Vad är elektromagnetisk fysik?

Elektromagnetisk fysik försöker förklara både interaktionen mellan elektriskt laddade partiklar och magnetiska fenomen.Även om de ursprungligen var separata, har elektriska och magnetiska fält visat sig vara relaterade.Förutom gravitationseffekter styr den elektromagnetiska kraften nästan alla naturliga interaktioner som kan observeras för det blotta ögat.Huruvida elektromagnetisk fysik är i grunden relaterad till andra fysikområden är ett ämne för pågående forskning.

Den brittiska fysikern James Clerk Maxwell visade 1873 att el och magnetism var kopplade.Han demonstrerade inte bara hur laddade partiklar interagerar med varandra, utan också hur rörliga laddningar skapar magnetfält.Hans hypoteser har sedan dess bekräftats i stor utsträckning av experiment.Sedan dess har elektromagnetisk fysik tänkt på som en enda teori;Det är förkroppsligat i en uppsättning av fyra lagar som kallas Maxwells ekvationer.

Det finns fyra grundläggande krafter i naturen mdash;De elektromagnetiska, gravitationella, starka kärnkrafterna och svaga kärnkrafterna.Var och en gäller över alla avstånd i rymden, men liksom alla vetenskapsområden har den elektromagnetiska kraften ett intervall där den dominerar.På mycket stora skalor, till exempel med stjärnor och galaxer, dominerar tyngdkraften.Elektromagnetiska interaktioner förekommer fortfarande, men de är överväldigade av gravitationskraften;På ett sätt "drunknas elektromagnetisk fysik."

I extremt små skalor, såsom i kärnan i en enda atom, dominerar den starka kärnkraften.Det är den kraft som är ansvarig för att hålla protoner i kärnan, även om den elektromagnetiska kraften tenderar att skjuta dem isär.Detta lämnar en mellanliggande skala som till stor del domineras av elektromagnetisk fysik.

Även om den elektromagnetiska kraften interagerar med varje laddad partikel individuellt är den kollektivt ansvarig för större interaktioner.När elektroner av en atom blandas med elektronerna i en annan kan en molekyl bildas.Molekyler kan vara mer stabila än vissa individuella atomer.Vidare kan molekyler interagera med varandra i en process som grundläggande styrs av elektromagnetisk fysik.Dessa molekylära utbyten är grunden för kemi.

Den senaste utvecklingen inom fysik har föreslagit att den elektromagnetiska kraften kan vara relaterad till de andra grundläggande krafterna.Den svaga kärnkraften, som är ansvarig för radioaktivt förfall, verkar vara mycket annorlunda från den elektromagnetiska kraften under vardagliga omständigheter.Vid extremt höga temperaturer verkar emellertid de två distinkta krafterna smälta samman i det som kallas Electroweak -kraften.Dessutom verkar de elektromagnetiska och gravitationella krafterna variera i rymden på samma sätt.Möjligheten att alla grundläggande krafter är relaterade, som har populariserats av den brittiska fysikern Stephen Hawking och andra, kallas teorin om allt.