Prawo Coulomba określa wartość siły elektrostatycznej działającej między dwoma ładunkami. W podst formie są to tzw. ładunki punktowe, jednak prawo można też zastosować w odniesieniu do równomiernie naładowanych kul. k  - stała elektrostatyczna (k = 9 ∙ 10⁹ Nm²/C²)  Q₁ – ładunek e pierwszego obiektu – jednostka w układzie SI – kulomb C = A ∙ s Q₂ – ładunek e drugiego obiektu – jednostka w układzie SI – kulomb C = A ∙ s R - odległość między ładunkami, lub między środkami kul równomiernie naładowanych – jednostka w układzie SI – metr m. k - współczynnik proporcjonalności:
Oddziaływanie elektrostatyczne może być dwojakiego rodzaju: przyciągające – gdy  ładunki są różnoimienne
odpychające – gdy  ładunki są jednoimienne. Moment dipolowy występuje w cząsteczkach w przypadku nierównomiernego rozmieszczenia ładunku dodatniego i ujemnego w cząsteczkach. Są to tzw. cząsteczki polarne czyli biegunowe. Wielkość momentu dipolowego określa iloczyn ładunku i odległości między biegunami w cząsteczce dwubiegunowej: m=e*l gdzie: m - moment dipolowy e - wielkość ładunku l - odległość między biegunami dipolu Ponieważ ładunek elektronu jest rzędu 10^-10 jednostek elektrostatycznych, a wymiar cząsteczki rzędu 10^-8um momenty dipolowe wynoszą: 10^-10 j.ES*10^-8 um =10^-18 j.ES um Moment dipolowy wyraża się w debajach.Wartość momentu dipolowego cząsteczek stanowi ważną informację o ich strukturze np.: moment dipolowy wody stanowi jeden z dowodów jej kątowej struktury, natomiast zerowy moment CO₂ świadczy, że cząsteczka ma budowę liniową. Gęstość ładunku elektrycznego jest to ilość ładunku elektrycznego przypadająca na jednostkę wymiaru przestrzennego. W zależności od kształtu naelektryzowanego ciała stosuje się różne definicje gęstości ładunku: gęstość objętościowa (lub tylko gęstość), której jednostką jest kulomb na metr sześcienny gdzie q – ładunek elektryczny, V – objętość zajmowana przez ładunek; gęstość powierzchniowa, której jednostką jest kulomb na metr kwadratowy gdzie S – powierzchnia , na której rozłożony jest ładunek; gęstość liniowa, której jednostką jest kulomb na metr

Natężenie pola elektrycznego – wektorowa wielkość fizyczna charakteryzująca pole elektryczne. Natężenie pola elektrycznego jest równe sile działającej na jednostkowy dodatni ładunek próbny, co matematycznie wyraża się jako stosunek siły F, z jaką pole elektrostatyczne działa na ładunek elektryczny, do wartości q tego ładunku.

Ładunek próbny oznacza ładunek na tyle mały, że nie wpływa on znacząco na rozkład ładunków w badanym obszarze i tym samym nie zmienia pola elektrycznego w badanym punkcie. Jednostką natężenia pola elektrycznego jest niuton na kulomb. Potencjałem elektrycznym ‘fi’ dowolnego punktu P, pola nazywa się stosunek pracyW wykonanej przez siłę elektryczną przy przenoszeniu ładunkuq z tego punktu do nieskończoności, do wartości tego ładunku: Jednostką potencjału jest 1 V (wolt) równy 1 J / 1 C (dżulowi na kulomb).

Strumień indukcji elektrostatycznejprzechodzący przez daną powierzchnię zamkniętą równy jest iloczynowi skalarnemu wektora indukcji i wektora powierzchni. gdzie fi- strumień natężenia pola elektrostatycznego, B- natężenie pola elektrostatycznego. Pojemność elektryczna przewodnika to zdolność przewodnika do gromadzenia i

przechowywania ładunku elektrycznego. Pojemność elektryczna przewodnika zależy od: Rozmiarów przewodnika, Obecności innych przewodników, Ośrodka w którym się dany przewodnik znajduje. Dla każdego przewodnika stosunek ładunku zgromadzonego na tym przewodniku do potencjału tego przewodnika jest wielkością stałą. Wielkość tą dla danego przewodnika nazywamy jego pojemnością (Q/U). 1 farad to pojemność przewodnika, którego potencjał wynosi 1 volt, gdy

