電場・磁場

電場・磁場とは、地球の磁場、雷、電気の使用などの現象によって発生する目に見えない力の線です。一方がなくても成り立つが、通常、磁界が発生すると電界が存在する。電磁気学は、電場と磁場を研究する物理学の一部である。

電場

荷電粒子の周囲は電場と呼ばれ、この電場は他の荷電粒子に力を及ぼす。電場は量と方向の両方を持つので、ベクトル量である。単位はニュートン・パー・クーロン（N/C）。任意の点での電場の大きさが1C正電荷に及ぼす力であり、その点での力の方向が電場の方向を決定する。移動する荷電粒子の周辺領域には電場が存在すると言う。電荷を持たない粒子は電界を発生させない。一様な電場が存在する場合、荷電粒子は電場の方向に一様に移動するが、中性の粒子は移動しない。

磁場

電気を帯びて動く粒子は、電場だけでなく磁場にも包まれている。両者は別個の存在でありながら、互いに密接に関係しているのです。このため、「電磁気学」という学問分野が生まれた。電界のある電荷が動くと、電流が発生する。電流がある限り、磁場は存在すると考えることができる。磁界と呼ばれる、別々ではあるが関連性のある2つの磁場が存在する。電場と同様に磁場もベクトル量である。移動する荷電粒子に対する磁場の力は、ローレンツ力で表される。

電場と磁場の関係は、マクスウェルの方程式で表される。マクスウェルは、電場と磁場を説明する方程式を考案した物理学者である。

電場と磁場は互いに直角に振動している。静電容量方式など、磁場がなくても電場を発生させることは可能である。同様に、永久磁石のように電界がなくても磁界を発生させることが可能である。