عرض مصدر كهرومغناطيسية

{{بطاقة تخصص}}
[[ملف:Lightning.0257.jpg|تصغير|[[برق|البرق]] هو تفريغ [[علم الكهرباء الساكنة|كهرباء ساكنة]] ينتقل بين منطقتين مشحنتين.|290x290بك]]
{{شريط جانبي كهرومغناطيسية}}
'''الفيزياء الكهرومغناطيسية''' أو '''الكهرطيسية<ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q112315598|صفحة=389}}</ref>''' هي [[فيزياء]] [[حقل مغناطيسي|المجال المغناطيسي]] (أو الحركة المغناطيسية الكهربائية) هو فرع من فروع الفيزياء يدرس العلاقة بين ال[[كهرباء]] وال[[مغناطيسية]]، حيث يؤثر مجال مغناطيسي على ال[[شحنة كهربائية|شحنة الكهربائية]] أو [[جسيم|الجسيم]] المشحون كهربائياً (والمقصود بالجسيم يختلف من آن لآخر ففي الكهرومغناطيسية الكلاسيكية يكون المقصود بالجسيم هو [[جسيم نقطي|الجسيم النقطي]]، أما في [[كهروديناميكا كمية|الديناميكا الكهربائية الكمومية]] يكون المقصد هو [[جسيم أولي|الجسيم الأولي]])، وفي المقابل يتأثر المجال أيضاً بوجود تلك الجسيمات وحركتها في هذا المجال.

المجال المغناطيسي المتغير يخلق مجالاً كهربائياً (وهذه الظاهرة تسمى [[حث كهرومغناطيسي|بالحث الكهرومغناطيسي]] وهي أساس عمل [[مولد كهربائي|المولدات الكهربائية]] و[[محرك كهربائي|المحركات الكهربائية]] و[[محول|المحول]] الكهربائي)، وبالمثل يخلق [[حقل كهربائي|المجال الكهربائي]] المتغير [[حقل مغناطيسي|مجالاً مغناطيسياً]]؛ وبسبب هذه التبادلية ما بين المجالين الكهربائي والمغناطيسي يصبح من الطبيعي أن نعتبرهم وجهين لعملة واحدة ألا وهي المجال الكهرومغناطيسي.

ينشئ المجال المغناطيسي نتيجة لحركة الشحنات الكهربائية (كمثال:[[تيار كهربائي|التيار الكهربائي]])، ويسبب المجال المغناطيسي في وجود تلك القوى المغناطيسية المصاحبة لل[[مغناطيس]].

== تفصيل ==
[[ملف:Dipole.jpg|200px|تصغير|يسار| قوى كهرومغناطيسية بين موصلين يمر فيهما [[تيار كهربائي]].]]
في الفيزياء، القوة الكهرومغناطيسية أو التأثر الكهرومغناطيسي {{إنج|Electromagnetism}} هي ذلك المجال الكهرومغناطيسي الذي يؤثر على الجسيمات ذات الشحنة الكهربائية، مثل [[إلكترون|الإلكترون]] و[[بروتون|البروتون]] و[[جسيم ألفا|جسيمات ألفا]] و[[أيون|الأيونات]]. وهي القوة التي تربط الإلكترونات في [[ذرة|الذرات]]، كما تربط الذرات في [[جزيء|الجزيئات]].

وتؤثر القوة الكهرومغناطيسية بواسطة تبادل جسيمات لا كتلة لها وتسمى [[فوتون]]ات وشبه الفوتونات. والفوتونات هي نفسها [[موجة كهرومغناطيسية|موجات كهرومغناطيسية]]. والقوة الكهرومغناطيسية تعمل على تجاذب الجسيمات المشحونة ذات الشحنة المضادة، أي تجاذب الشحنة الموجبة والشحنة السالبة، وتعمل على تنافر الجسيمات التي تحمل نفس النوع من الشحنة.