zgromadzony jest na nim ładunek 1 coulomba. (1F=1C/1V). Natężenie prądu (nazywane potocznie prądem elektrycznym) jest wielkością fizyczną charakteryzującą przepływ prądu elektrycznego zdefiniowaną jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku. Definicję tę zapisujemy formalnie jako pochodną ładunku po czasie: dq – zmiana ładunku równoważna przepływającemu ładunkowi (kulomb), dt – czas przepływu ładunku (sekunda), I – natężenie prądu elektrycznego (amper). Gęstość prądu – intuicyjnie jest to wielkość fizyczna określająca natężenie prądu elektrycznego przypadającego na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika. Gęstość prądu wyrażana jest w A/m². W praktyce stosuje się na ogół wygodniejsze jednostki: A/cm² i A/mm². W przewodniku Gęstość prądu w przewodniku definiuje się jako stosunek natężenia prądu do pola przekroju poprzecznego przewodnika: I - natężenie prądu płynącego przez przewodnik, S - pole przekroju poprzecznego przewodnika. Opór przewodnika odwrotność przewodnictwa, stosunek napięcia do natężenia prądu jest określany mianem oporu elektrycznego. Jest on oznaczany literą R. W takim układzie „wzór na prawo Ohma” (przypominam, że sam wzór nie wyraża jeszcze prawidłowo tego prawa) ma postać.. Prawa Ohma głosi, że: stosunek natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia pomiędzy jego końcami jest stały (I/U=const.) Wartość tego stosunku jest nazywana jest przewodnictwem elektrycznym: G=I/U G - przewodnictwo elektryczne (S) I  - natężenie prądu ( A) U - napięcie między końcami przewodnika (V)

Jednostką przewodnictwa w układzie SI jest simens - S: 1 S = 1/ Ω = A/V. Siła Lorentza — siła jaka działa na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym poruszającą się w polu elektromagnetycznym. Wzór podany został po raz pierwszy przez Lorentza i dlatego nazwano go jego imieniem. Wzór określa, jak siła działająca na ładunek zależy od pola elektrycznego i pola magnetycznego (składników pola elektromagnetycznego): F – wektor siły (w niutonach), q – ładunek elektryczny cząstki (w kulombach), E – wektor natężenia pola elektrycznego (w woltach / metr), B – wektor indukcji magnetycznej (w teslach), v – wektor prędkośći cząstki (w metrach na sekundę), × – iloczyn wektorowy.

W przypadku, gdy terminem „siła Lorentza” określa się tylko samą składową magnetyczną tej siły, wzór na jej obliczanie zredukuje się do formuły następującej: Indukcja magnetyczna (zwana również: "indukcją pola magnetycznego") to podstawowa wielkość wektorowa opisująca pole magnetyczne.

Indukcja magnetyczna jest definiowana nie wprost, ale przez siłę działającą na poruszający się ładunek elektryczny (noszącą nazwę siły Lorentza. Skalarnie wartość siły Lorentza też można zapisać , α – jest kątem pomiędzy wektorem prędkości a wektorem indukcji magnetycznej. Wartość indukcji magnetycznej możemy określić przez siłę F działającą na ładunek q poruszający się w polu magnetycznym z prędkością v, prostopadle kierunku indukcji, wówczas:

Z punktu widzenia matematycznego wektor indukcji magnetycznej jest pseudowektorem

Siła elektrodynamiczna (magnetyczna) - siła, z jaką działa pole magnetyczne na przewód elektryczny, w którym płynie prąd elektryczny. Na umieszczony w polu magnetycznym o indukcji magnetycznej B prostoliniowy przewodnik o długości l, przez który płynie prąd o natężeniuI, działa siła F, którą wektorowo określa wzór:

Kąt α jest to kąt między kierunkiem przepływu prądu a kierunkiem linii pola. Kierunek siły jest prostopadły do linii pola magnetycznego i przewodu. Zwrot siły określa reguła lewej dłoni.Zjawisko oddziaływania pola magnetycznego na przewodnik skutkuje też wytwarzaniem prądu w trakcie jego przemieszczania w polu magnetycznym. Napięcie elektryczne wytwarzane w ten sposób jest nazywane siłą elektromotoryczną indukcji. Natężenie pola magnetycznego wielkość wektorowa charakteryzująca pole magnetyczne. Jego wartość określa się z pomiaru siły mechanicznej, z jaką pole działa na przewodnik z prądem. wyraża się wzorem: H = B / μ_o [ H ] = A / m gdzie: μ_o - przenikalność magnetyczna próżni μ_o = 4 μ * 10^-7 T * m / A

Strumień indukcji magnetycznej jest strumieniem pola dla indukcji magnetycznej. Strumień przepływający przez powierzchnię S jest zdefiniowany jako iloczyn skalarny wektora indukcji magnetycznej i wektora normalnego do powierzchni S.

