• Welcome to Forum Astronomskog Magazina. Please login or sign up.
 

Istovremenost magnetnog i elektricnog polja

Started by r2d2, October 09, 2010, 11:45:20 am

Previous topic - Next topic

0 Members and 2 Guests are viewing this topic.

r2d2

October 09, 2010, 11:45:20 am Last Edit: October 09, 2010, 11:52:40 am by r2d2
Pitanje je verovatno za 7 razred osnovne skole....
Moguce da sam imao zauske  kada smo tada to ucili. Usudjujem se da ga postavim, mada se osecam nelagodno..  :)

Kod elektromagnetnog polja -postojanje elektricno polja i magnetnog pollja su podrazumevajuca, ali da li su polja prisutna istovremeno (istog trenutka) i elekrto i magnetno ili se naizmenicno smenjuju praveci zbirno em polje?


Laci

October 09, 2010, 12:36:38 pm #1 Last Edit: October 09, 2010, 01:11:51 pm by Laci
Elektromagnetsko polje predstavlja jedinstvo električnog i magnetnog polja. Ako želiš neku analogiju: zamisli da neki automobil prolazi pored tebe. U jednom trenutku vidiš točkove bez karoserije i u sledećem trenutku vidiš karoseriju bez točkova i tako u pojedinim trenucima se naizmenično smenjuju. Primećuješ da ovo nema puno smisla :).
Da, zaboravio sam! Ovaj automobil ima jednu fantastičnu osobinu: na njegovoj putanji njega s vremena na vreme ne vidiš a kada ga ponovo vidiš, kreće se ali okrenut na glavačke :D! Zatim ga opet ne vidiš da bi se zatim nastavio kretati ali u "ispravnom" stanju. Usput, automobil se povećava ali i smanjuje na svojoj putanji između trenutaka kada ga ne vidiš...

Poprilično teško za svariti u 7. razredu osnovne škole ali i za potrolu saobraćajne policije ;D...
Dobson 355/1650
Dvogled 15X70

r2d2

October 09, 2010, 03:45:50 pm #2 Last Edit: October 09, 2010, 04:32:57 pm by r2d2
Vidim ja da je i tebe dojmila - jako prica sa viserukim vanzemaljcima.  ;D ;D ;D
Iz tvoje zaista dostojne analogije predpostavljam da mozemo opaziti smenu elektricnog i magnetnog polja, i ako to stvarno nema smisla .....  ;D ;D ;D ;D

Motivi postavljanja ovako mozda besmislenog pitanja leze u cinjenici da sam tvrdnju cuo od jedne osobe koja bas baratala dobro sa fizikom (pored duboke starosti i dugacke penzije),  kojoj sam postavio pitanje visedimenzionalnom kretanju cestica i makselovim formulama... ...te dobih odgovor o razlicitosti magnetnog i elektro polja koji se pojavljuju naizmenicno zajedno praveci elektromagnetno polje. Kada sam postavio pitanje i meni samom je izgledalo besmisleno, al` reko ajd` da pitam pa valjda cu ostati ziv posle toga....  ;)

stameni

Meni draga oblast ;)

Pre svega, treba uvek imati na umu da je uzročnik električnog, magnetnog i elektromagnetnog polja naelektrisanje koje (može da) se kreće. Tri su bitne stavke:

1) Kada naelektrisanje miruje (u odnosu na posmatrača, tj. relativno), ono je izvor vremenski konstantnog električnog polja. Ovo polje opada sa kvadratom rastojanja, i može se jednostavno odrediti pomoću Kulonovog zakona.

2) Kada se naelektrisanje kreće ravnomerno pravolinijski, ono je izvor i vremenski konstantnog električnog polja, ali se pojavljuje još jedna komponenta -- magnetno polje, koje je takođe vremenski konstantno. Oba ova polja opadaju sa kvadratom rastojanja, i, ponoviću -- vremenski se ne menjaju.

