Traktat o elektryczności i magnetyzmie - A Treatise on Electricity and Magnetism

Traktat o elektryczności i magnetyzmie
Traktat o elektryczności i magnetyzmie Tom 1 003.jpg
Tytuł, autor i strona wydawcy z pierwszego tomu arcydzieła Maxwella
Autor James Clerk Maxwell
Kraj Anglia
Język język angielski
Przedmiot
Gatunek muzyczny
Wydawca Oxford University Press
Data publikacji
1873
Tekst Traktat o elektryczności i magnetyzmie na Wikiźródłach

Traktat o elektryczności i magnetyzmie to dwutomowy traktat o elektromagnetyzmie napisany przez Jamesa Clerka Maxwella w 1873 r. Maxwell poprawiał Traktat do drugiego wydania, kiedy zmarł w 1879 r. Poprawkę ukończył William Davidson Niven do publikacji w 1881 r. Trzecie wydanie zostało przygotowane przez JJ Thomsona do publikacji w 1892 roku.

Mówi się, że traktat jest bardzo trudny do odczytania, zawiera wiele pomysłów, ale brakuje mu zarówno jasnego skupienia, jak i uporządkowania, które mogły umożliwić mu łatwiejsze przyjęcie. Jeden z historyków nauki zauważył, że próba Maxwella stworzenia obszernego traktatu o całej elektrotechnice miała tendencję do zakopywania ważnych wyników jego pracy pod „długimi opisami różnych zjawisk omawianych z kilku punktów widzenia”. Dodaje, że poza omówieniem efektu Faradaya Maxwell nie wyjaśnił swojej wcześniejszej pracy, zwłaszcza generowania fal elektromagnetycznych i wyprowadzania praw rządzących odbiciem i załamaniem.

Maxwell wprowadził użycie pól wektorowych , a jego etykiety zostały utrwalone:

A (potencjał wektorowy), B (indukcja magnetyczna), C (prąd elektryczny), D (przemieszczenie), E (pole elektryczne - natężenie elektromotoryczne Maxwella), F (siła mechaniczna), H (pole magnetyczne - siła magnetyczna Maxwella).

Dzieło Maxwella uważane jest za przykład retoryki nauki :

Równania Lagrange'a pojawiają się w Traktacie jako zwieńczenie długiej serii ruchów retorycznych, w tym (między innymi) twierdzenia Greena , teorii potencjału Gaussa i linii siły Faradaya - z których wszystkie przygotowały czytelnika na Lagrange'a wizję świata przyrody, jest całość i połączona: prawdziwa zmiana wizji Newtona.

Zawartość

Wstępny. O pomiarze ilości.

CZĘŚĆ I. Elektrostatyka.

  1. Opis zjawisk.
  2. Elementarna matematyczna teoria energii elektrycznej.
  3. Praca elektryczna i energia w systemie przewodników.
  4. Twierdzenia ogólne.
  5. Mechaniczne działanie między dwoma układami elektrycznymi.
  6. Punkty i linie równowagi.
  7. Formy powierzchni ekwipotencjalnych i linii przepływu.
  8. Proste przypadki elektryfikacji.
  9. Sferyczne harmoniczne.
  10. Konfokalne powierzchnie drugiego stopnia.
  11. Teoria obrazów elektrycznych.
  12. Funkcje sprzężone w dwóch wymiarach.
  13. Przyrządy elektrostatyczne.

CZĘŚĆ DRUGA. Elektrokinematyka.

  1. Prąd elektryczny.
  2. Przewodnictwo i opór.
  3. Siła elektromotoryczna między ciałami w kontakcie.
  4. Elektroliza.
  5. Polaryzacja elektrolityczna.
  6. Matematyczna teoria rozkładu prądów elektrycznych.
  7. Przewodnictwo w trzech wymiarach.
  8. Opór i przewodnictwo w trzech wymiarach.
  9. Przewodzenie przez media heterogeniczne.
  10. Przewodnictwo w dielektrykach.
  11. Pomiar oporu elektrycznego przewodników.
  12. Odporność elektryczna substancji.

