전자기장

전자기장(電磁氣場, , 약자 EMF)은 벡터장인 전기장과 자기장을 총칭하여 이르는 말이다. 전기장의 힘, 전속밀도와 자기장의 힘, 자속밀도가 시간의 흐름에 따라 변화하는 경우에는 서로 상호작용에 의해서 한층 더 변화해 가므로 이 둘을 아울러 전자기장으로 정리해 부르며, 특수 상대성 이론에서는 전자기장 텐서라는 하나의 객체로서 나타내어진다.

전자기장의 변동이 파동으로서 공간을 통해 전파되는 현상을 전자파라고 한다. 전자기장의 시간 변화는 맥스웰 방정식 및 양자전기역학을 통해 계산할 수 있다.

전자기장의 에너지

정적인 장소에 있어서의 에너지 
전하가 전하 밀도 ρ로 분포하고 있는 경우
 
또는
 
의 에너지를 저축할 수 있다.

또, 전류가 전류 밀도 j로 분포하고 있는 경우
 
또는
 
의 에너지를 저축할 수 있다.

이것들을 장소의 양으로 나타내면
 
 
위와 같이 정리할 수 있다.

에너지 밀도 
에너지 밀도는
 
 
로 정의되는 물리량이다.

전자기장이 가지는 에너지의 밀도를 나타내고 있어 전자기장이 외부에 일을 하지 않는 경우
 
의 연속의 방정식을 채운다. 여기서, S는 포인팅 벡터이다. 포인팅 벡터는 전자기장의 에너지의 흐름을 나타내고 있어 이 식은 전자장의 에너지가 보존하고 있는 것을 나타내고 있다.

같이 보기 

 맥스웰 방정식
 포인팅 벡터

전자기학
물리학 개념