Elektrodynamiikka

Sähkömagnetismin merkitystä nykyaikaisessa elämässä ei tarvitse suuremmin perustella. James Clerk Maxwellin vuoden 1864 lopulla valmiiksi saama klassinen elektrodynamiikka on teoria, jonka asema fysiikan peruspilarina on edelleen kiistaton. Se ennusti aikanaan sähkömagneettisten aaltojen olemassaolon ja selvisi erittäin vakuuttavasti 1900-luvun alun fysiikan kriisistä. Koska kvanttimaailman alkeishiukkaset ovat sähköisesti varattuja, elektrodynamiikasta tuli olennainen osa myös kvanttiteoriaa. Relativistinen kvanttielektrodynamiikka on itse asiassa kaikkein tarkimmin kokeellisesti verifioitu fysiikan perusteoria, ja myöhemmin kehitetyt sähköisen, heikon ja vahvan vuorovaikutuksen yhtenäisteoriat voi nähdä elektrodynamiikan laajennuksina. Tämä oppikirja perustuu vuosina 2000–2016 Helsingin yliopiston fysiikan laitoksessa pidettyjen elektrodynamiikan kurssien luennoille ja laskuharjoituksille. Kirjan luvuissa 1–9 tutustutaan perusteellisesti Maxwellin yhtälöihin. Luvuissa 10–16 aloitetaan Maxwellin yhtälöiden yleisellä ratkaisulla, jonka jälkeen perehdytään mm. erilaisiin sähköisiin ja magneettisiin materiaaleihin, sähkömagneettiseen aaltoliikkeeseen, varatun hiukkasen aiheuttamaan säteilyyn ja suppeaan suhteellisuusteoriaan.