3) Kada se nalektrisanje kreće promenljivo (pretpostavimo da ima konstantno ubrzanje), tada je ono izvor električnog i magnetnog polja, kao u drugom slučaju; oba su vremenski nepromenljiva i opadaju sa kvadratom rastojanja. Međutim, javljaju se još dve komponente: vremenski promenljivo električno polje i vremenski promenljivo magnetno polje. Oba opadaju obrnuto proporcionalno prvom stepenu rastojanja.

Dakle, u trećem slučaju, pored električnog i magnetnog polja postoje još dve komponente, vremenski promenljive. Te dve komponente imaju potpuno iste parametre, tj. jednaku frekvenciju i jednaku fazu, samo im je usmerenost drukčija: vektori promenljivog električnog i promenljivog magnetnog polja normalni su međusobno.

Zanimljivo je da se u slučaju 2), kada se naelektrisanje kreće ravnomerno pravolinijski, postojanje magnetne komponente može dokazati -- specijalnom teorijom relativnosti! Meni je to izuzetno zanimljivo, i trebalo bi da bude jedan tekst za AM o toj temi, ali sam prilično zauzet u poslednje vreme :( Valjda će biti...

r2d2

Hvala  na odgovoru. Sve jasno sto se tice odgovora!

Jedva cekam tvoj text , zaista, zaista! :)

Dobro je, dragi penzionisani profesor se ipak nije nasalio sa mnom vec mi je samo dao usmerenje!

bear

Iz nekog razloga mene je ta prica uvek podsecala (izdaleka) na pojedine termodinamicke procese. Ako zamislis neki idealizovani klip+cilindar, promena jedne vrednosti ce povuci za sobom promenu ostalih, vec zavisno od tipa procesa, a ako je cela stvar ciklicna i idealizovana u smislu da nema trenja imamo taj ping-pong gde se sa jedne strane menja zapremina, a sa druge (i trece :) temperatura/pritisak (ako bi nacrtao te vrednosti parametara dobio bi (jako) grubo sinusoide koje su fazno pomerene bas kao i kod elektromagnetnog polja). Naravno, sustinski gledano ovo nema veze sa elektromagnetizmom, ali mi je nekako ipak bliza analogija nego ona sa nestajucim automobilom ;)

sale11472

Quote from: stameni on October 09, 2010, 07:49:33 pm

1) Kada naelektrisanje miruje (u odnosu na posmatrača, tj. relativno), ono je izvor vremenski konstantnog električnog polja. Ovo polje opada sa kvadratom rastojanja, i može se jednostavno odrediti pomoću Kulonovog zakona.



OK a sad da stavimo i tačku:

1b) U slučaju kada, pored naelektrisanja i posmatrača koji međusobno miruju imamo i posmatrača koji se u odnosu na njih kreće koje polje će taj posmatrač opaziti?

Ili ekivivalentno šta je podrazumevajuće, postojanje elektromagnetnog polja ili postojanje odvojenih elektrostatičnog i magnetostatičnog polja?
Pošto znamo šta je foton koje su čestice prenosnici sile kod ove druge dve opcije ???
Ja ipak tipujem da je elektromagnetno polje onaj fundamentalni entitet ;D
Po(t)pis:
TS 10x50 LE dvogled ;)
70/900 refraktor
180/950 ogledalo u izradi
Nova Igracka Celestron MiniMak 70 --- bio na snizenju jako povoljan pa nisam odoleo ;D
Ostalo ne smem od sramote da stavim na spisak dok ne završim ;D

Laci

Moram da priznam da je klasična teorija makroskopskog elektromagnetskog polja izuzetno teška oblast za savladavanje i primenu a težina joj upravo pada na elektromagnetsku indukciju.

Quote from: sale11472 on October 14, 2010, 02:28:59 am


1b) U slučaju kada, pored naelektrisanja i posmatrača koji međusobno miruju imamo i posmatrača koji se u odnosu na njih kreće koje polje će taj posmatrač opaziti?



Pošto si sistem referencija vezao za posmatrača u odnosu na koga naelektrisanje miruje, posmatrač koji se kreće opaža jedino elektrostatičko polje. Naravno, ovo se odnosi na brzine kretanja mnogo manje od brzine svetlosti u vakuumu pa nisu uzeti u obzir i relativistički efekti.