CZĘŚĆ III Magnetyzm

  1. Elementarna teoria magnetyzmu.
  2. Siła magnetyczna i indukcja magnetyczna.
  3. Poszczególne formy magnesów.
  4. Indukowana namagnesowanie.
  5. Problemy magnetyczne.
  6. Teoria indukcji magnetycznej Webera.
  7. Pomiary magnetyczne.
  8. Ziemski magnetyzm.

Część IV. Elektromagnetyzm.

  1. Siła elektromagnetyczna.
  2. Wzajemne działanie prądów elektrycznych.
  3. Indukcja prądów elektrycznych.
  4. Indukcja prądu na siebie.
  5. Ogólne równania dynamiki.
  6. Zastosowanie dynamiki do elektromagnetyzmu.
  7. Elektrokinetyka.
  8. Eksploracja pola za pomocą obwodu wtórnego.
  9. Równania ogólne.
  10. Wymiary jednostek elektrycznych.
  11. Energia i stres.
  12. Bieżące arkusze.
  13. Prądy równoległe.
  14. Prądy Kołowe.
  15. Przyrządy elektromagnetyczne.
  16. Obserwacje elektromagnetyczne.
  17. Pomiar elektryczny współczynników indukcji.
  18. Wyznaczanie oporu w pomiarze elektromagnetycznym.
  19. Porównanie jednostek elektrostatycznych z elektromagnetycznymi.
  20. Elektromagnetyczna teoria światła.
  21. Działanie magnetyczne na światło.
  22. Elektryczna teoria magnetyzmu.
  23. Teorie działania na odległość .

Przyjęcie

Opinie

24 kwietnia 1873 roku Nature ogłosiło publikację z obszernym opisem i wieloma pochwałami. Kiedy w 1881 roku ukazało się drugie wydanie, George Chrystal napisał recenzję dla „ Nature” .

Pierre Duhem opublikował krytyczny esej, w którym opisał błędy, które znalazł w Traktacie Maxwella . Książka Duhema została zrecenzowana w Nature .

Komentarze

Hermann von Helmholtz (1881): „Teraz, gdy matematyczne interpretacje koncepcji Faradaya dotyczących natury siły elektrycznej i magnetycznej zostały podane przez Clerka Maxwella, widzimy, jak wielki stopień dokładności i precyzji był naprawdę ukryty za słowami Faradaya… jest zdumiewające na najwyższym poziomie, jak wielką liczbę ogólnych teorii, których mechaniczna dedukcja wymaga najwyższych mocy analizy matematycznej, doszedł przez swego rodzaju intuicję, z pewnością instynktu, bez pomocy ani jednej wzór matematyczny. "

Oliver Heaviside (1893): „Jaka jest teoria Maxwella? Pierwsze przybliżenie to: istnieje książka Maxwella w takiej postaci, w jakiej ją napisał; jest jego tekst i są jego równania: razem tworzą jego teorię. Kiedy jednak przyjrzymy się temu bliżej, okazuje się, że ta odpowiedź jest niezadowalająca. Na początek wystarczy odwołać się do prac fizyków, napisanych powiedzmy w ciągu pierwszych dwunastu lat po pierwszej publikacji traktatu Maxwella, aby zobaczyć, że może istnieć duża różnica zdań co do tego, jaka jest jego teoria. Może być i była różnie interpretowana przez różnych ludzi, co jest znakiem, który nie jest przedstawiony w całkowicie jasnej i niepowtarzalnej formie. Istnieje wiele niejasności i niespójności. Mówiąc za siebie, dopiero zmieniając formę prezentacji, mogłem to wyraźnie zobaczyć i uniknąć niekonsekwencji. Teraz nie ma ostateczności w rozwijającej się nauce. Dlatego niemożliwe jest ścisłe trzymanie się teorii Maxwella, gdy przekazał ją światu, choćby ze względu na jej niewygodną formę.

Alexander Macfarlane (1902): „Ta praca posłużyła jako punkt wyjścia dla wielu postępów dokonanych w ostatnich latach. Maxwell jest naukowym przodkiem Hertza , Hertza z Marconiego i wszystkich innych pracowników telegrafii bezprzewodowej.