والقوة الكهرومغناطيسية هي واحدة من ضمن أربعة [[قوة أساسية|قوى أساسية]] نعرفها تتحكم في بناء العالم المادي. والثلاثة قوى الأخرى هي:

* [[تآثر قوي|القوة الشديدة]] (strong force) (النووية) وهي تعمل في نواة الذرة وتربط بين البروتونات والنيوترونات.
* [[قوة نووية ضعيفة|القوة النووية الضعيفة]] (weak force) وهي تعمل داخل نواة الذرة وهي المسؤولة عن [[اضمحلال نشاط إشعاعي|النشاط الإشعاعي]] [[نواة الذرة|لنواة الذرة]].
* [[جاذبية|قوة الجاذبية]] أو الثقالة (gravity) وهذه تعمل بين الكتل، ويبلغ مداها إلي مالا نهاية. وقوة الجاذبية تعمل بين جميع الأجسام، وتظهر واضحة في التكوين الكري للأجسام السماوية من كواكب وشـموس، وكذلك تتحكم في أفلاك [[كوكب|الكواكب]] حول [[الشمس]]، ودوران [[مجرة|المجرات]].

القوة الكهرومغناطيسية هي التي تربط الإلكترونات بأنوية الذرات وتربط [[ذرة|الذرات]] بعضها البعض مكونة [[جزيء|جزيئات]] وهي القوة المتحكمة في البنية البلورية. والقوة الشديدة هي التي تربط [[كوارك|الكواركات]] في [[نواة الذرة]] وتربط ومكونات النواة (البروتونات) رغم شحناتها المتنافرة الموجبة. وقوة الجاذبية هي التي تكوّر الأرض وتكور [[الشمس]] وتجعل [[كوكب|الكواكب]] تدور في أفلاك حول الشمس، وهي التي تربط [[مجرة|المجرات]] بعضها البعض وهي التي تجعلنا منجذبين إلى الأرض.

== تاريخ الكهرومغناطيسية ==
[[ملف:Ørsted.jpg|140px|تصغير|يسار|[[هانز أورستد]].]]
[[ملف:Andre-marie-ampere2.jpg|140px|تصغير|يسار|[[أندريه ماري أمبير]].]]
[[ملف:SS-faraday.jpg|140px|تصغير|يسار|[[مايكل فاراداي]].]]
[[ملف:James-clerk-maxwell3.jpg|140px|تصغير|يسار|[[جيمس كليرك ماكسويل|جيمس ماكسويل]].]]
اعتقد في الماضي أن ظاهرة ال[[مغناطيسية]] وظاهرة ال[[كهرباء]] قوتان منفصلتان. ولكن تلك الرؤية تغيرت عن طريق [[جيمس كليرك ماكسويل|جيمس ماكسويل]] في عام 1873 في رسالة علمية تحت عنوان «دراسات عن الكهرباء والمغناطيسية» حيث بين أن التآثر بين شحنات موجبة وسالبة تتحكم فيه قوة واحدة. وبين «ماكسويل» أنه توجد أربعة تأثيرات لتلك التفاعلات المتبادلة، تظهر جميعها خلال التجارب العملية:
# تتجاذب الشحنات الكهربائية أو تتنافر من بعضها البعض بقوة تتناسب تناسبا عكسيا مع مربع المسافة بينهما تتجاذب الشحنات المتضادة (سالبة، وموجبة)، وتتنافر الشحنات المتماثلة.
# الأقطاب المغناطيسية تتجاذب أو تتنافر بطريقة مماثلة لسلوك الشحنات الكهربائية، ويوجد [[مغناطيس|للمغناطيس]] نوعين من الأقطاب. يرتبط قطب شمالي دائما بقطب جنوبي.
# ينتج [[تيار كهربائي|التيار الكهربائي]] مجالا مغناطيسيا دائريا حول السلك، ويكون اتجاه دورانه (إما في اتجاه عقرب الساعة أو في عكس اتجاهها) بحسب اتجاه التيار في السلك.
# عندما يتحرك سلك في [[حقل مغناطيسي|مجال مغناطيسي]] ينشأ فيه بالتأثير تيار كهربائي، كما ينشأ تيار كهربائي عند تحرك مغناطيسي إلى سلك أو مبتعدا عنه، ويعتمد اتجاه التيار على اتجاه حركة المغناطيس.