Quote from: sale11472 on October 14, 2010, 02:28:59 am

Ili ekivivalentno šta je podrazumevajuće, postojanje elektromagnetnog polja ili postojanje odvojenih elektrostatičnog i magnetostatičnog polja?
Pošto znamo šta je foton koje su čestice prenosnici sile kod ove druge dve opcije ???



U slučaju elektrostatike odnosno magnetostatike, zaboravi na vreme. U tim slučajevima nema prenošenja energije.

Quote from: sale11472 on October 14, 2010, 02:28:59 am

Ili ekivivalentno šta je podrazumevajuće, postojanje elektromagnetnog polja ili postojanje odvojenih elektrostatičnog i magnetostatičnog polja?
Ja ipak tipujem da je elektromagnetno polje onaj fundamentalni entitet ;D


Zavisi od udaljenosti od izvora zračenja. Ako si u bliskoj zoni, u elektromagnetsko polje ulazi zbir svih komponenti polja - i one koje opadaju sa kvadratom rastojanja. Ukoliko si u zoni zračenja, te komponente se zanemaruju.
Dobson 355/1650
Dvogled 15X70

sale11472

Quote from: Laci on October 14, 2010, 01:26:25 pm

Pošto si sistem referencija vezao za posmatrača u odnosu na koga naelektrisanje miruje, posmatrač koji se kreće opaža jedino elektrostatičko polje.


Ako sam se ja vezao za neki sistem referencije (a baš i nisam) zašto bi morao za isti da se veže posmatrač koji se kreće a pitanje je kakvo polje će upravo on da opazi?
Po(t)pis:
TS 10x50 LE dvogled ;)
70/900 refraktor
180/950 ogledalo u izradi
Nova Igracka Celestron MiniMak 70 --- bio na snizenju jako povoljan pa nisam odoleo ;D
Ostalo ne smem od sramote da stavim na spisak dok ne završim ;D

r2d2

October 15, 2010, 07:11:33 am #9 Last Edit: October 15, 2010, 08:11:44 am by r2d2
QuoteAko sam se ja vezao za neki sistem referencije (a baš i nisam) zašto bi morao za isti da se veže posmatrač koji se kreće a pitanje je kakvo polje će upravo on da opazi?


Hm, pa moz` valjada da trcis kolko ho`s oko ugasene sijalice.   :o . Stvar bi bila druge prirode da te j` udario grom (ne daj boze*)  pa da ondak trcis oko iste tada bi verovatno doslo do neke promene u samom polju.  Stameni je lepo napisao na pocetku posta da sve vazi iskljucivo za naelektrisanje i kretanje naelektrisanja. U pitanju su makro tela i polja pa fotoncice ne uzimamo u obzir kao prenosioce.

Paz` nisam ni ja siguran, i postavio si upravo pitanje koje i je imeni palo na pamet, mada si ga ti obradio sa tacke 1b.

Ja bi isti pit`o   `vako:

2b
Vozimo se kombijem konstantnom brzinom 30 km na sat. Unutar kombija postoji naelektrisanje koje miruje u odnosu na kombi. Ako bi suvozac merio vrstu polja utvrdio bi da postoji samo eletricno polje bez magnetnog. Medjutim ako bi neko van kombija pokusao da utvrdi vrstu polja, verovatno bi utvrdio da postoji i stalno magnetno polje oko tog naelektrisanja?????  Ocigledno je da svetla ne svetle sama od sebe kada vozimo kola bilo kojom brzinom. Gde postoji "prirodno"  naelektrisanje tj. elektricno polje? Oblaci, sinteicki (kineski) dukser??

Ipak uvodjenje str u pricu o em poljima je nekako degutantno jer ocigledno je da nam fale osnove(barem meni). Zato se nisam usudio da postavim pitanje dok jos malo ne naucim, ali ti si me preduhitrio...

