Законы Фарадея и Максвелла.

Теория Максвелла сыграла выдающуюся роль в развитии наших знаний об электричестве. Для того чтобы лучше понять значение этой теории, необходимо вспомнить историческую последовательность ос­новных открытий в области электричества до работ Максвелла.

Как уже упоминалось, количественное изучение электрических явлений началось с работ Кулона (1785 г.), установившего сначала закон взаимодействия электрических зарядов и распространившего его позднее на взаимодействие «магнитных зарядов». Однако вплоть до 1820 г. электрические и магнитные явления рассматривали как различные явления, не связанные между собой.

Открытие Эрстедом в 1820 г. магнитного действия тока показало, что между магнитными и электрическими явлениями существует связь и что магнитные действия можно получить при помощи элект­рических токов. Магнитное действие токов было детально изучено Ампером, который пришел к заключению, что все магнитные явле­ния в природе, в том числе и связанные с постоянными магнитами, вызваны электрическими токами (теория молекулярных токов Ам­пера).

Дальнейшими важными результатами того периода мы обязаны Фарадею. Из них особое значение имело открытие электромагнит­ной индукции. Фарадей исходил из основной идеи о взаимной связи явлений природы. Он считал, что если ток способен вызывать маг­нитные явления, то и, обратно, при помощи магнитов или других токов можно получить электрические токи. В результате настойчи­вых и многочисленных попыток Фарадей действительно открыл в 1831 г. это явление, которое еще более укрепило представление о связи между электричеством и магнетизмом.

Второй важнейшей идеей в работах Фарадея было признание основной, определяющей роли промежуточной среды в электриче­ских явлениях. Фарадей не допускал действия на расстоянии, кото­рое, как мы сейчас хорошо знаем, физически бессодержательно, и считал, что электрические и магнитные взаимодействия передаются промежуточной средой и что именно в этой среде разыгрываются основные электрические и магнитные процессы.

В работах Максвелла идеи Фарадея подверглись дальнейшему углублению и развитию и были превращены в строгую математиче­скую теорию.

Уравнения Максвелла содержат в себе все основные законы элек­трического и магнитного полей, включая электромагнитную индук­цию, и поэтому являются общими уравнениями электромагнитного поля в покоящихся средах.

Теория Максвелла не только объяснила уже известные факты, но и предсказала новые и важные явления. Совершенно новым в этой теории явилось предположение Максвелла о магнитном поле токов смещения. На основе этого предположения Максвелл теорети­чески предсказал существование электромагнитных волн, т. е. переменного электромагнитного поля, распространяющегося в простран­стве с конечной скоростью. Теоретическое исследование свойств электромагнитных волн привело затем Максвелла к созданию электро­магнитной теории света, согласно которой свет представляет собой также электромагнитные волны. В дальнейшем электромагнитные волны действительно были получены на опыте, а еще позднее электро­магнитная теория света, а с нею и вся теория Максвелла, получили полное и блестящее подтверждение.