전자기 이론이란?

아인슈타인의 특수 상대성 이론은 자력을 전기력의 부산물로 묘사합니다. 그러므로이 두 힘은 물리학 자들이 전자기라고 부르는보다 근본적인 힘의 다른면으로 간주 될 수있다. 전자기 이론은이 힘에 관한 질문에 대답하는 데 사용되는 상호 연결된 과학적 주장의 모음을 설명합니다.

물리학자는 시스템이 주변 환경에 미치는 영향을 설명하기 위해 필드를 추상화로 사용합니다. 하전 된 물체의 전기장은 하전 된 입자에 작용하는 힘을 나타냅니다. 두 전하 사이의 거리가 멀어 질수록 정전기력이 감소하기 때문에 장은 물체에 더 가깝습니다. 자기장은 움직이는 하전 입자에 가해지는 힘을 설명하는 것을 제외하고는 유사하게 정의됩니다.

전자기 이론에서 가장 기본적인 아이디어는 "변화하는 전기장이 자기장을 생성하는 것"과 "변화하는 자기장이 자기장을 생성하는 것"입니다. 이러한 원리는 스코틀랜드 물리학 자이자 수학자 인 제임스 클러 크 맥스웰 (James Clerk Maxwell)의 이름을 딴 Maxwell의 방정식으로 정량화됩니다. 19 세기의 연구는 물리학 자들이 빛을 생각한 방식을 혁명적으로 변화시켜 학문을 확립했다. Maxwell의 방정식은 또한 이전에 알려진 관계 (쿨롱의 법칙 및 Biot-Savart 법칙)를 필드 언어로 캐스트했습니다.

하전 입자는 움직일 때 자기장을 생성하지만 자기장은 입자의 운동에 수직입니다. 또한,이 자기장이 제 2 이동 전하에 미치는 영향은 제 2 전하의 전계 및 운동 모두에 수직이다. 이 두 가지 사실은 전자석의 기본적인 문제조차도 복잡한 3 차원 추론을 요구합니다. 역사적으로 수학과 과학에서 벡터의 개발은 전자기 이론의 사용을 추상화하고 단순화하려는 물리학 자의 연구로 인해 많은 발전을 이루었습니다.

19 세기에 전자기 이론은 물리학 자들이 빛을 이해하는 방식을 바 꾸었습니다. 뉴턴은 소체라고 불리는 입자의 관점에서 빛을 묘사했지만 맥스웰은 공간을 통해 서로를 밀어주는 전기장과 자기장이 나타났다고 주장했다. 이 개념에 따르면, 가시 광선, X- 선, 레이더 및 기타 여러 현상은 모두 본질적으로 유사하며, 각각 다른 주파수에서 변화하는 전기장과 자기장의 조합입니다. 과학자들은 그러한 모든 파의 연속체를 전자기 스펙트럼이라고 부릅니다.

전자기 이론의 성공은 20 세기에 나머지 뉴턴 물리학의 붕괴로 이어졌습니다. 아인슈타인은 Maxwell의 이론이 4 차원 시공간의 서로 다른 좌표에 상호간에 공간과 시간이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 더욱이 아인슈타인의 상대성 이론은 공간이 구부러지고 한 관찰자에 의해 측정 된 시간의 흐름이 다른 관찰자에 의해 측정 된 것과 다르다는 것을 보여 주었다. 이러한 발견은 모두 뉴턴의 운동 이론과 완전히 호환되지 않았습니다. 따라서 전자기학에 대한 연구는 물리학자가 전기, 자기, 빛, 공간, 시간 및 중력을 이해하는 방식을 직간접 적으로 변경했습니다.