Lý thuyết điện từ là gì?

Lý thuyết về thuyết tương đối đặc biệt của Einstein mô tả từ tính là sản phẩm phụ của lực điện.Do đó, hai lực lượng này có thể được coi là các khía cạnh khác nhau của một lực lượng cơ bản hơn, mà các nhà vật lý gọi là điện từ.Lý thuyết điện từ mô tả một tập hợp các tuyên bố khoa học được kết nối với nhau được sử dụng để trả lời các câu hỏi về lực lượng này.Điện trường của một vật sạc đại diện cho lực mà nó sẽ tác dụng lên một hạt tích điện.Trường mạnh hơn gần với vật thể hơn vì lực tĩnh điện giảm khi khoảng cách giữa hai điện tích tăng.Các từ trường được xác định tương tự, ngoại trừ chúng mô tả lực tác dụng lên một hạt tích điện di chuyển. Các ý tưởng cơ bản nhất trong lý thuyết điện từ là một trường điện thay đổi tạo ra từ trường và từ trường thay đổi tạo ra từ trường.Những nguyên tắc này được định lượng bởi các phương trình Maxwell, được đặt theo tên của James Clerk Maxwell, nhà vật lý và nhà toán học người Scotland, người có tác phẩm trong thế kỷ 19 đã thiết lập kỷ luật bằng cách cách mạng hóa cách các nhà vật lý quan niệm về ánh sáng.Các phương trình Maxwell cũng đưa ra các mối quan hệ đã biết trước đây mdash;Luật Coulomb và Luật Biot-Savart Mdash;vào ngôn ngữ của các trường. Một hạt tích điện tạo ra từ trường khi nó di chuyển, nhưng từ trường vuông góc với chuyển động của hạt.Hơn nữa, hiệu ứng từ trường này đối với điện tích di chuyển thứ hai là vuông góc với cả trường và chuyển động của điện tích thứ hai.Hai sự thật này gây ra các vấn đề cơ bản ngay cả trong điện từ để yêu cầu lý luận ba chiều phức tạp.Trong lịch sử, sự phát triển của các vectơ trong toán học và khoa học nợ nhiều tiến bộ của nó đối với công việc của các nhà vật lý cố gắng trừu tượng hóa và đơn giản hóa việc sử dụng lý thuyết điện từ.Trong thế kỷ 19, lý thuyết điện từ đã thay đổi cách các nhà vật lý hiểu ánh sáng.Newton đã mô tả ánh sáng về các hạt gọi là corpuscle, nhưng Maxwell tuyên bố đó là biểu hiện của các điện trường và từ tính đẩy nhau qua không gian.Theo quan niệm này, ánh sáng có thể nhìn thấy, tia X, radar và nhiều hiện tượng khác đều giống nhau, mỗi kết hợp của điện trường và từ trường khác nhau ở một tần số khác nhau.Các nhà khoa học gọi sự liên tục của tất cả các sóng như vậy, phổ điện từ. Thành công của lý thuyết điện từ đã dẫn đến sự sụp đổ của phần còn lại của vật lý Newton trong thế kỷ 20.Einstein nhận ra rằng lý thuyết Maxwell, yêu cầu không gian và thời gian để phụ thuộc lẫn nhau, các tọa độ khác nhau của một không gian bốn chiều.Hơn nữa, lý thuyết tương đối của Einstein Einstein cho thấy không gian bị cong và thời gian trôi qua được đo bởi một người quan sát khác với giá trị khác.Những khám phá này đều hoàn toàn không tương thích với lý thuyết chuyển động của Newton.Do đó, nghiên cứu về điện từ có, trực tiếp hoặc gián tiếp, đã thay đổi cách các nhà vật lý hiểu điện, từ tính, ánh sáng, không gian, thời gian và trọng lực.