« О физических силовых линиях » — это работа из четырех частей, написанная Джеймсом Клерком Максвеллом и опубликованная в 1861 году . [1] В ней Максвелл вывел уравнения электромагнетизма в сочетании с «морем» « молекулярных вихрей », которые он использовал для моделирования силовых линий Фарадея . Максвелл изучал и комментировал область электричества и магнетизма еще в 1855/56 годах, когда «О силовых линиях Фарадея» [2] была зачитана в Кембриджском философском обществе . Максвелл провел аналогию между плотностью этой среды и магнитной проницаемостью, а также аналогию между поперечной упругостью и диэлектрической проницаемостью, и, используя результаты предыдущего эксперимента Вильгельма Эдуарда Вебера и Рудольфа Кольрауша , проведенного в 1856 году, он установил связь между скоростью света и скоростью распространения волн в этой среде.
Статья открыла новую эру классической электродинамики и послужила катализатором дальнейшего прогресса в математической области векторного исчисления . Благодаря этому она считается одной из наиболее исторически значимых публикаций в физике и науке в целом, сравнимой с работами Эйнштейна Annus Mirabilis и Ньютона Principia Mathematica .
В 1856 году Вильгельм Эдуард Вебер и Рудольф Кольрауш провели эксперимент с лейденской банкой и установили отношение электрического заряда , измеренного статически, к тому же электрическому заряду, измеренному электродинамически . Максвелл использовал это отношение в уравнении Исаака Ньютона для скорости звука , примененном с использованием плотности и поперечной упругости его моря молекулярных вихрей. Он получил значение, которое было очень близко к скорости света , недавно измеренной непосредственно Ипполитом Физо . Затем Максвелл написал [3]
«Мы едва ли можем избежать вывода, что свет состоит из поперечных колебаний той же среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений»
Также в этой статье 1861 года Максвелл впервые ввел термин ток смещения , который теперь включен в закон Ампера . Но только в своей следующей статье 1865 года « Динамическая теория электромагнитного поля » Максвелл использовал этот термин ток смещения для вывода уравнения электромагнитной волны .
Четыре современных уравнения Максвелла , изложенные в публикации Оливера Хевисайда в 1884 году, появились в статье Максвелла 1861 года. Однако Хевисайд представил эти уравнения в современном векторном формате, используя оператор набла (∇), разработанный Уильямом Роуэном Гамильтоном в 1837 году,
О работе Максвелла Альберт Эйнштейн писал: [4]
«Представьте себе чувства [Максвелла], когда сформулированные им дифференциальные уравнения доказали ему, что электромагнитные поля распространяются в форме поляризованных волн, причем со скоростью света! Немногим людям в мире выпало счастье испытать подобное... физикам потребовалось несколько десятилетий, чтобы осознать всю значимость открытия Максвелла, настолько смелым был скачок, который его гений заставил совершить в представлениях своих коллег».
Другие физики были столь же впечатлены работой Максвелла, например, Ричард Фейнман, который прокомментировал: [5]
«Глядя на историю мира в долгосрочной перспективе, скажем, на десять тысяч лет вперед, можно не сомневаться, что самым значительным событием XIX века будет считаться открытие Максвеллом законов электромагнетизма. Гражданская война в Америке померкнет до провинциальной незначительности по сравнению с этим важным научным событием того же десятилетия».
Чарльз Коулстон Джиллиспи утверждает, что эта статья ввела слово « поле » в мир физики [6] , но Фарадей впервые ввел этот термин в 1849 году [7].
