Maxwells Theorie und ihre Eigenschaften

Das weiß jetzt fast jederdie elektrischen und magnetischen Felder sind direkt miteinander verbunden. Sogar dort existiert ein spezieller Zweig der Physik, der elektromagnetische Phänomene untersucht. Aber im 19. Jahrhundert, bis Maxwells elektromagnetische Theorie formuliert war, war alles völlig anders. Es wurde beispielsweise in Betracht gezogen, dass elektrische Felder nur in Teilchen und Körpern vorkommen, die eine elektrische Ladung besitzen, und dass magnetische Eigenschaften ein völlig anderes Gebiet der Wissenschaft sind.

Im Jahr 1864 wurde der berühmte britische Physiker DK Maxwell weist auf eine direkte Beziehung zwischen elektrischen und magnetischen Phänomenen hin. Die Entdeckung wurde "Maxwells Theorie des elektromagnetischen Feldes" genannt. Dank ihr war es möglich, eine Reihe von unlösbaren, vom Standpunkt der Elektrodynamik dieser Zeit, Fragen zu lösen.

Die meisten hochkarätigen Entdeckungen basieren immer daraufüber die Ergebnisse früherer Forschungen. Maxwells Theorie ist keine Ausnahme. Eine Besonderheit ist, dass Maxwell die von seinen Vorgängern erzielten Ergebnisse deutlich erweitert hat. Zum Beispiel wies er darauf hin, dass im Faraday-Experiment nicht nur eine geschlossene Schleife aus leitfähigem Material, sondern aus irgendeinem Material verwendet werden kann. In diesem Fall ist die Schaltung ein Indikator für das elektrische Wirbelfeld, das nicht nur das Kristallgitter von Metallen beeinflusst. Wenn es auf dem Gebiet eines dielektrischen Materials ist, ist es korrekter, über die Polarisationsströme zu sprechen. Sie führen auch Arbeiten durch, bei denen das Material auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird.

Der erste Verdacht auf die Verbindung zwischen Elektro undmagnetische Phänomene erschienen 1819. H. Oersted bemerkte, dass, wenn ein Kompass in der Nähe eines Leiters mit einem Strom platziert wird, die Richtung des Pfeils vom Nordpol abweicht.

Im Jahr 1824 formulierte A. Ampere das Gesetz der Wechselwirkung von Dirigenten, später "Ampere'sches Gesetz" genannt.

Und schließlich, 1831, zeichnete Faraday das Auftreten eines Stromes in einem Stromkreis in einem sich ändernden Magnetfeld auf.

Maxwells Theorie ist darauf ausgelegt, das Hauptproblem zu lösenElektrodynamik: Mit der bekannten räumlichen Verteilung elektrischer Ladungen (Ströme) lassen sich bestimmte Eigenschaften der erzeugten magnetischen und elektrischen Felder bestimmen. Diese Theorie berücksichtigt nicht die Mechanismen, die den auftretenden Phänomenen zugrunde liegen.

Die Maxwell-Theorie ist dafür ausgelegtclose charges, da im Gleichungssystem berücksichtigt wird, dass elektromagnetische Wechselwirkungen unabhängig vom Medium mit Lichtgeschwindigkeit auftreten. Ein wichtiges Merkmal der Theorie ist die Tatsache, dass auf ihrer Grundlage solche Felder berücksichtigt werden, die:

- werden durch relativ große Ströme und Ladungen erzeugt, die in einem großen Volumen verteilt sind (viele Male größer als die Größe eines Atoms oder Moleküls);

- variable magnetische und elektrische Felder ändern sich schneller als die Periode von Prozessen innerhalb der Moleküle;

- Die Entfernung zwischen dem berechneten Punkt des Raumes und der Quelle des Feldes übersteigt die Größe der Atome (Moleküle).

All dies erlaubt uns, die Theorie zu behauptenMaxwell ist primär auf die Phänomene des Makrokosmos anwendbar. Die moderne Physik erklärt immer mehr Prozesse aus der Sicht der Quantentheorie. Maxwells Formeln berücksichtigen keine Quantenmanifestationen. Nichtsdestoweniger ermöglicht es die Verwendung von Maxwellschen Gleichungssystemen, eine bestimmte Reihe von Problemen erfolgreich zu lösen. Es ist interessant, dass, da die Dichten von elektrischen Strömen und Ladungen berücksichtigt werden, es theoretisch möglich ist, dass sie existieren, aber von magnetischer Natur sind. Dazu deutete Dirac 1831 an, sie als magnetische Monopole bezeichnet zu haben. Im Allgemeinen lauten die grundlegenden Postulate der Theorie wie folgt:

- das Magnetfeld wird durch ein elektrisches Wechselfeld erzeugt;

- Ein magnetisches Wechselfeld erzeugt ein elektrisches Feld einer Vortex-Natur.