Трактат об электричестве и магнетизме - A Treatise on Electricity and Magnetism

Трактат об электричестве и магнетизме

Название, автор и страница издателя из первого тома шедевра Максвелла
Автор	Джеймс Клерк Максвелл
Страна	Англия
Язык	английский
Предмет	Электромагнетизм Математическая физика
Жанр	Нехудожественная литература научный труд научное письмо
Издатель	Oxford University Press
Дата публикации	1873
Текст	Трактат об электричестве и магнетизме в Wikisource

Трактат об электричестве и магнетизме это двухтомник научный труд на электромагнетизм написано Джеймс Клерк Максвелл в 1873 году. Максвелл пересматривал Научный труд для второго издания, когда он умер в 1879 году. Редакция была завершена Уильям Дэвидсон Нивен для публикации в 1881 году. Третье издание было подготовлено Дж. Дж. Томсон для публикации в 1892 г.

Считается, что трактат очень трудно читать, он содержит множество идей, но ему не хватает как четкой направленности, так и упорядоченности, которые, возможно, позволили бы ему легче понять.^[1] Один историк науки отметил, что попытка Максвелла всеобъемлющего трактата по всей науке об электричестве имела тенденцию похоронить важные результаты его работы под «длинными отчетами о различных явлениях, обсуждаемых с нескольких точек зрения».^[1] Он продолжает говорить, что помимо лечения Эффект Фарадея Максвелл не смог изложить свои ранние работы, особенно поколение электромагнитные волны и вывод законов, управляющих отражением и преломлением.^[1]

Максвелл ввел использование векторные поля, и его ярлыки увековечены:

А (векторный потенциал), B (магнитная индукция), C (электрический ток), D (смещение), E (электрическое поле - электродвижущая сила Максвелла), F (механическая сила), ЧАС (магнитное поле - магнитная сила Максвелла).^[2]

Работа Максвелла считается образцом риторика науки:^[3]

Уравнения Лагранжа появиться в Научный труд как кульминация длинной серии риторических ходов, включая (среди прочего) Теорема Грина, Гаусса теория потенциала и Фарадея силовые линии - все это подготовило читателя к лагранжевому видению целостного и связанного мира природы: настоящего морское изменение из видения Ньютона.

Содержание

Предварительный. Об измерении величин.

ЧАСТЬ I. Электростатика.

1. Описание явлений.
2. Элементарная математическая теория электричества.
3. Об электрических работах и ​​энергии в системе проводников.
4. Общие теоремы.
5. Механическое взаимодействие между двумя электрическими системами.
6. Точки и линии равновесия.
7. Формы эквипотенциальных поверхностей и линий потока.
8. Простые случаи электрификации.
9. Сферические гармоники.
10. Конфокальные поверхности второй степени.
11. Теория электрических изображений.
12. Сопряженные функции в двух измерениях.
13. Электростатические инструменты.

ЧАСТЬ II. Электрокинематика.

1. Электрический ток.
2. Проводимость и сопротивление.
3. Электродвижущая сила между контактирующими телами.
4. Электролиз.
5. Электролитическая поляризация.
6. Математическая теория распределения электрических токов.
7. Проведение в трех измерениях.
8. Сопротивление и проводимость в трех измерениях.
9. Проводимость через гетерогенные среды.
10. Проводимость в диэлектриках.
11. Измерение электрического сопротивления проводников.
12. Электрическое сопротивление веществ.

ЧАСТЬ III Магнетизм

1. Элементарная теория магнетизма.
2. Магнитная сила и магнитная индукция.
3. Особые формы магнитов.
4. Индуцированное намагничивание.
5. Магнитные проблемы.
6. Теория Вебера магнитной индукции.
7. Магнитные измерения.
8. Земной магнетизм.

Часть IV. Электромагнетизм.

