A'oa'oga Fa'avae o Galu Eletise
O galu eletise maneta e taua tele i le tele o vaega o le saienisi ma tekinolosi faʻaonaponei. O nei galu e le gata ina taua i le malamalama i le atulaulau ae e iai foʻi ona faʻaoga aoga i vaega eseese, e pei o fesoʻotaʻiga, vailaʻau, ma inisinia. I lo latou totonugalemu, o galu eletise maneta o se faʻaaliga o le sootaga feliuaʻi i le va o fanua eletise ma fanua maneta, e sosolo atu i le vateatea. O le malamalama i mataupu faavae o galu eletise maneta e mafai ai e se tasi ona malamalama i mataupu faavae autu e pulea ai a latou amioga ma le faʻaoga.
Talaaga Faasolopito
Na amata fa'amaoni le su'esu'ega o galu eletise i le galuega a James Clerk Maxwell i le seneturi lona 19. O fua fa'atatau a Maxwell, na fa'atulagaina i le vaitau o le 1860, o le maa tulimanu lea o le a'oa'oga eletise. O nei fua fa'atatau e fa'amatalaina ai le auala e sosolo ma fegalegaleai ai le eletise ma le maneta. Na tu'ufa'atasia e le galuega a Maxwell a'oa'oga eseese na muamua tu'ueseeseina e uiga i le eletise ma le maneta ma vavalo ai le i ai o galu eletise. Na mulimuli ane fa'amaonia e Heinrich Hertz ia valo'aga a Maxwell e ala i fa'ata'ita'iga i le vaitau o le 1880, ma maua ai fa'amaoniga fa'apitoa mo le i ai o galu.
Fa'atusa a Maxwell
O fua fa'atatau a Maxwell e aofia ai fua fa'atatau eseese e fa e fa'amatalaina ai le auala e gaosia ai ma suia ai fanua eletise (E) ma fanua maneta (B) e le tasi ma le isi fa'apea fo'i ma moliaga ma tafega:
1. Tulafono a Gauss mo le Eletise: O lenei tulafono o loʻo faʻapea mai o le tafega o le eletise i totonu o se mea tapuni e tutusa ma le avega o loʻo siomia e lena mea. I le faʻamatematika, e faʻaalia faʻapenei:
\[
\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\epsilon_0}
\]
lea o le \(\rho\) o le mamafa o le totogi, ma le \(\epsilon_0\) o le permittivity o le avanoa saoloto.
2. Tulafono a Gauss mo le Maneta: O lenei tulafono o loʻo faʻapea mai o le tafega maneta i totonu o se mea tapuni e leai se mea, o lona uiga e leai ni 'moliga maneta' e tutusa ma moliga eletise. O loʻo faʻatusalia e pei o:
\[
\nabla \cdot \mathbf{B} = 0
\]
3. Tulafono a Faraday o le Induction: O lenei tulafono e faʻamatalaina ai le auala e fausia ai e se fanua maneta e fesuisuiaʻi i le taimi se fanua eletise. O le faʻatulagaga faʻamatematika e faʻapea:
\[
\nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\vaega \mathbf{B}}{\vaega t}
\]
4. Tulafono a Ampère (fa'atasi ai ma le fa'asa'oga a Maxwell): O lenei tulafono o lo'o fa'apea mai o fanua maneta e fa'atupuina e tafega eletise ma suiga i le fanua eletise. E tu'uina mai e:
\[
\nabla \times \mathbf{B} = \mu_0 \mathbf{J} + \mu_0 \epsilon_0 \frac{\partial \mathbf{E}}{\partal t}
\]
lea o le \(\mathbf{J}\) o le mafiafia o le tafe, ma le \(\mu_0\) o le permeability o le avanoa saoloto.
Fa'asologa o le Fuataga o Galu
Mai fua fa'atatau a Maxwell, e mafai ona maua le fua fa'atatau o galu eletise. I le fa'aaogaina o le Tulafono a Faraday ma sui i le Tulafono a Ampère, a'o fa'apea e leai ni totogi ma tafega saoloto, tatou te maua ai:
\[
\nabla \taimi (\nabla \times \mathbf{E}) = – \frac{\vaega (\nabla \times \mathbf{B})}{\vaega t}
\]
O le fa'aaogaina o le fa'asinomaga vector \(\nabla \times (\nabla \times \mathbf{E}) = \nabla (\nabla \cdot \mathbf{E}) - \nabla^2 \mathbf{E}\) ma le tulafono a Gauss mo le eletise (\(\nabla \cdot \mathbf{E} = 0\)), i le:
\[
\nabla^2 \mathbf{E} = \mu_0 \epsilon_0 \frac{\partial^2 \mathbf{E}}{\partial t^2}
\]
O le fua fa'atatau lea o galu mo le fanua eletise. E mafai ona fa'aoga se faiga fa'apena e maua ai le fua fa'atatau o galu mo le fanua maneta, \(\mathbf{B}\). O nei fua fa'atatau o galu e fa'amatalaina ai le auala e sosolo ai galu eletise i le vateatea.
