Электромагнетизм — это теория, объясняющая тесную взаимосвязь между электрическим и магнитным полями. Изменения в электрическом поле вызывают изменения в соответствующем магнитном поле, которые затем вызывают изменения в электрическом поле, и так далее.
Когда мы видим в экспериментах, как объекты толкают или притягивают друг друга, мы видим только две силы, отвечающие за эти действия вокруг нас, помимо гравитации. Это электрические и магнитные силы. Электрическая сила заставляет волосы прилипать к сухой расчёске. Электрическая сила кажется очень слабой, когда она упомянутым способом поднимает волосы, но на очень малых расстояниях она становится довольно сильной. Если вы попытаетесь сломать железный пруток рукой, вы не сможете этого проделать, потому что железо (и все похожие материалы) удерживаются электрическими силами, которые мы называем «химическими связями».
Определённые колебания называются электромагнитными волнами, и они распространяются со скоростью света. В зависимости от частоты колебаний электронов, создающих поле, эти электромагнитные волны имеют разные названия. Вот их названия в порядке увеличения частоты, в циклах в секунду или в герцах:
- радиоволны;
- микроволны;
- инфракрасное излучение;
- видимый свет;
- ультрафиолетовое излучение;
- рентгеновские лучи;
- гамма-лучи или космические волны.
Концепция электромагнетизма связывает два кажущихся разными, но родственных мира — магнетизм и электричество. Всё это началось с эксперимента Эрстеда (1820), когда он увидел, что компас, помещённый рядом с проводником с током, не показывает обычных направлений север-юг (за исключением случаев, когда он принудительно размещён в таком положении), а показывает какое-то другое направление, предсказуемое некоторыми правилами.
Это означало, что существует магнитное поле, создаваемое электрическим током. Затем стало понятно, что это свойство проявляется любым движущимся зарядом. Позже Джеймс Максвелл (1831 - 1879) подумал, что если электрическое поле может создавать магнитное поле, то почему бы магнитное поле не могло создавать электрическое поле? Что и привело к одному из величайших открытий всех времён — электромагнетизму.
Суть электромагнетизма в том, что есть некоторые вещи, которые могут перемещать предметы на некоторое расстояние предсказуемым образом. Обнаруженные электрическая и магнитная силы, которые в конечном итоге оказались «одним и тем же», и сформировали теорию электромагнетизма, которая в науке описывается уравнениями Максвелла.
Затем в квантовой механике мы обнаружили, что электромагнетизм — это способ описать, как заряженная частица испускает и поглощает фотоны, изменяя своё поведение.
Вселенная состоит из нескольких «универсальных полей». Это объекты, которые существуют в каждой точке во всём пространстве. Одно из таких полей — электромагнитное поле. Его наиболее важным свойством является то, что оно оказывает воздействие, называемое «электромагнитными силами», на каждый электрически заряженный объект во Вселенной — например, на такие объекты, как электроны и протоны. Затем, эти заряженные объекты создают собственные электромагнитные поля, через которые они взаимодействуют друг с другом.
Фундаментальные или базовые физические понятия могут быть довольно сложны для истинного понимания, несмотря на их кажущуюся простоту при первом приближении. Лауреат Нобелевской премии по физике 1965 года Ричард Фейнман (1918 - 1988) в своё время говорил в одном из интервью примерно следующее.
«Я не могу объяснить эту силу с точки зрения чего-то ещё, что вам знакомо. Например, если бы я сказал, что магниты притягиваются так, как если бы они были соединены резиновыми лентами, я бы вас обманул. Потому что они не связаны между собой резиновыми лентами...
И наоборот, если бы вы спросили меня, почему резиновые ленты имеют тенденцию стягиваться после растяжения, и я бы в конечном итоге объяснил это с точки зрения электрических сил (которые я выше пытался объяснить с помощью резинок) — я бы очень нехорошо сжульничал, как вы можете догадаться».