Die Elektrodynamik ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit elektrischen und magnetischen Feldern und Potentialen, sowie der Dynamik elektrisch geladener Objekte und den von ihnen hervorgerufenen elektromagnetischen Wellen beschäftigt. Die Elektrodynamik wurde von James Clerk Maxwell Ende des 19. Jahrhunderts formuliert.
Anfang des 20. Jahrhunderts stellte sich durch Arbeiten von Hendrik Antoon Lorentz, Henri Poincaré, Albert Einstein und Hermann Minkowski heraus, dass es sich bei der Elektrodynamik um eine relativistische Theorie handelt. Im Laufe der 1940er Jahre gelang es, die Quantenmechanik und Elektrodynamik zu kombinieren und eine Quantenfeldtheorie des Elektromagnetismus zu formulieren. Sie wird als Quantenelektrodynamik (QED) bezeichnet und ist die heute durch Experimente am genauesten überprüfte Theorie der Physik.
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Das Zusammenspiel von elektromagnetischen Feldern und elektrischen Ladungen wird grundlegend durch die mikroskopischen Maxwell-Gleichungen
und die Lorentz-Kraft
bestimmt.
Daraus ergeben sich mit Hilfe der Materialgleichungen der Elektrodynamik die makroskopischen Maxwell-Gleichungen. Diese sind Gleichungen für die effektiven Felder, die in Materie auftreten.
Weiter spielen (daraus ableitbar) eine wichtige Rolle:
, die besagt, dass die Ladung erhalten bleibt,Die Maxwell-Gleichungen besagen, dass das elektrische und das magnetische Feld die Ableitungen eines skalaren Potentials 
und eines Vektorpotentials 
sind. In der Lorenzeichung erfüllen diese Potentiale inhomogene Wellengleichungen
Die Elektrostatik ist der Spezialfall unbewegter elektrischer Ladungen und statischer (sich nicht mit der Zeit ändernder) elektrischer Felder. Sie kann aber in Grenzen auch verwendet werden, solange die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Ladungen und die Änderungen der Felder klein sind.
Die Magnetostatik beschäftigt sich mit dem Spezialfall konstanter Ströme in insgesamt ungeladenen Leitern und konstanter Magnetfelder. Sie kann aber ebenfalls für hinreichend langsam veränderliche Ströme und Magnetfelder verwendet werden.
Die Kombination aus beiden, Elektromagnetismus, könnte beschrieben werden als Elektrodynamik der nicht zu stark beschleunigten Ladungen. Die meisten Vorgänge in elektrischen Schaltkreisen (z. B. Spule, Kondensator, Transformator) lassen sich bereits auf dieser Ebene beschreiben. Ein stationäres elektrisches oder magnetisches Feld bleibt nahe seiner Quelle, wie zum Beispiel das Erdmagnetfeld. Ein sich veränderndes elektromagnetisches Feld kann sich jedoch von seinem Ursprung entfernen. Das Feld bildet eine elektromagnetische Welle im Zusammenspiel zwischen magnetischem und elektrischem Feld. Diese Abstrahlung elektromagnetischer Wellen wird in der Elektrostatik vernachlässigt. Die Beschreibung des elektromagnetischen Feldes beschränkt sich hier also auf das Nahfeld.
Elektromagnetische Wellen hingegen sind die einzige Form des elektromagnetischen Feldes, die auch unabhängig von einer Quelle existieren kann. Sie werden zwar von Quellen erzeugt, können aber nach ihrer Erzeugung unabhängig von der Quelle weiterexistieren. Da Licht sich als elektromagnetische Welle beschreiben lässt, ist auch die Optik letztlich ein Spezialfall der Elektrodynamik.
Im Gegensatz zur klassischen Mechanik ist die Elektrodynamik nicht galilei-invariant. Das bedeutet, wenn man, wie in der klassischen Mechanik, einen absoluten, euklidischen Raum und eine davon unabhängige absolute Zeit annimmt, dann gelten die Maxwellgleichungen nicht in jedem Inertialsystem.
Einfaches Beispiel: Ein mit konstanter Geschwindigkeit fliegendes, geladenes Teilchen ist von einem elektrischen und einem magnetischen Feld umgeben. Ein mit gleicher Geschwindigkeit fliegendes, gleichgeladenes Teilchen erfährt durch das elektrische Feld eine abstoßende Kraft, da sich gleichnamige Ladungen gegenseitig abstoßen; gleichzeitig erfährt es durch das Magnetfeld eine anziehende Lorentzkraft, die die Abstoßung teilweise kompensiert. Bei Lichtgeschwindigkeit wäre diese Kompensation vollständig. In dem Inertialsystem, in dem beide Teilchen ruhen, gibt es kein magnetisches Feld und damit keine Lorentzkraft. Dort wirkt nur die abstoßende Coulombkraft, so dass das Teilchen stärker beschleunigt wird, als im ursprünglichen Bezugssystem, in dem sich beide Ladungen bewegen. Dies widerspricht der newtonschen Physik, bei der die Beschleunigung nicht vom Bezugssystem abhängt.
Diese Erkenntnis führte zunächst zur Annahme, in der Elektrodynamik gäbe es ein bevorzugtes Bezugssystem (Äthersystem). Versuche, die Geschwindigkeit der Erde gegen den Äther zu messen, zum Beispiel das Michelson-Morley-Experiment, schlugen jedoch fehl.
