¿Cuáles son las razones por las cuales una intensidad de campo eléctrico se considera una cantidad vectorial?

El campo eléctrico es vectorial porque tiene una dirección. Geométricamente, apunta de alguna manera en el espacio , esa dirección que es empujada por la carga eléctrica positiva.

Estrictamente hablando, la intensidad del campo eléctrico en alguna parte es una cantidad escalar igual a la magnitud del vector de campo eléctrico, es decir, qué tan fuerte el campo empuja la carga, independientemente de la dirección.

Lo más importante es que se debe tener en cuenta que el campo eléctrico no es simplemente un vector, sino un campo vectorial , es decir, en cada punto del espacio hay un vector de campo eléctrico. Del mismo modo, la intensidad del campo eléctrico es un campo escalar .

Las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo clásico (ecuaciones de Maxwell) rigen cómo los campos eléctricos y magnéticos (y, en consecuencia, las intensidades de campo) varían a lo largo del espacio y el tiempo.

La respuesta depende de la profundidad a la que desee comprender el problema. En el nivel básico, el carácter vectorial del campo eléctrico se establece experimentalmente. Significa matemáticamente que el campo eléctrico puede expresarse a través de un vector tridimensional “habitual”, que tiene origen en un punto espacial y apunta a otro (y multiplicado por factor, dependiendo de las unidades de medida). Tal campo se comporta exactamente como un vector 3D: se caracteriza por 3 valores numéricos, que se transforman con rotaciones entre sí de una manera, típica de cualquier vector 3D. Vea la expresión para el campo eléctrico de una carga puntual, dada por la ley de Coulomb.

En un nivel más profundo, puede preguntar cuáles son las alternativas. Esto lo llevará a los componentes básicos de la teoría cuántica de campos, que está construida de animales, que son escalares, vectores y (en el caso más general) tensores. Deben ser estos animales pero no otros, debido a las simetrías fundamentales del espacio y el tiempo.