Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Трактат об электричестве и магнетизме
Трактат об электричестве и магнетизме Том 1 003.jpg
Название, автор и страница издателя из первого тома шедевра Максвелла
АвторДжеймс Клерк Максвелл
СтранаАнглия
Языканглийский
Тема
Жанр
ИздательOxford University Press
Дата публикации1873 г.
ТекстТрактат об электричестве и магнетизме в Wikisource

Трактат об электричестве и магнетизме - это двухтомный трактат по электромагнетизму, написанный Джеймсом Клерком Максвеллом в 1873 году. Максвелл пересматривал Трактат для второго издания, когда он умер в 1879 году. Пересмотр был завершен Уильямом Дэвидсоном Нивеном для публикации в 1881 году. Третье издание было подготовлено Дж. Дж. Томсоном к публикации в 1892 году.

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 в «длинных отчетах о различных явлениях, обсуждаемых с нескольких точек зрения». [1] Он продолжает говорить, что помимо рассмотрения эффекта Фарадея , Максвелл не смог изложить свои ранние работы, особенно генерацию электромагнитных волн и вывод законов, управляющих отражением и преломлением. [1]

Максвелл ввел использование векторных полей , и его ярлыки увековечены:

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

Работа Максвелла считается образцом научной риторики : [3]

Уравнения Лагранжа появляются в Трактате как кульминация длинной серии риторических ходов, включая (среди прочего) теорему Грина , теорию потенциала Гаусса и силовые линии Фарадея - все они подготовили читателя к лагранжевому видению мира природы, который цельное и связанное: настоящая кардинальная перемена в видении Ньютона.

Содержание [ править ]

Предварительный. Об измерении величин.

ЧАСТЬ I. Электростатика.

  1. Описание явлений.
  2. Элементарная математическая теория электричества.
  3. Об электромонтажных 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. Взаимодействие электрических токов.
  3. Индукция электрических токов.
  4. Наведение тока на самого себя.
  5. Общие уравнения динамики.
  6. Применение динамики к электромагнетизму.
  7. Электрокинетика.
  8. Исследование месторождения с помощью вторичного контура.
  9. Общие уравнения.
  10. Габаритные размеры электроустановок.
  11. Энергия и стресс.
  12. Текущие ведомости.
  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 [ править ]

Обзоры [ править ]

24 апреля 1873 года Nature объявила о публикации с подробным описанием и большой похвалой. [4] Когда в 1881 году было опубликовано второе издание, Джордж Кристал написал обзор для журнала Nature . [5]

Пьер Дюэм опубликовал критическое эссе, в котором обрисовал ошибки, обнаруженные им в « Трактате Максвелла» . [6] Книга Дюгема была опубликована в журнале Nature . [7]

Комментарии [ редактировать ]

Герман фон Гельмгольц (1881): «Теперь, когда клерк Максвелл дал математические интерпретации концепций Фарадея относительно природы электрической и магнитной силы, мы видим, насколько велика степень точности и точности была действительно скрыта за словами Фарадея ... в высшей степени удивительно видеть, какое большое количество общих теорий, механическое выведение которых требует высочайших возможностей математического анализа, он обнаружил с помощью своего рода интуиции, с надежностью инстинкта, без помощи единственного человека. математическая формула ". [8]

Оливер Хевисайд(1893): «Что такое теория Максвелла? Первое приближение - это сказать: есть книга Максвелла в том виде, в каком он ее написал; вот его текст и его уравнения: вместе они составляют его теорию. Но если мы подойдем к этому внимательнее, то обнаружим, что этот ответ неудовлетворителен. Для начала достаточно сослаться на работы 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 ясно увидеть это,и чтобы избежать несоответствий. Теперь в растущей науке нет окончательности. Следовательно, невозможно строго придерживаться теории Максвелла в том виде, в каком он дал ее 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 - научный предок Герца , Герца Маркони и всех других сотрудников беспроводного телеграфирования. [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, Стокса и Томсона к фактам Фарадея, и от союза вырастает молодая современная наука об электричестве ... » [12]

Е.Т. Уиттакер (1910): «В этой знаменитой работе охватываются почти все отрасли теории электричества и магнетизма, но намерением автора было обсудить все с единой точки зрения, а именно, с точки зрения Фарадея , так что эта маленькая или не были представлены гипотезы, выдвинутые в течение двух предшествующих десятилетий великими немецкими электриками ... Доктрины, свойственные Максвеллу ... не были представлены ни в первом томе, ни в первой половине второго ». [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 задуманная физическая реальность, представленная непрерывными полями , не объяснимыми механически, которые подчиняются уравнениям в частных производных . Это изменение в представлении о реальности является наиболее глубоким и плодотворным, которое произошло в физике со времен Ньютона; но в то же время оно имеет 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 XIX века будет признано открытием Максвелла. законов электродинамики. Гражданская война в США превратится в провинциальную незначительность по сравнению с этим важным научным событием того же десятилетия ». [15]

