Co je elektromagnetická fyzika?

Elektromagnetická fyzika se snaží vysvětlit interakci elektricky nabitých částic a magnetických jevů. I když se původně považovalo za samostatné, ukázalo se, že elektrická a magnetická pole souvisí. S výjimkou gravitačních účinků se elektromagnetická síla řídí téměř všechny přirozené interakce pozorovatelné pouhým okem. To, zda elektromagnetická fyzika je v zásadě spojena s jinými oblastmi fyziky, je tématem probíhajícího výzkumu.

Britský fyzik James Clerk Maxwell v roce 1873 ukázal, že elektřina a magnetismus byly spojeny. Ukázal nejen to, jak nabité částice vzájemně interagují, ale také jak pohyblivé náboje vytvářejí magnetická pole. Jeho hypotézy byly od té doby rozsáhle potvrzeny experimentem. Od té doby byla elektromagnetická fyzika považována za jednu teorii; To je ztělesněno v sadě čtyř zákonů známých jako Maxwellovy rovnice.

V přírodě jsou čtyři základní síly - elektromagnetické, gravitational, silné jaderné a slabé jaderné síly. Každý z nich aplikuje na všechny vzdálenosti ve vesmíru, ale stejně jako všechny oblasti vědy má elektromagnetická síla rozsah, ve kterém dominuje. Na velmi velkých měřítcích, například u hvězd a galaxií, dominuje gravitace. Elektromagnetické interakce se stále vyskytují, ale jsou ohromeny gravitační silou; V jistém smyslu je elektromagnetická fyzika „utopena“.

V extrémně malých měřítcích, například v jádru jediného atomu, dominuje silná jaderná síla. Je to síla zodpovědná za udržování protonů uvnitř jádra, i když elektromagnetická síla má tendenci je oddělit. To ponechává střední stupnici, které do značné míry dominuje elektromagnetická fyzika.

I když elektromagnetická síla interaguje s každou nabitá částicí jednotlivě, je společně odpovědná za větší interakce. Když eleCtrony jednoho atomu se prolínají s elektrony jiného, ​​může se vytvořit molekula. Molekuly mohou být stabilnější než některé jednotlivé atomy. Kromě toho mohou molekuly vzájemně interagovat v procesu, který se zásadně řídí elektromagnetickou fyzikou. Tyto molekulární výměny jsou základem chemie.

Nedávný vývoj ve fyzice navrhl, že elektromagnetická síla může souviset s ostatními základními silami. Slabá jaderná síla, která je zodpovědná za radioaktivní rozpad, se zdá být za každodenních okolností velmi odlišná od elektromagnetické síly. Zdá se však, že při extrémně vysokých teplotách se obě odlišné síly spojují v tom, co se nazývá elektroweak síla. Navíc se zdá, že elektromagnetické a gravitační síly se v prostoru liší stejným způsobem. Možnost, že jsou všechny základní síly spojeny, které popularizovaly britský fyzik Stephen Hawking a další, se nazývá teorie každéhoHing.