız durum. . . . Şans eseri, . . . bu iki problem birleştirildi. Fakat uygulama hala iki adımlı; önce dış alan etkisinde yüklü parçacığın hareketi radyasyon salınımı ihmal edilerek hesaplanır, sonra parçacığın hareketinden, salınan radyasyon hesaplanır. Görülüyor ki problemi bu şekilde ele almak yalnızca yaklaşık bir geçerlilik sağlar.” Sonuç olarak, elektrik akımı ve yüklerle bunların oluşturduğu elektromanyetik alanın bir arada, birbirlerini etkileyerek oluşturduğu sonuçları ihmal edemeyeceğimiz sistemlerin fiziksel çözümlenişine teorik olarak ulaşabilmiş değiliz. Bir aşırı aşkın bir çabaya rağmen hala yüklü parçacıkların hareket denklemi için genel kabul gören bir form yoktur.
Lorentz kuvveti
Elektromanyetik alan yüklü parçacıklar üzerinde Lorentz kuvveti denen, aşağıdaki denklemle ifade edilen bir kuvvet uygular.
q yük, F yükün hissedeceği kuvvet, E yükün bulunduğu noktadaki elektrik alan, v yükün hızı, B yükün bulunduğu noktadaki manyetik alan.
Yukarıdaki denklem Lorentz kuvvetini iki vektörün toplamı olarak gösterir. Bu vektörlerden biri yükün hızı ve manyetik alanın . Vektör çarpımının özelliklerine dayanarak bu çarpımın sonucunun hıza ve manyetik alana dik olduğunu söyleyebiliriz. Diğer vektör ise elektriksel alanla aynı doğrultudadır. Bu iki vektörün toplamı Lorentz kuvvetini verir.
Böylece, manyetik alanın olmadığı bir yerde kuvvet elektriksel alanla aynı doğrultudadır ve kuvvetin büyüklüğü yükün değerine ve elektriksel alanın şiddetine bağlıdır. Elektrik alanın olmadığı durumlarda ise kuvvet parçacığın hızına ve manyetik alanın doğrultusuna diktir.
Elektriksel alan E
Durağan bir yük için elektrik alan E
olarak tanımlanır. Burada q0 olarak adlandırılır. Varlığı dolayısıyla elektrik alanı etkilemeyecek kadar küçük olması yeterlidir, bunun dışında sayısal değerinin önemi yoktur. E'nin birimi N/C yani Newton/Coulomb'dur (ya da, V/m yani Volt/metre).
Yukarıdaki tanım döngüsel görünebilir fakat elektrostatikte, yükler hareket etmediğinde, Coulomb yasası deneylerle birebir örtüşür. Sonuç şudur:
n yük sayısı, qi i numaralı parçacığın yük miktarı, ri i numaralı parçacığın pozisyonu, r elektrik alanı hesapladığımız noktanın , ε0.
Yukarıdaki denklem Coulomb yasasının q'ya (test yükü) bölünüp süperpozisyon prensibi uygulanmış halidir.
Eğer alan sürekli bir yük dağılımı tarafından üretiliyorsa tomlam sembolü integrale dönüşür:
ρ(r) pozisyona bağlı yük yoğunluğu, 
diferansiyel hacim elementi dV'den E'nin hesaplanacağı noktayı gösteren birim vektör, r noktasal yük ile E'nin hesaplanacağı nokta arasındaki uzaklık.
Elektrik alanın pozisyonel bağlı hesaplanması için yukarıdaki iki denklemin uygulanışı da hayli zordur. Bu hesabı kolaylaştırmak için elektriksel potansiyel fonksiyonunu kullanabiliriz. Elektrik potansiyeli (voltaj) ile aşağıdaki şekilde tanımlanır.
φE elektrik potansiyeli, C integralin alınacağı yol.
Maxwell denklemlerinden, ∇ × E değerinin her zaman sıfır olmadığı için skaler potansiyelin elektrik alanı tanımlamak için tek başına yeterli olmadığı görülebilir. Düzeltme faktörü olarak genellikle bir vektör potansiyelinin (aşağıda açıklanacaktır) zamana göre türevi denkleme eklenir. Yükler elektrostatikte durağan olduğu için söz konusu faktöre ihtiyaç yoktur.
Yükün ve elektriksel alanın tanımından elektriksel potansiyelin pozisyona bağlı ifadesini aşağıdaki şekilde yazabiliriz.
q noktasal yükün miktarı, r pozisyon, rq noktasal yükün pozisyonu.
