Pe liniile fizice de forță - On Physical Lines of Force

„ Pe liniile fizice ale forței ” este o lucrare din patru părți scrisă de James Clerk Maxwell publicată în 1861. În ea, Maxwell a derivat ecuațiile electromagnetismului împreună cu o „mare” de „ vortexuri moleculare ” pe care a folosit-o pentru a-l modela pe Faraday ' s linii de forță. Maxwell studiase și făcuse comentarii despre domeniul electricității și magnetismului încă din 1855/6, când „On Faraday’s Lines of Force” a fost citit către Cambridge Philosophical Society . Maxwell a făcut o analogie între densitatea acestui mediu și permeabilitatea magnetică, precum și o analogie între elasticitatea transversală și constanta dielectrică și folosind rezultatele unui experiment anterior prin Wilhelm Eduard Weber și Rudolf Kohlrausch au efectuat în 1856, el a stabilit o legătură între viteza luminii și viteza de propagare a undelor în acest mediu.

Lucrarea a introdus o nouă eră a electrodinamicii clasice și a catalizat progrese suplimentare în câmpul matematic al calculului vectorial . Din această cauză, este considerată una dintre cele mai semnificative publicații din punct de vedere istoric în fizică și știință în general, comparabilă cu lucrările lui Annus Mirabilis ale lui Einstein și Principia Mathematica ale lui Newton .

Motivații

În 1856, Wilhelm Eduard Weber și Rudolf Kohlrausch au efectuat un experiment cu un borcan Leyden și au stabilit raportul dintre sarcina electrică măsurată static și aceeași sarcină electrică măsurată electrodinamic . Maxwell a folosit acest raport în ecuația lui Isaac Newton pentru viteza sunetului , aplicat folosind densitatea și elasticitatea transversală a mării sale de vârtejuri moleculare. El a obținut o valoare foarte apropiată de viteza luminii , măsurată recent de Hippolyte Fizeau . Maxwell a scris apoi

„cu greu putem evita deducerea faptului că lumina constă în ondulațiile transversale ale aceluiași mediu care este cauza fenomenelor electrice și magnetice”

Tot în această lucrare din 1861, Maxwell a introdus pentru prima dată termenul curent de deplasare, care este acum inclus în legea circuitului lui Ampère . Dar abia după următoarea sa lucrare din 1865, „ O teorie dinamică a câmpului electromagnetic ”, Maxwell a folosit acest termen de curent de deplasare pentru a obține ecuația undei electromagnetice .

Impact

Cele patru ecuații moderne ale lui Maxwell , așa cum sunt prezentate într-o publicație de Oliver Heaviside în 1884, apăruseră în lucrarea lui Maxwell din 1861. Cu toate acestea, Heaviside a prezentat aceste ecuații în format vector modern folosind operatorul nabla (∇) conceput de William Rowan Hamilton în 1837,

Despre opera lui Maxwell, Albert Einstein a scris:

„Imaginați-vă sentimentele [lui Maxwell] când ecuațiile diferențiale pe care le formulase i-au demonstrat că câmpurile electromagnetice se răspândesc sub formă de unde polarizate și cu viteza luminii! Pentru câțiva oameni din lume a fost garantată o astfel de experiență ... a luat fizicienilor câteva decenii să înțeleagă semnificația deplină a descoperirii lui Maxwell, atât de îndrăzneț a fost saltul pe care geniul său l-a forțat asupra concepțiilor colegilor săi de muncă. "

Alți fizicieni au fost la fel de impresionați de lucrarea lui Maxwell, cum ar fi Richard Feynman care a comentat:

„Dintr-o perspectivă îndelungată asupra istoriei lumii - văzută, să zicem, peste zece mii de ani de acum încolo - poate fi puțină îndoială că cel mai semnificativ eveniment al secolului al XIX-lea va fi considerat descoperirea lui Maxwell a legilor electromagnetismului. Războiul civil american va pătrunde în insignifianța provinciei în comparație cu acest important eveniment științific din același deceniu. "

Charles Coulston Gillispie afirmă că lucrarea a introdus cuvântul „ câmp ” în lumea fizicii, dar Faraday a inventat prima dată termenul în 1849.

Vezi si

Referințe

Lecturi suplimentare