Ìlànà Ìpìlẹ̀ ti Àwọn Ìgbì Elétírónágíìkì
Àwọn ìgbì iná mànàmáná jẹ́ pàtàkì fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ apá ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì àti ìmọ̀ ẹ̀rọ òde òní. Àwọn ìgbì wọ̀nyí kìí ṣe pàtàkì fún òye àgbáyé nìkan, wọ́n tún ní àwọn lílò tó wúlò ní onírúurú ẹ̀ka, bíi ìbánisọ̀rọ̀, ìṣègùn, àti ìmọ̀ ẹ̀rọ. Ní àárín wọn, àwọn ìgbì iná mànàmáná jẹ́ ìfihàn ìbáṣepọ̀ oníyípadà láàárín àwọn pápá iná mànàmáná àti mànàmáná, tí wọ́n ń tàn káàkiri ààyè. Lílóye àwọn ẹ̀kọ́ ìpìlẹ̀ ti àwọn ìgbì iná mànàmáná ń jẹ́ kí ẹnìkan mọrírì àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ tí ó ń ṣàkóso ìwà àti ìlò wọn.
Itan itan abẹlẹ
Ìkẹ́kọ̀ọ́ nípa àwọn ìgbì iná mànàmáná bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú iṣẹ́ James Clerk Maxwell ní ọ̀rúndún kọkàndínlógún. Àwọn ìṣètò Maxwell, tí a ṣe ní ọdún 1860, ni ìpìlẹ̀ ẹ̀kọ́ iná mànàmáná. Àwọn ìṣètò wọ̀nyí ṣàpèjúwe bí àwọn pápá iná mànàmáná àti mànàmáná ṣe ń tàn kálẹ̀ àti bí wọ́n ṣe ń bá ara wọn lò. Iṣẹ́ Maxwell so àwọn ìmọ̀ nípa iná mànàmáná àti mànàmáná tí ó yàtọ̀ síra tẹ́lẹ̀ pọ̀, ó sì sọ àsọtẹ́lẹ̀ nípa wíwà àwọn ìgbì iná mànàmáná. Lẹ́yìn náà, Heinrich Hertz jẹ́rìí sí àsọtẹ́lẹ̀ Maxwell nípasẹ̀ àwọn àyẹ̀wò ní ọdún 1880, ó sì pèsè ẹ̀rí ìwádìí fún wíwà àwọn ìgbì omi.
Awọn aidọgba Maxwell
Àwọn ìṣirò Maxwell ní àwọn ìṣirò ìyàtọ̀ mẹ́rin tí ó ń ṣàpèjúwe bí àwọn pápá iná mànàmáná (E) àti àwọn pápá mágnẹ́ẹ̀tì (B) ṣe ń ṣẹ̀dá àti yí padà nípasẹ̀ ara wọn àti nípasẹ̀ àwọn charge àti currents:
1. Òfin Gauss fún iná mànàmáná: Òfin yìí sọ pé ìṣàn iná mànàmáná láti ojú tí a ti sé ní ìbámu pẹ̀lú agbára tí ojú náà wà. Ní ti ìṣirò, a ń sọ ọ́ gẹ́gẹ́ bí:
\[
\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\epsilon_0}
\]
níbi tí \(\rho\) jẹ́ ìwọ̀n agbára ìgbóná, àti \(\epsilon_0\) jẹ́ àǹfààní ààyè tí ó wà nílẹ̀.