Natura o Galu Eletise
O se galu eletise e aofia ai fanua eletise ma fanua maneta e fe'avea'i fa'alava le tasi i le isi ma le itu e sosolo ai galu. O vaega o le fanua eletise (E) ma le fanua maneta (B) o le galu e tutusa le vaega ma e fe'avea'i fa'asinosoid. O lenei natura fa'alava o fanua E ma le B o lona uiga o galu eletise o galu fa'alava.
O le saoasaoa o galu eletise i totonu o se masini gaogao, e faʻailoa mai e le \(c\), e tuʻuina atu e:
\[
c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}}
\]
O lenei taunuuga mataʻina ua faʻaalia ai o le saoasaoa o le malamalama i totonu o se masini gaogao o se meatotino autu o le ala, e fesoʻotaʻi ma le faʻatagaina ma le mafai ona faʻaaogaina o le avanoa saoloto. I le masini gaogao, o le c e tusa ma le \(3 \times 10^8 \text{ m/s}\).
Fa'asologa o Galu Eletise
E lautele le tele o vaega ma galu o galu eletise, ma fausia ai le fusi o galu eletise. O lenei fusi e aofia ai ituaiga eseese o galu, mai galu leitio maualalo le saoasaoa i ave gamma maualuga le saoasaoa. E masani ona vaevaeina le fusi i ni vaega e faʻavae i luga o le galu ma le saoasaoa, e aofia ai (i le faasologa o le faateleina o le saoasaoa): galu leitio, maikoloveve, faʻasalalauga infrared, malamalama vaaia, faʻasalalauga ultraviolet, ave-X, ma ave gamma.
O vaega taʻitasi o le fusi o le ea e iai ona meatotino ma faʻaoga tulaga ese. Mo se faʻataʻitaʻiga, o galu leitio e faʻaaogaina mo fesootaʻiga, o le microwave mo le radar ma le kuka, o le infrared mo le ata o le vevela, o le malamalama vaaia mo le vaʻai a tagata, o le malamalama ultraviolet mo le faʻamamāina o siama, o le X-ray mo ata faafomaʻi, ma o le gamma rays mo togafitiga o le kanesa.
Faʻalautelega
O le polarization e faasino i le fa'atulagaina o le vector o le eletise o se galu eletise. I se galu polarized linearly, e fe'avea'i le eletise i se va'alele e tasi. E tupu le polarization li'o pe a feliuliua'i le eletise i se gaioiga fa'ata'amilomilo a'o fa'asalalauina le galu. O le polarization elliptical o se tulaga lautele lea e fa'asolosolo ai le eletise i se ellipse.
O le polarization o se manatu taua i mea vaaia ma fesootaiga. Mo se faʻataʻitaʻiga, o mata tioata polarized e poloka ai nisi o itu o galu o le malamalama e faʻaitiitia ai le susulu, ma o antenna ua mamanuina e fetaui ma le polarization o faailoilo ua lafoina ma mauaina mo fesootaiga lelei.
Ata, Fa'aliliuina, ma le Fa'asalalauina
E fegalegaleai galu eletise ma meafaitino e ala i faiga e pei o le atagia, refraction, ma le diffraction. E tupu le atagia pe a fetaia'i se galu ma se tuaoi ma toe fo'i mai. O le refraction o le punou lea o se galu a'o pasia mai le tasi auala i le isi ma uiga eseese, e fa'ailoaina e le Tulafono a Snell. O le diffraction e aofia ai le salalau o galu i tafatafa o fa'alavelave ma ala i avanoa, lea e sili atu ona iloga mo galu uumi.
iʻuga
O le aʻoaʻoga autū o galu eletise, e faʻavae i luga o fua faʻatatau a Maxwell, e maua ai se faʻavae mo le malamalama i amioga ma faʻaoga o nei galu. O nei aʻoaʻoga e faʻamatalaina ai le sosolo o galu eletise, lo latou saoasaoa, ma la latou fegalegaleaiga ma meafaitino, faʻatasi ai ma isi meatotino. O le malamalama i nei manatu autū e taua tele mo le faʻalauteleina o tekinolosi ma faʻaleleia atili ai lo tatou malamalama i le lalolagi masani.
