Elektrik alan kuvvetinin hesaplanmasında kullanılan doğrusal, yüzeysel ve hacimsel yük yoğunlukları.

 

Şimdi, yukarıda noktasal iki yük için hesapladığımız elektrik alan kuvvetini genelleştirip bir Q test yükünden uzaklıklarda bulunan yüklerinin Q yüküne uyguladıkları toplam kuvvet, toplanabilirlik ilkesine göre:

veya

olur. Burada; olarak vektörü yüklerinin Elektrik Alanı olur. Elektrik alan, hesaplanan bir konumunun fonksiyonudur, çünkü vektörleri P’ye bağlıdır. Fakat, elektrik alan o noktadaki Q yüküne bağlı değildir; sadece yüklerinin dağılımıyla belirlenen ve konumdan konuma değişen vektörel bir büyüklüktür. Fiziksel olarak , P noktasına konulan birim test yüküne etkiyen kuvvet olur. Ama gerçekte elektrik alan nedir? Burada elektrik alanı, elektriksel kuvvetleri hesaplamakta kullanılan matematiksel bir nesne olarak tanımlayabiliriz.

Maxwell, elektrik ve manyetik alanların, “esir” denilen ve uzayı dolduran görünmez maddenin gerilme ve deformasyonu olduklarına inanıyordu. Özel görelilik teorisi ise esir kavramını ve Maxwell’in görüşünü terketmemize yol açtı. Fakat bu yaklaşımda da, elektrik alan kavramına gerek duymadan “uzaktan etkiyen kuvvet” türü bir teori ortaya çıkmakta ve daha karmaşık olmaktadır. Kitabın ilerleyen bölümlerinde aslında bu alanların kaynağının karadelik kütleçekim merkezi tekilliğinde bir çözümünün ve tanımının yapılabileceğini göreceğiz. Bu da teorimizin temelini oluşturan “Birleşik Alanlar” kavramıdır.