Aynı şekilde, genel yük dağılımından kaynaklanan potansiyel:
ρ(r) pozisyona bağlı yük yoğunluğu, r hacim elementi dV'ye olan uzaklık.
Unutulmamalıdır ki φ skaler bir nicelik olduğu için diğer potansiyellerle skaler olarak toplanır. Bu, kompleks problemleri basit parçalara bölüp potansiyelleri eklemenin kolaylıklarından biridir. Potansiyelin tanımını tersine çevirirsek elektrik alanın potansiyelin negatif gradyanı (bkz. del operatörü) olduğu görürüz.
Bu formülle de E'nin V/m olarak ifade edileceği görülebilir.
Elektromanyetik dalgalar
Elektromanyetik dalgadaki değişimler değişimin merkezinden dalga formunda yayılır. Bu dalgalar boşlukta ışık hızıyla yayılır ve doğal olarak geniş bir dalgaboyu sahiptir. Dinamik elektromanyetik radyasyon alanı örnekleri arasında (artan frekans sırasıyla) radyo dalgaları, mikrodalgalar, ışık (kızılötesi, görünür ışık ve morötesi), x-ışınları ve gama ışınları sayılabilir. Parçacık fiziğinde bu elektromanyetik radyasyon yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşimin tezahürüdür.
Genel alan denklemleri
Coulomb denklemi basit ve tatmin edici görünse de gerektirdiği üzere yük dağılımındaki değişikliklerin alanın herhangi bir yerinde etki yaratmasının aldığı zaman sıfır olmadığı için bu denklem klasik elektrodinamiğin bağlamında tamamen doğru sayılmaz. Elektrik alanındaki değişimler ışık hızıyla yayılır. Denklemlerin bu koşulu sağlaması için düzeltilip genelleştirilmesi gerekir. Geciktirilmiş potansiyellerin hesaplanması Jefimenko denklemleri olarak bilinen ifadelerin elde edilmesini sağlar. Bu potansiyeller aynı zamanda noktasal yüklerden hareketle de elde edilebilir (Liénard-Wiechert potansiyelleri). Skaler potansiyel ve vektör potansiyeli denklemleri aşağıdaki gibidir:
q noktasal parçacığın yükü, r pozisyon, rq ve vq, sırasıyla, yükün zamana bağlı olarak verilmiş pozisyonu ve hızı,.
Bu denklemler uygun biçimde türevlenip hareket halindeki yüklü bir parçacığın bütün alan denklemlerini elde edilebilir.
İlgili makaleler
Kaynakça
- Bu makale İngilizce Wikipedia: Classical electrodynamics'ten çevrilmiştir.
- ^ Pauli, W., 1958, Theory of Relativity, Pergamon, London
- ^ Whittaker, E.T., 1960, History of the Theories of the Aether and Electricity, Harper Torchbooks, New York.
- ^ Pais, A., 1983, »Subtle is the Lord...«; the Science and Life of Albert Einstein, Oxford University Press, Oxford
- ^ Ribarič, M., and L. Šušteršič, 1990, Conservation Laws and Open Questions of Classical Electrodynamics, World Scientific, Singapore
- ^ Jackson, John D., 1998, “Classical Electrodynamics” (3rd ed.), Wiley, New York, isbn=0-471-30932-X
Dış bağlantılar
- (PDF formatında – İngilizce)
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Klasik elektromanyetizm klasik elektromiknatislik ya da klasik elektrodinamik teorik fizigin elektrik akimi ve elektriksel yukler arasindaki kuvvetlerin sonuclarini inceleyen dalidir kuantum mekaniksel etkilerin ihmal edilebilir derecede kucuk olmasini saglayacak kadar buyuk olcutlu sistemler icin elektromanyetik fenomenlerin mukemmel bir aciklamasini sunar bkz Kuantum elektrodinamigi Elektromanyetik teori 19 yy boyunca ozellikle James Clerk Maxwell in calismalariyla gelistirilmistir Detayli tarihsel bilgi icin Pauli Whittaker ve Pais in kitaplarina danisabilirsiniz ayrica bkz Optik tarihi Maxwell denklemleri Ribaric and Sustersic klasik elektrodinamigin guncel kavranisi icin bircok soruyu ele almistir Kitapta tarihleri 1903 ten 1989 a kadar yaklasik 240 referans bulunmaktadir Klasik elektrodinamik icin hala gecerli olan problem Jackson a gore bizim basit denklemlerle