Vật lý điện từ là gì?

Vật lý điện từ tìm cách giải thích cả sự tương tác của các hạt tích điện và hiện tượng từ tính.Trong khi ban đầu được cho là riêng biệt, điện từ và từ trường đã được chứng minh là có liên quan.Ngoại trừ các hiệu ứng hấp dẫn, lực điện từ chi phối gần như tất cả các tương tác tự nhiên có thể quan sát được đối với mắt thường.Liệu vật lý điện từ có liên quan cơ bản đến các lĩnh vực vật lý khác hay không là một chủ đề của nghiên cứu đang diễn ra.Nhà vật lý người Anh James Clerk Maxwell cho thấy vào năm 1873 rằng điện và từ tính được liên kết.Ông đã chứng minh không chỉ cách các hạt tích điện tương tác với nhau, mà còn cả cách di chuyển điện tích tạo ra từ trường.Các giả thuyết của ông đã được xác nhận rộng rãi bởi thí nghiệm.Kể từ đó, vật lý điện từ đã được coi là một lý thuyết duy nhất;Nó được thể hiện trong một tập hợp bốn định luật được gọi là phương trình Maxwell. Có bốn lực lượng cơ bản trong tự nhiên mdash;Các lực lượng hạt nhân điện từ, hấp dẫn, hạt nhân mạnh và các lực hạt nhân yếu.Mỗi áp dụng trên tất cả các khoảng cách trong không gian, nhưng, giống như tất cả các lĩnh vực của khoa học, lực điện từ có một phạm vi mà nó thống trị.Trên quy mô rất lớn, chẳng hạn như với các ngôi sao và thiên hà, trọng lực chiếm ưu thế.Tương tác điện từ vẫn xảy ra, nhưng chúng bị choáng ngợp bởi lực hấp dẫn;Theo một nghĩa nào đó, vật lý điện từ là bị chết đuối.

Ở quy mô cực nhỏ, chẳng hạn như trong hạt nhân của một nguyên tử duy nhất, lực lượng hạt nhân mạnh thống trị.Đó là lực lượng chịu trách nhiệm giữ các proton bên trong hạt nhân, mặc dù lực điện từ có xu hướng đẩy chúng ra.Điều này để lại một thang đo trung gian bị chi phối phần lớn bởi vật lý điện từ. Mặc dù lực điện từ tương tác với mỗi hạt tích điện riêng lẻ, nhưng nó chịu trách nhiệm tập thể cho các tương tác lớn hơn.Khi các electron của một nguyên tử xen kẽ với các electron của khác, một phân tử có thể hình thành.Các phân tử có thể ổn định hơn một số nguyên tử riêng lẻ.Hơn nữa, các phân tử có thể tương tác với nhau trong một quá trình được điều chỉnh một cách cơ bản bởi vật lý điện từ.Những trao đổi phân tử này là cơ sở của hóa học.Những phát triển gần đây trong vật lý đã gợi ý rằng lực điện từ có thể liên quan đến các lực cơ bản khác.Lực lượng hạt nhân yếu, chịu trách nhiệm cho sự phân rã phóng xạ, dường như rất khác với lực điện từ trong hoàn cảnh hàng ngày.Tuy nhiên, ở nhiệt độ cực cao, hai lực khác biệt dường như hợp nhất với nhau trong cái được gọi là lực điện tử.Hơn nữa, các lực điện từ và lực hấp dẫn dường như khác nhau trong không gian theo cùng một cách.Khả năng tất cả các lực lượng cơ bản có liên quan, được phổ biến bởi nhà vật lý người Anh Stephen Hawking và những người khác, được gọi là lý thuyết của mọi thứ.