1. Электромагнитная сила.
2. Взаимное действие электрических токов.
3. Индукция электрических токов.
4. Наведение тока на себя.
5. Общие уравнения динамики.
6. Применение динамики к электромагнетизму.
7. Электрокинетика.
8. Исследование месторождения посредством вторичного контура.
9. Общие уравнения.
10. Габариты электроустановок.
11. Энергия и стресс.
12. Current-Sheets.
13. Параллельные токи.
14. Круговые токи.
15. Электромагнитные инструменты.
16. Электромагнитные наблюдения.
17. Электрические измерения коэффициентов индукции.
18. Определение сопротивления в электромагнитных измерениях.
19. Сравнение электростатических и электромагнитных устройств.
20. Электромагнитная теория света.
21. Магнитное действие на свет.
22. Электрическая теория магнетизма.
23. Теории Действия на расстоянии.

Прием

Отзывы

24 апреля 1873 г. Природа анонсировал публикацию с обширным описанием и большой похвалой.^[4] Когда второе издание вышло в 1881 году, Джордж Кристал написал обзор для Природа.^[5]

Пьер Дюгем опубликовал критическое эссе с описанием ошибок, обнаруженных им в работе Максвелла. Научный труд.^[6] Книга Дюгема была рецензирована в Природа.^[7]

Комментарии

Герман фон Гельмгольц (1881): «Теперь, когда математические интерпретации Фарадей концепции относительно природы электрической и магнитной силы были даны Клерком Максвеллом, мы видим, насколько велика степень точности и точности была действительно скрыта за словами Фарадея ... в высшей степени удивительно видеть, как много общих теорий , механический вывод которого требует высочайших возможностей математического анализа, он обнаружил своего рода интуицией, с надежностью инстинкта, без помощи единственной математической формулы ».^[8]

Оливер Хевисайд (1893): «Что такое теория Максвелла? В первом приближении можно сказать: есть книга Максвелла в том виде, в каком он ее написал; вот его текст и его уравнения: вместе они составляют его теорию. Но когда мы подошли к нему внимательно, мы обнаружим, что этот ответ неудовлетворителен. Для начала достаточно сослаться на статьи физиков, написанные, скажем, в течение первых двенадцати лет после первой публикации трактата Максвелла, чтобы увидеть, что могут быть большие расхождения во мнениях относительно его теории. Это может быть и интерпретировалось по-разному разными людьми, что является признаком, который не изложен в совершенно ясной и безошибочной форме. Есть много неясностей и несоответствий. Что касается меня, то только изменив форму представления, я смог увидеть это ясно и избежать несоответствий. Теперь в растущей науке нет окончательности. Следовательно, невозможно строго придерживаться теории Максвелла, которую он дал миру, хотя бы из-за ее неудобной формы.^[9][10]

Александр Макфарлейн (1902 г.): «Эта работа послужила отправной точкой для многих достижений, сделанных в последние годы. Максвелл является научным предком Герц, Герц Маркони и все остальные работники беспроводного телеграфа.^[11]

Оливер Лодж (1907) «Затем идет Максвелл, с его острой проницательностью и большим пониманием мысли в сочетании с математической тонкостью и силой выражения; он усваивает факты, сочувствует философским, но необученным способам выражения, изобретенным Фарадеем, связывает теоремы Грина. и Стокса и Томсона к фактам Фарадея, и от союза вырастает молодая современная наука об электричестве ... "^[12]

Э. Т. Уиттакер (1910): «В этой знаменитой работе охватываются почти все разделы теории электричества и магнетизма, но намерение автора состояло в том, чтобы обсудить все с единой точки зрения, а именно: Фарадей, так что мало или вообще не было дано описание гипотез, выдвинутых в течение двух предшествующих десятилетий великими немецкими электриками ... Доктрины, свойственные Максвеллу ... не были представлены ни в первом томе, ни в первой половине. второй ".^[13]

Альберт Эйнштейн (1931): «До Максвелла люди представляли физическую реальность - в той мере, в какой она должна представлять события в природе - как материальные точки, изменения которых состоят исключительно из движений, которые подчиняются полным дифференциальным уравнениям. После Максвелла они задумали физическую реальность. реальность, представленная непрерывным поля, не объяснимые механически, которые подлежат уравнения в частных производных. Это изменение в представлении о реальности - наиболее глубокое и плодотворное, которое произошло в физике со времен Ньютона; но в то же время следует признать, что программа еще не полностью выполнена ».^[14]

