สนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สนามแม่เหล็กไฟฟ้า (อังกฤษ: electromagnetic field, หรือเรียกย่อว่า EM field) คือ สนามทางกายภาพที่แปรผันตามพื้นที่และเวลา ซึ่งแสดงถึงอิทธิพลทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่ถูกสร้างขึ้นโดยและกระทำต่อประจุไฟฟ้า สนาม ณ จุดใดๆ ในปริภูมิและเวลาสามารถมองได้ว่าเป็นผลรวมของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างสนามทั้งสอง การรบกวนในนามไฟฟ้าสามารถสร้างการรบกวนในนามแม่เหล็ก ซึ่งในทางกลับกันจะส่งผลต่อสนามไฟฟ้า นำไปสู่การเกิดคลื่นความสั่นสะเทือนที่แผ่ขยายผ่านอวกาศ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ในทางคณิตศาสตร์ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าคือคู่ของสนามเวกเตอร์ซึ่งประกอบด้วยเวกเตอร์หนึ่งสำหรับสนามไฟฟ้าและอีกหนึ่งเวกเตอร์สำหรับสนามแม่เหล็ก ณ แต่ละจุดในปริภูมิ เวกเตอร์เหล่านี้อาจเปลี่ยนแปลงตามเวลาและพื้นที่ให้สอดคล้องกับสมการของแมกซ์เวลล์ เวกเตอร์เหล่านี้อยู่ภายใต้กฎของสัมพัทธภาพพิเศษ; ผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันอาจกำหนดเวกเตอร์ที่แตกต่างกันได้

ลักษณะที่ประจุและกระแสไฟฟ้า (กล่าวคือ สายธารของประจุ) ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ถูกอธิบายไว้โดยสมการของแมกซ์เวลล์ และกฎแรงโลเรินตส์ สมการของแมกซ์เวลล์ให้รายละเอียดว่าสนามไฟฟ้าลู่เข้าหาหรือลู่ออกห่างจากประจุไฟฟ้าอย่างไร สนามแม่เหล็กหมุนวนรอบกระแสไฟฟ้าอย่างไร และการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กส่งอิทธิพลต่อกันและกันอย่างไร กฎแรงลอเรนซ์ระบุว่าประจุที่อยู่ภายใต้สนามไฟฟ้าจะรู้สึกถึงแรงในทิศทางเดียวกับสนาม และประจุที่เคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็กจะรู้สึกถึงแรงที่มีทิศตั้งฉากทั้งกับสนามแม่เหล็กและทิศทางการเคลื่อนที่ของมัน

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าถูกอธิบายโดยพลศาสตร์ไฟฟ้าดั้งเดิม ซึ่งเป็นตัวอย่างหนึ่งของทฤษฎีสนามดั้งเดิม ทฤษฎีนี้อธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพในระดับมหภาคได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม มันไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนของอะตอม ซึ่งเป็นการทดลองในระดับอะตอมได้ สิ่งนั้นจำเป็นต้องอาศัยการใช้กลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการควอนไทซ์องสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและการพัฒนาของพลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัม

อ้างอิง

แหล่งอ้างอิง

• Feynman, Richard; Leighton, Robert B.; Sands, Matthew (1970). The Feynman Lectures on Physics. เล่มที่ II. Addison Wesley Longman. ISBN 978-0-201-02115-8.
• Purcell, Edward M.; Morin, David J. (2012). Electricity and Magnetism (พิมพ์ครั้งที่ 3rd). Cambridge University Press. ISBN 9781-10701-4022.
• Ling, Samuel J.; Moebs, William; Sanny, Jeff (2023). "16.1 Maxwell's Equations and Electromagnetic Waves". University Physics. เล่มที่ 2. OpenStax. ISBN 978-1-947172-27-2.
• Taylor, David (2012). "Electricity & Magnetism". Ideas of Physics. Northwestern University. สืบค้นเมื่อ 2023-01-08.

ดูเพิ่ม

• การจำแนกประเภทของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
• สนามไฟฟ้า
• แม่เหล็กไฟฟ้า
• การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
• การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
• สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
• การวัดสนาม EMF
• สนามแม่เหล็ก
• สมการของแมกซ์เวลล์
• ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก
• โฟตอน
• การควอนตัมของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
• พลศาสตร์ไฟฟ้าควอนตัม

แหล่งข้อมูลอื่น

• วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ Electromagnetic field