Idea pra-moden penyatuan semua hukum fizik dalam satu hukum (atau teori) yang unik dan mampu menjelaskan segala-galanya bermula daripada idea James Clerk Maxwell yang menyatukan teori tentang keelektrikan dengan teori kemagnetan, melalui persamaan agung beliau yang kini dikenali sebagai Persamaan Maxwell. Namun begitu, persamaan tersebut tidaklah dibina secara langsung oleh beliau bersendirian, beliau memerihal konsep-konsep dan persamaan-persamaan keelektromagnetan yang sebelumnya juga, seperti Hukum Gauss(Carl Friedrich Gauss), Hukum Lenz-Faraday (Michael Faraday dan Heinrich Lenz)dan Hukum Ampere(André-Marie Ampère).
Jika diteliti persamaan beliau, iaitu sekiranya kita mengubah medan magnet, kesan medan elektrik akan terhasil, begitu jugalah sebaliknya jika kita mengubah medan elektrik, kita mendapati kesan sampingan yang terhasil medan magnet. Tapi lebih menarik lagi, cahaya terhasil (nilai laju cahaya juga diterbit) terhasil implikasi ayunan medan magnet dan elektrik secara sinusodial, dan gelombang terhasil dalam ruang vakum. Pun begitu, 'cahaya' tersebut masih lagi dalam konteks interpretasi klasik (berselanjar) sebelum konsep foton bersifat diskrit dikemukakan (idea moden).
Persamaan Maxwell memang berat dengan matematik, boleh berdarah hidung jugalah untuk menelaahnya. Matematik yang terlibat, 1)Analisis Vektor (kecapahan dan lingkaran), 2)Persamaan Pembezaan (terutamanya Kamiran Tertutup), 3)Aljabar (sebelum menelaah vektor adalah wajar untuk dijamah terlebih dahulu aljabar mudah), 4)Tensor (metod matematik ini diperlukan bagi topik-topik lanjutan) 5)Teori Kumpulan (ia digunakan untuk topik-topik elit dalam kursus Elektromagnetan ini, rasanya peringkat pasca sarjana)
Rasanya tak perlulah dibincangkan persamaannya, sekadar menatap persamaannya sahaja, lagipun sudah banyak buku-buku membincangkan mengenai ini, terutamnya karangan Griffith. Tambahan pula, entri ini bertajuk "... Terpandang Persamaan Maxwell", jadi pandang sajalah atau sedikit taddabur.
Agak lucu apabila persamaan tersebut dijadikan slogan untuk dikomersil, seperti cawan (mug), kemeja T dan lebih menarik lagi dijadikan tatu.
Rajah 1: Persamaan-persamaan tersebut adalah seperti berikut, 1) Hukum Gauss untuk Medan Elektrik, diikuti 2)Hukum Gauss untuk Medan Magnet, 3)persamaan yang diterbitkan daripada Hukum Lenz-Faraday, dan terakhir sekali pula 4)persamaan yang diteribitkan daripada Hukum Ampere
Nota:
Laju cahaya, c = 1 / Sqrt[εμ]
Ketelusan dielektrik, ε=1/4πk
Jadi daripada persamaan terbitan Hukum Ampere 4) itu,
1/c^2 = εμ
dan 4πk/c^2 = μ
Dengan itu juga persamaan dalam rajah tersebut juga memuas ungkapan dalam rajah-rajah yang lain, pembaca yang diRahmati Allah boleh mengunakan hubungan-hubungang dalam Lampiran yang telah saya sediakan pada akhiran entri ini untuk membuktinya.
Rajah 2: Dan Tuhan berfirman, .... dan kemudiannya telah dijadikan cahaya
Bezanya persamaan ini, ia menggunakan ungkapan yang berbeza, hal itu juga memuaskan persamaan jika sekali lagi pembaca yang diRahmati Allah menggunakan hubungan yang telah saya sediakan dalam Lampiran tersebut, insyaallah.
Rajah 3: Sebagai seorang Muslim, HARAM tatah tatu di setiap juzuk jasad meskipun ianya mengenai Keelektromagnetan
Rajah 4: Persamaan-persamaan ini dipersembahkan dengan pendekatan kamiran terutup berganda, berbanding dengan rajah-rajah sebelum ini yang merupakan analisis vektor, kecapahan dan lingkaran
Lampiran
ρ, jumlah ketumpatan cas keseluruhan
E, medan elektrik
B, aruhan magnet
segitiga terbalik, dikenali sebagai 'del', merupakan entiti kebezaan terhadap tuang (x,y,z) dan berunit vektor (i,j,k). Minta maaf saya tak dapat nak cari simbol del tersebut.
ϕ, fluks elektrik
J, arus pengalir
D, sesaran elektrik
H, medan magnet
M, pempolaran magnet
dA, pengamir permukaan
ds, pengamir lintasan
Hubungan-hubungan persamaan yang lain,
J=σE
D=εE
B=μH
M=χH
σ, pemalar konduktiviti elektrik
μ, pemalar kebolehtelapan magnet
ε, pemalar ketelusan dielektrik
χ, pemalar kebolehpengaruhan magnet
Wallahu a'lam, semoga bermanfaat.
Tiada ulasan:
Catat Ulasan