De Electromagnetische Kracht

Definitie

De elektromagnetische kracht stuurt protonen en elektronen aan. De elektromagnetische kracht kan aantrekken of afstoten. Tegengestelde geladen deeltjes trekken elkaar aan. Gelijk geladen deeltjes stoten elkaar af en variëren in sterkte met de inverse van het kwadraat van de onderlinge afstand van de ladingen en is proportioneel aan de lading. Als de elektromagnetische kracht groter zou zijn, zouden elementen groter dan waterstof niet kunnen bestaan; de afstotende kracht tussen protonen, maakt de kern met meer dan één proton instabiel. Als de elektromagnetische kracht kleiner was, zou het prces kernfusie versnellen en sterren zouden exploderen; de afstotende kracht tussen protonen zou kleiner zijn, waardoor zware kernen zich te snel vormen.

Ontdekking

James Maxwell ontdekte dat licht een elektromagnetisch verschijnsel is en vatte alle voorgaande ontdekkingen op dit gebied, van onder meer Faraday, samen in één theorie, het klassieke elektromagnetisme. Hij drukte elektromagnetisme in Maxwell-vergelijkingen uit. Later voegde Hendrik Lorentz de Lorentzkracht toe.

Een van de eigenaardigheden van het klassieke elektromagnetisme, is dat het niet compatibel is met de klassieke mechanica. Volgens de Maxwell-vergelijkingen is de lichtsnelheid in vacuüm een universele constante die alleen afhangt van de elektrische-permitiviteit en de magnetische permeabiliteit van het vacuüm. Dit is in strijd met de relativiteitsbetrekkingen van Galilei, een van de hoekstenen van de klassieke mechanica. Hierin wordt een snelheid altijd uitgedrukt ten opzichte van de beweging van het assenstelsel van de waarnemer. Uiteindelijk ontwikkelde Albert Einstein de speciale relativiteitstheorie, waarmee deze paradox uit de wereld werd geholpen. Met de komst van de kwantummechanica werd het nodig een kwantumtheorie voor het elektromagnetisme op te stellen. Deze theorie werd uitgewerkt in de jaren 1940-50 en heet kwantumelektrodynamica (QED).
 Kracht:  Relatieve Magnitude  Reikwijdte
 Elektromagnetisme  1038  1/r2




James Maxwell

Maxwell werd geboren in Edinburgh en was enig kind, van John Clerk Maxwell (landeigenaar, advocaat en uitvinder) en Frances Kay. Zijn moeder overleed in 1839 aan kanker.

In 1841 ontving Maxwell een wiskundemedaille van de Edinburgh Academy.

Van 1856-1860 was hij professor in de natuurfilosofie aan de Universiteit van Aberdeen. Daarna bekleedde hij dezelfde functie in de natuurkunde en astronomie aan de Londense universiteit. In 1871 werd hij professor in de experimentele natuurkunde aan de Universiteit van Cambridge.

Hij was dan ook de grondlegger van het elektromagnetisme en de kleurenfoto in 1861

Formules

(1): de wet van Gauss: de elektrische lading binnen een gesloten oppervlak bepaalt de elektrische flux door dat oppervlak.
 
 
(2): de magnetische wet van Gauss: de magnetische flux door een gesloten oppervlak is nul
 
 
(3): een generalisatie van de wet van Ampère: elektrische stroom en verandering van diëlektrische verplaatsing wekken een magnetisch veld op
 
 

(4): de inductiewet van Faraday: een veranderend magnetisch veld wekt een elektrisch veld op.


Comments