ilgili cozumleri iki limit durumunda elde edebiliyor olusumuz B irincisi yukleri ve akimlari bildigimiz ve elektromanyetik alani hesapladigimiz durum ikincisi dis elektromanyetik alani belirledigimiz ve yuklu parcaciklarin hareketini hesapladigimiz durum Sans eseri bu iki problem birlestirildi Fakat uygulama hala iki adimli once dis alan etkisinde yuklu parcacigin hareketi radyasyon salinimi ihmal edilerek hesaplanir sonra parcacigin hareketinden salinan radyasyon hesaplanir Goruluyor ki problemi bu sekilde ele almak yalnizca yaklasik bir gecerlilik saglar Sonuc olarak elektrik akimi ve yuklerle bunlarin olusturdugu elektromanyetik alanin bir arada birbirlerini etkileyerek olusturdugu sonuclari ihmal edemeyecegimiz sistemlerin fiziksel cozumlenisine teorik olarak ulasabilmis degiliz Bir asiri askin bir cabaya ragmen hala yuklu parcaciklarin hareket denklemi icin genel kabul goren bir form yoktur Lorentz kuvvetiElektromanyetik alan yuklu parcaciklar uzerinde Lorentz kuvveti denen asagidaki denklemle ifade edilen bir kuvvet uygular F qE qv B displaystyle mathbf F q mathbf E q mathbf v times mathbf B q yuk F yukun hissedecegi kuvvet E yukun bulundugu noktadaki elektrik alan v yukun hizi B yukun bulundugu noktadaki manyetik alan Yukaridaki denklem Lorentz kuvvetini iki vektorun toplami olarak gosterir Bu vektorlerden biri yukun hizi ve manyetik alanin Vektor carpiminin ozelliklerine dayanarak bu carpimin sonucunun hiza ve manyetik alana dik oldugunu soyleyebiliriz Diger vektor ise elektriksel alanla ayni dogrultudadir Bu iki vektorun toplami Lorentz kuvvetini verir Boylece manyetik alanin olmadigi bir yerde kuvvet elektriksel alanla ayni dogrultudadir ve kuvvetin buyuklugu yukun degerine ve elektriksel alanin siddetine baglidir Elektrik alanin olmadigi durumlarda ise kuvvet parcacigin hizina ve manyetik alanin dogrultusuna diktir Elektriksel alan EDuragan bir yuk icin elektrik alan E F q0E displaystyle mathbf F q 0 mathbf E olarak tanimlanir Burada q0 olarak adlandirilir Varligi dolayisiyla elektrik alani etkilemeyecek kadar kucuk olmasi yeterlidir bunun disinda sayisal degerinin onemi yoktur E nin birimi N C yani Newton Coulomb dur ya da V m yani Volt metre Yukaridaki tanim dongusel gorunebilir fakat elektrostatikte yukler hareket etmediginde Coulomb yasasi deneylerle birebir ortusur Sonuc sudur E 14pϵ0 i 1nqi r ri r ri 3 displaystyle mathbf E frac 1 4 pi epsilon 0 sum i 1 n frac q i left mathbf r mathbf r i right left mathbf r mathbf r i right 3 n yuk sayisi qi i numarali parcacigin yuk miktari ri i numarali parcacigin pozisyonu r elektrik alani hesapladigimiz noktanin e0 Yukaridaki denklem Coulomb yasasinin q ya test yuku bolunup superpozisyon prensibi uygulanmis halidir Eger alan surekli bir yuk dagilimi tarafindan uretiliyorsa tomlam sembolu integrale donusur E 14pϵ0 r r r r2dV displaystyle mathbf E frac 1 4 pi epsilon 0 int frac rho mathbf r hat mathbf r r 2 mathrm d V r r pozisyona bagli yuk yogunlugu r displaystyle hat mathbf r diferansiyel hacim elementi dV den E nin hesaplanacagi noktayi gosteren birim vektor r noktasal yuk ile E nin hesaplanacagi nokta arasindaki uzaklik Elektrik alanin pozisyonel bagli hesaplanmasi icin yukaridaki iki denklemin uygulanisi da hayli zordur Bu hesabi kolaylastirmak icin elektriksel potansiyel fonksiyonunu kullanabiliriz Elektrik potansiyeli voltaj ile asagidaki sekilde tanimlanir fE CE ds displaystyle varphi mathbf E int C mathbf E cdot mathrm d mathbf s fE elektrik potansiyeli C integralin alinacagi yol Maxwell denklemlerinden E degerinin her zaman sifir olmadigi icin skaler