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カテゴリ 物理学

電磁気学（でんじきがく、（英: electromagnetism[1][2][3][4]）は、物理学の分野の1つであり、基本相互作用のひとつである電磁相互作用に関する現象を扱う学問である。[1][2][3][4]工学分野では、電気磁気学と呼ばれることもある。[5]電磁気学の基礎は、19世紀にスコットランドの科学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルが導き出した、マクスウェルの方程式によって定式化された。マクスウェルの方程式は、「物理学における2番目の大きな統一」と呼ばれる。[6]本稿では学問としての電磁気学全般について述べるにとどめ、より詳細な理論については古典電磁気学、歴史については電磁気学の年表に譲る。
電磁気学の概要

電磁気学は、電磁的現象を考察の対象とする。電磁的現象としては、

磁石が鉄を引き寄せる事

摩擦した琥珀が軽い物体を引き寄せる事

雷や稲妻

などが古来から知られている。[7][8]@media screen{.mw-parser-output .fix-domain{border-bottom:dashed 1px}}現在では身の周りの殆ど全ての現象が電磁的現象として理解できる事が知られている[要出典]。

電磁気学は、これらの電磁的現象を電荷と電磁場の相互作用として説明する理論体系である。[1][2][3][4]電荷は物質に固有の物理量であり、物質と電磁場との結び付きの強さを表す量である[要出典]。また、電磁場は時空の各点が持っている物理量であり[独自研究?]、物質間の電気的作用と磁気的作用を媒介する。

電磁場としては、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルの組、もしくは電場と磁場の組を考える。特にこれらの組を区別したい場合には前者を電磁ポテンシャル、後者を電磁場と呼ぶことがある。また、電場・磁場は直接的観測が可能であるが電磁ポテンシャルは観測によって一意に定めることができない。しかし、電場・磁場では説明できないが電磁ポテンシャルでは記述できる現象が存在する（アハラノフ＝ボーム効果など）ので、電磁ポテンシャルの方が本質的な物理量であると考えられている[要出典]。

電磁場は電荷を帯びた物体に力を及ぼす。この力をローレンツ力という。逆に、荷電粒子の存在は電磁場に影響を与える。電磁場の振る舞い、及び電荷・電流が電磁場に与える影響はマクスウェルの方程式で記述される。[9][10]このローレンツ力とマクスウェル方程式は、電磁気学における最も基礎的な法則である。

マクスウェル方程式の解の1つとして、電磁場の波動である電磁波が得られる。電磁波は、波長や発生機構によって呼び名が変わる。[11]電気通信などに用いられる波長の長い電磁波は電波、それより波長が短くなると光（赤外線、可視光線、紫外線）、更に波長が短い電磁波は、X線、[12]ガンマ線などと呼ばれる。[13]
歴史「電磁気学の年表」を参照
電磁気学関連のSI単位

国際単位系（SI）の電磁気の単位名称記号次元組立物理量
アンペア（SI基本単位）AIA電流
クーロンCT IA·s電荷（電気量）
ボルトVL2 T−3 M I−1J/C = kg·m2·s−3·A−1電圧・電位
オームΩL2 T−3 M I−2V/A = kg·m2·s−3·A−2電気抵抗・インピーダンス・リアクタンス
オーム・メートルΩ·mL3 T−3 M I−2kg·m3·s−3·A−2電気抵抗率
ワットWL2 T−3 MV·A = kg·m2·s−3電力・放射束
ファラドFL−2 T4 M−1 I2C/V = kg−1·m−2·A2·s4静電容量
ファラド毎メートルF/mL−3 T4 I2 M−1kg−1·m−3·A2·s4誘電率
毎ファラド（ダラフ）F−1L2 T−4 M I−2V/C = kg1·m2·A−2·s−4エラスタンス
ボルト毎メートルV/mL T−3 M I−1kg·m·s−3·A−1電場（電界）の強さ
クーロン毎平方メートルC/m2L−2 T IC/m2= m−2·A·s電束密度
ジーメンスSL−2 T3 M−1 I2Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2コンダクタンス・アドミタンス・サセプタンス
ジーメンス毎メートルS/mL−3 T3 M−1 I2kg−1·m−3·s3·A2電気伝導率（電気伝導度・導電率）
ウェーバWbL2 T−2 M I−1V·s = J/A = kg·m2·s−2·A−1磁束
テスラTT−2 M I−1Wb/m2 = kg·s−2·A−1磁束密度
アンペア回数AIA起磁力
アンペア毎メートルA/mL−1 Im−1·A磁場（磁界）の強さ
アンペア毎ウェーバA/WbL−2 T2 M−1 I2kg−1·m−2·s2·A2磁気抵抗（リラクタンス、英: reluctance）
ヘンリーHL2 T−2 M I−2Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2インダクタンス・パーミアンス
ヘンリー毎メートルH/mL T−2 M I−2kg·m·s−2·A−2透磁率