Product Design, Manufacturing & Innovation Resources

घर » विद्युतचुंबकीय संवेग

विद्युतचुंबकीय संवेग

1884

James Clerk Maxwell
John Henry Poynting

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

विद्युतचुंबकीय क्षेत्र संवेग वहन कर सकते हैं। विद्युतचुंबकीय क्षेत्र का संवेग घनत्व पॉयंटिंग सदिश [latex]vec{S}[/latex] को प्रकाश की गति के वर्ग से भाग देने पर प्राप्त होता है, [latex]vec{g} = vec{S}/c^2 = (vec{E} times vec{B})/(mu_0 c^2)[/latex]। आवेशित कणों और क्षेत्रों के एक तंत्र में संवेग के संरक्षण के लिए, कणों के यांत्रिक संवेग के साथ-साथ क्षेत्रों के संवेग को भी शामिल किया जाना चाहिए।

शास्त्रीय यांत्रिकी में, संवेग को द्रव्यमानयुक्त कणों से जोड़ा जाता है। हालाँकि, मैक्सवेल के विद्युतचुंबकत्व के समीकरणों ने भविष्यवाणी की कि प्रकाश जैसी विद्युतचुंबकीय तरंगें द्रव्यमानहीन होने के बावजूद संवेग वहन करती हैं। यह एक क्रांतिकारी अवधारणा थी। आवेशित कणों और विद्युतचुंबकीय क्षेत्रों वाले तंत्र में कुल संवेग के संरक्षण के लिए क्षेत्रों में संचित संवेग को भी ध्यान में रखना आवश्यक है।

The flow of electromagnetic energy is described by the Poynting vector, [latex]\vec{S} = \frac{1}{\mu_0} (\vec{E} \times \vec{B})[/latex]. It was discovered that this energy flow is associated with a momentum density [latex]\vec{g} = \vec{S}/c^2[/latex]. The total momentum of a system is the sum of the mechanical momentum of all particles and the integral of the electromagnetic momentum density over all space: [latex]\vec{p}_{\text{total}} = \sum_i \vec{p}_{\text{mech}, i} + \int_V \frac{\vec{E} \times \vec{B}}{\mu_0 c^2} dV[/latex].

इस कुल संवेग में परिवर्तन की दर आयतन की सीमा के पार संवेग के प्रवाह द्वारा नियंत्रित होती है, जिसे मैक्सवेल तनाव टेंसर द्वारा वर्णित किया जाता है। यह टेंसर उन बलों का वर्णन करता है जो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र अपने परिवेश पर लगाते हैं, जिसमें विकिरण दाब भी शामिल है। यह अवधारणा सौर पाल जैसी घटनाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जहां सूर्य के प्रकाश से उत्पन्न दाब अंतरिक्ष यान को गति प्रदान करता है।

खगोल भौतिकी, विद्युत चुंबकत्व, यांत्रिक अभियांत्रिकी, फोटोनिक्स, भौतिकी, नवीकरणीय ऊर्जा, सौर, सौर पेनल

UNESCO Nomenclature: 2204

विद्युतचुंबकत्व

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

जेम्स क्लर्क मैक्सवेल के विद्युतचुंबकत्व के समीकरण
माइकल फैराडे की क्षेत्रों की अवधारणा
प्रकाश की परिमित गति की खोज
संवेग संरक्षण का शास्त्रीय नियम

आवेदन

अंतरिक्ष यान प्रणोदन के लिए सौर पाल
सूक्ष्म वस्तुओं को संभालने के लिए ऑप्टिकल चिमटी
परमाणुओं का लेजर शीतलन
खगोल भौतिकी में विकिरण दबाव की गणना
उच्च-शक्ति लेजर प्रणालियों का डिजाइन

पेटेंट:

संभावित नवाचार विचार

बॉट ट्रैफिक को कम करने के कारण, जो वर्तमान में प्रति दिन 40,000 से अधिक है, यह सामग्री केवल समुदाय के सदस्यों के लिए आरक्षित है।
> लॉगिन < या > रजिस्टर < इस सामग्री और अन्य सभी प्रतिबंधित सामग्रियों और उपकरणों तक पहुंच (100% निःशुल्क) है।