لاحظ [[هانز أورستد]] في 21 أبريل 1820 وهو يُعد أحد التجارب أن إبرة البوصلة تنحرف عن اتجاهها نحو الشمال عندما كان يغلق ويفتح التيار في دائرة كهربائية يُعدها. وأقنعة التأمل في تلك الظاهرة بأن تيارا كهربائيا يمر في سلك يتسبب في حدوث مجالا مغناطيسيا حول السلك، طبقا لانتشار الضوء. وتأكد من وجود علاقة بين الكهرباء والمغناطيسية.

ولم يستطع أورستد تفسير تلك الظاهرة ولم يصيغها في معادلة رياضية تصف سلوكها. ولكنه ركز البحث في تلك الظاهرة بعدها بثلاثة أشهر، وقام بنشر رسالة علمية مبينا أن مرور تيار كهربائي يتسبب في نشأة مجالا مغناطيسيا حوله. وقد سميت وحدة [[أورستد]] [[حث كهرومغناطيسي|للحث الكهرومغناطيسي]] في [[نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية]] cgs باسمه تكريما لإنجازاته العلمية على هذا السبيل.

كانت نتائجه واعزا على أبحاث مستفيضة للعلماء عن [[حركية كهربائية|الحركية الكهربائية]]. واستطاع الفيزيائي الفرنسي [[أندريه ماري أمبير|أندريه أمبير]] صياغة معادلة رياضية واحدة تصف القوة المغناطيسية بين سلكين يمر فيهما تيار.

يعتبر هذا التوحيد بين المغناطيسية والكهرباء والذي شاهده [[مايكل فاراداي|فاراداي]]، ثم صاغه ماكسويل بالإضافة إلى ما قام به [[هاينريش هيرتز]] من أعمال، يعتبر من أهم الإنجازات العلمية في القرن التاسع عشر في مجال [[فيزياء نظرية|الفيزياء النظرية]].<ref>{{استشهاد بكتاب |الأخير1=Darrigol |الأول1=Olivier |عنوان=Electrodynamics from Ampère to Einstein |تاريخ=2000 |ناشر=Oxford University Press |مكان=New York |isbn=0198505949 |التسجيل=registration |مسار=https://archive.org/details/electrodynamicsf0000darr | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200624160121/https://archive.org/details/electrodynamicsf0000darr | تاريخ أرشيف = 24 يونيو 2020 }}</ref> وتعلقت بها تبعات هامة، من ضمنها فهم طبيعة [[ضوء|الضوء]].

ومع اكتشاف [[ميكانيكا الكم|نظرية الكم]] في مطلع القرن العشرين تعمق فهمنا للضوء و[[موجة كهرومغناطيسية|للموجات الكهرومغناطيسية]]، فنعرف اليوم أن تلك الأشعة في صورة [[كم (فيزياء)|كمومية]] وتنتشر ذاتيا في هيئة مجال كهرومغناطيسي ترددي. وباختلاف [[تردد]] الاهتزاز تنتج أنواع مختلفة من [[موجة كهرومغناطيسية|الأشعة الكهرومغناطيسية]]، منها [[موجة راديو|الموجات الراديوية]] ذات الترددات المنخفضة، إلى [[ضوء|الضوء المرئي]] ذو [[تردد]]ات متوسطة، إلى [[أشعة سينية|أشعة إكس]] ذات تردد عالي، ثم إلى [[أشعة غاما]] ذات الترددات العالية جدا.

لم يكن «أورستد» العالم الوحيد الذي ربط بين الكهرباء والمغناطيسية. في عام 1802 قام العالم الإيطالي «جيان روماجنوزي» بدراسة انحراف إبرة البوصلة في وجود شحنات كهرباء ثابتة. ولكن لم ينتبه العلماء إلى هذا الاكتشاف في عام 1802.<ref>{{استشهاد بكتاب | الأخير1 = Martins | الأول1 = Roberto de Andrade | عنوان = Nuova Voltiana: Studies on Volta and his Times | الفصل = Romagnosi and Volta’s Pile: Early Difficulties in the Interpretation of Voltaic Electricity | المجلد = vol. 3 | المحررين = Fabio Bevilacqua and Lucio Fregonese (eds) | ناشر = Università degli Studi di Pavia | صفحات = 81–102 | مسار = http://ppp.unipv.it/collana/pages/libri/saggi/nuova%20voltiana3_pdf/cap4/4.pdf | تاريخ الوصول = 2010-12-02| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181013215216/http://ppp.unipv.it/collana/pages/libri/saggi/nuova%20voltiana3_pdf/cap4/4.pdf | تاريخ أرشيف = 13 أكتوبر 2018 }}</ref>

