elektromagnetismista

Elektromagnetismi on fysiikan osa-alue, joka tutkii sähköisten ja magneettisten ilmiöiden sekä niiden välisiä vuorovaikutuksia. Se kattaa sekä staattiset että ajassa vaihtelevat ja aaltoilevat ilmiöt.

Kansainväliset käänteet ovat olleet merkittäviä: Ørstedin havainto, Faradan induktiolaki ja Ampèren laki johtivat ymmärrykseen sähkö- ja magneettisista ilmiöistä. 1860-luvulla James Clerk Maxwell esitti yhtälöt, jotka yhdistävät sähköisen ja magneettisen ilmiön ja osoittavat valon kuuluvan sähkömagneettiseen säteilyyn.

Tärkeimmät käsitteet ovat sähköinen kenttä ja magneettinen kenttä sekä niiden vuorovaikutus. Maxwellin yhtälöt koostuvat Gaussin laeista, Faradayn induktiolaki, Ampèren laki sekä niiden laajennus, Maxwellin yhtälöt. Ne määrittelevät, miten kentät muuttuvat ja vaikuttavat toisiinsa. Ne osoittavat, että sähkö ja magnetismi muodostavat yhden ilmiön, ja että tyhjiössä voi kulkea sähkömagneettisia aaltoja.

Säteily ja kvantti: näkyvä valo sekä muu elektromagneettinen säteily ovat elektromagneettista säteilyä. EM-säteily etenee tyhjiössä noin 299 792 kilometriä sekunnissa. Ilmiöihin liittyy myös kvanttiulottuvuus: fotoni on säteilyn kvantti ja energian E = hf sekä momentumi p = h/λ.

Sovellukset: sähköverkot, moottorit ja generaattorit, radiolähetin- ja viestintätekniikka, televisio, mikroaaltouunit sekä lääketieteellinen kuvantaminen kuten MRI. Elektromagnetismi on perusta monille nykyaikaisille laitteille ja infrastruktuurille.

Se on keskeinen osa fysiikan teoriaa, ja sen yhteys relativityyn sekä kvanttimekaniikkaan auttaa ymmärtämään sekä makro- että mikromaailman ilmiöitä.