potansiyelin elektrik alani tanimlamak icin tek basina yeterli olmadigi gorulebilir Duzeltme faktoru olarak genellikle bir vektor potansiyelinin asagida aciklanacaktir zamana gore turevi denkleme eklenir Yukler elektrostatikte duragan oldugu icin soz konusu faktore ihtiyac yoktur Yukun ve elektriksel alanin tanimindan elektriksel potansiyelin pozisyona bagli ifadesini asagidaki sekilde yazabiliriz f q4pϵ0 r rq displaystyle varphi frac q 4 pi epsilon 0 left mathbf r mathbf r q right q noktasal yukun miktari r pozisyon rq noktasal yukun pozisyonu Ayni sekilde genel yuk dagilimindan kaynaklanan potansiyel f 14pϵ0 r r rdV displaystyle varphi frac 1 4 pi epsilon 0 int frac rho mathbf r r mathrm d V r r pozisyona bagli yuk yogunlugu r hacim elementi dV ye olan uzaklik Unutulmamalidir ki f skaler bir nicelik oldugu icin diger potansiyellerle skaler olarak toplanir Bu kompleks problemleri basit parcalara bolup potansiyelleri eklemenin kolayliklarindan biridir Potansiyelin tanimini tersine cevirirsek elektrik alanin potansiyelin negatif gradyani bkz del operatoru oldugu goruruz E f displaystyle mathbf E nabla varphi Bu formulle de E nin V m olarak ifade edilecegi gorulebilir Elektromanyetik dalgalarElektromanyetik dalgadaki degisimler degisimin merkezinden dalga formunda yayilir Bu dalgalar boslukta isik hiziyla yayilir ve dogal olarak genis bir dalgaboyu sahiptir Dinamik elektromanyetik radyasyon alani ornekleri arasinda artan frekans sirasiyla radyo dalgalari mikrodalgalar isik kizilotesi gorunur isik ve morotesi x isinlari ve gama isinlari sayilabilir Parcacik fiziginde bu elektromanyetik radyasyon yuklu parcaciklar arasindaki elektromanyetik etkilesimin tezahurudur Genel alan denklemleriCoulomb denklemi basit ve tatmin edici gorunse de gerektirdigi uzere yuk dagilimindaki degisikliklerin alanin herhangi bir yerinde etki yaratmasinin aldigi zaman sifir olmadigi icin bu denklem klasik elektrodinamigin baglaminda tamamen dogru sayilmaz Elektrik alanindaki degisimler isik hiziyla yayilir Denklemlerin bu kosulu saglamasi icin duzeltilip genellestirilmesi gerekir Geciktirilmis potansiyellerin hesaplanmasi Jefimenko denklemleri olarak bilinen ifadelerin elde edilmesini saglar Bu potansiyeller ayni zamanda noktasal yuklerden hareketle de elde edilebilir Lienard Wiechert potansiyelleri Skaler potansiyel ve vektor potansiyeli denklemleri asagidaki gibidir f 14pϵ0q r rq t vq t c r rq t displaystyle varphi frac 1 4 pi epsilon 0 frac q left mathbf r mathbf r q t right frac mathbf v q t c cdot mathbf r mathbf r q t q noktasal parcacigin yuku r pozisyon rq ve vq sirasiyla yukun zamana bagli olarak verilmis pozisyonu ve hizi A m04pqvq tret r rq tret vq tret c r rq tret displaystyle mathbf A frac mu 0 4 pi frac q mathbf v q t ret left mathbf r mathbf r q t ret right frac mathbf v q t ret c cdot mathbf r mathbf r q t ret Bu denklemler uygun bicimde turevlenip hareket halindeki yuklu bir parcacigin butun alan denklemlerini elde edilebilir Ilgili makalelerKuantum elektrodinamigiKaynakcaBu makale Ingilizce Wikipedia Classical electrodynamics ten cevrilmistir Pauli W 1958 Theory of Relativity Pergamon London Whittaker E T 1960 History of the Theories of the Aether and Electricity Harper Torchbooks New York Pais A 1983 Subtle is the Lord the Science and Life of Albert Einstein Oxford University Press Oxford Ribaric M and L Sustersic 1990 Conservation Laws and Open Questions of Classical Electrodynamics World Scientific Singapore Jackson John D 1998 Classical Electrodynamics 3rd ed Wiley New York isbn 0 471 30932 XDis baglantilar PDF formatinda Ingilizce