Для статистических полей этот закон эквивалентен закону Кулона. Утверждается, что поток электрического поля через замкнутую поверхность пропорционален полному заряду, сосредоточенному в объёме, ограниченной данной поверхностью.
Уравнение 2 представляет собой закон Гаусса для магнитного поля. Он утверждает, что поток магнитного поля через замкнутую поверхность равен нулю. Это означает, что не существует магнитных аналогов электрического заряда.
Уравнение 3 выражает закон электромагнитной индукции Фарадея. Он утверждает, что интеграл от электрического поля вдоль замкнутого контура пропорционален скорости изменения потока магнитного поля через поверхность, натянутую на этот контур. Таким образом, изменяющееся магнитное поле сопровождается переменным электрическим полем.
Наконец, уравнение 4 представляет собой модифицированный закон Ампера. Максвелл изменил это уравнение, добавив в него второе слагаемое в правой части, названное током смещения, которое описывает изменение потока электрического поля. Модифицированный закон Ампера утверждает, что интеграл от магнитного поля по замкнутому контуру пропорционален сумме двух слагаемых. Первое из них содержит полный ток, протекающий сквозь поверхность, натянутую на этот замкнутый контур. Второе слагаемое (введенное Максвеллом) содержит скорость изменения потока электрического поля через эту поверхность. Благодаря внесённому Максвеллом дополнению к закону Ампера четвертое уравнение Максвелла есть утверждение, что переменное электрическое поле сопровождается переменным магнитным полем.
Максвелл развивал свои уравнения и следствия из них на основе созданной Фарадеем модели электрических и магнитных полей. Мысленные модели описываемые его уравнениями, были сложнее, чем те, которые используют теперь. Максвелл и другие ученые того времени считали поля и волновые движения физическими свойствами реальной всепроникающей среды, которую они называли эфиром. И, тем не менее, в 1862 году Максвелл предложил, что «свет состоит из поперечных волнообразных движений той же самой среды, которая служит причиной электрических и магнитных явлений». К тому времени на основе своих уравнений он рассчитал скорость электромагнитных волн и нашел, что эта скорость была приблизительно такой же, как и незадолго до этого скорость света.
К электромагнитному полю применим только принцип относительности Эйнштейна, поскольку факт распространения электромагнитных волн в вакууме во всех системах отсчета с одинаковой скоростью не совместим с принципом относительности Галилея.
Заключение
Теория электромагнитного поля Максвелла знаменовала собой начала нового этапа в физике. Именно на этом этапе развития физики поле стало реальностью, материальным носителем взаимодействия. Мир постепенно стал представляться электродинамической системой, построенной из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля. Большинство физиков исключительно высоко оценили теорию Максвелла. Пуанкаре считал её «Вершиной математической мысли». «Самым увлекательным предметом во время моего обучения была теория Максвелла. Переход от сил дальнодействия к полям, как основным величинам, делал эту теорию революционной», — писал А. Эйнштейн.
Но это не всё. Анализируя свои уравнения, Максвелл пришёл к выводу, что должны существовать электромагнитные волны, причём скорость их распространения должна равняться скорости света. Отсюда был сделан совершенно новый вывод: свет есть разновидность электромагнитных волн. Так, по словам Луи де Бройля, Максвелл «сделал всю оптику частной главой электромагнетизма». На основе своей теории Максвелл предсказал существование давления, оказываемого электромагнитной волной (а значит, и светом), и вычислил его. Оно оказалось равным плотности энергии электромагнитного поля. Предсказание Максвелла позднее было блестяще доказано Петром Николаевичем Лебедевым в 1899 году.
Кудрявцев П. С. Курс истории физики. Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. -М.: Просвещение, 1974.
Геттис Э., Келлер Ф., Скоув М. Уравнения Максвелла и электромагнитные волны., — Физика: классическая и современная. -№ 44, 1997.
Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы.- 3-е изд., испр.-М.: Лаборатория базовых знаний, 2000.
Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики: Учеб. пособие для вузов.- 2-е изд., испр. и доп.- М.: Высш. шк., 1999.
Трофимова Т. И. Курс физики: Учеб. Пособие: для вузов.- 5-е изд., стер.- М.: Высш. шк., 1998.
Савельев И. В. Курс общей физики: Учеб. Пособие: для вузов. В 5 кн. Кн.
2. Электричество и магнетизм — 4-е изд., перераб.- М.: Наука, Физматлит, 1998.
Эйнштейн А. Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965 г.
Суворов С. Г. Эволюция физики в представлении Эйнштейна. М., 1965 г.
Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. М. 2002 г.
Мигдал А. Б. Как рождаются физические теории. М. 1984.
Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы.- 3-е изд., испр.-М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. С. 47.
Савельев И. В. Курс общей физики: Учеб. Пособие: для вузов. В 5 кн. Кн.
2. Электричество и магнетизм — 4-е изд., перераб.- М.: Наука, Физматлит, 1998. С. 127.
Савельев И. В. Курс общей физики: Учеб. Пособие: для вузов. В 5 кн. Кн.
2. Электричество и магнетизм — 4-е изд., перераб.- М.: Наука, Физматлит, 1998. С. 172.
Геттис Э., Келлер Ф., Скоув М. Уравнения Максвелла и электромагнитные волны., — Физика: классическая и современная. -№ 44, 1997.
Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы.- 3-е изд., испр.-М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. С. 85
