W fizyce , o pole to dane dla każdego punktu w czasoprzestrzeni , wartości o wielkości fizycznej . Ta wielkość fizyczna może być skalarna ( temperatura , ciśnienie ...), wektorowa ( prędkość cząstek płynu, pole elektryczne ...) lub tensoryczna (jak tensor Ricciego w ogólnej teorii względności ). Przykładem pola skalarnego jest mapa temperatury telewizyjnej prognozy pogody: temperatura atmosfery przyjmuje określoną wartość w każdym punkcie. Pojęcie pola jest bardziej odpowiednie do badania ośrodków ciągłych ( mechanika ośrodków ciągłych , mechanika płynów ), a także zjawisk elektromagnetycznych . Jest niezbędna do skutecznego leczenia zjawisk falowych .
Pola można klasyfikować zgodnie z matematycznym charakterem funkcji reprezentatywnej, to znaczy zgodnie z właściwościami transformacji tej funkcji w transformacji układu współrzędnych.
Następnie wyróżnia się:
Ta klasyfikacja nie jest wyczerpująca. Rzeczywiście, na przykład w mechanice kwantowej istnieją jeszcze bardziej ogólne pola, takie jak pole spinorowe.
W ramach mechaniki klasycznej pole to jest tylko jednym ze sposobów opisu oddziaływań elementarnych . Pojęcie to może mieć formalne zalety w pisaniu relacji lub ułatwiać określone studia. Na przykład przyspieszenie cząstki poddanej tylko sile grawitacji Newtona jest bezpośrednio wyrażone wartością pola grawitacyjnego.
W kontekście elektromagnetyzmu , we współczesnej formie, którą przejął od Jamesa Clerka Maxwella , pole to nie jest już tylko obliczeniowym „artefaktem”, równoważnym pojęciu „siły na odległość”. Rzeczywiście, skończona natura prędkości propagacji fal elektromagnetycznych sprawia, że pole to jest podstawowym pojęciem do opisu zjawisk elektromagnetycznych. Zatem prawo Coulomba, które opisywało oddziaływania elektrostatyczne w kategoriach „siły na odległość” przed pojawieniem się pojęcia pola, jest ściśle prawdziwe tylko w przybliżeniu statycznym, to znaczy wtedy, gdy źródła pola są ustalone i wytwarzają niezmienne pole w czasie. Z reguły siły działające na cząstkę w danej chwili nie są już definiowane przez położenie cząstek w tej samej chwili.
W kontekście ogólnej teorii względności , bierzemy również pod uwagę prędkość z propagacji oddziaływań grawitacyjnych. Pole grawitacyjne uzyskuje zatem wewnętrzną rzeczywistość fizyczną podobną do pola elektromagnetycznego opisanego przez Darrena Jamesa.
W zależności od rodzaju interakcji rozróżnia się różne pola sił: