La gente ha estado expuesta a los fenómenos de la electricidad y el magnetismo durante mucho tiempo y sabe que la varilla magnética tiene un polo norte y un polo sur. En el siglo XVIII se descubrió que existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Las cargas eléctricas y los polos magnéticos se repelen y los opuestos se atraen. La dirección de la fuerza está en la línea que conecta las cargas o polos magnéticos, y la magnitud de la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Similar a la gravedad en estos dos puntos. A finales del año 18 se descubrió que puede fluir carga eléctrica, que es la corriente. Pero nunca se ha descubierto la conexión entre la electricidad y el magnetismo.
A principios del siglo XIX, Oersted descubrió que una corriente eléctrica podía desviar una pequeña aguja magnética. Ampere descubrió entonces que las direcciones de la fuerza y la dirección de la corriente, así como la dirección perpendicular desde la aguja magnética al cable que transportaba la corriente, eran todas perpendiculares entre sí. Poco después, Faraday descubrió que cuando se insertaba una varilla magnética en una bobina, se producía una corriente eléctrica en la bobina. Estos experimentos mostraron una estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. Después de que se descubrió la conexión entre la electricidad y el magnetismo, la gente se dio cuenta de que la naturaleza de la fuerza electromagnética era similar a la gravedad en algunos aspectos, pero diferente en otros. Por esta razón, Faraday introdujo el concepto de líneas de fuerza eléctrica, creyendo que la corriente genera líneas de fuerza magnética alrededor de los cables y las cargas generan líneas de fuerza eléctrica en todas direcciones, y en base a esto se generó el concepto de campos electromagnéticos.
Ahora se reconoce que los campos electromagnéticos son una forma especial de materia. Las cargas crean un campo eléctrico a su alrededor, que ejerce una fuerza sobre otras cargas. Un imán y una corriente eléctrica crean un campo magnético a su alrededor, que actúa sobre otros imanes y objetos con corrientes eléctricas en su interior. El campo electromagnético también tiene energía e impulso y es el medio que transmite la fuerza electromagnética. La fuerza electromagnética penetra en todo el espacio.
En la segunda mitad del siglo XIX, Maxwell resumió las leyes de los fenómenos electromagnéticos macroscópicos e introdujo el concepto de corriente de desplazamiento. La idea central de este concepto es: cambiar el campo eléctrico puede producir un campo magnético; cambiar el campo magnético también puede producir un campo eléctrico. Sobre esta base, propuso un conjunto de ecuaciones diferenciales parciales que expresan las leyes básicas de los fenómenos electromagnéticos. Este conjunto de ecuaciones se llama ecuaciones de Maxwell y es la ecuación básica del electromagnetismo clásico. La teoría electromagnética de Maxwell predijo la existencia de ondas electromagnéticas cuya velocidad de propagación es igual a la velocidad de la luz, lo que luego fue confirmado por los experimentos de Hertz. Entonces la gente se dio cuenta de que la teoría electromagnética de Maxwell reflejaba correctamente las leyes de los fenómenos electromagnéticos macroscópicos y afirmó que la luz también es una onda electromagnética. Debido a que los campos electromagnéticos pueden actuar con fuerza sobre partículas cargadas, una partícula cargada en movimiento se ve afectada tanto por campos eléctricos como magnéticos. Lorentz resumió la fuerza ejercida por el campo electromagnético sobre cargas en movimiento en una fórmula, que se llama fuerza de Lorentz. Las ecuaciones de Maxwell y la fuerza de Lorentz, que describen las leyes básicas de los campos electromagnéticos, forman la base de la electrodinámica clásica.
Inspirado por una serie de experimentos como el experimento del efecto magnético actual de Oersted, Ampere se dio cuenta de que la esencia de los fenómenos magnéticos es la corriente eléctrica y atribuyó varias interacciones entre la corriente eléctrica y los imanes a la interacción entre las funciones de las corrientes eléctricas. , lo que plantea el problema básico de encontrar las reglas de interacción de los elementos actuales. Para superar la dificultad de la medición directa de componentes de corriente aislados, Ampere diseñó cuidadosamente cuatro experimentos de visualización cero después de un cuidadoso análisis teórico y obtuvo los resultados. Sin embargo, debido al concepto de acción electromagnética a distancia de Ampere, en el análisis teórico se impone la suposición de que la fuerza entre dos elementos actuales se produce a lo largo de la línea de conexión, y se espera que se observe la tercera ley de Newton, lo que hace que la conclusión sea errónea. La fórmula anterior es un resultado modificado, descartando la suposición incorrecta de que la fuerza está a lo largo de la línea de conexión. Desde la perspectiva de la acción de corto alcance, debe entenderse que un elemento actual genera un campo magnético y el campo magnético ejerce una fuerza sobre otro elemento actual.