Gravitaatiokenttä vs sähkökenttä
Sähkökenttä ja gravitaatiokenttä ovat kaksi käsitettä, jotka liittyvät kenttämalliin. Molemmat kentät ovat malleja, joita käytetään selittämään varausten, magneettien ja massojen käyttäytymistä. Nämä kenttämallit ovat erittäin tärkeitä aloilla, kuten sähkötekniikassa, elektroniikkatekniikassa, fysiikassa, astrofysiikassa, kosmologiassa, kemiassa ja monilla muilla aloilla. Näiden käsitteiden oikea ymmärtäminen voi olla todella hyödyllistä kaikille fysiikan ja siihen liittyvien alojen tutkijoille.
Sähkökenttä
Sähkökenttä ja sähkövaraus ovat kuin "kana ja muna" -ongelma. Toista vaaditaan kuvaamaan toista. Sähkökentän sanotaan tuottavan kaikkien sähkövarausten, olivatpa ne liikkuvia tai paikallaan olevia. Sähkökenttä voidaan tuottaa myös käyttämällä milloin tahansa vaihtelevia magneettikenttiä. Sähkökentillä on useita tärkeitä tekijöitä. Näitä ovat sähkökentän intensiteetti, sähkökentän potentiaali ja sähkövuon tiheys. Sähkökentän intensiteetti määritellään voimaksi, joka kohdistuu sähkökentän yksikköpistevaraukseen. Tämä saadaan kaavasta E=Q/4πεr2, missä Q on varaus, ε on väliaineen sähköinen permittiivisyys ja r on pisteen etäisyys pisteestä Q varaus. Sähköpotentiaali määritellään työmääräksi yksikkövarauksella, joka vaaditaan yksikkövarauksen tuomiseksi äärettömyydestä annettuun pisteeseen. Tämän laskemisen yhtälö on V=Q/4πεr, jossa kaikilla symboleilla on edelliset merkitykset. Toinen erittäin tärkeä sähkökentän näkökohta on sähkövuon tiheys. Sähkövuon tiheys mittaa tiettyä pinta-alayksikköä kohti kohtisuorassa olevien sähkökenttälinjojen lukumäärää. Gaussin laki ja Amperen laki ovat erittäin tärkeitä näitä sähkökenttiä tutkittaessa.
Gravitaatiokenttä
Gravitaatiokentän tuottaa mikä tahansa massa avaruudessa. Gravitaatiokentissä on erittäin tärkeitä käsitteitä, kuten gravitaatiokentän intensiteetti ja gravitaatiopotentiaali. Gravitaatiokentän voimakkuutta kutsutaan myös painovoimakiihtyvyydeksi. Se voidaan määritellä voimaksi, joka kohdistuu tietyn massan yksikköön. Se lasketaan kaavalla g=GM/r2, missä G on universaali gravitaatiovakio ja r on etäisyys. Gravitaatiopotentiaali voidaan määritellä työn määräksi, joka vaaditaan yksikkömassalle, jotta se saatetaan äärettömästä annettuun pisteeseen.
Mitä eroa on sähkökentällä ja gravitaatiokentällä?
– Gravitaatiokenttiä voi esiintyä vain massan vuoksi, mutta sähkökenttiä voi esiintyä varausten ja ajassa vaihtelevien magneettikenttien vuoksi.
– Ominaisuudet, kuten sähkökentän intensiteetti tai sähkökentän potentiaali, voivat olla joko negatiivisia tai positiivisia, koska sähkövarauksilla on sekä positiivisia että negatiivisia arvoja. Ei ole negatiivista massaa, joten gravitaatiokentän intensiteetti voi olla vain positiivinen, kun taas gravitaatiokentän potentiaali voi olla vain negatiivinen.
– Sähkökenttäviivat voidaan määrittää, koska kenttälinjojen alku ja loppu on vastakkaisissa navoissa. Koska gravitaationapoja ei ole olemassa, gravitaatiokenttäviivoja ei voida määritellä.
