Теорията на Максуел и неговите черти

Сега почти всеки човек знае, че електрическите и магнитните полета са директно взаимосвързани една с друга. Дори съществува специален клон на физика, който изучава електромагнитни явления. Но през 19 век, докато се формулира електромагнитната теория на Максуел, всичко беше съвсем различно. Смята се например, че електрическите полета са присъщи само на частиците и телата, които притежават електрически заряд, и магнитните свойства са напълно различно поле на науката.

През 1864 г. известният британски физик DK Maxwell посочва директното свързване на електрически и магнитни явления. Откритието се нарича "Теорията на Максуел за електромагнитното поле". Благодарение на нея беше възможно да се решат серии от неразрешими, от гледна точка на електродинамиката на онова време, въпроси.

Повечето забележителни открития винаги се основават на резултатите от предишни изследвания. Теорията на Максуел не е изключение. Отличителна черта е, че Максуел значително разширява резултатите, получени от неговите предшественици. Например, той посочи, че в опит на Фарадей Възможно е да се използва не само затворен контур от проводим материал, но и да се състои от всякакъв материал. В този случай схемата е индикатор на вихровото електрическо поле, което засяга не само кристална решетка метали. В такава гледна точка, когато е в областта на диелектричен материал, по-правилно е да се говори за поляризационните токове. Те също така изпълняват работа, която се състои в нагряване на материала до определена температура.

Първото подозрение за връзката между електрически и магнитни явления се появява през 1819 година. H. Oersted отбеляза, че ако компас е разположен близо до проводник с ток, посоката на стрелката се отклонява от северния полюс.

През 1824 г. А. Ампер формулира закона за взаимодействие на диригентите, по-късно наричан "Законът на Ампер".

И накрая, през 1831 г. Фарадей записва появата на ток във верига в променящо се магнитно поле.

Теорията на Максуел е предназначена да реши основния проблем на електродинамиката: със известното пространствено разпределение на електрическите заряди (токове) е възможно да се определят някои характеристики на генерираните магнитни и електрически полета. Тази теория не разглежда механизмите, които са в основата на явленията, които се случват.

Теорията на Максуел е предназначена за близки разстояния, тъй като в системата на уравненията се предполага, че електромагнитни взаимодействия се появяват с скоростта на светлината, независимо от околната среда. Важна особеност на теорията е фактът, че на базата на такива полета се счита, че:

- се генерират от сравнително големи токове и заряди, разпределени в голям обем (многократно по-голям от размера на атом или молекула);

- променливите магнитни и електрически полета се променят по-бързо от периода на процесите в молекулите;

- Разстоянието между изчислената точка на пространството и източника на полето надвишава размера на атомите (молекулите).

Всичко това ни позволява да заявим, че теорията на Максуел е приложима преди всичко към феномените на макрокосмоса. Съвременната физика обяснява все повече и повече процеси от гледна точка на квантовата теория. Формулите на Максуел не вземат под внимание квантовите прояви. Независимо от това, използването на максулианските системи от уравнения прави възможно успешното разрешаване на определен диапазон от проблеми. Интересно е, че тъй като се вземат предвид плътностите на електрически токове и заряди, теоретично е възможно те да съществуват, но с магнитен характер. За това през 1831 г. Дирак посочи, след като ги определи като магнитни монополи. По принцип основните постулати на теорията са следните:

- магнитното поле се създава от променливо електрическо поле;

- Редуващо се магнитно поле генерира електрическо поле от вихрово естество.