Vad är elektromagnetisk teori?
Einsteins teori om speciell relativitet beskriver magnetism som biprodukten av elektrisk kraft.Därför kan dessa två krafter betraktas som olika aspekter av en mer grundläggande kraft, som fysiker kallar elektromagnetism.Elektromagnetisk teori beskriver en samling sammankopplade vetenskapliga påståenden som används för att svara på frågor om denna kraft.
Fysiker använder fält som abstraktioner för att beskriva hur ett system påverkar omgivningen.Det elektriska fältet för ett laddat objekt representerar kraften som det skulle utöva på en laddad partikel.Fältet är starkare närmare objektet eftersom elektrostatisk kraft minskar när avståndet mellan två laddningar ökar.Magnetfält är på liknande sätt definierade, förutom att de beskriver kraften som utövas på en rörlig laddad partikel.
De mest grundläggande idéerna i elektromagnetisk teori är "ett föränderligt elektriskt fält genererar ett magnetfält" och "ett förändrat magnetfält genererar ett magnetfält."Dessa principer kvantifieras av Maxwells ekvationer, uppkallade efter James Clerk Maxwell, den skotska fysikern och matematikern vars arbete på 1800 -talet etablerade disciplinen genom att revolutionera hur fysiker blev ljus.Maxwells ekvationer kastade också tidigare kända relationer mdash;Coulombs lag och Biot-Savart Law Mdash;in i fältens språk.
En laddad partikel genererar ett magnetfält när det rör sig, men magnetfältet är vinkelrätt mot partikelns rörelse.Dessutom har effekten som detta magnetfält på en andra rörlig laddning är vinkelrätt mot både fältet och rörelsen för den andra laddningen.Dessa två fakta orsakar till och med grundläggande problem i elektromagnetism att kräva komplex, tredimensionell resonemang.Historiskt sett är utvecklingen av vektorer inom matematik och vetenskap skyldig mycket av dess framsteg till fysikernas arbete som försöker abstrahera och förenkla användningen av elektromagnetisk teori.
Under 1800 -talet förändrade elektromagnetisk teori hur fysiker förstod lätt.Newton beskrev ljus i termer av partiklar som kallas korpusler, men Maxwell hävdade att det var manifestationen av elektriska och magnetfält som pressade varandra genom rymden.Enligt denna uppfattning är synligt ljus, röntgenstrålar, radar och många andra fenomen i sig, var och en en kombination av elektriska och magnetfält som varierar vid en annan frekvens.Forskare kallar kontinuumet för alla sådana vågor det elektromagnetiska spektrumet.
Framgången för elektromagnetisk teori ledde till kollaps av resten av Newtonian fysik under 1900 -talet.Einstein insåg att Maxwells teori krävde utrymme och tid till beroende av varandra, olika koordinater för en fyrdimensionell rymdtid.Dessutom visade Einsteins relativitetsteori att rymden var krökt och tidens gång mätte av en observatör skilde sig från den som mättes av en annan.Dessa upptäckter var alla grundligt oförenliga med Newtons rörelseori.Således har studien av elektromagnetism direkt eller indirekt förändrat hur fysiker förstår elektricitet, magnetism, ljus, rymd, tid och tyngdkraft.