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电动力学是物理学的一个重要分支，主要研究电荷、电流以及电场和磁场之间的相互作用。它描述了电磁现象的规律，包括电磁波的产生、传播和吸收。电场和磁场虽然表现形式不同，但它们实际上是同一种物理实体——电磁场的两个方面。
麦克斯韦方程组是电动力学的核心理论，由四个方程组成，统一描述了电场和磁场的行为。第一个方程是高斯电场定律，描述电荷如何产生电场。第二个方程是高斯磁场定律，表明磁场没有磁单极子。第三个方程是法拉第电磁感应定律，描述变化的磁场如何产生电场。第四个方程是安培-麦克斯韦定律，描述电流和变化的电场如何产生磁场。这些方程预测了电磁波的存在，电场和磁场相互垂直，共同构成电磁波。
电磁感应是电动力学中的重要现象，由法拉第发现。当磁通量发生变化时，会在导体回路中产生感应电动势，其大小等于磁通量变化率的负值。这一现象是发电机和变压器工作的基础。洛伦兹力则描述了带电粒子在电磁场中受到的力，它由电场力和磁场力组成。电场力与电场方向一致，而磁场力垂直于磁场和粒子速度。洛伦兹力在粒子加速器、电机和许多电子设备中起着关键作用。
电磁波是电场和磁场在空间中的波动传播，它们是横波，电场和磁场相互垂直，并且都垂直于传播方向。电磁波在真空中的传播速度是光速，约为3亿米每秒。电磁波按照波长或频率的不同，形成了连续的电磁波谱，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。麦克斯韦的电磁理论与爱因斯坦的相对论有着深刻的联系。麦克斯韦方程组在不同参考系中保持形式不变，这种协变性启发了爱因斯坦创立相对论。相对论指出，光速在所有惯性参考系中都是相同的，这与电磁理论的预测一致。
电动力学在现代科技中有广泛的应用。发电机和电动机利用电磁感应原理，将机械能与电能相互转换。变压器则利用电磁感应实现电压的升降，是电力传输系统的关键组成部分。电磁波通信技术，包括无线电、电视、移动通信等，都基于电磁波的传播特性。雷达和导航系统利用电磁波的反射和干涉原理工作。在医疗领域，磁共振成像和X射线成像等技术也源于电磁理论。电动力学的理论发展对现代物理学产生了深远影响。量子电动力学将电磁理论与量子力学结合，成为描述带电粒子相互作用的精确理论。电弱统一理论则将电磁相互作用与弱相互作用统一起来。这些理论共同构成了粒子物理标准模型的基础，推动了我们对宇宙基本规律的理解。