Maxwellova teorie a její vlastnosti

Nyní téměř každý člověk ví, že elektrické a magnetické pole jsou navzájem přímo propojené. Dokonce existuje i speciální větev fyziky, která studuje elektromagnetické jevy. Ale v 19. století, dokud nebyla Maxwellova elektromagnetická teorie formulována, bylo všechno zcela jiné. Zvažovalo se například, že elektrická pole jsou vlastní pouze v částech a tělech, které vlastní elektrický náboj, a magnetické vlastnosti jsou zcela odlišné oblasti vědy.

V roce 1864 slavný britský fyzik DK Maxwell poukázal na přímé propojení elektrických a magnetických jevů. Objev se nazval "Maxwellova teorie elektromagnetického pole". Díky ní bylo možné vyřešit řadu neřešitelných, z pohledu elektrodynamiky tehdejší doby, otázek.

Většina významných objevů je vždy založena na výsledcích předchozích výzkumů. Maxwellova teorie není výjimkou. Charakteristickým rysem je, že Maxwell výrazně rozšířil výsledky získané jeho předchůdci. Například to poukázal na to, že zkušenost Faraday Je možné použít nejen uzavřenou smyčku z vodivého materiálu, ale také jakýkoliv materiál. V tomto případě je obvod indikátorem vírového elektrického pole, který ovlivňuje nejen víru krystalová mřížka kovy. Z takového pohledu, když je v oblasti dielektrického materiálu, je správnější mluvit o polarizačních proudech. Vykonávají také práci, která spočívá v ohřevu materiálu na určitou teplotu.

První podezření na spojení elektrických a magnetických jevů se objevilo v roce 1819. H. Oersted poznamenal, že pokud je kompas umístěn u vodiče s proudem, směr šipky se odchyluje od severní pól.

V roce 1824 A. Ampere formuloval zákon o interakci dirigentů, později nazvaný "Zákon Ampér".

A nakonec v roce 1831 zaznamenal Faraday vzhled proudu v obvodu v měnícím se magnetickém poli.

Maxwellova teorie je navržena tak, aby řešila základní problém elektrodynamiky: se známým prostorovým rozdělením elektrických nábojů (proudů) je možné určit určité vlastnosti generovaných magnetických a elektrických polí. Tato teorie nezohledňuje mechanismy, které jsou základem těchto jevů.

Maxwellova teorie je navržena pro naprosto rozložené náboje, protože v systému rovnic se předpokládá, že elektromagnetické interakce vyskytnout se rychlost světla, bez ohledu na životní prostředí. Důležitým rysem teorie je skutečnost, že na jeho základě jsou tato pole považována za:

- jsou generovány poměrně velkými proudy a náboji distribuovanými ve velkém objemu (mnohokrát větší než velikost atomu nebo molekuly);

- variabilní magnetické a elektrické pole se mění rychleji než doba procesů uvnitř molekul;

- Vzdálenost mezi vypočteným bodem prostoru a zdrojem pole přesahuje velikost atomů (molekul).

To vše nám dovoluje konstatovat, že Maxwellova teorie je použitelná především na jevy makrokosmu. Moderní fyzika vysvětluje stále více procesů z hlediska kvantové teorie. Maxwellovy vzorce neberou v úvahu kvantové projevy. Nicméně použití Maxwellianových systémů rovnic umožňuje úspěšně vyřešit určitý rozsah problémů. Je zajímavé, že vzhledem k tomu, že hustoty elektrických proudů a nábojů jsou vzaty v úvahu, je teoreticky možné, že existují, ale mají magnetickou povahu. Na to v roce 1831 naznačil Dirac, označil je za magnetické monopoly. Obecně platí, že základní postuláty teorie jsou následující:

- magnetické pole je vytvořeno střídavým elektrickým polem;

- Střídavé magnetické pole generuje elektrické pole vírové povahy.