Elettrodinamica

Elettrodinamica Teoria fisica che studia i fenomeni elettromagnetici dinamici, ossia le forze che si manifestano fra cariche in movimento, correnti variabili e il campo elettromagnetico.

Se i sistemi elettromagnetici studiati non comprendono corpi in moto alla velocità della luce, ossia se si tratta di sistemi classici, lo studio prende le mosse dalle equazioni della meccanica classica: si parla allora di elettrodinamica classica, che di fatto coincide con l’elettromagnetismo, seppure l’attenzione sia posta in particolare sullo studio delle forze risentite da cariche che si muovono in uno spazio dove è presente il campo elettromagnetico.

Se, viceversa, i corpi elettrici in esame si spostano a velocità relativistiche, è necessario introdurre i concetti di spazio e tempo relativistici, che richiedono particolari equazioni di trasformazione per l’intensità di cariche, correnti e campi: di tali sistemi si occupa l’elettrodinamica relativistica, che discende in maniera diretta quando si combinano le equazioni di Maxwell e la teoria della relatività ristretta.

L’estensione dell’elettrodinamica classica ottenuta da Einstein, che però considera il campo elettromagnetico unicamente come fenomeno ondulatorio, resta comunque insufficiente a spiegare numerosi fenomeni di interazione con le cariche atomiche e subatomiche. Per lo studio dei fenomeni microscopici occorre infatti attribuire sia alla radiazione sia alla materia un duplice aspetto, di onda e di particella, che si manifesta di volta in volta a seconda dei processi fisici.

La teoria che descrive tale comportamento per le particelle è la meccanica quantistica, sviluppatasi fra gli anni Venti e Trenta del Novecento a opera dei fisici della “scuola di Copenaghen”, fra i quali spiccano Niels Bohr, Werner Heisenberg, Max Planck ed Erwin Schrödinger. Per includere l’elettodinamica nella meccanica quantistica è stato dunque necessario studiare le interazioni delle particelle elementari cariche con il campo elettromagnetico “quantizzato”, ovvero con un campo la cui energia non fosse espressa come una quantità classica continua, ma in termini di quanti di energia, secondo la meccanica quantistica. La teoria che ne è scaturita ha preso nome di elettrodinamica quantistica.