2. Òfin Gauss fún Ìmọ́lẹ̀-ẹ̀rọ: Òfin yìí sọ pé ìṣàn oofa nípasẹ̀ ojú tí a ti pa jẹ́ òdo, èyí tó fihàn pé kò sí ‘àwọn agbára oofa’ tó jọra pẹ̀lú agbára oofa. A ṣe àfihàn rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí:
\[
\nabla \cdot \mathbf{B} = 0
\]
3. Òfin Faraday ti Ìfàsẹ́yìn: Òfin yìí ṣàlàyé bí pápá mágnẹ́ẹ̀tì tí ó yàtọ̀ síra ṣe ń ṣẹ̀dá pápá iná mànàmáná. Ìrísí ìṣirò náà ni:
\[
\nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\apakan \mathbf{B}}{\apakan t}
\]
4. Òfin Ampère (pẹ̀lú àtúnṣe Maxwell): Òfin yìí sọ pé àwọn pápá mágnẹ́ẹ̀tì ni a ń ṣẹ̀dá nípasẹ̀ àwọn ìṣàn iná mànàmáná àti àwọn ìyípadà nínú pápá iná mànàmáná. Ó jẹ́ láti ọwọ́:
\[
\nabla \times \mathbf{B} = \mu_0 \mathbf{J} + \mu_0 \epsilon_0 \frac{\apakan \mathbf{E}}{\apakan t}
\]
níbi tí \(\mathbf{J}\) jẹ́ ìwọ̀n ìṣàn lọ́wọ́lọ́wọ́, àti \(\mu_0\) jẹ́ ìtẹ̀síwájú ààyè ọ̀fẹ́.
Ìmújáde Ìbáṣepọ̀ Ìgbì
Láti inú àwọn ìṣirò Maxwell, a lè rí ìṣirò ìgbì oní-ẹ̀rọ-ìmọ́lẹ̀. Nípa lílo ìyípo Òfin Faraday àti lílo rẹ̀ sínú Òfin Ampère, nígbà tí a bá gbà pé kò sí àwọn agbára àti ìṣàn omi ọ̀fẹ́, a rí i:
\[
\nabla \times (\nabla \times \mathbf{E}) = – \frac{\ partial (\nabla \times \mathbf{B})}{\apakan t}
\]
Lilo idanimọ vector \ (\ nabla \ igba (\ nabla \ igba \ mathbf {E}) = \ nabla (\nabla \cdot \mathbf{E}) - \ nabla^2 \ mathbf {E} \) ati ofin Gauss fun itanna (\(\nabla \cdot \mathbf{E})) , we le 0mp \
\[
\nabla^2 \mathbf{E} = \mu_0 \epsilon_0 \frac{\partial^2 \mathbf{E}}{\apakan t^2}
\]
Èyí ni ìṣètò ìgbì fún pápá iná mànàmáná. A lè lo ìlànà kan náà láti mú ìṣètò ìgbì fún pápá oofa, \(\mathbf{B}\). Àwọn ìṣètò ìgbì wọ̀nyí ṣàpèjúwe bí àwọn ìgbì oofa oní-mànàmáná ṣe ń tàn káàkiri ààyè.
Ìwà Àwọn Ìgbì Onínámágẹ́ẹ̀tì
Ìgbì oníná mànàmáná ní àwọn pápá oníná mànàmáná àti pápá oníná tí ó ń yípo sí ara wọn àti sí ìtọ́sọ́nà ìbísí ìgbì. Àwọn ẹ̀yà pápá oníná mànàmáná (E) àti pápá oníná mànàmáná (B) ti ìgbì náà wà ní ìpele ìpele wọ́n sì ń yípo sí inúsoidal. Ìwà onígun mẹ́rin yìí ti àwọn pápá E àti B túmọ̀ sí pé àwọn ìgbì oníná mànàmáná jẹ́ àwọn ìgbì onígun mẹ́rin.
Iyara awọn igbi itanna ninu afẹfẹ, ti a tọka si nipasẹ \(c\), ni a fun nipasẹ:
\[
c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}}
\]
Àbájáde tó yanilẹ́nu yìí fihàn pé iyàrá ìmọ́lẹ̀ nínú afẹ́fẹ́ jẹ́ ohun pàtàkì ti ohun èlò náà, tí a so mọ́ afẹ́fẹ́ àti ìtẹ̀síwájú ààyè. Nínú afẹ́fẹ́, c jẹ́ nǹkan bíi \(3 \times 10^8 \text{ m/s}\).