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*Kontekst pominjanja boga je iskljucivo u opisu koncepcije dobrih namera i nema  nikakve veze sa pitanjem te treba ga tumaciti kao postapalica usled nedostatka primerenije. Razmisljao sam kako da "naelektrisem" Saleta pa da se promeni polje i to mi je jedino palo napamet. Kada sam shvatio da to ispade zlonamerno morao sam da dodam i ono ne daj boze.....  ..Komotno umesto Saleta moze da bidne i r2d2..  

bear

Quote from: r2d2 on October 15, 2010, 07:11:33 am
Vozimo se kombijem konstantnom brzinom 30 km na sat. Unutar kombija postoji naelektrisanje koje miruje u odnosu na kombi. Ako bi suvozac merio vrstu polja utvrdio bi da postoji samo eletricno polje bez magnetnog. Medjutim ako bi neko van kombija pokusao da utvrdi vrstu polja, verovatno bi utvrdio da postoji i stalno magnetno polje oko tog naelektrisanja?????


Tako je, po specijalnoj teoriji relativnosti, polje zavisi od referentnog sistema i tu elektricno polje nije izuzetak. Ne znam dal' da se upustamo u pricu sa tenzorima, ali u sustini ta veza izmedju te dve komponente je slicna kao sto se povezuju napr prostor-vreme...

QuoteOcigledno je da svetla ne svetle sama od sebe kada vozimo kola bilo kojom brzinom.


Svetli aurora ! I da, da ides dovoljno brzo kroz dovoljno jako magnetno polje, svetla bi svetlela sama od sebe :) No par kilometara na sat u slabom magnetnom polju Zemlje sa druge strane je je verovatno na granici observabilnosti a kamoli dovoljno za lampu :)

r2d2

October 15, 2010, 02:42:58 pm #11 Last Edit: October 15, 2010, 02:58:50 pm by r2d2
Hvala!  :) Zaista prica postaje zanimljiva skoro neverovatna  :o

Metalna cioda u kolima ne bi bila privucena naelektrisanju, ali van kola ako bi magnetno polje bilo dovoljno jako - bila bi privucena? ...

QuoteNe znam dal' da se upustamo u pricu sa tenzorima,  


Moze, moze, ako nije problem!

bear

Quote from: r2d2 on October 15, 2010, 02:42:58 pm
Metalna cioda u kolima ne bi bila privucena naelektrisanju, ali van kola ako bi magnetno polje bilo dovoljno jako - bila bi privucena? ...


Trik je u tome sto se promenom referentnog sistema menja prividni vid/odnos magnetne odnosno elektricne sile, ali krajnji rezultat je isti. Postoji jedna slicna postavka koja je navodno bila jedna od osnovnih problema koja je naterala cika Ajnstajna na razmisljanje o specijalnoj teoriji relativiteta... http://en.wikipedia.org/wiki/Moving_magnet_and_conductor_problem

Quote
QuoteNe znam dal' da se upustamo u pricu sa tenzorima, 

Moze, moze, ako nije problem!


OK, mada sam i ja zardjao, elektromagnetiku nisam pipnuo mal'ne deset godina, dakle za pocetak da svi obnovimo gradivo (znam, znam, wikipedija, al' nemam bolje pri ruci).

http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_tensor i http://en.wikipedia.org/wiki/Classical_electromagnetism_and_special_relativity#Relationship_between_electricity_and_magnetism


r2d2

October 16, 2010, 07:38:51 am #13 Last Edit: October 16, 2010, 07:47:35 am by r2d2
100 mu jaraca, pa sta su nas ucili u toj srednjoj masinskoj skoli pre 20 godina kada sam ja ovoliko iznenadjen ?  >:(  Da ne sirim temu, odo` na tenzore, ali me je porazila cinjenica o uvidu sopstvenog neznanja....

CyberianIce

Ucili su vas ocigledno mnogo vise nego nas u govnaziji pre 5 godina...
Telescopius
AstroBin
Sky-Watcher 200P | Meade Instruments DS2090 | Tair-3-Phs | Celestron CG-5 | OnStepX | Canon EOS 600D AstroMod | ZWO ASI120MM-S