עכשיו כמעט כולם יודעים את זהשדות חשמליים ומגנטיים קשורים זה לזה באופן ישיר. יש אפילו ענף מיוחד בפיסיקה שחקר תופעות אלקטרומגנטיות. אבל כבר במאה ה -19, עד שהתאוריה האלקטרומגנטית של מקסוול גובשה, הכל היה שונה לחלוטין. הוא האמין, למשל, כי שדות חשמליים הם טבועים רק חלקיקים וגופים עם מטען חשמלי, תכונות מגנטיות הם תחום שונה לחלוטין של המדע.
בשנת 1864, הפיזיקאי הבריטי המפורסם DK.מקסוול מצביע על הקשר הישיר בין תופעות חשמליות ומגנטיות. התגלית נקראה "תורת השדה האלקטרומגנטית מקסוול". הודות לה, היא הצליחה לפתור מספר בלתי פתיר, מנקודת המבט של האלקטרודינמיקה של אותה תקופה, שאלות.
רוב התגליות המתקדמות ביותר מבוססות תמיד.על תוצאות של חוקרים קודמים. התיאוריה של מקסוול אינה יוצאת דופן. תכונה ייחודית היא כי מקסוול הרחיבה באופן משמעותי את התוצאות שהתקבלו על ידי קודמיו. לדוגמה, הוא ציין כי בניסוי פאראדיי לא רק לולאה סגורה של חומר מוליך, אבל המורכב מכל חומר ניתן להשתמש. במקרה זה, המתאר הוא אינדיקטור של השדה החשמלי מערבולת, אשר משפיע לא רק על גביש קריסטל של מתכות. עם נקודת מבט כזו, כאשר חומר דיאלקטרי נמצא בשדה, נכון יותר לדבר על זרמים קוטביות. הם גם עושים את העבודה של חימום החומר לטמפרטורה מסוימת.
החשד הראשון של חיבור חשמליתופעות מגנטיות הופיעו בשנת 1819. H. Oersted ציין כי אם מצפן ממוקם ליד מנצח עם זרם, אז כיוון החץ חורגת מן הקוטב הצפוני.
בשנת 1824, א 'Ampere ניסח את חוק האינטראקציה בין המנצחים, קרא מאוחר יותר "חוק אמפר".
ולבסוף, ב- 1831, רשם פאראדיי את המראה של זרם במעגל הממוקם בשדה מגנטי משתנה.
התיאוריה של מקסוול נועדה לפתור את הבעיה העיקריתאלקטרודינמיקה: עם התפלגות מרחבית ידוע של מטענים חשמליים (זרמים), כמה מאפיינים של שדות מגנטיים וחשמל שנוצר ניתן לקבוע. תיאוריה זו אינה רואה במנגנונים עצמם את התופעות המתרחשות.
התיאוריה של מקסוול נועדה כךמטענים ממוקמים מקרוב, שכן במערכת המשוואות מאמינים כי אינטראקציות אלקטרומגנטיות מתרחשות במהירות האור, ללא קשר למדיום. מאפיין חשוב בתיאוריה הוא העובדה שעל בסיסה תחומים כאלה נחשבים:
- שנוצר על ידי זרמים גדולים יחסית חיובי מופץ בכמות גדולה (פעמים רבות יותר מאשר בגודל של אטום או מולקולה);
- לסירוגין שדות מגנטיים וחשמליים לשנות מהר יותר מאשר את התקופה של תהליכים בתוך המולקולות;
- המרחק בין נקודת החישוב המחושבת לבין מקור השדה עולה על גודל האטומים (המולקולות).
כל זה מאפשר לנו לקבוע כי התיאוריהמקסוול מתאים בעיקר לתופעות של מקרוקוסמוס. הפיזיקה המודרנית מסבירה יותר ויותר תהליכים במונחים של תורת הקוונטים. ביטויים קוונטיים אינם נלקחים בחשבון בנוסחאות של מקסוול. עם זאת, השימוש במערכות משוואות מקסווליאניות מאפשר לפתור בהצלחה מגוון מסוים של בעיות. מעניין מכיוון שנחשבים לצפיפות הזרמים והמטענים החשמליים, תיאורטית יתאפשר להם להתקיים, אך בעלי אופי מגנטי. על כך ציין בשנת 1831 דיראק, שייעד אותם כמונופולים מגנטיים. באופן כללי, ההנחות העיקריות של התיאוריה הן כדלקמן:
- השדה המגנטי נוצר על ידי שדה חשמלי מתחלף;
- שדה מגנטי מתחלף מייצר שדה חשמלי בעל אופי מערבולת.
