क्षेत्र क्या है? — भौतिकी

परिभाषा 14.1 माध्यमिक भौतिकी · 第 14 章 — विद्युत और गुरुत्वीय क्षेत्र

क्षेत्र अवकाश के हर बिंदु को एक सदिश सौंप देता है। कोई स्रोत (आवेश, द्रव्यमान) अपने चारों ओर हर जगह अपना क्षेत्र रचता है, चाहे उसे महसूस करने वाला वहाँ कुछ हो या न हो; और फिर कोई परीक्षण वस्तु केवल अपनी जगह के क्षेत्र से तय हुआ बल महसूस करती है। दो क़दमों का यही चित्र दूरी पर होती क्रिया की जगह ले लेता है।

示例

उदाहरण 14.5 (क्षेत्र पढ़ना)

$M$ पर रखा परीक्षण आवेश $q = +2.0 \times 10^{-8}\,\mathrm{C}$ पूरब की ओर संकेत करता $6.0 \times 10^{-4}\,\mathrm{N}$ का बल महसूस करता है। $M$ पर क्षेत्र है $E = 6.0 \times 10^{-4} / 2.0 \times 10^{-8} = 3.0 \times 10^{4}\,\mathrm{N}/\mathrm{C}$ , पूरब की ओर; उसी बिंदु पर रखा $q' = -1.0 \times 10^{-8}\,\mathrm{C}$ $F = 1.0 \times 10^{-8} \times 3.0 \times 10^{4} = 3.0 \times 10^{-4}\,\mathrm{N}$ महसूस करता है — पश्चिम की ओर।

उदाहरण 14.7 (एक आवेशित गोला)

वान डे ग्राफ़ का गोला $Q = +5.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{C}$ रखता है (छोटा आवेशित गोला अपने केंद्र पर रखे बिंदु आवेश जैसा बरतता है)। $d = 0.50\,\mathrm{m}$ पर:

E = 8.99 \times 10^{9} \times 5.0 \times 10^{-7} / 0.50^2 \approx 1.8 \times 10^{4}\,\mathrm{N}/\mathrm{C},

जो गोले से त्रिज्यीय दिशा में बाहर की ओर संकेत करता है। $1.0\,\mathrm{m}$ पर वह गिरकर इसका चौथाई रह जाता है: बल का $1/d^2$ क्षेत्र में भी बचा रहता है।

उदाहरण 14.15 (जहाँ चंद्रमा रहता है, वहाँ का क्षेत्र)

चंद्रमा की दूरी $d = 3.84 \times 10^{8}\,\mathrm{m}$ पर:

g = 6.67 \times 10^{-11} \times 5.97 \times 10^{24} / (3.84 \times 10^{8})^2 \approx 2.7 \times 10^{-3}\,\mathrm{N}/\mathrm{kg}.

पृथ्वी का क्षेत्र कहीं ख़त्म नहीं होता — वह बस पतला पड़ता जाता है, $1/d^2$ के हिसाब से; यही क्षेत्र चंद्रमा को उसकी कक्षा पर थामे रखता है।

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