Dla powierzchni płaskiej: B- wektor indukcji magnetycznej S- wektor normalny do powierzchni S, którego długość jest równa polu powierzchni S α - kąt między wektorami B i S Dla dowolnej powierzchni:

gdzie dSjest nieskończenie małym fragmentem powierzchni. Jednostką strumienia indukcji magnetycznej jest weber (Wb).

Weber (Wb) - jednostka strumienia indukcji magnetycznej w układzie SI (Jednostka pochodna układu SI). Jest to także jednostka ilości magnetyzmu w biegunie magnesu. Nazwa weber pochodzi od nazwiska niemieckiego fizyka Wilhelma Webera. Strumień indukcji magnetycznej przyjmuje wartość maksymalną, gdy wektor indukcji magnetycznej jest prostopadły do powierzchni a najmniejszą (równą 0), gdy jest jest do niej równoległy. Strumień pola magnetycznego przechodzący przez powierzchnię zamknięta jest równy zero. Wynika to z faktu, że nie istnieją źródła pola magnetycznego w postaci pojedynczych biegunów magnetycznych (monopoli magnetycznych). Indukcyjność określa zdolność obwodu do wytwarzania strumienia pola magnetycznego Φ powstającego w wyniku przepływu przez obwód prądu elektrycznegoI. Oznaczana jest symbolem L. Jednostką indukcyjności jest henr (H). Ze strumieniem indukcji magnetycznej Φ i natężeniem prądu I związana jest wzorem Każda zmiana strumienia obejmowanego przez obwód, także tego wytworzonego przez ten obwód, wywołuje powstanie siły elektromotorycznej indukcji Tę właściwość obwodów nazywa się samoindukcją. indukcyjność ma wpływ na wartość siły elektromotorycznej indukcji. Magnetyczny moment dipolowy–wielkość fizyczna cechująca dipol magnetyczny, która opisuje oddziaływanie z zewnętrznym polem magnetycznym.

Magnetyczny moment dipolowy jest szczególnym przypadkiem multipolowościmomentu magnetycznego. Jednak z racji tego, że pozostałe wyrazy szeregu multipolowego są zazwyczaj nieistotne i pomija się je, powszechne jest nazywanie dipolowego momentu magnetycznego, po prostu momentem magnetycznym. Można zaobserwować także wyższą multipolowość momentu magnetycznego^[

Dla prądu płynącego w cienkim przewodzie w płaskiej pętli, dipolowy moment magnetyczny jest pseudowektorem skierowanym prostopadle do powierzchni pętli, określony wzorem: , μ jest dipolowym momentem magnetycznym mierzonym w amperach razy metr kwadratowy lub w dżulach na teslę, a jest wektorem powierzchniowym (którego wartość jest równa polu powierzchni w metrach kwadratowych) zamkniętej przez pętlę z prądem, I jest stałym natężeniem prądu, mierzonym w amperach. Spin - moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.Spin jest pojęciem czysto kwantowym. W mechanice klasycznej, gdy cząstka spoczywa, musi mieć zerowy moment pędu. Układ spoczynkowy istnieje tylko, gdy cząstka ma masę. Gdy cząstka jest bezmasowa (np. foton), można jedynie określić rzut spinu na kierunek propagacji cząstki. Prędkość światła, c, fundamentalna stała fizyki. Jest to prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w próżni. W układzie jednostek SI prędkość światła powiązana jest z dwiema innymi stałymi przyrody: dielektryczną stałą dla próżni ε_o oraz przenikalnością magnetyczną dla próżni µ_o zależnością:
Prędkość światła c jest niezmiennikiem transformacji Lorentza (jest jednakowa w każdym układzie odniesienia). Wynosi c =299792458±1,2 m/s. Jest to największa prędkość przekazu informacji lub energii. W ośrodku materialnym prędkość światła zależy od długości fali (zjawisko dyspersji), wówczas prędkość fazowa światła równa jest c/n, gdzie: n - współczynnik załamania światła (dla danej długości fali). Współczynnik załamania ośrodka jest miarą zmiany prędkości rozchodzenia się fali w danym ośrodku w stosunku do prędkości w innym ośrodku (pewnym ośrodku odniesienia). Dokładniej jest on równy stosunkowi prędkości fazowej fali w ośrodku odniesienia do prędkości fazowej fali w danym ośrodku V1– prędkość fali w ośrodku, w którym fala rozchodzi się na początku, V2– prędkość fali w ośrodku, w którym rozchodzi się po załamaniu.