== القوة الكهرومغناطيسية ==
{{أيضا|قانون لورنتس}}

[[قوة|القوة]] الكهرومغناطيسية هي [[قوة|القوة]] التي يؤثر بها المجال الكهرومغناطيسي على الجسيمات الكهربية. وهي واحدة من بين أربع قوى أساسية في الطبيعة؛ وباقي تلك القوي الأساسية هي [[تآثر قوي|القوى النووية القوية]] (وهي تلك المسؤولة عن ترابط نواة الذرة)، و[[قوة نووية ضعيفة|القوى النووية الضعيفة]] و[[جاذبية (توضيح)|الجاذبية]]؛ فأي [[قوة]] في عالمنا عبارة عن تجميع لنسب مختلفة من هذه القوى الأربع الأساسية.

القوى الكهرومغناطيسية هي المسؤولة عمليا عن كل مظاهر الحياة اليومية العادية فيما عدا [[جاذبية (توضيح)|الجاذبية]]؛ فكل القوى المؤثرة في ربط ما بين الذرات وبعضها البعض يمكن إرجاعها إلى القوة الكهرومغناطيسية التي تؤثر على الجسيمات الكهربية في [[ذرة|الذرّة]] من [[إلكترون|الكترونات]] و[[بروتون]]ات؛ وبذلك يمكن اعتبار قوى «الشد» و«الدفع» التي نتعرض لها في حياتنا اليومية العادية عند الاصطدام بالأجسام العادية آتية من قوى الترابط ما بين [[ذرة|الذرات]] المكونة لأجسامنا وتلك الذرات المكونة للأجسام التي صدمناها.

== المغناطيس الكهربائي ==
{{مفصلة|مغناطيس كهربي}}
المغناطيس الكهربائي عبارة عن مغناطيس تتولد فيه المغناطيسية فقط بسبب تدفق تيار كهربي خلال سلك ما وعادة ما تُصنع المغانط الكهربية من لفاف من السلك -ما يـُـسمـّـى بـ"[[ملف كهرومغناطيسي|وشيعة]]"- بعدد لفات كبير لزيادة التأثير المغناطيسي (المغنطة). ويُمكن زيادة المجال المغناطيسي الذي تنتجه الوشيعة بوضع مادة مغناطيسية خاصـّـة، كقضيب حديدي، داخل الوشيعات. ويتسبب التيار المار خلال الوشيعة في تحول الحديد (الحديد المطاوع) إلى مغناطيس مؤقت.

== الظاهرة الكهروضوئية ==
{{مفصلة|ظاهرة كهروضوئية}}
قام [[ألبرت أينشتاين]] بنشر رسالة علمية غيرت المفهوم الشائع في مطلع القرن العشرين، وكانت الرسالة عن [[ظاهرة كهروضوئية]] (حصل من أجلها على [[جائزة نوبل في الفيزياء]]) وكان قد وصل إلى علمه ما أسماه [[ماكس بلانك]] عن [[كم (فيزياء)|الكم]] "quanta". فأوضح أن [[ضوء|الضوء]] أيضا يمكن أن يكون في صورة [[كم (فيزياء)|كمومية]] لما يشبه جسيم، وسُمي شعاع الضوء بعد ذلك [[فوتون]].

