Electromagnetism

Sách điện từ

Điện từ là một nhánh cơ bản của vật lý nghiên cứu sự tương tác giữa điện tích và từ trường. Nó bao gồm một loạt các hiện tượng, từ hành vi của từng hạt tích điện riêng lẻ đến các sóng điện từ phức tạp tạo nên ánh sáng.

Dưới đây là một số khái niệm và nguyên tắc chính của điện từ:

1. **Điện tích:** Điện tích là một tính chất cơ bản của vật chất. Nó có hai loại: tích cực và tiêu cực. Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau, các điện tích trái dấu thì hút nhau.

2. **Định luật Coulomb:** Định luật Coulomb mô tả lực giữa hai hạt tích điện. Nó phát biểu rằng lực tỉ lệ thuận với tích của các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

3. **Điện trường:** Điện trường bao quanh một hạt tích điện và tác dụng một lực lên các hạt tích điện khác đặt trong điện trường. Điện trường là trường vectơ biểu thị hướng và cường độ của lực tại mỗi điểm.

4. **Điện thế và điện áp:** Điện thế là đại lượng vô hướng biểu thị thế năng trên một đơn vị điện tích tại một điểm nhất định trong điện trường. Điện áp là sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm và được đo bằng vôn.

5. **Định luật Gauss:** Định luật Gauss liên hệ giữa dòng điện (điện trường truyền qua một bề mặt kín) với tổng điện tích được bao bọc bởi bề mặt đó. Đó là nguyên tắc cơ bản để hiểu điện trường và điện tích.

6. **Từ trường:** Từ trường được tạo ra bằng cách chuyển động của các điện tích, chẳng hạn như dòng điện chạy qua dây dẫn. Từ trường tác dụng lực lên các điện tích chuyển động và cũng có thể tạo ra dòng điện.

7. **Định luật Ampère:** Định luật Ampère liên hệ từ trường xung quanh một vòng kín với dòng điện chạy qua vòng đó. Đó là nguyên tắc cơ bản để hiểu từ trường và dòng điện.

8. **Cảm ứng từ:** Di chuyển từ trường qua dây dẫn hoặc thay đổi từ trường bên trong dây dẫn có thể tạo ra một suất điện động (EMF), dẫn đến tạo ra dòng điện. Đây là cơ sở của cảm ứng điện từ.

9. **Định luật Faraday:** Định luật cảm ứng điện từ Faraday phát biểu rằng EMF cảm ứng trong một vòng kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông đi qua vòng đó.

10. **Phương trình Maxwell:** Phương trình Maxwell là một bộ gồm bốn phương trình cơ bản tóm tắt mối quan hệ giữa điện trường và từ trường, điện tích và dòng điện. Chúng tạo thành nền tảng của điện từ cổ điển và dự đoán sự tồn tại của sóng điện từ.

11. **Sóng điện từ:** Sóng điện từ là những điện trường và từ trường dao động lan truyền trong không gian. Chúng bao gồm sóng vô tuyến, sóng vi ba, bức xạ hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, bức xạ cực tím, tia X và tia gamma.

12. **Phổ điện từ:** Phổ điện từ bao gồm toàn bộ dải sóng điện từ, từ sóng vô tuyến tần số thấp đến tia gamma tần số cao. Mỗi loại sóng có đặc tính và ứng dụng riêng.

Điện từ rất quan trọng để hiểu được nhiều hiện tượng tự nhiên và có nhiều ứng dụng thực tế, bao gồm sản xuất điện, viễn thông, điện tử, hình ảnh y tế, v.v. Sự phát triển của lý thuyết điện từ đã dẫn đến những công nghệ đột phá làm thay đổi xã hội hiện đại.