संबंधित विषय: विद्युत चुम्बकीय संवेग, पॉयंटिंग सदिश, मैक्सवेल के समीकरण, विकिरण दाब, मैक्सवेल तनाव टेंसर, संवेग घनत्व, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, प्रकाश, सौर पाल, प्रकाशीय चिमटी।

ऐतिहासिक संदर्भ

ऊष्मागतिकी में वाष्पीकरण और अवस्था परिवर्तन प्रदर्शित करने वाला प्रयोगशाला उपकरण।.

ऊर्ध्वपातन के लिए ट्रिपल पॉइंट शर्त

ऊर्ध्वपातन, ठोस से सीधे गैस में चरण संक्रमण, किसी पदार्थ के ट्रिपल पॉइंट से नीचे के तापमान और दबाव पर होता है। ट्रिपल पॉइंट वह अद्वितीय थर्मोडायनामिक अवस्था है जहाँ ठोस, तरल और गैस चरण संतुलन में सह-अस्तित्व में हो सकते हैं। एक चरण आरेख पर, ऊर्ध्वपातन वक्र ठोस और गैस चरणों को अलग करता है, जो मूल बिंदु से शुरू होकर ट्रिपल पॉइंट पर समाप्त होता है।

सतत यांत्रिकी अनुप्रयोगों के लिए एक इंजीनियरिंग कार्यक्षेत्र में मोहर का वृत्त आरेख।.

तनाव के लिए मोहर का वृत्त

मोह्र वृत्त, कॉची तनाव टेंसर का द्वि-आयामी चित्रात्मक निरूपण है। यह किसी बिंदु पर किसी भी दिशा में स्थित समतल पर अभिलंब तनाव (σn) और अपरूपण तनाव (τn) के रूपांतरण को दर्शाता है। वृत्त पर स्थित प्रत्येक बिंदु का भुज (एब्सिसा) अभिलंब तनाव होता है और कोटि (ऑर्डिनेट) अपरूपण तनाव होता है, जिससे प्रमुख तनावों का निर्धारण आसानी से किया जा सकता है।

रेनॉल्ड्स संख्या

रेनॉल्ड्स संख्या (Re) द्रव यांत्रिकी में एक आयामहीन मात्रा है जिसका उपयोग जड़त्वीय बलों और श्यान बलों के अनुपात को दर्शाकर प्रवाह पैटर्न की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है। कम रेनॉल्ड्स संख्या सुचारू, व्यवस्थित स्तरित प्रवाह को दर्शाती है, जबकि उच्च रेनॉल्ड्स संख्या अराजक, भंवरों से भरे अशांत प्रवाह को इंगित करती है। यह द्रव के गतिशील व्यवहार को निर्धारित करने और प्रयोगों को स्केल करने के लिए महत्वपूर्ण है।

विद्युतचुंबकीय संवेग

वायुगतिकी में माच संख्या और संपीड्यता को दर्शाता हुआ सुपरसोनिक जेट।.

मैक संख्या और संपीड्यता

मैक संख्या (M) एक आयामहीन मात्रा है जो किसी सीमा के पार प्रवाह वेग और स्थानीय ध्वनि की गति के अनुपात को दर्शाती है: [latex]M = v/a[/latex], जहाँ v प्रवाह वेग है और a ध्वनि की गति है। यह संपीड्यता प्रभावों का प्राथमिक सूचक है। जैसे-जैसे मैक संख्या 1 के निकट पहुँचती है और उससे अधिक हो जाती है, वायु का घनत्व काफी बदल जाता है, जिससे वायुगतिकीय बल भी बदल जाते हैं।

औद्योगिक अनुप्रयोग में दृश्यमान स्टेटर और रोटर घटकों वाला एसी इंडक्शन मोटर।.

