什么是電磁理論(Electromagnetic Theory)？

愛因斯坦的狹義相對論將磁性描述為電力的副產品。因此，這兩種力可以被視為更基本力的不同方面，物理學家用電磁理論來描述電磁力的理論周圍環境。帶電物體的電場表示它對帶電粒子所施加的力。由于靜電力隨兩電荷之間距離...

愛因斯坦的狹義相對論將磁性描述為電力的副產品。因此，這兩種力可以被視為更基本力的不同方面，物理學家用電磁理論來描述電磁力的理論周圍環境。帶電物體的電場表示它對帶電粒子所施加的力。由于靜電力隨兩電荷之間距離的增加而減小，所以離物體越近，電場就越強。磁場的定義與此類似，只是它們描述的是施加在移動電荷上的力粒子。

愛因斯坦意識到，如果麥克斯韋是正確的，那么空間和時間必須是相互依存的。電磁場理論中最基本的概念是"變化的電場產生磁場"和"變化的磁場產生電場"。這些原理通過麥克斯韋方程量化，以詹姆斯·克拉克·麥克斯韋命名，麥克斯韋蘇格蘭物理學家和數學家，他在19世紀的工作徹底改變了物理學家對光的概念，從而確立了這一學科。麥克斯韋方程組也將先前已知的庫侖定律和畢奧-薩伐爾定律應用到場語言中。帶電粒子產生磁場運動，但磁場是垂直于粒子的運動的。此外，磁場對第二個運動電荷的影響是垂直于第二個電荷的磁場和運動的這兩個事實甚至導致電磁學中的基本問題需要復雜的三維推理。從歷史上看，數學和科學中矢量的發展很大程度上歸功于物理學家們試圖抽象和簡化電磁理論的使用。在19世紀，電磁理論改變了物理學家對光的理解。牛頓曾用微粒子來描述光，但麥克斯韋聲稱，這是電場和磁場在空間中相互推動的表現。根據這個概念，可見光、X射線、雷達，很多其他的現象本質上都是相似的，每一種都是不同頻率的電場和磁場的組合。科學家稱所有這些波的連續統稱為電磁頻譜。電磁理論的成功導致了牛頓物理學在20世紀的崩潰。愛因斯坦意識到麥克斯韋的理論需要時間和空間四維時空相互依存、不同的坐標。此外，愛因斯坦的相對論表明，空間是彎曲的，由一個觀察者測量的時間流逝與另一個觀察者所測量的時間推移不同。這些發現都與牛頓的運動論完全不相容。因此，電磁學的研究直接或間接地改變了物理學家對電、磁、光、空間、時間和重力的理解方式。

可見光、X射線、雷達等都是本質上相似的，科學家稱所有這些波的連續統稱為電磁頻譜。