Ìrísí àwọn ìgbì iná mànàmáná
Àwọn ìgbì iná mànàmáná ní oríṣiríṣi ìgbà àti ìgbì omi, tí ó ń ṣe àgbékalẹ̀ ìpele onínámáná. Ìpele yìí ní oríṣiríṣi ìgbì omi, láti ìgbì rédíò onípele kékeré sí àwọn ìgbì gamma onípele gíga. A sábà máa ń pín ìpele náà sí àwọn agbègbè tí ó da lórí ìgbì omi àti ìgbì omi, títí kan (ní ìtẹ̀lé ìgbì omi tí ń pọ̀ sí i): àwọn ìgbì rédíò, àwọn máìkrówéfù, ìtújáde infrared, ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí, ìtújáde ultraviolet, àwọn ìtújáde X, àti àwọn ìtújáde gamma.
Agbègbè kọ̀ọ̀kan nínú ìpele náà ní àwọn ànímọ́ àti ìlò àrà ọ̀tọ̀. Fún àpẹẹrẹ, a ń lo àwọn ìgbì rédíò fún ìbánisọ̀rọ̀, àwọn máìkrówéfù fún radar àti sísè, infrared fún àwòrán ooru, ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí fún ìran ènìyàn, ìmọ́lẹ̀ ultraviolet fún ìpara aláìlera, àwọn ìtànṣán X fún àwòrán ìṣègùn, àti àwọn ìtànṣán gamma fún ìtọ́jú àrùn jẹjẹrẹ.
Silẹ gbigbe
Ìpínyà ìpele ...
Ìpínyà jẹ́ èrò pàtàkì nínú ìwòran àti ìbánisọ̀rọ̀. Fún àpẹẹrẹ, àwọn gíláàsì ojú ìṣàn afẹ́fẹ́ máa ń dí àwọn ìtọ́sọ́nà kan fún àwọn ìgbì ìmọ́lẹ̀ láti dín ìmọ́lẹ̀ kù, a sì ṣe àwọn eriali láti bá ìpínyà àwọn àmì tí a gbé kalẹ̀ àti èyí tí a gbà mu fún ìbánisọ̀rọ̀ tó munadoko.
Ìṣàfihàn, Ìyípadà, àti Ìyípadà
Àwọn ìgbì iná mànàmáná máa ń bá àwọn ohun èlò lò nípasẹ̀ àwọn ìlànà bíi ìṣàfihàn, ìṣàfihàn, àti ìṣàfihàn. Ìṣàfihàn máa ń wáyé nígbà tí ìgbì bá pàdé ààlà kan tí ó sì ń fò padà. Ìṣàfihàn ni ìtẹ̀sí ìgbì bí ó ṣe ń kọjá láti àárín kan sí òmíràn pẹ̀lú àwọn ànímọ́ ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, tí a fi hàn gẹ́gẹ́ bí Òfin Snell. Ìṣàfihàn jẹ́ ìtànkálẹ̀ àwọn ìgbì ní àyíká àwọn ìdènà àti nípasẹ̀ àwọn ihò, èyí tí ó hàn gbangba jù fún àwọn ìgbì gígùn.
ipari
Ìlànà ìpìlẹ̀ ti àwọn ìgbì onígbà-tí-oòrùn, tí ó wá láti inú àwọn ìṣirò Maxwell, pèsè ìpìlẹ̀ fún òye ìwà àti ìlò àwọn ìgbì wọ̀nyí. Àwọn ìmọ̀ wọ̀nyí ṣàlàyé ìtànkálẹ̀ àwọn ìgbì onígbà-tí-oòrùn, ìyára wọn, àti ìbáṣepọ̀ wọn pẹ̀lú ohun èlò, láàárín àwọn ohun ìní mìíràn. Ìmọ̀ nípa àwọn èrò pàtàkì wọ̀nyí ṣe pàtàkì fún ìlọsíwájú ìmọ̀-ẹ̀rọ àti mímú òye wa nípa ayé àdánidá pọ̀ sí i.
