สนามโน้มถ่วงกับสนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าและสนามโน้มถ่วงเป็นสองแนวคิดที่เชื่อมโยงกับแบบจำลองสนาม สนามทั้งสองนี้เป็นแบบจำลองที่ใช้อธิบายพฤติกรรมของประจุ แม่เหล็ก และมวล โมเดลภาคสนามเหล่านี้มีความสำคัญอย่างมากในสาขาต่างๆ เช่น วิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ จักรวาลวิทยา เคมี และอื่นๆ อีกมากมาย ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับแนวคิดเหล่านี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับนักวิชาการในสาขาฟิสิกส์และสาขาที่เกี่ยวข้อง
สนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าและประจุไฟฟ้าเปรียบเสมือนปัญหาของ “ไก่กับไข่”หนึ่งจะต้องอธิบายอื่น ๆ กล่าวกันว่าสนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยประจุไฟฟ้าทั้งหมดไม่ว่าจะเคลื่อนที่หรืออยู่กับที่ สนามไฟฟ้าสามารถผลิตได้โดยใช้สนามแม่เหล็กที่แปรผันตลอดเวลา มีปัจจัยสำคัญหลายประการของสนามไฟฟ้า เหล่านี้คือความเข้มของสนามไฟฟ้า ศักย์สนามไฟฟ้า และความหนาแน่นของฟลักซ์ไฟฟ้า ความเข้มของสนามไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็นแรงบนประจุหนึ่งหน่วยจากสนามไฟฟ้า สูตรนี้กำหนดโดย E=Q/4πεr2 โดยที่ Q คือประจุ ε คือค่าการยอมให้ไฟฟ้าของตัวกลาง และ r คือระยะห่างของจุดจากจุดประจุ Q. ศักย์ไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็นปริมาณงานของประจุต่อหน่วยที่จำเป็นในการนำประจุต่อหน่วยจากอนันต์ไปยังจุดที่กำหนด สมการในการคำนวณนี้คือ V=Q/4πεr โดยที่สัญลักษณ์ทั้งหมดมีความหมายก่อนหน้านี้ อีกแง่มุมที่สำคัญมากของสนามไฟฟ้าคือความหนาแน่นของฟลักซ์ไฟฟ้า ความหนาแน่นของฟลักซ์ไฟฟ้าคือการวัดจำนวนเส้นสนามไฟฟ้าที่ตั้งฉากกับพื้นผิวพื้นที่หน่วยที่กำหนดกฎเกาส์และกฎของแอมแปร์มีความสำคัญมากในการศึกษาสนามไฟฟ้าเหล่านี้
สนามโน้มถ่วง
สนามโน้มถ่วงเกิดจากมวลใดๆ ในอวกาศ มีแนวคิดที่สำคัญมากในสนามโน้มถ่วง เช่น ความเข้มสนามโน้มถ่วงและศักย์โน้มถ่วง ความเข้มสนามโน้มถ่วงเรียกอีกอย่างว่าความเร่งโน้มถ่วง สามารถกำหนดเป็นแรงต่อมวลหน่วยโดยมวลที่กำหนด คำนวณโดยใช้สูตร g=GM/r2 โดยที่ G คือค่าคงตัวโน้มถ่วงสากลและ r คือระยะทาง ศักย์โน้มถ่วงสามารถกำหนดเป็นปริมาณของงานที่ต้องทำบนมวลหน่วยเพื่อนำมันจากอนันต์ไปยังจุดที่กำหนด
สนามไฟฟ้ากับสนามโน้มถ่วงต่างกันอย่างไร
– สนามโน้มถ่วงสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากมวลเท่านั้น แต่สนามไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากประจุและสนามแม่เหล็กที่แปรผันตามเวลา
– คุณสมบัติเช่นความเข้มของสนามไฟฟ้าหรือศักย์สนามไฟฟ้าอาจเป็นค่าลบหรือค่าบวกเนื่องจากประจุไฟฟ้ามีทั้งค่าบวกและค่าลบ ไม่มีมวลลบ ดังนั้นความเข้มของสนามโน้มถ่วงสามารถเป็นบวกได้เท่านั้น ในขณะที่ศักย์สนามโน้มถ่วงมีค่าเป็นลบเท่านั้น
– เส้นสนามไฟฟ้าสามารถกำหนดได้เนื่องจากเส้นสนามมีจุดเริ่มต้นและสิ้นสุดที่ขั้วตรงข้าม เนื่องจากไม่มีเสาแรงโน้มถ่วง จึงไม่สามารถกำหนดเส้นสนามโน้มถ่วงได้