荷電粒子場、電磁場、静電場、およびそれらの構成要素
粒子とフィールドは 2 種類の物質です。粒子の相互作用の特徴は、粒子が直接接触するのではなく、一定の距離を置いて起こることです。
これは、粒子が周囲のフィールドに関連しており、粒子間の相互作用を決定するという事実によるものです。したがって、粒子はフィールドを通じて相互作用します。
フィールドは、離散粒子とは異なり、空間に連続的に分布します。一部の相互作用には二重の性質があります。したがって、たとえば、波の形で空間を伝播する電磁場は、離散粒子、つまり光子の形で同時に検出されます。
自然界には、重力(重力)、静磁気、静電気、核など、さまざまな種類の場があります。各フィールドは、特有の固有の特性によって特徴付けられます。
粒子と場という 2 つのタイプの物質の間には内部的なつながりがあり、これは主に、粒子の状態の変化が場に直接反映されるという事実に現れます (逆に、場の変化は粒子に影響します) )、および一般的な特性の存在下:質量、エネルギー、運動量または運動量など。
また、パーティクルがフィールドに変化し、フィールドが同じパーティクルに変化することもあります。これらすべては、物質とフィールドが 2 種類の物質であることを示しています。
さらに、場と粒子の間には違いがあるため、それらを異なる種類の物質として考えることができます。
この違いは、素粒子が離散的で一定の体積を占め、他の粒子の影響を受けないという事実にあります。同じ体積を異なる物体や粒子が占めることはできません。フィールドは連続的で、高い透過性を持っています。異なるタイプのフィールドを同じ体積の空間に同時に配置できます。
粒子と物体は、外力の影響下で加速または減速して空間内を移動できます。つまり、空間内での粒子の移動速度は異なる場合があります。場は空間中を同じ速度で、たとえば真空中では光の速度と同じ速度で伝播します。
粒子と場は互いに密接に関係しており、全体を構成しているため、空間内で粒子とその場の間に正確な境界を確立することは不可能です。
ただし、離散粒子の特性が現れる空間の非常に小さな領域を指定することは可能です。この意味で、条件付きで寸法を決定することが可能です。 素粒子…指定された領域の外側の空間には、素粒子に関連付けられた場のみが存在すると仮定できます。
電磁場とその構成要素
電気工学では、粒子を運ぶ動きによって生じる場が考えられます。 電荷… このような場は電磁場と呼ばれます。この場の伝播に関連する現象は電磁現象と呼ばれます。
原子核の周りの原子内を循環する電子は、電場を通じて陽子と相互作用しますが、同時にその動きは電流に相当し、経験が示すように、常に磁場の存在を伴います。
したがって、原子の素粒子が相互作用する場、つまり電磁場は、電気場と磁気場の2つから構成されます。これらの分野は相互に関連しており、互いに分離することはできません。
外部から見ると、電磁場は肉眼で観察すると、ある場合には定常磁場の形で現れ、他の場合には交流磁場の形で現れます。
特定の物質の原子の定常状態では、電場 (この場合、原子内の場は異なる符号の等しい電荷と完全に結びついています) と磁場 (電子軌道のカオス的な方向による) の両方が存在します。宇宙空間は検出されません。
しかし、原子内の平衡が崩れた場合(イオンが形成される、無秩序な運動に方向性のある運動が重なる、磁性物質の素電流が一方向に向くなど)、この物質の外側で磁場が検出される可能性があります。さらに、指定された状態が変更されずに維持される場合、フィールド特性は時間の経過とともに一定の値を持ちます。このような場を定常場と呼びます。
多くの場合、肉眼検査中の定常磁場は、電場の形 (たとえば、静止した荷電体の磁場) または磁場の形 (たとえば、例、永久磁石の分野)。
定常電磁場の成分は移動する荷電粒子から切り離すことができません。電気成分は電荷に関連付けられ、磁気成分は移動する荷電粒子に付随します (取り囲みます)。
可変電磁場は、荷電粒子、システム、または静止場の構成要素の変化または振動運動の結果として形成されます。このような高周波場の特徴は、発生後(発生源から放出された後)、発生源から分離され、波の形で環境に入るということです。
この場の電気成分は物質粒子から分離された自由な状態で存在し、渦の性質を持っています。同じ磁場が磁気成分です。また、磁場は移動する電荷 (または電流) に関連付けられていない自由な状態でも存在します。しかし、両方のフィールドは分離できない全体を表しており、空間内の移動の過程で常に相互に変換されます。
変動する電磁場は、その伝播経路にある粒子やシステムへの衝撃によって検出されます。振動運動を起こすことや、電磁場のエネルギーを別の種類のエネルギーに変換する装置によって検出されます。 (たとえば、熱)。
特別な場合は、生物の視覚器官に対するこの場の作用です(光は電磁波です)。
電磁場の成分 — 電場と磁場 それらは電磁場が生まれる前に発見され、研究され、互いに独立していました。その後、それらの間に関連性は発見されませんでした。これにより、両方の領域が独立していると見なされるようになりました。
理論的考察と実験による確認により、電界と磁界の間には密接な関係があり、電気現象または磁気現象は常に電磁現象であることがわかります。
以下も参照してください。 電界と磁界: 違いは何ですか?
静電界
真空中、または観察者に対して静止している孤立した物体の周りの誘電媒体では電場のみが検出され、原子のイオン化中に得られる同じ符号の過剰な電荷(巨視的意味で)が空間的にも時間的にも変化しません(電動化の結果として - 物体の帯電、電荷の相互作用).このような場は静電と呼ばれます。
静電場は定常電場の一種であり、静電場を引き起こす素荷電粒子がカオス運動のみを行うのに対し、定常電場はカオス運動に重ねられた電子の指向性運動によって決定される点で異なります。
この場における特性の恒常性は、場の電荷分布が継続的に再現されること(平衡過程)によるものです。
静電場では、異なる方向に連続的にカオス的に運動する多数の固有の荷電粒子の一般的な動作が、時間の経過とともに変化しない同じ符号の電荷を持つ場として荷電体の外部で認識されます。
静電場の磁気成分の影響は、宇宙空間での電荷キャリアの無秩序な動きにより相互に中和されるため、検出されません。
静電場の独特の特徴は、異なる符号の過剰電荷を与えられたソースおよびドレインボディ(この電界がそこから流れ込むように見える物体と、そこに流れ込む物体)の存在です。
静電場とその場のソースとシンクである帯電物体は互いに分離できず、1 つの物理的実体を表します。
この点において、静電場は、自由状態で存在し、渦の性質を持ち、ソースとドレインを持たない交流電磁場の電気成分とは異なります。
この静電場の状態を維持するためにエネルギーは消費されません。これは、この場が確立された場合にのみ必要です(電磁場を放射し続けるにはエネルギーが必要です)。
静電場は、この場に置かれた静止荷電体に作用する機械力、静止金属体に静電荷を誘導または誘導すること、およびこの場に置かれた静止誘電体の分極によって検出できます。
以下も参照してください。