Л. Пирс Уильямс (1991): «В 1873 году, Джеймс Клерк Максвелл опубликовал бессвязный и трудно двухтомник Трактат об электричестве и магнетизме , что суждено было изменить ортодоксальную картину физической реальности Этого трактат сделал для электромагнетизма , 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, он был эта работа, которая окончательно вытеснила действие на дистанционную физику и заменила физику поля ». [16]

Марк П. Сильверман (1998) «Я изучал принципы самостоятельно - в данном случае с« Трактатом Максвелла »в качестве моего вдохновения и учебника. Это не тот опыт, который я обязательно рекомендовал бы другим. При всей его легендарной мягкости Максвелл - требовательный учитель, а его великий опус - это что угодно, только не чтение за кофейным столиком ... В то же время этот опыт был очень полезным, поскольку я пришел к пониманию, как я понял намного позже, аспектов электромагнетизма, которым редко учат в школе. любого уровня сегодня, и это отражает уникальную физическую проницательность их создателя. [2] : 202

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

См. Также [ править ]

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

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Брюс Дж. Хант (1991) Максвеллианцы , стр.13
  2. ^ a b Марк П. Сильверман (1998) Волны и зерна: размышления о свете и обучение , страницы 205, 6, Princeton University Press ISBN  0-691-00113-8
  3. ^ Томас К. Симпсон (2010) Математическая риторика Максвелла: переосмысление трактата об электричестве и магнетизме , страница xiii, Санта-Фе, Нью-Мексико: Green Lion Press
  4. ^ "Трактат об электричестве и магнетизме" . Природа . 7 (182): 478–480. 24 апреля 1873 г. Bibcode : 1873Natur ... 7..478. . DOI : 10.1038 / 007478a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 10178476 .  
  5. ^ Джордж Кристал (1882) Обзор: 2-е издание , ссылка с сайта Nature
  6. ^ Пьер Дюгем (1902). Les Théories Électriques de J. Clerk Maxwell: Étude Historique et Critique . Париж: А. Германн
  7. ^ W. McF. Орр (1902) "Французский критик Максвелла" , журнал " Nature" 17 апреля 1902 года.
  8. ^ Герман Гельмгольц (1881) "О современном развитии концепции электричества Фарадея", Лекция Фарадея в Королевском обществе
  9. ↑ Оливер Хевисайд (1893) Электромагнитная теория , т. 1 , предисловие, стр. vii, ссылка из Интернет-архива
  10. ^ В Maxwellians , страница 201
  11. ^ Александр Макфарлейн (1916) Лекции о десяти британских физиках девятнадцатого века , ссылка из Интернет-архива
  12. ^ Оливер Лодж (1907) Современные взгляды на электричество , 3-е издание, стр. 24, Macmillan & Company
  13. ^ ET Whittaker (1910) История теорий эфира и электричества , стр. 300
  14. ^ Эйнштейн, Альберт (1931). «Влияние Максвелла на эволюцию идеи физической реальности» . Джеймс Клерк Максвелл: Памятный том . CUP Архивировано из оригинала 14 июля 2014 года . Проверено 7 июля 2014 .
  15. Перейти ↑ Bruce J. Hunt (1991) The Maxwellians , page 1, Cornell University Press ISBN 0-8014-2641-3 . Источник Лекции Фейнмана по физике (1964) 2: 1.11 
  16. ^ Л. Пирс Уильямс (1991) Предисловие к Максвеллианцам
  17. ^ Эндрю Уорвик (2003) Мастера теории: Кембридж и рост математической физики , глава 6:Осмысление трактата Максвелла об электричестве и магнетизме в Кембридже в середине викторианской эпохи, стр. 286–356, цитата с. 297, ISBN издательства Чикагского университета 0-226-87374-9 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • 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.)» , Landmark Writings in Western Mathematics 1640-1940 , Amsterdam: Elsevier Science, pp. 564–587, ISBN 978-0-444-50871-3, дата обращения 12 октября 2020
  • Левин, М.Л .; Миллер, Массачусетс (30 ноября 1981 г.). «Трактат Максвелла об электричестве и магнетизме » » . Успехи советской физики . 24 (11): 904. DOI : 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 : 1882Natur..25..237C . DOI : 10.1038 / 025237a0 . ISSN  1476-4687 . S2CID  41145395 .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с трактатом об электричестве и магнетизме на Викискладе?
  • Перепечатка из Dover Publications ( ISBN 0-486-60636-8 ) 
  • Трактат об электричестве и магнетизме - Том 1 - 1873 - Мемориальное собрание 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. Томсона ) Том 1 , Том 2
    • 3-е издание 1892 г. (Dover переиздание 1954 г.) Том 1 , Том 2
  • Исходные уравнения Максвелла - 20 уравнений Максвелла с 20 неизвестными - PDF