Сущность электромагнитной теории Максвелла

В 60-е годы XIX в. Дж. Максвелл, развивая представление Фарадея об электромагнитом поле, создал теорию электромагнитного поля. Она описывает только электрическое и магнитное поля и весьма успешно объясняет многие электромагнитные явления. Основные идеи:

согласно закону Фарадея, любое изменение магнитного потока приводит к возникновению электромагнитной индукции, характеризующейся электродвижущей силой. Электромагнитная индукция возникает только тогда, когда на носители электрического тока действуют сторонние силы, т.е. силы не электростатического происхождения. Опыт показывает, что сторонние силы не связаны ни с тепловыми, ни с химическими процессами. В этой связи Максвелл предположил: всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле, обусловливающее индукционный ток в контуре. Контур, в котором возникает ЭДС, играет второстепенную роль, выполняя функцию своеобразного прибора, обнаруживающего это поле. Электрическое поле, возбуждаемое магнитным полем, как и само магнитное поле, является вихревым.

если переменное магнитное поле возбуждает в пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать обратное: изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля. Для установления количественных соотношений между изменяющимся электрическим полем и вызываемым им магнитным полем Максвелл ввел в рассмотрение ток смещения, обладающий способностью создавать в окружающем пространстве магнитное поле. Он обусловливается только изменением электрического поля во времени и вместе с тем возбуждает магнитное поле – в этом заключается принципиально новое утверждение Максвелла.

из уравнений Максвелла следует, что источниками электрического поля могут быть электрические заряды и изменяющиеся во времени магнитные поля, а магнитные поля могут возбуждаться движущимися электрическими зарядами и переменными электрическими полями. Его уравнения не симметричны относительно электрического и магнитного полей. Это связано с тем, что в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных. В стационарном случае, когда электрическое и магнитное поля изменяются во времени, источником электрического поля могут быть только электрические заряды, а источником магнитного – только токи проводимости. При этом электрическое и магнитное поля независимы друг от друга, что и позволяет изучать отдельно постоянные электрические и магнитные поля. Из уравнений Максвелла следует, что переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле – с порождаемым им магнитным, т.е. электрическое и магнитное поля неразрывно взаимосвязаны и образуют единое электромагнитное поле.