Współczynnik załamania, jak sugeruje nazwa, istotny jest w zjawisku załamania, gdy fala rozchodząca się w ośrodku odniesienia pada na granicę z danym ośrodkiem i dalej rozchodzi się w tym ośrodku. Współczynnik ten wiąże się bezpośrednio z kątem padania i kątem załamania. Związek ten wyraża prawo Snelliusa α – kąt padania promienia fali na granicę ośrodków (kąt między kierunkiem promienia a normalną do powierzchni granicznej ośrodków), β – kąt załamania (kąt między kierunkiem promienia załamanego w danym ośrodku a normalną do powierzchni). Wzór wynikający z prawa Snelliusa jest wykorzystywany do doświadczalnego wyznaczania współczynnika załamania. Współczynnik załamania pośrednio ma wpływ na inne zjawiska na granicy dwóch ośrodków. Zależy od niego np. współczynnik odbicia. Współczynnik załamania można określać dla dowolnej fali, najczęściej jednak jest stosowany do światła i fal dźwiękowych. Bezwzględny współczynnik załamania światła Fale elektromagnetyczne mogąrozchodzić się w próżni. Dlatego ośrodkiem odniesienia przy określaniu współczynnika załamania światła jest próżnia. Wwspółczynnik załamania względem próżni c – prędkość światła w próżni (wynosi około 3×10⁸ m/s), v – prędkość światła w danym ośrodku. Kwant energii (w mechanice kwantowej) – porcja energii jaką może pochłonąć lub jaką może przekazać układ w pojedynczym akcie oddziaływania z innym układem (np. atom z fotonem). W fizyce klasycznej energia może być wymieniana w dowolnych porcjach, w mechanice kwantowej mikroukłady mogą wymieniać energię tylko w porcjach o dozwolonej wielkości. Ponieważ w większości procesów fizycznych kwanty energii są bardzo małe w porównaniu z całkowitą wymienianą energią, fizyka klasyczna bardzo dobrze opisuje wiele zjawisk. Stała Plancka (oznaczana przez h) jest jedną z podstawowych stałych fizycznych. Ma wymiar działania, pojawia się w większości równań mechaniki kwantowej. Planck stwierdził, że energia nie może być wypromieniowywana w dowolnych ciągłych ilościach, a jedynie w postaci "paczek" (kwantów) o wartości hν, gdzie ν jest częstotliwością. Stała Plancka w układzie SI jest równa: h = 6,626 0693 (11)·10^–34J·s = 4,135 667 443 (35)·10^–15eV·s Pojęcie liczby kwantowej pojawiło się w fizyce wraz z odkryciem mechaniki kwantowej. Okazało się, że właściwie wszystkie wielkości fizyczne mierzone w mikroświecie atomów i cząsteczek podlegają zjawisku kwantowania, tzn. mogą przyjmować tylko pewne ściśle określone wartości. Na przykład elektrony w atomie znajdują się na ściśle określonych orbitach i mogą znajdować się tylko tam, z dokładnością określoną przez zasadę nieoznaczoności. Z drugiej strony każdej orbicie odpowiada pewna energia. Bliższe badania pokazały, że w podobny sposób zachowują się także inne wielkości np. pęd, moment pędu czy moment magnetyczny (kwantowaniu podlega tu nie tylko wartość, ale i położenie wektora w przestrzeni albo jego rzutu na wybraną oś). Wobec takiego stanu rzeczy naturalnym pomysłem było po prostu ponumerowanie wszystkich możliwych wartości np. energii czy momentu pędu. Te numery to właśnie liczby kwantowe. główna liczba kwantowa (n = 1,2,3...) opisuje energię elektronu, a w praktyce oznacza numer jego orbity (powłoki elektronowej), poboczna liczba kwantowa (l = 0,1,...,n − 1) oznacza wartość bezwzględną orbitalnego momentu pędu, którą obliczyć można używając relacji J² = l(l + 1)(h / 2π)², gdzie h jest stałą Plancka, a w praktyce oznacza numer podpowłoki, do której przypisany jest elektron,

