Jakie są równania Maxwella?

Równania Maxwella dotyczą czterech odrębnych równań dotyczących elektromagnetyzmu. Co ciekawe, pomysłodawcą tych równań nie była osoba, która zdecydowała się wydobyć te cztery równania z większego zbioru prac i przedstawić je jako odrębną i autorytatywną grupę. Formalna struktura równań Maxwella, przedstawiona po raz pierwszy przez Olivera Heaviside'a i Williama Gibbsa w 1884 r., Opiera się na pracy Jamesa Clerk Maxwella w latach 60.

Każdy z czterech elementów zestawu równań jest skonfigurowany do uwzględnienia czterech różnych aspektów elektromagnetyzmu. Jako grupa, Równania Maxwella mają na celu artykułowanie związku, jaki istnieje między ładunkiem elektrycznym, polem magnetycznym, polem elektrycznym i prądem elektrycznym. Z czterech równań należących do tej grupy tylko jedno zostało opracowane przez samego Maxwella. Pozostałe trzy były wcześniejszymi ustaleniami przyjętymi przez innych w tej dziedzinie i zinterpretowanymi przez Maxwella w jego pracy z 1861 r. „O fizycznych liniach siły”.

Jednak wyjaśnienia, które przedstawił Maxwell, wraz ze sposobem, w jaki połączył podstawy prawa Ampere'a, prawa Faradaya i prawa Gaussa, okazały się przekonującymi badaniami i zostały szeroko przyjęte. Z niewielkimi zmianami umożliwiającymi rozwój badań nad elektromagnetyzmem Gibbs i Heaviside wyodrębnili te cztery elementy z wcześniejszej pracy Maxwella i nazwali kombinację równań Maxwella.

Istnieje również drugi zestaw równań Maxwella, który czasami jest mylony z podstawowym zestawem czterech. Pochodząca z pracy Maxwella z 1865 r. „Dynamiczna teoria pola elektromagnetycznego”, ta kombinacja równań wynosi osiem. W tym ciele ośmiu równań sześć z nich jest faktycznie zbudowanych według wzoru zawierającego zestaw trzech równań. Jeśli chodzi o powiązanie idei stojących za równaniami zawartymi w każdym odrębnym zbiorze, cztery grupy równań mniej więcej odpowiadają ideom znajdującym się w większym zbiorze ośmiu bardziej skomplikowanych równań.

Niezależnie od tego, czy odnoszą się do zestawu czterech równań Maxwella, czy też do większego i bardziej kompleksowego zestawu ośmiu, pojęcia zawarte w równaniach nadal stanowią podstawę badań elektromagnetyzmu.