وأوضحت نظرية أينشتاين عن الظاهرة الكهروضوئية ما كان قد ظهر لماكس بلانك في عام 1900 بأنه [[الكارثة فوق البنفسجية|كارثة الاشعة فوق البنفسجية]]. بين ماكس بلانك أن الأجسام الساخنة تشع أشعة كهرومغناطيسية في هيئة [[كم (توضيح)|كمات]] "quanta"، تنتسب إلى الطاقة الكلية التي يشعها جسم أسود، وكانت كلا من نتائج بلانك وأينشتاين في تعارض مع النظرة الكلاسيكية (علوم القرن التاسع عشر) التي كانت تعتبر أن الضوء يصدر في موجات مستمرة (غير منفصلة).

بذلك أفسحت نظرية بلانك ونظرية أينشتاين المجال لابتكار [[ميكانيكا الكم]] التي صيغت في عام 1925، وتدخلت إلى ابتكار نظرية الكم الكهرومغناطيسي. واكتملت النظرية الجديدة بين الأعوام (1940-1950) فيما يسمى [[كهروديناميكا كمية]]، وفي تطبيقات [[نظرية الاضطراب (ميكانيكا الكم)|نظرية الاضطراب]].

== كميات ووحدات الكهرومغناطيسية ==
{{مفصلة|وحدة كهرومغناطيسية}}

تعتبر وحدات الكهرومغناطيسية جزء من نظام الوحدات الكهربائية وهي تعتمد أساسا على الخاصية المغناطيسية للتيار الكهربائي، ووحدة التيارالكهربائي هي [[أمبير]] طبقا [[نظام الوحدات الدولي|للنظام الدولي للوحدات]]. وحدات الكهرومغناطيسية هي:

<div style="-moz-column-count:2; column-count:2;">
* [[أمبير]] وحدة التيار الكهربائي
* [[كولوم]] وحدة الشحنة الكهربائية
* [[فاراد]] وحدة السعة الكهربائية
* [[هنري (توضيح)|هنري]] وحدة [[حث (توضيح)|الحث]]
* [[أوم]] وحدة المقاومة الكهربائية
* [[تسلا (توضيح)|تسلا]] كثافة الفيض المغناطيسي
* [[فولت|فولط]] وحدة الجهد الكهربائي
* [[واط]] وحدة القدرة
* [[ويبر (وحدة)|فيبر]] وحدة الفيض المغناطيسي
</div>

بالنسبة إلى [[نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية]] فيعرف التيار الكهربائي طبقا [[قانون أمبير|لقانون أمبير]] وفيه تكون [[سماحية|السماحية الكهرومغناطيسية]] عبارة عن كمية لا بعدية (سماحية نسبية) وتساوي 1 للفراغ. بالتالي نتخذ مربع [[سرعة الضوء]] في الفراغ في عدة معادلات تربط بين تلك الكميات في هذا النظام.

{{وحدات الكهرومغنطيسية القياسية}}

== انظر أيضا ==

* [[وحدة كهرومغناطيسية]]
* [[ملف حث]]
* [[شحنة كهربائية]]
* [[أورستد]]
* [[غاوس (وحدة)|جاوس (وحدة)]]
* [[وحدة (توضيح)]]
* [[تحويل الوحدات|وحدة طاقة]]
* [[وحدات قياس|وحدة قياس]]
* [[تحويل الوحدات]] (طاقة)
* [[قوة أساسية|قوى أساسية]]

== المراجع ==
{{مراجع}}

== وصلات خارجية ==
{{روابط شقيقة}}
* [http://www.unitconversion.org/unit_converter/magnetic-field-strength.html محول وحدات قوة المجال المغناطيسي] {{أيقونة إنجليزية}}
* [http://scienceworld.wolfram.com/physics/ElectromagneticForce.html القوة الكهرومغناطيسية] {{أيقونة إنجليزية}}
{{القوى الأساسية}}
{{هامش-فيزياء}}
{{شريط بوابات|إلكترونيات|الفيزياء|طاقة|كهرومغناطيسية}}
{{ضبط استنادي}}
{{لا لإزالة التشكيل}}

[[تصنيف:كهرومغناطيسية|*]]
[[تصنيف:فروع الفيزياء]]
[[تصنيف:كهروديناميكا]]
[[تصنيف:هندسة الكهرباء]]
[[تصنيف:وحدات قياس]]