magnetyczna liczba kwantowa (m = − l,..., − 1,0,1,...,l) opisuje rzut orbitalnego momentu pędu na wybraną oś, którego długość oblicza się używając wzoru J_z = mh / 2π, spinowa liczba kwantowas oznacza spin elektronu, stały dla danej cząstki elementarnej i w przypadku elektronu wynoszący 1/2 (ze względu na stałą wartość tej liczby kwantowej jest ona niekiedy pomijana), magnetyczna spinowa liczba kwantowa (m_s = − s,s = 1 / 2, − 1 / 2) pokazuje, w którą stronę skierowany jest spin, danej cząstki elementarnej (tu elektronu). Małymi literami (l, s) oznacza się liczby kwantowe opisujące stan jednego elektronu. Liczby kwantowe opisujące stany wieloelektronowe oznacza się wielkimi literami (L, S). Gaussa prawo, Gaussa twierdzenie, jedno z podstawowych praw elektrostatyki. Mówi ono, że strumień pola elektrycznego przechodzącego przez zamkniętą powierzchnię jest równy całkowitemu ładunkowi elektrycznemu zamkniętemu w tej powierzchni.

gdzie: ε₀ − współczynnik przenikalności elektrycznej próżni, Φ_E- strumień pola elektrycznego, q - ładunek elektryczny; ponieważ:

to równanie opisujące prawo Gaussa przyjmuje postać: gdzie: E - wektor natężenia pola elektrycznego, S - powierzchnia. Prawo Gaussa służy do obliczania natężeń pól elektrostatycznych Prawo Biota-Savarta - jest to prawo stosowane w elektromagnetyzmie i dynamice płynów. Pozwala określić w dowolnym punkcie przestrzeni indukcję pola magnetycznego, której źródłem jest element przewodnika przez który płynie prąd elektryczny. Przewodnik z prądem. Przyczynek dB do pola indukcji magnetycznej w danym punkcie A od elementu długości dl przewodnika z prądem o natężeniuI. Km - stała magnetyczna

I - natężenie prądu dl- skierowany element przewodnika; wektor o kierunku przewodnika, zwrocie odpowiadającym kierunkowi prądu i długości równej długość elementu przewodnika r^- wersor dla punktów wytwarzającego pole (elementu przewodnika) i miejsca pola r- odległość elementu przewodnika od punktu pola. Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya to prawo oparte na doświadczeniach Faradaya z 1831 roku. Z doświadczeń tych Faraday wywnioskował, że w zamkniętym obwodzie znajdującym się w zmiennym polu magnetycznym, pojawia się siła elektromotoryczna indukcji równa szybkości zmian strumienia indukcji pola magnetycznego przechodzącego przez powierzchnię rozpiętą na tym obwodzie. Prawo to można wyrazić wzorem , φB- strumień indukcji magnetycznej, Prawo Ampère'a prawo wiążące indukcję magnetyczną wokół przewodnika z prądem z natężeniem prądu elektrycznego przepływającego w tym przewodniku. W fizyce jest to magnetyczny odpowiednik prawa Gaussa i należy do praw fizycznych wynikających z matematycznego twierdzenia Stokesa. W wersji rozszerzonej przez J.C. Maxwella prawo to opisuje powstawanie pola magnetycznego w wyniku ruchu ładunku lub zmiany natężenia pola elektrycznego. Całka krzywoliniowa wektora indukcji magnetycznej, wytworzonego przez stały prąd elektryczny w przewodniku wzdłuż linii zamkniętej otaczającej prąd, jest równa sumie algebraicznej natężeń prądów przepływających (strumieniowi gęstości prądu) przez dowolną powierzchnię objętą przez tę linię. W substancjach mogą występować prądy wewnętrzne także wytwarzające pole magnetyczne. Prądy te nazywane są prądami magnesującymi. Powyższy wzór jest prawdziwy tylko po uwzględnieniu prądów wewnętrznych. Dla substancji w dowolnym ośrodku uwzględniając tylko prądy zewnętrzne prawo formułuje się z użyciem natężenia pola magnetycznego:

- całka krzywoliniowa po linii zamkniętej C.

H- natężenie pola magnetycznego w amperach na metr, dl- niewielki element linii całkowania C, J- gęstość prądu (w amperach na metr kwadratowy) przepływającego przez element da powierzchni S zamkniętej przez krzywą C, da- wektor powierzchni da, elementu powierzchni S I- natężenie prądu objętego krzywą C,

- przenikalność magnetyczna próżni (w henrach na metr),

Natężenie pola magnetycznego H może być wyrażone jako indukcja magnetyczna B (w teslach) jako: