3.6.1.2 Електромагнетизм

За величиною електричні сили набагато перевершують гравітаційні, тому, на відміну від слабкої гравітаційної взаємодії, електричні сили, що діють між тілами звичайних розмірів, можна легко спостерігати. Електромагнетизм відомий людям, з незапам'ятних часів (полярні сяйва, спалахи блискавки й ін.).

Протягом тривалого часу електричні н магнітні процеси вивчалися незалежно одні від інших. Як ми вже знаємо, вирішальний крок у пізнанні електромагнетизму зробив у середині XIX ст. Дж. К. Максвелл, який об'єднав електрику й магнетизм у єдину теорію електромагнетизму - першу єдину теорію поля.

Існування електрона (одиниці електричного заряду) було доведене в 90-і pp. XIX ст. Але не всі матеріальні частинки є носіями електричного заряду. Електрично нейтральними є, наприклад, фотон і нейтрино. У ньому відмінність електрики від гравітації. Усі матеріальні частинки створюють гравітаційне поле, тоді як електромагнітне поле пов'язане тільки із зарядженими частинками.

Тривалий час загадкою була і сама природа магнетизму. Як і електричні заряди, однойменні магнітні,полюси відштовхуються, а різнойменні — притягаються. На відміну від електричних зарядів, магнітні полюси зустрічаються не порізно, а тільки парами — північний полюс і південний. Добре відомо, що у звичайному магнітному стрижні один кінець діє як північний полюс, а інший — як південний. Ще з найдавніших часів робилися спроби одержати за допомогою поділу магніту лише один ізольований магнітний полюс — монополь. Але всі вони закінчувалися невдачею: при розрізанні виникали два нових магніти, кожний з який мав і північний, і південний полюси. Можливо, існування ізольованих магнітних полюсів у природі виключено? Однозначної відповіді на це питання поки що не існує. Деякі сучасні теорії допускають можливість існування монополя.

Електрична й магнітна сили (як і гравітація) є дальнодіючими, їхня дія відчутна на великих відстанях від джерела. Електромагнітна взаємодія виявляється на всіх рівнях матерії - у мегасвіті, макросвіті і мікросвіті. Як і гравітація, вона підпорядковується закону обернених квадратів.

Електромагнітне поле Землі простягається далеко в космічний простір, могутнє поле Сонця заповнює всю Сонячну систему; існують і галактичні електромагнітні поля. Електромагнітна взаємодія визначає також структуру атомів і відповідає за переважну більшість фізичних і хімічних явищ і процесів (за винятком ядерних). До неї зводяться всі звичайні сили: сили пружності, тертя, поверхневого натягу, вона визначає агрегатні стани речовини, оптичні явища й ін.