O que é teoria eletromagnética?
A teoria da relatividade especial de Einstein descreve o magnetismo como o subproduto da força elétrica. Portanto, essas duas forças podem ser consideradas facetas diferentes de uma força mais fundamental, que os físicos chamam de eletromagnetismo. A teoria eletromagnética descreve uma coleção de reivindicações científicas interconectadas usadas para responder a perguntas sobre essa força.
Os físicos usam campos como abstrações para descrever como um sistema afeta seus arredores. O campo elétrico de um objeto carregado representa a força que ele exerceria em uma partícula carregada. O campo é mais forte do objeto porque a força eletrostática diminui à medida que a distância entre duas cargas aumenta. Os campos magnéticos são definidos da mesma forma, exceto que eles descrevem a força exercida em uma partícula carregada em movimento. Esses princípios são quantificados por MaxwellAs equações, nomeadas para James Clerk Maxwell, o físico e matemático escocês cujo trabalho no século XIX estabeleceu a disciplina revolucionando como os físicos conceberam a luz. As equações de Maxwell também lançaram relacionamentos anteriormente conhecidos-a lei de Coulomb e a Lei Biot-Savart-na linguagem dos campos.
Uma partícula carregada gera um campo magnético à medida que se move, mas o campo magnético é perpendicular ao movimento da partícula. Além disso, o efeito que esse campo magnético tem em uma segunda carga móvel é perpendicular ao campo e ao movimento da segunda carga. Esses dois fatos fazem com que problemas básicos no eletromagnetismo requerem raciocínio tridimensional complexo. Historicamente, o desenvolvimento de vetores em matemática e ciência deve grande parte de seu progresso ao trabalho dos físicos tentando abstrair e simplificar o uso de eletromagnetteoria do IC.
No século XIX, a teoria eletromagnética mudou como os físicos entendiam a luz. Newton descreveu a luz em termos de partículas chamadas corpúsculos, mas Maxwell afirmou que era a manifestação de campos elétricos e magnéticos que se empurraram pelo espaço. De acordo com essa concepção, luz visível, raios-X, radar e muitos outros fenômenos são todos inerentemente semelhantes, cada uma de uma combinação de campos elétricos e magnéticos variando em uma frequência diferente. Os cientistas chamam o continuum de todas essas ondas de espectro eletromagnético.
O sucesso da teoria eletromagnética levou ao colapso do resto da física newtoniana no século XX. Einstein percebeu que a teoria de Maxwell exigia espaço e tempo para interdependentes e diferentes coordenadas de um espaço-tempo quadridimensional. Além disso, a teoria da relatividade de Einstein mostrou que o espaço foi curvado e a passagem do tempo medida por um observador diferiu da medida por outro. Essas descobertaseram todos completamente incompatíveis com a teoria do movimento de Newton. Assim, o estudo do eletromagnetismo, direta ou indiretamente, alterou como os físicos entendem eletricidade, magnetismo, luz, espaço, tempo e gravidade.