Электромагнитное поле

Электромагни́тное по́ле, особая форма материи, которая осуществляет взаимодействие частиц, имеющих электрический заряд. Электромагнитное поле характеризуется вектором напряжённости электрического поля ${\displaystyle {\boldsymbol {E}}}$ и вектором магнитной индукции ${\displaystyle {\boldsymbol {B}}}$. В среде электромагнитное поле дополнительно характеризуется вектором электрической индукции ${\displaystyle {\boldsymbol {D}}}$ и вектором напряжённости магнитного поля ${\displaystyle {\boldsymbol {H}}}$. На частицу с электрическим зарядом ${\displaystyle q}$ электромагнитное поле действует с силой Лоренца ${\displaystyle {\boldsymbol {F}}=q{\boldsymbol {E}}+q{\boldsymbol {v}}\times {\boldsymbol {B}}}$, где ${\displaystyle v}$ – скорость частицы. Также электромагнитное поле можно описать, используя скалярный потенциал ${\displaystyle \phi }$ и векторный потенциал ${\displaystyle {\boldsymbol {A}}}$, так что ${\displaystyle {\boldsymbol {E}}=-{\text{grad}}\phi -{\frac {\partial {\boldsymbol {A}}}{\partial t}},\quad {\boldsymbol {B}}={\text{rot}}{\boldsymbol {A}}}$ (см. статью Потенциалы электромагнитного поля). Электрическое и магнитное поля зависят от выбора системы отсчёта и изменяются при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой в соответствии с преобразованиями Лоренца. Электромагнитное поле порождается движущимися и неподвижными электрическими зарядами, а также переменными электрическим и магнитным полями. Электромагнитное поле может распространяться в пространстве в виде электромагнитных волн. Свойства электромагнитного поля изучает классическая электродинамика, в которой электромагнитное поле описывается уравнениями Максвелла. Электромагнитное поле обладает энергией, объёмная плотность которой равна

${\displaystyle \omega =(1/2)({\boldsymbol {E}}{\boldsymbol {D}}+{\boldsymbol {B}}{\boldsymbol {H}})}$.

Квантовые свойства электромагнитного поля изучает квантовая электродинамика.