ฟิสิกส์แม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

ฟิสิกส์แม่เหล็กไฟฟ้าพยายามที่จะอธิบายทั้งปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าและปรากฏการณ์แม่เหล็ก ในขณะที่ความคิดเดิมที่จะแยกสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กได้รับการแสดงให้เห็นว่ามีความเกี่ยวข้อง ยกเว้นผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงแรงแม่เหล็กไฟฟ้าควบคุมการปฏิสัมพันธ์ทางธรรมชาติเกือบทั้งหมดที่สังเกตได้ด้วยตาเปล่า ไม่ว่าฟิสิกส์คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกี่ยวข้องกับสาขาฟิสิกส์อื่น ๆ หรือไม่เป็นหัวข้อของการวิจัยอย่างต่อเนื่อง

นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ James Clerk Maxwell แสดงให้เห็นในปี 1873 ว่าไฟฟ้าและแม่เหล็กเชื่อมโยงกัน เขาไม่เพียงแสดงให้เห็นว่าอนุภาคที่มีประจุมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร แต่ยังรวมถึงวิธีที่ประจุที่เคลื่อนที่สร้างสนามแม่เหล็กด้วย สมมติฐานของเขาได้รับการยืนยันอย่างกว้างขวางตั้งแต่การทดลอง ตั้งแต่นั้นมาฟิสิกส์แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นทฤษฎีเดียว มันเป็นตัวเป็นตนในชุดของสี่กฎหมายที่รู้จักกันในชื่อสมการของ Maxwell

มีพลังพื้นฐานอยู่สี่ประการในธรรมชาติ - แม่เหล็กไฟฟ้าแรงโน้มถ่วงแรงนิวเคลียร์และพลังนิวเคลียร์อ่อน แต่ละอันใช้กับระยะทางทั้งหมดในอวกาศ แต่เช่นเดียวกับสาขาวิทยาศาสตร์ทั้งหมดแรงแม่เหล็กไฟฟ้ามีช่วงที่มันมีอิทธิพล ในระดับที่มีขนาดใหญ่มากเช่นแรงโน้มถ่วงของดาวและกาแล็กซี่ ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้ายังคงเกิดขึ้น แต่มันถูกครอบงำด้วยแรงโน้มถ่วง ในแง่หนึ่งฟิสิกส์แม่เหล็กไฟฟ้าคือ“ จมน้ำตาย”

ในระดับขนาดเล็กมากเช่นภายในนิวเคลียสของอะตอมเดี่ยวแรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งจะครอบงำ มันเป็นแรงที่รับผิดชอบในการรักษาโปรตอนภายในนิวเคลียสแม้ว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะผลักมันออกจากกัน สิ่งนี้ทำให้ระดับกลางที่ครอบงำโดยฟิสิกส์แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่

แม้ว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่มีประจุแต่ละอัน แต่ก็มีความรับผิดชอบร่วมกันสำหรับการโต้ตอบที่มีขนาดใหญ่กว่า เมื่ออิเล็กตรอนของอะตอมหนึ่งปะปนกับอิเล็กตรอนของอีกอะตอมจะเกิดเป็นโมเลกุล โมเลกุลจะมีความเสถียรมากกว่าอะตอมบางตัว นอกจากนี้โมเลกุลยังสามารถโต้ตอบซึ่งกันและกันในกระบวนการที่ควบคุมโดยฟิสิกส์แม่เหล็กไฟฟ้า การแลกเปลี่ยนโมเลกุลเหล่านี้เป็นพื้นฐานของเคมี

การพัฒนาล่าสุดในวิชาฟิสิกส์ได้เสนอว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้าอาจเกี่ยวข้องกับแรงพื้นฐานอื่น ๆ พลังนิวเคลียร์ที่อ่อนแอซึ่งรับผิดชอบการสลายกัมมันตภาพรังสีนั้นแตกต่างจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในทุกวัน ที่อุณหภูมิสูงมากอย่างไรก็ตามทั้งสองกองกำลังที่แตกต่างกันดูเหมือนจะรวมเข้าด้วยกันในสิ่งที่เรียกว่าแรงดูดไฟฟ้า นอกจากนี้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วงดูเหมือนจะแตกต่างกันไปในอวกาศในลักษณะเดียวกัน ความเป็นไปได้ที่กองกำลังพื้นฐานทั้งหมดเกี่ยวข้องกันซึ่งได้รับความนิยมจากนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษชื่อสตีเฟ่นฮอว์คิงและคนอื่น ๆ เรียกว่าทฤษฎีของทุกสิ่ง