Als elektromagnetische Wechselwirkung bezeichne ich eine der vier Grundkräfte der Physik. Wie die Gravitation ist sie im Alltag leicht erfahrbar, daher ist sie seit langem eingehend erforscht und seit über 100 Jahren gut verstanden. Die elektromagnetische Wechselwirkung ist verantwortlich für die meisten alltäglichen Phänomene wie Licht, Elektrizität und Magnetismus. Sie bestimmt zusammen mit der Austauschwechselwirkung den Aufbau und die Eigenschaften von Atomen, Molekülen und Festkörpern.
Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Ausgangspunkt der Erforschung war eine Untersuchung der Kräfte zwischen elektrischen Ladungen. Das Gesetz von Coulomb von etwa 1785 gibt diese Kraftwirkung zwischen zwei punktförmigen Ladungen ganz analog zum Gravitationsgesetz an. Die Wirkung von elektrischen Kräften auf entfernte Ladungen wird durch das Konzept des elektrischen Feldes beschrieben. Dieses wird nicht nur durch elektrische Ladungen hervorgerufen, sondern auch durch zeitliche Änderungen magnetischer Felder. Diese Erkenntnis geht vor allem auf Michael Faraday zurück. Während ruhende elektrische Ladungen anscheinend nichts mit den Erscheinungen des Magnetismus zu tun haben, erweist sich eine bewegte elektrische Ladung als Ursache eines magnetischen Feldes, wie Hans Christian Ørsted 1820 erkannte. Wenn sich in diesem Feld eine zweite Ladung bewegt, so erfährt sie nach den Gesetzen der klassischen Elektrodynamik eine magnetische Kraft, die dann etwa so groß wie die elektrische Kraft ist, wenn die Relativgeschwindigkeit in der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit ist. Die klassische Elektrodynamik ist das erste Beispiel einer Feldtheorie, die das einsteinsche Relativitätsprinzip erfüllt. Wenn die Elektrodynamik nur invariant gegenüber Galilei-Transformationen wäre, dann gäbe es keine Induktionserscheinungen und keine Ausbreitung elektromagnetischer Wellen. Die Theorie der klassischen Elektrodynamik geht auf James Clerk Maxwell zurück, der im 19. Jahrhundert in den nach ihm benannten Maxwell-Gleichungen die Gesetze der Elektrizität, des Magnetismus und des Lichts als verschiedene Aspekte einer grundlegenden Wechselwirkung, des Elektromagnetismus, erkannte. Die elektromagnetische Wechselwirkung, die ja selbst das Ergebnis der Zusammenfassung der Theorie elektrischer und magnetischer Wechselwirkung ist, wird seit 1967 mit der schwachen Wechselwirkung zusammen als elektroschwache Wechselwirkung beschrieben. Eine Integration der starken Wechselwirkung in die gemeinsame einheitliche Feldtheorie wird angestrebt.