Tiểu Luận Tương tác điện từ - Từ cổ điển đến lượng tử

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

TỔNG QUAN 4

NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HOẶC LÝ THUYẾT 5

I. Các tương tác trong tự nhiện 5

I.1. Tương tác hấp dẫn: "Chất keo dính của vũ trụ " 5

I.1.1. Quan điểm Newton 5

I.1.2. Quan điểm Einstein (tương đối): 6

I.1.3. Quan điểm lượng tử: 7

I.2. Tương tác điện từ: "Chất keo dính của các nguyên tử" 7

I.2.1. Trường điện từ 7

I.2.2. Cơ học lượng tử: 8

I.3. Tương tác mạnh: " Chất keo dính của các hạt " 8

I.4. Tương tác yếu: 9

II. Sự phát triển các quan điểm tương tác điện từ 9

II.1. Tương tác điện từ - quan điểm cổ đại 9

II.1.1. Sự xuất hiện danh từ “điện” 9

II.1.2. Sự xuất hiện danh từ “từ” 10

II.2. Tương tác điện từ - thuyết trường điện từ 11

II.2.1. Tương tác tĩnh điện 11

II.2.1.1. Điện tích - Định luật bảo toàn điện tích 11

II.2.1.2. Điện tích và cấu trúc của vật chất 13

II.2.1.3. Tương tác giữa 2 điện tích điểm - Định luật Coulomb 16

II.2.1.3.1 Thí nghiệm đo lực điện 16

II.2.1.3.2 Định luật Coulomb: 18

II.2.2. Điện trường là gì ? 19

II.2.2.1. Điện trường và lực điện 19

II.2.2.2. Véctơ cường độ điện trường 20

II.2.2.3. Nguyên lý chồng chất điện trường. 22

II.2.2.4. Đường sức điện trường – định luật Gauss cho điện trường. 22

II.2.2.5. Năng lượng điện trường 25

II.2.3. Tương tác tĩnh từ. 26

II.2.3.1. Từ tích - đơn cực từ : 27

II.2.3.2. Định luật Ampere về tương tác giữa hai yếu tố dòng 28

II.2.4. Từ trường là gì? 29

II.2.4.1. Từ trường và lực từ 29

II.2.4.2. Véctơ từ trường 30

II.2.4.3. Nguyên lý chồng chất từ trường: 31

II.2.4.4. Đường cảm ứng từ - định luật Gauss cho từ trường: 32

II.2.4.4.1 Đường cảm ứng từ 32

II.2.4.4.2 Định luật Gauss cho từ trường. 32

II.2.4.5. Năng lượng từ trường 33

II.2.5. Điện từ trường 35

II.2.5.1. Từ trường biến thiên - nguồn sinh ra điện trường 35

II.2.5.1.1 Định luật Faraday về cảm ứng điện từ: 35

II.2.5.1.2 Luận điểm thứ nhất của Maxwelll 37

II.2.5.2. Điện trường biến thiên - nguồn sinh ra từ trường 39

II.2.5.2.1 Định luật Ampere về lưu thông từ trường: 39

II.2.5.2.2 Khái niệm về dòng điện dịch - luận điểm thứ hai của Maxwell: 40

II.2.5.3. Trường điện từ - môi trường vật chất 43

II.2.5.4. Hệ phương trình Maxwell 43

II.3. Bộ rung điện Herzt - bằng chứng thực nghiệm cho lý thuyết trường điện từ. 45

II.3.1. Cấu tạo: 45

II.3.2. Kết quả thí nghiệm 46

II.3.3. Phát hiện ra sóng điện từ 46

II.3.4. Kết luận 47

II.4. Tương tác điện từ - thuyết trường lượng tử (QED) 48

II.4.1. Thí nghiệm Lamb-Retherfor: 49

II.4.1.1. Phương án thí nghiệm 49

II.4.1.2. Kết quả thí nghiệm 50

II.4.1.3. Phân tích kết quả thí nghiệm: 50

II.4.2. Hạt nhân của thuyết điện động lực học lượng tử (QED) 52

II.4.2.1. Khái niệm trường lượng tử 52

II.4.2.2. Chân không lượng tử 53

II.4.2.2.1 Chân không là gì ? 53

II.4.2.2.2 Vậy chân không lượng tử là gì? 54

II.4.3. Điện động lực học lượng tử. 56

II.4.3.1. Định nghĩa 56

II.4.3.2. “Photon ảo” và tính chất của tương tác điện từ theo QED 57

II.4.3.3. Tái chuẩn hóa 58

II.4.4. Thực nghiệm kiểm tra thuyết 60

II.4.4.1. Giải thích sự dịch chuyển Lamb 60

II.4.4.2. Moment từ dị thường của electron 61

II.4.4.3. Hiệu ứng Casisir - lực xuất hiện từ chân không. 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 65