एसी इंडक्शन मोटर्स

एसी इंडक्शन मोटर स्टेटर द्वारा उत्पन्न घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र के सिद्धांत पर कार्य करती है। यह क्षेत्र स्टेटर की विभिन्न वाइंडिंग में बहुचरणीय एसी धारा प्रवाहित करके उत्पन्न होता है। घूर्णनशील क्षेत्र रोटर चालकों (जैसे, स्क्विरल केज) में धाराएँ प्रेरित करता है, जिससे एक विपरीत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। इन क्षेत्रों की परस्पर क्रिया से घूर्णी बल उत्पन्न होता है।

एक प्रयोगशाला में ईंधन सेल का प्रयोग, जो इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री में नर्न्स्ट समीकरण के अनुप्रयोगों को प्रदर्शित करता है।.

ईंधन सेल क्षमता के लिए नेर्नस्ट समीकरण

नेर्नस्ट समीकरण गैर-मानक परिस्थितियों में ईंधन सेल के उत्क्रमणीय विद्युत-प्रेरक बल (ईएमएफ) या ओपन-सर्किट वोल्टेज को मापता है। यह सेल विभव (E) को उसके मानक विभव (E₀), तापमान और अभिकारकों और उत्पादों की सक्रियता (आंशिक दाब द्वारा अनुमानित) से जोड़ता है। समीकरण है: E = E₀ - RT/nF ln Q, जहाँ Q अभिक्रिया भागफल है।

1880

1882-01-01

1883

1884

1887

1888

1889

1877

1880

1882-01-01

1884

1885

1887

1889

1890

प्राचीन क्रायोजेनिक उपकरणों के साथ गैस द्रवीकरण कैस्केड प्रक्रिया को प्रदर्शित करने वाली ऐतिहासिक प्रयोगशाला।.

गैस द्रवीकरण का कैस्केड प्रक्रिया

यह गैस द्रवीकरण प्रक्रिया, जिसे राउल पिक्टेट ने अग्रणी किया था, गैसों की एक श्रृंखला का उपयोग करके एक गैस को द्रवीभूत करती है जिसमें उत्तरोत्तर कम क्वथनांक होते हैं। पहली गैस को परिवेश के तापमान पर दबाव से द्रवीभूत किया जाता है। फिर उसके वाष्पीकरण का उपयोग दूसरी, अधिक अस्थिर गैस को ठंडा और द्रवीभूत करने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बदले में लक्ष्य गैस को ठंडा और द्रवीभूत करने के लिए किया जाता है, जिससे शीतलन चरणों का एक 'कैस्केड' बनता है।

ठोस अवस्था भौतिकी में विस्फोटक पदार्थों के अध्ययन को दर्शाता ऐतिहासिक प्रयोगशाला दृश्य।.

विस्फोट का वेग (VoD)

विस्फोट का वेग (VoD) वह गति है जिस पर शॉक वेव फ्रंट एक विस्फोटक के माध्यम से यात्रा करता है। यह एक विस्फोटक के प्रदर्शन और शक्ति का प्राथमिक माप है, जो उच्च विस्फोटकों को कम विस्फोटकों से अलग करता है। VoD एक विशेषता गुण है जो घनत्व, कण आकार और सीमितता से प्रभावित होता है, जिसमें उच्च विस्फोटकों के लिए विशिष्ट मान प्रति सेकंड हजारों मीटर तक पहुँचते हैं।

तनाव मूल्यांकन के लिए सतत यांत्रिकी में मोहर के वृत्त विश्लेषण।.

3डी तनाव के लिए मोहर का वृत्त

किसी सामान्य त्रि-आयामी तनाव की स्थिति के लिए, विश्लेषण को तीन मोह्र वृत्तों द्वारा दर्शाया जाता है। ये वृत्त तीन प्रमुख तनावों (σ1, σ2, σ3) को व्यास मानकर σn-τn तल में खींचे जाते हैं। σ1 और σ3 द्वारा परिभाषित सबसे बड़ा वृत्त अन्य दो वृत्तों को घेरता है और अधिकतम निरपेक्ष अपरूपण तनाव, τabsmax = (σ1 - σ3)/2 निर्धारित करता है।

एक पुरानी प्रयोगशाला की पृष्ठभूमि में एक रसायनज्ञ ले शाटिए का सिद्धांत प्रदर्शित कर रहा है।.

