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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。