Ричард П. Фейнман (1964): «С точки зрения истории человечества - скажем, через десять тысяч лет - не может быть никаких сомнений в том, что самое значительное событие 19 века будет оценено как открытие Максвеллом законов электродинамика. американская гражданская война превратится в провинциальную ничтожность по сравнению с этим важным научным событием того же десятилетия ».^[15]

Л. Пирс Уильямс (1991): «В 1873 году Джеймс Клерк Максвелл опубликовал бессвязный и сложный двухтомник. Трактат об электричестве и магнетизме этому суждено было изменить ортодоксальную картину физической реальности. Этот трактат сделал для электромагнетизма то, что Ньютон Principia сделал для классической механики. Он не только предоставил математические инструменты для исследования и представления всей электромагнитной теории, но и изменил саму основу как теоретической, так и экспериментальной физики. Хотя этот процесс продолжался на протяжении всего девятнадцатого века, именно эта работа окончательно вытеснила действие на расстоянии физики и заменил физику поле."^[16]

Марк П. Сильверман (1998) «Я изучал принципы самостоятельно - в данном случае с помощью Максвелла. Научный труд как мое вдохновение и как учебник. Это не тот опыт, который я бы обязательно рекомендовал другим. При всей своей легендарной кротости Максвелл требовательный учитель, и его magnum opus что угодно, но не чтение за журнальным столиком... В то же время опыт был очень полезным, так как я пришел к пониманию, как я понял намного позже, аспектов электромагнетизма, которым сегодня редко учат на любом уровне и которые отражают уникальное физическое понимание их создателя.^[2]:202

Эндрю Уорвик (2003): «При разработке математической теории электричества и магнетизма в Научный трудМаксвелл допустил ряд ошибок, и для студентов, которые лишь слабо разбирались в физических концепциях базовой теории электромагнетизма и конкретных методах решения некоторых проблем, было чрезвычайно трудно отличить случаи, когда Максвелл допустил ошибку, и случаи, когда они просто не смог следовать физическим или математическим рассуждениям ".^[17]

Смотрите также

• "О физических силовых линиях "
• "Динамическая теория электромагнитного поля. "
• Введение в электродинамику
• Классическая электродинамика

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Achard, F. (1 января 2005 г.), Grattan-Guinness, I .; Кук, Роджер; Корри, Лео; Крепель, Пьер (ред.), "Глава 44 - Джеймс Клерк Максвелл, Трактат об электричестве и магнетизме, первое издание (1873 г.)", Достопримечательности западной математики 1640-1940 гг., Амстердам: Elsevier Science, стр. 564–587, ISBN  978-0-444-50871-3, получено 12 октября 2020
• Левин, М. Л .; Миллер, М.А. (30 ноября 1981 г.). Трактат Максвелла об электричестве и магнетизме"". Успехи СССР.. 24 (11): 904. Дои:10.1070 / PU1981v024n11ABEH004793. ISSN  0038-5670.
• Кристал, Г. (январь 1882 г.). "Трактат об электричестве и магнетизме. Элементарный трактат об электричестве". Природа. 25 (637): 237–240. Bibcode:1882Натура..25..237С. Дои:10.1038 / 025237a0. ISSN  1476-4687. S2CID  41145395.

внешняя ссылка

• Перепечатка из Dover Publications (ISBN  0-486-60636-8)
• Трактат об электричестве и магнетизме - том 1 - 1873 г. - Мемориальная коллекция Познера - Университет Карнеги-Меллона.
  • Том 2
• Трактат об электричестве и магнетизме на archive.org
  • 1-е издание 1873 г. Том 1, Том 2
  • 2-е издание 1881 г. Том 1, Том 2
  • 3-е издание 1892 г. (изд. Дж. Дж. Томсон ) Том 1, Том 2
  • 3-е издание 1892 г. (переиздание в Дувре, 1954 г.) Том 1, Том 2
• Исходные уравнения Максвелла - 20 уравнений Максвелла с 20 неизвестными - PDF