МАКСВЕЛЛ Теория электромагнитного поля Дж. К. Максвелла ДЖЕЙМС МАКСВЕЛЛ Великий английский ученый Джеймс Кларк Максвелл (1831-1873) родился в шотландском городе Эдинбурге. Символичен год его рождения — он совпал с годом открытия Фарадеем явления электромагнитной индукции. Через 33 года после открытия Фарадея другой гений подхватил эстафету знаний об электричестве и отправил её в будущее. Майкл Фарадей (1791-1867) Университет Эдинбурга Кембриджский университет (Англия) Кемеровский университет Научные интересы Максвелла широки — от теории упругости до правильного объяснения строения колец Сатурна. Большое значение для развития молекулярной теории имели работы Максвелла , обобщенные им в трудах «Теория теплоты», «Пояснения к динамической теории газов» и «О динамическом доказательстве молекулярного строения тел». В этих работах он применяет статистический подход к молекулярному хаотическому движению. Завершением этих исследований было создание теории статистического распределения молекул по скоростям («распределение Максвелла»). 𝑚 𝑓 𝑣 = 4𝜋 2𝜋𝑘𝑇 3 2 ⅇ 𝑚𝑣 2 − 2𝑘𝑇 𝑣2 Но главный труд Максвелла и вершина его научного творчества — это «Трактат по электричеству и магнетизму», изданный в 1873 году 42-летним ученым. В нем он подвел итоги почти 20-летней работы по электромагнетизму. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА В статье — «Динамическая теория электромагнитного поля» — Максвелл впервые использовал термин «электромагнитное поле». «Теория, которую я предлагаю, может быть названа теорией электромагнитного поля, потому что она имеет дело с пространством , окружающим электрические и магнитные тела, и она может быть названа также динамической теорией, поскольку она допускает, что в этом пространстве имеется материя, находящаяся в двтжении, посредством которой и производятся наблюдаемые электромагнитные явления» Первое уравнение говорит о том, что источниками магнитного поля являются токи и изменяющиеся со временем электрическое поле. Гениальной догадкой Максвелла было введение им принципиально нового понятия — тока смещения — в качестве отдельного слагаемого в обобщенный закон Ампера — Максвелла: 4𝜋 1 𝜕𝐵 𝑟𝑜𝑡𝐻 = 𝑗+ 𝑐 𝑐 𝜕𝑡 Это уравнение выражает магнитоэлектрическую индукцию, открытую Максвеллом и основанную на представлениях о токах смещения. Другой сразу завоевавшей признание Максвелла идеей стало представление Фарадея о природе электромагнитной индукции — возникновение индукционного тока в контуре , число магнитных силовых линий в котором изменяется или вследствии относительного движения контура и магнита, или вследствии изменения магнитного поля. Максвелл записал следующее уравнение: 1 𝜕𝐵 𝑟𝑜𝑡𝐸 = − 𝑐 𝜕𝑡 Это уравнение отражает закон электромагнитной индукции Фарадея. Необходимо учесть еще одно важное свойство векторов электрической и магнитной индукции. В то время как электрические силовые линии начинаются и заканчиваются на зарядах, являющихся источниками поля, то силовые линии магнитного поля замкнуты сами на себя. div 𝐷 = 4𝜋𝜌 𝑑i𝑣𝐵 = 0 Третье уравнение, говорит о том, что источниками и стоками постоянных электрических полей являются электрические заряды. Четвертое — вихревой характер магнитного поля (или отсутствие в природе магнитных зарядов). Таким образом, Дж. Максвелл приходит к определению электромагнитного поля как вида материи, выражая все его проявления в виде системы уравнений. Отметим, что Максвелл не использовал векторных обозначений и записывал свои уравнения в достаточно громоздком компонентном виде. Современная форма уравнений Максвелла появилась около 1884 г. «Чем более абстрактен предмет, тем лучше он поддается изучению» «Работа — хорошая вещь, и книги — тоже, но лучше всего — друзья» «Университет место скучноватое, но зато с какими замечательными людьми ты там знакомишься»