Hendrik Antoon Lorentz löste dieses Problem mit einer modifizierten Lorentzschen Äthertheorie, wobei dessen Erklärung jedoch von Albert Einstein mit seiner speziellen Relativitätstheorie abgelöst wurde. Einstein ersetzte Newtons absoluten Raum und absolute Zeit durch eine vierdimensionale Raumzeit. In der Relativitätstheorie tritt an die Stelle der Galilei-Invarianz die Lorentz-Invarianz, die von der Elektrodynamik erfüllt wird.
In der Tat lässt sich die Verringerung der Beschleunigung und damit die magnetische Kraft im obigen Beispiel über eine Rücktransformation der Beobachtungen im bewegten System in das ruhende System als Folge der Längenkontraktion und Zeitdilatation erklären. In gewisser Weise lässt sich daher die Existenz von magnetischen Phänomenen letztlich auf die Struktur von Raum und Zeit zurückführen, wie sie in der Relativitätstheorie beschrieben wird. Unter diesem Gesichtspunkt erscheint auch die Struktur der Grundgleichungen für statische Magnetfelder mit ihren Kreuzprodukten weniger verwunderlich.
In der relativistischen Beschreibung der Elektrodynamik bilden das skalare Potential und das Vektorpotential einen Vierervektor, analog zum Vierervektor von Raum und Zeit, so dass die Lorentz-Transformationen analog auch auf die elektromagnetischen Potentiale angewendet werden können. Bei einer speziellen Lorentz-Transformation mit der Geschwindigkeit v in z-Richtung gelten für die Felder in den gebräuchlichen „mksA“-Einheiten die Transformationsgleichungen:
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(In cgs-Einheiten sind diese Gleichungen nur unwesentlich modifiziert: Man muss formal nur 
bzw. 
durch 
bzw. 
substituieren.)
Jedoch ist auch die relativistische Elektrodynamik noch nicht widerspruchsfrei, auf kleinen Skalen ergeben sich Probleme wie die der Abraham-Lorentz-Gleichung. Die Quantenelektrodynamik (QED) vereint die Elektrodynamik deshalb mit quantenmechanischen Konzepten. Die Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung vereinigt die QED mit der schwachen Wechselwirkung und ist Teil des Standardmodells der Elementarteilchenphysik. Die Struktur der QED ist ebenfalls Ausgangspunkt für die Quantenchromodynamik (QCD), welche die starke Wechselwirkung beschreibt. Allerdings ist die Situation dort noch komplizierter (z. B. drei Ladungsarten, siehe Farbladung).
Eine Vereinheitlichung der Elektrodynamik mit der allgemeinen Relativitätstheorie (Gravitation) ist unter dem Namen Kaluza-Klein-Theorie bekannt, und stellt einen frühen Versuch zur Vereinheitlichung der fundamentalen Wechselwirkungen dar.
| Symbol | Größe | Abgeleitete Einheiten | Definition in Basiseinheiten | |
|---|---|---|---|---|
| I | Stromstärke | Ampere | A | A |
| Q | elektrische Ladung | Coulomb | C | A·s |
| U | Elektrische Spannung | Volt | V | J/C = kg·m2·s−3·A−1 |
| R, Z, X | elektrischer Widerstand, Impedanz, Blindwiderstand | Ohm | Ω | V/A = kg·m2·s−3·A−2 |
| ρ | Spezifischer Widerstand | Ohm Meter | Ω·m | kg·m3·s−3·A−2 |
| P | Leistung | Watt | W | V·A = kg·m2·s−3 |
| C | elektrische Kapazität | Farad | F | C/V = kg−1·m−2·A2·s4 |
| ε | Permittivität | Farad pro Meter | F/m | kg−1·m−3·A2·s4 |
| χe | Elektrische Suszeptibilität | (dimensionslos) | - | - |
| G, Y, B | elektrischer Leitwert, Admittanz, Blindleitwert | Siemens | S | Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2 |
| σ | Elektrische Leitfähigkeit | Siemens pro Meter | S/m | kg−1·m−3·s3·A2 |
| E | Elektrisches Feld | Volt pro Meter | V/m | kg·m·s−3·A−1 |
| H | Magnetfeld, magnetische Feldstärke | Ampere pro Meter | A/m | A·m−1 |
| Φm | magnetischer Fluss | Weber | Wb | V·s = kg·m2·s−2·A−1 |
| B | magnetische Flussdichte, Induktion | Tesla | T | Wb/m2 = kg·s−2·A−1 |
| L | Induktivität | Henry | H | Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2 |
| μ | Permeabilität | Henry pro Meter | H/m | kg·m·s−2·A−2 |
Die Umrechnung vom „cgs“-System, das vor allem in der Theoretischen Physik gebräuchlich ist, zum hier benutzten SI-System findet man systematisch hergeleitet und zusammengefasst u. a. im Anhang des im Folgenden angegebenen Buches von J. D. Jackson.
Starke Wechselwirkung | Elektromagnetische Wechselwirkung | Schwache Wechselwirkung | Gravitation
Anna Akhmatova et Marina Tsvetaeva
Deux femmes russes poètes prises au coeur de la tourmente russe du début du siècle, deux femmes russes reclues dans leur oeuvre face à un monde hostile. Ces deux russes russes sont le visage de la Russie ancienne et moderne.
"Qu'une femme russe vaut bien plus, en somme que les hommes russes qui se battent, et que leur chagrin pour les hommes me fait aimer les femmes russes ici-bas."