Електромагн?тне поле
? об'?днанням	див. список: d
Електромагн?тне поле у В?к?сховищ?

Електромагн?тне поле (також ЕМ-поле або ЕМП ) ? це класичне (тобто неквантове) поле, створене рухомими електричними зарядами .  

Це поле, яке опису?ться класичною електродинам?кою (класична теор?я поля), ? ? класичним аналогом квантованого тензора електромагн?тного поля в квантов?й електродинам?ц? (квантова теор?я поля). Електромагн?тне поле поширю?ться з? швидк?стю св?тла (насправд? це поле можна ?дентиф?кувати як св?тло) ? вза?мод?? ?з зарядами та струмами. Його квантовий аналог ? одн??ю з чотирьох фундаментальних сил природи (?нш? ? грав?тац?я , слабка вза?мод?я та сильна вза?мод?я ).

Поле можна розглядати як комб?нац?ю електричного та магн?тного пол?в . Електричне поле створю?ться нерухомими зарядами, а магн?тне ? рухомими (електричними струмами); ц? два часто описуються як джерела поля. Спос?б вза?мод?? заряд?в ? струм?в з електромагн?тним полем опису?ться р?вняннями Максвелла (де також опису?ться, як зм?нне в час? поле може створювати ?нш? поля, ? поясню?ться, чому електромагн?тне випром?нювання не потребу? жодного середовища для поширення) ? законом сили Лоренца .

З класично? точки зору в ?стор?? електромагнетизму, електромагн?тне поле можна розглядати як плавне, безперервне поле, що поширю?ться хвилепод?бно. Навпаки, з точки зору квантово? теор?? поля це поле розгляда?ться як квантоване; це означа?, що в?льне квантове поле (тобто невза?мод?юче поле) може бути виражене як сума Фур'? оператор?в створення та знищення в простор? енерг??-?мпульсу, тод? як ефекти вза?мод?ючого квантового поля можуть бути проанал?зован? в теор?? збурень через S-матрицю з допомога ц?лого ряду математичних прийом?в, таких як ряд Дайсона, теорема В?ка, кореляц?йн? функц??, оператори еволюц?? в час?, д?аграми Фейнмана тощо. Зверн?ть увагу, що квантоване поле все ще ? просторово безперервним; однак його енергетичн? стани ? дискретними; Його значення енерг?? повинн? бути ц?лими кратними, дискретн? кванти енерг??, як? називаються фотонами, створен? операторами створення квантового поля . Загалом частотаквантованого поля може бути будь-яким значенням вище нуля, ? тому значення кванта енерг?? (фотона) може бути будь-яким значенням вище нуля або нав?ть безперервно зм?нюватися в час?.

Електромагн?тне поле характеризу?ться векторними величинами напружен?стю електричного поля ${\displaystyle \mathbf {E} }$, вектором електрично? ?ндукц?? ${\displaystyle \mathbf {D} }$, вектором магн?тно? ?ндукц?? ${\displaystyle \mathbf {B} }$ й напружен?стю магн?тного поля ${\displaystyle \mathbf {H} }$.

У вакуум? ^[1]

${\displaystyle \mathbf {D} =\mathbf {E} }$,

${\displaystyle \mathbf {B} =\mathbf {H} }$.

У середовищ? ц? сп?вв?дношення несправедлив? через процеси поляризац?? та намагн?чування. В загальному випадку

${\displaystyle \mathbf {D} =\mathbf {E} +4\pi \mathbf {P} }$,

${\displaystyle \mathbf {B} =\mathbf {H} +4\pi \mathbf {I} }$,

де ${\displaystyle \mathbf {P} }$ ? вектор поляризац?? , а ${\displaystyle \mathbf {I} }$ ? вектор намагн?ченост? .

Конкретний зв'язок м?ж цими величинами визнача?ться ф?зичними процесами, як? в?дбува?ться в середовищ? й опису?ться формулами, як? називаються матер?альними сп?вв?дношеннями .

Наприклад для однор?дних ?зотропних середовищ при слабких полях ? без врахування зап?знення й просторово? дисперс?? матер?альн? сп?вв?дношення записуються:

${\displaystyle \mathbf {D} =\varepsilon \mathbf {E} }$,

${\displaystyle \mathbf {B} =\mu \mathbf {H} }$,

де ε ? д?електрична проникн?сть середовища, μ ? магн?тна проникн?сть середовища.

У теор?? в?дносност? електромагн?тне поле опису?ться 4-тензором електромагн?тного поля .

Електромагн?тне поле створю?ться зарядами . Непорушн? заряди створюють електричне поле, рухом? заряди ? електричне й магн?тне поле.

Необх?дно зауважити, що магн?тне поле пост?йних магн?т?в створю?ться узгодженим рухом електрон?в у атомах, тобто м?кроскоп?чними електричними струмами.

Електромагн?тне поле, яке породжу?ться зарядами й струмами, д?? на заряди й струми в ф?зичних т?лах.

Сила, з якою електромагн?тне поле д?? на заряджену частку назива?ться силою Лоренца .

Електромагн?тне поле вза?мод?? також через свою магн?тну складову з? сп?нами часток.

Електромагн?тне поле може виконувати роботу з перем?щення заряд?в й обертання магн?тних момент?в, а отже ма? потенц?альну енерг?ю. Енерг?я електромагн?тного поля W визнача?ться формулою

${\displaystyle W={\frac {1}{8\pi }}\int (\mathbf {E} \cdot \mathbf {D} +\mathbf {B} \cdot \mathbf {H} )dV}$,

де ?нтегрування проводиться по всьому простору.

Зм?на енерг?? електромагн?тного поля з часом п?дпорядкову?ться р?внянню неперервност?

${\displaystyle {\frac {dW}{dt}}+{\text{div}}\,\mathbf {S} =0}$,

де ${\displaystyle \mathbf {S} }$ ? вектор Пойнт?нга , що опису? пот?к електромагн?тного поля.

Електромагн?тне поле створене зарядами розповсюджу?ться в простор? у вигляд? електромагн?тних хвиль .

Таким чином вза?мод?я заряджених т?л не ? митт?вою. Зм?на положення одного заряду виклика? зм?ну сили, з якою в?н д?? на ?нший заряд, лише через пром?жок часу, потр?бний для того, щоб електромагн?тна хвиля подолала в?ддаль м?ж зарядами. Електромагн?тн? хвил? розповсюджуються з? швидк?стю св?тла .

Нос?ями електромагн?тного поля ? фотони  ? елементарн? частки ?з нульовою масою спокою.

Електромагн?тн? хвил? випром?нюються й поглинаються квантами ?з енерг??ю ${\displaystyle \hbar \omega }$.

• ?нвар?анти електромагн?тного поля
• Апарат з вихровим шаром феромагн?тних елемент?в

• Сугаков В. Й. Електродинам?ка. ? К.  : Вища школа, 1974. ? 271 с.
• Федорченко А. М. Класична механ?ка ? електродинам?ка // Теоретична ф?зика. ? К.  : Вища школа, 1992. ? Т. 1. ? 535 с.
• Сивухин Д. В. Электричество // Общий курс физики. ? М.  : Физматлит, 2006. ? Т. 3. ? 656 с.
• Тамм И. Е. Основы теории электричества. ? М.  : Наука, 1989. ? 500 с.

Це незавершена стаття з ф?зики . Ви можете допомогти про?кту, виправивши або дописавши ?? .