电和磁的研究：电和磁是电磁学统一领域的组成部分
虽然直到19世纪才被认为是不同的现象，但现在已知电和磁是电磁学统一领域的组成部分。带有电荷的粒子通过电力相互作用，而运动中的带电粒子也产生并响应磁力。许多亚原子粒子，包括带电的电子和质子以及电中性中子，表现得像基本磁铁。另一方面，尽管进行了系统的搜索，但从未发现过磁单极子，即电荷的磁性类似物。
场概念在电磁学的经典表述以及经典和当代物理学的许多其他领域中起着核心作用。例如，爱因斯坦的引力场取代了牛顿的远距离引力作用概念。描述一对带电粒子之间电力的场的工作方式如下：每个粒子在其周围的空间中产生一个电场，因此也在另一个粒子占据的位置产生电场;每个粒子都响应电场在其自身位置施加在其上的力。
经典电磁学总结为电荷和磁铁上的电场和磁场作用定律，以及苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)在19世纪下半叶提出的四个非凡方程。后一个方程描述了电荷和电流产生电场和磁场的方式，以及变化的磁场产生电场的方式，反之亦然。从这些关系中，麦克斯韦推断出电磁波的存在——空间中的相关电场和磁场，脱离产生它们的电荷，以光速传播，并被赋予能量、动量和角动量等“机械”特性。人眼敏感的光只是电磁频谱的一小部分，从长波长无线电波延伸到短波长伽马射线，包括X射线，微波和红外(或热)辐射。
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