¿Qué se entiende por campo, como en el campo magnético, o en otros campos de la ciencia?

Técnicamente, un campo puede ser cualquier cosa que mida (o incluso cosas que no puede medir, si lo desea).

Comencemos con un ejemplo muy fácil: temperatura. La temperatura no se usa realmente en el contexto de un campo de la física, pero funciona lo suficientemente bien como para explicar las cosas. Ahora, imagine que está en una habitación, el piso es el plano xy, la altura de la habitación se asemeja al eje z, etc. Cada punto en esa habitación tiene una coordenada única (x, y, z), ¿verdad?

Entonces, digamos que tenemos este dispositivo mágico que nos permite medir la temperatura en cualquier punto de nuestra elección. Entonces podemos crear una función [matemática] T (x, y, z) [/ matemática] que tenga coordenadas como entrada y le indique la temperatura en esa ubicación. Voila, hemos creado un campo escalar . (Escalar porque adjunta un solo valor, temperatura, a una ubicación). Puede ser un poco difícil ver por qué esto se considera un campo, pero eso se vuelve más claro cuando imagina una situación 2D, la temperatura de una hoja de papel, por ejemplo.

Puede obtener campos más complejos que solo los escalares. El siguiente paso lógico sería un campo vectorial . En lugar de dar un solo número (es decir, temperatura) a una ubicación, asigna un vector completo a cada punto en el espacio. Este vector puede ser un campo magnético, la forma en que sopla el viento o el flujo de agua. Los campos vectoriales implican una dirección.

Puede volverse aún más complejo, asignar un tensor a una ubicación, tensores de orden superior, etc. Estos se convierten en generalizaciones matemáticas de las descripciones anteriores, aunque de ninguna manera son inútiles.

Entonces en física usamos estos campos para describir partículas. Las partículas bosónicas de espín 0 simple se pueden representar mediante campos escalares, campos escalares complejos si estas partículas tienen carga. los fermiones de medio espín se describen por espinores (una especie de vector), 1 bosón de espín se describe por un campo vectorial, 2 bosones de espín por un tensor (una generalización de la matriz).

Con ese conocimiento, puede calcular cómo se comportan muchas interacciones.

Si nos fijamos en el modelo estándar:

Luego, cada partícula en esta lista tiene su propio campo (es un poco más técnico que eso, pero detengámonos aquí). Todos esos campos interactúan de maneras específicas.

Pero, de nuevo, tampoco nada le impide hablar sobre el flujo de agua o la temperatura como un campo.

En física, un campo es una cantidad física que tiene un valor para cada punto en el espacio y el tiempo. Un campo ocupa espacio, contiene energía y su presencia elimina un verdadero vacío. El campo magnético de la Tierra tiene valores de fuerza y ​​dirección que rodean la Tierra. Muchos campos exhiben un efecto cuadrado inverso en la medida en que te mueves dos veces la distancia de la Tierra, su atracción gravitacional se vuelve 1/4 de fuerza. Por lo tanto, a medida que te alejas de la Tierra, su atracción gravitacional se vuelve demasiado pequeña para medirla con precisión.

Creo que “campo” como concepto solo se aplicaría a la física. A veces nos referimos al “campo” de la geología, en cuyo caso estamos incluyendo todos los aspectos de la ciencia.

Estas preguntas me hicieron pensar en un dispositivo simple y económico para estudiar un campo magnético. Hace mucho tiempo, cuando enseñaba ciencias físicas, tenía (y aún tengo) un dispositivo que es simplemente una tira de hierro que está ligeramente magnetizada y montada verticalmente para que pueda moverse fácilmente. A medida que lo mueva alrededor de un imán, la tira de hierro cambiará de posición en respuesta al campo magnético.

Estaba pensando que uno podría hacer un análogo simple tomando un trozo corto de paja plástica y escariando un agujero en el medio y montándolo en un pequeño clavo o aguja. Luego tome un trozo corto de hierro delgado y magnetícelo, luego córtelo por la mitad y coloque cada mitad en los extremos opuestos de la pajita. Luego acerque un imán y observe el movimiento.

Suponga que es físico y que tiene algo interesante que hacer. No es un montón de rocas, porque es estático y de descanso intenso solo para artistas y geólogos.

Oh … espera. Las rocas se calientan durante el día y se enfrían por la noche. Algo está pasando. ¿Cuánto calientan? Bueno, esa es una función de la cantidad de luz solar, que pasa a través de un área determinada, en una dirección particular. Tiene una cantidad, una dirección en el tiempo y un límite: un campo.

Por la noche, el campo cambia de dirección a medida que el cielo se enfría y las rocas pierden calor de vuelta al espacio. Aún así, cada punto alrededor de las rocas tiene valores para su posición, energía (yendo hacia o lejos de las rocas) y, en este caso, tiempo. El mismo campo, pero con el componente de tiempo invertido, en cierto sentido (ya que el flujo ahora es hacia afuera).

Más interesante aún, en este caso, el campo ‘interno’ y los campos ‘externo’ se complementan con precisión, al menos durante el tiempo suficiente, de lo contrario las rocas se derretirían o se congelarían a temperaturas subespaciales.

Lo que nos lleva a una de las características realmente útiles de la noción de ‘campos’ en física: si ingresan cantidades iguales de ‘cosas’ a medida que salen (generalmente durante una cierta medida del tiempo t ), entonces tiene un efecto de conservación en el trabajo ( en el ejemplo de roca anterior – conservación de energía). Si el flujo de “cosas” está desequilibrado, significa que se está trabajando, es decir, hay un agujero en el “sistema” que creía que estaba completo.

Encontrar esos ‘agujeros’ y taparlos es a menudo donde los Premios Nobel son uno. La física se trata de cuentas completas y equilibradas. Los campos no son “reales” , como tampoco lo son las “ondas” y las “partículas”. Pero son fabulosas herramientas de contabilidad.

Siempre que usamos el término campo, en realidad nos referimos a un lugar de alguna región circular o acotada que tiene un límite finito desde todos los lados. Del mismo modo, cualquier campo en física como el campo magnético puede definirse como una región límite rodeada alrededor del imán bajo la cual, si entra otro imán o barra de hierro, se sentiría una fuerza de atracción o repulsión. Cabe señalar que un campo es un camino cerrado pero no necesariamente circular. Puede ser esfera, cilindro, cubo o cualquier otra figura no geométrica en forma cerrada.

Las respuestas hasta ahora no son tan específicas como podrían manejar los físicos teóricos. Ciertamente está mucho más allá de mi calificación salarial, por lo que podría reformular su pregunta con mayor precisión y volver a solicitarla para obtener una nueva perspectiva.

El campo sigue siendo el mismo que dibuja la definición en: –

Campo de batalla / Campo de agricultura, etc.

El campo es la arena en la que el impacto estaría allí para la fuerza asociada, ya que todos vivimos en el campo gravitacional de la Tierra y supongamos que si no está allí, todos seremos arrojados al espacio tangencialmente debido a la velocidad de rotación de la Tierra. ni siquiera se salvaría el aire / agua / medio ambiente.

el campo magnético es donde experimentas el mismo impacto, lo mismo es cierto para el campo eléctrico.

Espero haber tenido sentido arriba.