Oliver Lodge (1907) „Potem przychodzi Maxwell, ze swoją przenikliwą penetracją i doskonałym wyczuciem myśli, połączonym z matematyczną subtelnością i siłą ekspresji; przyswaja fakty, sympatyzuje z filozoficznymi, ale nie wyuczonymi sposobami ekspresji wymyślonymi przez Faradaya, łączy teorematy Greena, Stokesa i Thomsona do faktów z Faradaya, a ze związku wywodzi się młoda, nowoczesna nauka o elektryczności ... "

ET Whittaker (1910): „W tej słynnej pracy obejmuje prawie każdą gałąź teorii elektrycznej i magnetycznej, ale intencją pisarza było omówienie całości z jednego punktu widzenia, a mianowicie z punktu widzenia Faradaya , tak że niewiele lub nie podano żadnego wyjaśnienia hipotez wysuwanych w dwóch poprzednich dekadach przez wielkich niemieckich elektryków ... Doktryny właściwe Maxwellowi ... nie zostały wprowadzone w pierwszym tomie ani w pierwszej połowie drugiego. "

Albert Einstein (1931): „Przed Maxwellem ludzie pojmowali fizyczną rzeczywistość - o ile ma ona reprezentować zdarzenia w przyrodzie - jako punkty materialne, których zmiany składają się wyłącznie z ruchów, które podlegają całkowitym równaniom różniczkowym. Po Maxwellu oni pojmowana rzeczywistość fizyczna reprezentowana przez ciągłe pola , niewyjaśnialne mechanicznie, które podlegają częściowym równaniom różniczkowym . Ta zmiana w koncepcji rzeczywistości jest najgłębszą i najbardziej owocną zmianą, jaka dotarła do fizyki od czasów Newtona; ale jednocześnie przyznać, że program nie został jeszcze w pełni zrealizowany ”.

Richard P. Feynman (1964): „Z długiego spojrzenia na historię ludzkości - widzianej na przykład za dziesięć tysięcy lat - nie ma wątpliwości, że najważniejsze wydarzenie XIX wieku zostanie ocenione jako odkrycie Maxwella praw elektrodynamiki. Wojna secesyjna stanie się prowincjonalna bez znaczenia w porównaniu z tym ważnym wydarzeniem naukowym z tej samej dekady ”.

L. Pearce Williams (1991): „W 1873 roku James Clerk Maxwell opublikował obszerny i trudny dwutomowy Traktat o elektryczności i magnetyzmie , którego przeznaczeniem była zmiana ortodoksyjnego obrazu rzeczywistości fizycznej. Ten traktat zrobił dla elektromagnetyzmu to, co zrobiła Newton's Principia dla mechaniki klasycznej. Nie tylko dostarczył narzędzi matematycznych do badania i przedstawienia całej teorii elektromagnetycznej, ale zmienił też ramy zarówno fizyki teoretycznej, jak i eksperymentalnej. Chociaż proces ten trwał przez cały XIX wiek, był ta praca, która ostatecznie wyparła fizykę na odległość i zastąpiła fizykę pola ”.

Mark P. Silverman (1998) „Sam studiowałem zasady - w tym przypadku z Traktatem Maxwella jako inspiracją i podręcznikiem. Nie jest to doświadczenie, które koniecznie polecałbym innym. Mimo całej swojej legendarnej łagodności Maxwell jest wymagający nauczyciel, a jego opus magnum to nic innego jak czytanie na stoliku do kawy ... Jednocześnie doświadczenie to było bardzo satysfakcjonujące, ponieważ zrozumiałem, jak zdałem sobie sprawę znacznie później, aspekty elektromagnetyzmu, o których rzadko uczy się jakikolwiek poziom dzisiaj i który odzwierciedla unikalny fizyczny wgląd ich twórcy.

Andrew Warwick (2003): „Opracowując matematyczną teorię elektryczności i magnetyzmu w Traktacie , Maxwell popełnił szereg błędów, a dla uczniów posiadających jedynie słabe zrozumienie fizycznych koncepcji podstawowej teorii elektromagnetycznej i konkretnych technik rozwiązywania niektórych problemów, niezwykle trudno było odróżnić przypadki, w których Maxwell popełnił błąd, od przypadków, w których po prostu nie zastosowali się do fizycznego lub matematycznego rozumowania ”.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne