Co to jest fizyka elektromagnetyczna?

Fizyka elektromagnetyczna ma na celu wyjaśnienie zarówno interakcji cząstek naładowanych elektrycznie, jak i zjawisk magnetycznych. Chociaż pierwotnie uważane są za osobne, wykazano, że pola elektryczne i magnetyczne są powiązane. Z wyjątkiem efektów grawitacyjnych siła elektromagnetyczna rządzi prawie wszystkimi naturalnymi interakcjami zaobserwowanymi dla nagiego oka. To, czy fizyka elektromagnetyczna jest zasadniczo związana z innymi dziedzinami fizyki, jest tematem ciągłych badań.

Brytyjski fizyk James Clerk Maxwell wykazał w 1873 r., Że elektryczność i magnetyzm były powiązane. Wykazał nie tylko, w jaki sposób naładowane cząsteczki oddziałują ze sobą, ale także w jaki sposób ruchy ładowania tworzą pola magnetyczne. Od tego czasu jego hipotezy zostały szeroko potwierdzone przez eksperyment. Od tego czasu fizyka elektromagnetyczna była uważana za pojedynczą teorię; Jest wcielony w zestaw czterech przepisów znanych jako równania Maxwella.

Istnieją cztery podstawowe siły w naturze - elektromagnetyczne, grawitacyjneAtonalne, silne siły nuklearne i słabe nuklearne. Każda z nich stosuje wszystkie odległości w przestrzeni, ale, podobnie jak wszystkie pola nauki, siła elektromagnetyczna ma zasięg, w którym dominuje. Na bardzo dużych skalach, takich jak gwiazdy i galaktyki, grawitacja dominuje. Nadal występują interakcje elektromagnetyczne, ale są one przytłoczone siłą grawitacyjną; W pewnym sensie fizyka elektromagnetyczna jest „zagłuszana”.

Przy wyjątkowo małych skalach, takich jak w jądrze pojedynczego atomu, dominuje silna siła jądrowa. Jest to siła odpowiedzialna za utrzymanie protonów w jądrze, mimo że siła elektromagnetyczna ma tendencję do ich rozdzielenia. To pozostawia skalę pośredniego, która jest w dużej mierze zdominowana przez fizykę elektromagnetyczną.

Chociaż siła elektromagnetyczna oddziałuje z każdą naładowaną cząsteczką indywidualnie, jest ona wspólnie odpowiedzialna za większe interakcje. Kiedy eleCTrons jednego atomu mieszają się z elektronami drugiego, może tworzyć się cząsteczka. Cząsteczki mogą być bardziej stabilne niż niektóre indywidualne atomy. Ponadto cząsteczki mogą oddziaływać ze sobą w procesie zasadniczo rządzonym przez fizykę elektromagnetyczną. Te wymiany molekularne są podstawą chemii.

Ostatnie rozwój fizyki sugerują, że siła elektromagnetyczna może być powiązana z innymi siłami podstawowymi. Słaba siła nuklearna, która jest odpowiedzialna za rozkład radioaktywny, wydaje się być bardzo różny od siły elektromagnetycznej w codziennych okolicznościach. Jednak w wyjątkowo wysokich temperaturach dwie odrębne siły wydają się łączyć w tak zwaną siłę elektryczną. Ponadto siły elektromagnetyczne i grawitacyjne wydają się zmieniać przestrzeń w ten sam sposób. Możliwość powiązania wszystkich sił podstawowych, które zostały spopularyzowane przez brytyjskiego fizyka Stephena Hawkinga i innych, nazywa się teorią Everytzawiódł.