Co je elektromagnetická teorie?

Einsteinova teorie speciální relativity popisuje magnetismus jako vedlejší produkt elektrické síly. Tyto dvě síly lze tedy považovat za různé aspekty základní síly, které fyziky nazývají elektromagnetismus. Elektromagnetická teorie popisuje sbírku vzájemně propojených vědeckých tvrzení používaných k odpovědi na otázky týkající se této síly. Fyzici

používají pole jako abstrakce k popisu toho, jak systém ovlivňuje jeho okolí. Elektrické pole nabitého objektu představuje sílu, kterou by vyvíjela na nabitou částici. Pole je silnější blíže k objektu, protože elektrostatická síla klesá se zvyšující se vzdáleností mezi dvěma náboji. Magnetická pole jsou podobně definována, kromě toho, že popisují sílu vyvíjenou na pohyblivou nabitou částici.

Nejzákladnější myšlenky v elektromagnetické teorii jsou „měnící se elektrické pole generuje magnetické pole“ a „měnící se magnetické pole generuje magnetické pole“. Tyto principy jsou kvantifikovány MaxwellemRovnice, pojmenované pro James Clerk Maxwell, skotský fyzik a matematik, jehož práce v 19. století vytvořila disciplínu revolucionizací toho, jak fyziky pojali světla. Maxwellovy rovnice také vrhají dříve známé vztahy-Coulombův zákon a zákon Biot-Savart-do jazyka polí.

Nabitá částice generuje magnetické pole při pohybu, ale magnetické pole je kolmé k pohybu částice. Kromě toho je účinek tohoto magnetického pole na druhý pohybující se náboj kolmý jak na pole, tak k pohybu druhého náboje. Tato dvě fakta způsobují i ​​základní problémy v elektromagnetismu, které vyžadují složité trojrozměrné uvažování. Historicky, vývoj vektorů v matematice a vědě dluží velkou část svého pokroku práci fyziků, kteří se snaží abstraktovat a zjednodušit použití elektromagnetuIC teorie.

V 19. století se elektromagnetická teorie změnila, jak fyzici chápali světlo. Newton popsal světlo z hlediska částic nazývaných tělesy, ale Maxwell tvrdil, že to byl projev elektrických a magnetických polí, které se navzájem tlačily vesmírem. Podle této koncepce jsou viditelné světlo, rentgenové paprsky, radar a mnoho dalších jevů ze své podstaty podobné, z nichž každá je kombinace elektrických a magnetických polí, která se liší při jiné frekvenci. Vědci nazývají kontinuum všech takových vln elektromagnetického spektra.

Úspěch elektromagnetické teorie vedl ke kolapsu zbytku Newtonovské fyziky ve 20. století. Einstein si uvědomil, že Maxwellova teorie vyžadovala prostor a čas na vzájemné závislé, různé souřadnice čtyřrozměrného prostoru. Einsteinova teorie relativity navíc ukázala, že prostor je zakřivený a čas měřeného jedním pozorovatelem se lišil od místa měřeného jiným. Tyto objevybyli všichni důkladně neslučitelní s Newtonova teorií pohybu. Studie elektromagnetismu tedy přímo nebo nepřímo změnila, jak fyzici chápou elektřinu, magnetismus, světlo, prostor, čas a gravitaci.