Lelettrodinamica

Lelettrodinamica, o elettrodinamica, è la branca della fisica che descrive le interazioni tra cariche e correnti tramite campi elettrici e magnetici. Si fonda sulle equazioni di Maxwell, che collegano elettricità, magnetismo e ottica: le leggi di Gauss per E e per B, la legge di Faraday dell’induzione e la legge di Ampère-Maxwell. In relatività speciale i campi si esprimono in forma covariante, e le potenziali scalare e vettoriale permettono di descrivere E e B in modo compatibile con la struttura spazio-temporale; le particelle soggette a carica si muovono secondo la forza di Lorentz.

Nell’elettrodinamica classica l’energia e lo slancio dei campi sono descritti dal teorema di Poynting; le onde elettromagnetiche si propagano nel vuoto con velocità c e spiegano la luce, le telecomunicazioni e l’illuminazione. Le onde possono riflettersi, rifrangersi e interferire, e la loro descrizione si estende ai mezzi materiali tramite permittività e permeabilità.

In fisica teorica, l’elettrodinamica quantistica (QED) descrive le interazioni tra cariche e fotoni come processi quantistici di scambio di particelle. È una delle teorie più precise della scienza, confermata da esperimenti con grande accuratezza e formulata tramite diagrammi di Feynman e concetti di rinormalizzazione. Le applicazioni includono dispositivi elettronici, imaging medico, telecomunicazioni e acceleratori di particelle.