經典電磁學

經典電磁學（英語：Classical electromagnetism）或經典電動力學是理論物理學的分支，通常包含在廣義的電磁學，以麥克斯韋方程組和洛倫茲力為基礎，主要研究電荷和電流的電磁場及其彼此的電磁相互作用。當相關尺度和場強足夠大以至於量子效應可忽略時（參見量子電動力學），這一套理論能夠對電磁現象提供一個非常漂亮的描述。有關經典電磁理論的綜述以及物理概念的詳細解説可參見費曼、萊頓和桑斯；帕諾夫斯基和菲利普；以及傑克遜等人的專著。

經典電磁理論主要發展於19世紀，以詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的成就達到頂峯。關於這部分的歷史可參見泡利、惠特克、派斯的有關敍述。

Ribarič和Šušteršič在其著作《守恆律和經典電動力學的未決問題》中基於當前對經典電磁理論的理解，考查了十二個至今尚未解決的電動力學問題；到目前為止，他們研究並引用了1903年至1989年間約240篇參考文獻。如傑克遜所言，經典電動力學中最顯著的問題在於，我們只可能在如下兩種有限的情形下得到及討論基本方程的解：第一種情形為給出電荷和電流的分佈，求解激發的電磁場；第二種情形為給出外部的電磁場，求解內部帶電粒子和電流的運動。而有時候這兩種情形會合二為一，此時的處理方法卻只能按次序進行：首先在忽略輻射的情形下確定在外場中帶電粒子的運動，然後將運動粒子的軌跡作為輻射源的分佈計算電磁輻射。很明顯，在電動力學中這種處理手段只能近似正確。進一步來説，雖然麥克斯韋方程組本身是線性的，然而某些電學-力學系統中電荷和電流與它們所激發的電磁場之間的相互作用卻無法忽略，對於這類系統我們還不能從電動力學上完全理解。雖然經過了一個世紀的努力，至今人們還沒能得到一組能夠被廣泛接受的描述帶電粒子運動的經典方程，同時也沒有獲得任何有用的實驗數據的支持。 ^[2] 

主條目：洛倫茲力

電磁場會對處於其中的帶電粒子施加如下的力（通常稱作洛倫茲力）：

其中粗體量表示矢量：

是攜帶電荷q的粒子所受到的洛倫茲力，

是粒子所在位置的電場強度，

是帶電粒子的速度，

是粒子所在位置的磁感應強度。 ^[2] 

主條目：電磁波

隨時間變化的電磁場會以波的形式離開源點向外傳播。這些波在真空中以光速前進，並覆蓋了範圍很寬的不同波長的頻譜。這其中包括（波長由長到短排列）：無線電波、微波、光波（紅外線、可見光、紫外線）、X射線和伽瑪射線。在量子場論中，電磁輻射是帶電粒子之間電磁相互作用的具體表現形式，即電磁相互作用是通過電磁輻射（光子）為媒介來傳遞的。 ^[2] 

主條目：傑斐緬柯方程和李納-維謝爾勢

庫侖定律雖然形式簡潔並能對電學作出很好的描述，在經典電動力學中它卻並不是完全正確的。根本問題在於，在考慮含時的情形下庫侖定律描述的是一種超距作用，這種處理方法在場和相對論的觀念中是不成立的。舉例而言，當電荷分佈發生變化時，庫侖定律所描述的電場所發生的相應變化也是瞬時而狹義相對論則要求空間中任何一點的電場變化所需時間為非零值。根據電磁場理論我們知道在真空中這種擾動所需的傳播速度為光速，從而含時的電荷分佈在空間中激發的電場變化都是被延遲的。對一般的含時電荷及電流分佈形成的場，這種推遲勢可被計算求出，對其進行微分運算可得到傑斐緬柯方程。 ^[2]