Tom III

Rozdział 9. Równania Maxwella (rozdział nadobowiązkowy)

James Clerk Maxwell był jednym z najwybitniejszych uczonych XIX wieku. Jego teoria elektromagnetyzmu jest uwieńczeniem tej dziedziny wiedzy i bez przesady można stwierdzić, że jest szczytowym osiągnięciem nauki XIX wieku. Teoria Maxwella, jak się okazało, była pierwszą teorią odpowiadającą w pełni postulatom relatywistycznym i zapoczątkowała ruch intelektualny, który doprowadził do sformułowania przez Einsteina szczególnej teorii względności. Maxwell na drodze czysto teoretycznej odkrył istnienie fal elektromagnetycznych i stwierdził, że światło jest właśnie taką falą. Dzięki temu dokonała się w fizyce ważna integracja odrębnych dotychczas dziedzin – elektromagnetyzmu i optyki. Jednocześnie nastąpiło ostateczne połączenie elektryczności i magnetyzmu w naukę zwaną dziś elektromagnetyzmem. Odkrycie to miało kolosalne znaczenie – nie tylko teoretyczne, ale i praktyczne. Zapoczątkowało m.in. przewrót w dziedzinie telekomunikacji i wywarło istotny wpływ na kształt naszej cywilizacji (radio, telewizja, mikrofale, komunikacja satelitarna i in.).

James Clerk Maxwell (1831-1879), (grafika G. J. Stodart)
 Ilustracja 9.1. James Clerk Maxwell (1831–1879), (grafika G. J. Stodart)

Jak już wspomniano, teoria Maxwella jest uwieńczeniem dziedziny wiedzy o elektryczności i o magnetyzmie.

Teoria Maxwella zawiera głównie jego własne osiągnięcia, ujęte tutaj jako pierwsze i drugie prawo Maxwella, oraz wcześniej znane prawa. Komplet tych podstawowych praw został ujęty w system równań, zwanych równaniami Maxwella. Umożliwia on rozwiązanie wszystkich zagadnień z dziedziny elektromagnetyzmu. My jednak ograniczymy się do przedstawienia tylko dwóch równań Maxwella, nazywanych pierwszym i drugim prawem Maxwella.