ले चेटेलियर का गतिशील संतुलन सिद्धांत

ले चेटेलियर का सिद्धांत कहता है कि यदि गतिशील संतुलन को स्थितियों को बदलकर परेशान किया जाता है, तो संतुलन की स्थिति परिवर्तन का प्रतिकार करने के लिए चलती है। यह सिद्धांत, जिसे संतुलन कानून के रूप में भी जाना जाता है, संतुलन में एक रासायनिक प्रणाली पर एकाग्रता, तापमान या दबाव में बदलाव के गुणात्मक प्रभाव की भविष्यवाणी करता है। यह समझने में मदद करता है कि उत्क्रमणीय प्रतिक्रियाएं बाहरी तनावों पर कैसे प्रतिक्रिया करती हैं।

यांत्रिकी में मकई के आटे और पानी के मिश्रण के शीयर-थिकनिंग व्यवहार का प्रदर्शन करते हुए शोधकर्ता।.

शियर-थिकनिंग (डाइलेटेंसी)

शियर-थिकनिंग, या डाइलटेंसी, एक गैर-न्यूटनियन व्यवहार है जहाँ श्यानता शियर स्ट्रेस की दर के साथ बढ़ती है। इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण पानी में कॉर्नस्टार्च का निलंबन (ऊब्लैक) है, जो धीरे-धीरे हिलाने पर तरल प्रतीत होता है, लेकिन तेजी से हिलाने या झटका देने पर लगभग ठोस हो जाता है। यह घटना उच्च शियर के तहत निलंबित कणों के फंसने के कारण होती है।

भौतिक रसायन विज्ञान में राउल्ट के नियम को दर्शाने वाला 19वीं सदी का प्रयोगशाला प्रयोग।.

आदर्श विलयनों के लिए राउल्ट का नियम

राउल्ट का नियम कहता है कि द्रवों के आदर्श मिश्रण में प्रत्येक घटक का आंशिक वाष्प दाब, शुद्ध घटक के वाष्प दाब को मिश्रण में उसके मोल अंश से गुणा करने के बराबर होता है। इसका सूत्र है [latex]P_i = P_i^* x_i[/latex], जहाँ [latex]P_i[/latex] घटक का आंशिक दाब है, [latex]P_i^*[/latex] उसका शुद्ध वाष्प दाब है, और [latex]x_i[/latex] उसका मोल अंश है।

इलेक्ट्रोकेमिकल सेल: नर्नस्ट समीकरण के अनुप्रयोग इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री में।.

नेर्नस्ट समीकरण

नेर्नस्ट समीकरण अर्ध-कोशिका (या विद्युत रासायनिक कोश के कुल वोल्टेज) के अपचयन विभव को मानक इलेक्ट्रोड विभव, तापमान और अपघटन से गुजरने वाली रासायनिक प्रजातियों की सक्रियता (अक्सर सांद्रता द्वारा अनुमानित) से संबंधित करता है। समीकरण है: [latex]E = E^{circ} - frac{RT}{nF} ln Q[/latex], जहाँ Q अभिक्रिया भागफल है।

इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री प्रयोगशाला में लिथियम-आयन बैटरी परीक्षण।.

रासायनिक विद्युतप्रेरक बल

बैटरी और ईंधन सेल जैसी विद्युत रासायनिक कोशिकाओं में, विद्युत गतिमान विद्युत (ईएमएफ) रासायनिक अभिक्रियाओं द्वारा उत्पन्न होती है। आवेश का पृथक्करण दो अलग-अलग इलेक्ट्रोडों पर होने वाली ऑक्सीकरण और अपचयन अभिक्रियाओं द्वारा संचालित होता है। किसी सेल की अधिकतम विद्युत गतिमान विद्युत गति (ईएमएफ) अभिक्रिया की गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG) में परिवर्तन से इस प्रकार संबंधित होती है: [ΔG = -ΔG/nF], जहाँ n इलेक्ट्रॉनों के मोल हैं और F फैराडे स्थिरांक है।

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)