Traktat o elektryczności i magnetyzmie - A Treatise on Electricity and Magnetism
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.
- Opis zjawisk.
- Elementarna matematyczna teoria energii elektrycznej.
- Praca elektryczna i energia w systemie przewodników.
- Twierdzenia ogólne.
- Mechaniczne działanie między dwoma układami elektrycznymi.
- Punkty i linie równowagi.
- Formy powierzchni ekwipotencjalnych i linii przepływu.
- Proste przypadki elektryfikacji.
- Sferyczne harmoniczne.
- Konfokalne powierzchnie drugiego stopnia.
- Teoria obrazów elektrycznych.
- Funkcje sprzężone w dwóch wymiarach.
- Przyrządy elektrostatyczne.
CZĘŚĆ DRUGA. Elektrokinematyka.
- Prąd elektryczny.
- Przewodnictwo i opór.
- Siła elektromotoryczna między ciałami w kontakcie.
- Elektroliza.
- Polaryzacja elektrolityczna.
- Matematyczna teoria rozkładu prądów elektrycznych.
- Przewodnictwo w trzech wymiarach.
- Opór i przewodnictwo w trzech wymiarach.
- Przewodzenie przez media heterogeniczne.
- Przewodnictwo w dielektrykach.
- Pomiar oporu elektrycznego przewodników.
- Odporność elektryczna substancji.
CZĘŚĆ III Magnetyzm
- Elementarna teoria magnetyzmu.
- Siła magnetyczna i indukcja magnetyczna.
- Poszczególne formy magnesów.
- Indukowana namagnesowanie.
- Problemy magnetyczne.
- Teoria indukcji magnetycznej Webera.
- Pomiary magnetyczne.
- Ziemski magnetyzm.
Część IV. Elektromagnetyzm.
- Siła elektromagnetyczna.
- Wzajemne działanie prądów elektrycznych.
- Indukcja prądów elektrycznych.
- Indukcja prądu na siebie.
- Ogólne równania dynamiki.
- Zastosowanie dynamiki do elektromagnetyzmu.
- Elektrokinetyka.
- Eksploracja pola za pomocą obwodu wtórnego.
- Równania ogólne.
- Wymiary jednostek elektrycznych.
- Energia i stres.
- Bieżące arkusze.
- Prądy równoległe.
- Prądy Kołowe.
- Przyrządy elektromagnetyczne.
- Obserwacje elektromagnetyczne.
- Pomiar elektryczny współczynników indukcji.
- Wyznaczanie oporu w pomiarze elektromagnetycznym.
- Porównanie jednostek elektrostatycznych z elektromagnetycznymi.
- Elektromagnetyczna teoria światła.
- Działanie magnetyczne na światło.
- Elektryczna teoria magnetyzmu.
- 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
- „ Na fizycznych liniach siły ”
- „ Dynamiczna teoria pola elektromagnetycznego ”
- Wprowadzenie do elektrodynamiki
- Klasyczna elektrodynamika
Bibliografia
Dalsza lektura
- Achard, F. (1 stycznia 2005), Grattan-Guinness, I .; Cooke, Roger; Corry, Leo; Crépel, Pierre (red.), „Rozdział 44 - James Clerk Maxwell, A Treatise on Electrical and Magnism, pierwsze wydanie (1873)” , Landmark Writings in Western Mathematics 1640–1940 , Amsterdam: Elsevier Science, s. 564–587, ISBN 978-0-444-50871-3 , pobrano 12 października 2020 r
- Levin, ML; Miller, MA (30 listopada 1981). "Traktat Maxwella o elektryczności i magnetyzmie " " . Radziecka fizyka Uspekhi . 24 (11): 904. doi : 10.1070 / PU1981v024n11ABEH004793 . ISSN 0038-5670 .
- Chrystal, G. (styczeń 1882). „Traktat o elektryczności i magnetyzmie Podstawowy traktat o elektryczności” . Natura . 25 (637): 237–240. Bibcode : 1882Natur..25..237C . doi : 10.1038 / 025237a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 41145395 .
Linki zewnętrzne
- Media związane z Traktatem o elektryczności i magnetyzmie w Wikimedia Commons
- Przedruk z Dover Publications ( ISBN 0-486-60636-8 )
- Traktat o elektryczności i magnetyzmie - tom 1 - 1873 - kolekcja pamiątkowa Posnera - Carnegie Mellon University.
- Traktat o elektryczności i magnetyzmie na archive.org
- Oryginalne równania Maxwella - 20 równań Maxwella w 20 niewiadomych - PDF