Pojednání o elektřině a magnetismu - A Treatise on Electricity and Magnetism

Pojednání o elektřině a magnetismu
Pojednání o elektřině a magnetismu Svazek 1 003.jpg
Titul, autor a stránka vydavatele z prvního dílu Maxwellova mistrovského díla
AutorJames Clerk Maxwell
ZeměAnglie
JazykAngličtina
Předmět
Žánr
VydavatelOxford University Press
Datum publikace
1873
TextPojednání o elektřině a magnetismu na Wikisource

Pojednání o elektřině a magnetismu je dvousvazkový pojednání na elektromagnetismus napsáno James Clerk Maxwell v roce 1873. Maxwell revidoval Pojednání pro druhé vydání, když zemřel v roce 1879. Revize byla dokončena do William Davidson Niven pro vydání v roce 1881. Třetí vydání připravil J. J. Thomson ke zveřejnění v roce 1892.

Říká se, že pojednání je notoricky těžko čitelné, obsahuje spoustu nápadů, ale postrádá jak jasné zaměření, tak uspořádanost, které mu umožnily snáze se uchytit.[1] Poznamenal jeden historik vědy, že Maxwellov pokus o komplexní pojednání o celé elektrotechnice měl sklon pohřbít důležité výsledky jeho práce pod „dlouhými popisy různých jevů diskutovaných z několika hledisek“.[1] Dále říká, že mimo léčbu Faradayův efekt, Maxwell nedokázal vysvětlit svou dřívější práci, zejména generaci elektromagnetické vlny a odvození zákonů upravujících odraz a lom.[1]

Maxwell představil použití vektorová pole a jeho štítky byly udržovány:

A (vektorový potenciál), B (magnetická indukce), C (elektrický proud), D (přemístění), E (elektrické pole - Maxwellova elektromotorická intenzita), F (mechanická síla), H (magnetické pole - Maxwellova magnetická síla).[2]

Maxwellova práce je považována za příklad rétorika vědy:[3]

Lagrangeovy rovnice se objeví v Pojednání jako vyvrcholení dlouhé řady rétorických tahů, včetně (mimo jiné) Greenova věta Gaussova teorie potenciálu a Faradayova siločáry - to vše připravilo čtenáře na Lagrangeovu vizi přírodního světa, který je celý a propojený: skutečný změna moře z Newtonovy vize.

Obsah

Předběžný. O měření veličin.

ČÁST I. Elektrostatika.

  1. Popis jevů.
  2. Základní matematická teorie elektřiny.
  3. O elektrické práci a energii v soustavě vodičů.
  4. Obecné věty.
  5. Mechanické působení mezi dvěma elektrickými systémy.
  6. Body a linie rovnováhy.
  7. Formy ekvipotenciálních povrchů a linií toku.
  8. Jednoduché případy elektrifikace.
  9. Sférické harmonické.
  10. Konfokální povrchy druhého stupně.
  11. Teorie elektrických obrazů.
  12. Konjugované funkce ve dvou dimenzích.
  13. Elektrostatické přístroje.

ČÁST II. Elektrokinematika.

  1. Elektrický proud.
  2. Vedení a odpor.
  3. Elektromotorická síla mezi těly v kontaktu.
  4. Elektrolýza.
  5. Elektrolytická polarizace.
  6. Matematická teorie distribuce elektrických proudů.
  7. Vedení ve třech rozměrech.
  8. Odpor a vodivost ve třech rozměrech.
  9. Vedení pomocí heterogenních médií.
  10. Vedení v dielektriku.
  11. Měření elektrického odporu vodičů.
  12. Elektrická odolnost látek.

ČÁST III Magnetismus

  1. Základní teorie magnetismu.
  2. Magnetická síla a magnetická indukce.
  3. Zvláštní formy magnetů.
  4. Indukovaná magnetizace.
  5. Magnetické problémy.
  6. Weberova teorie magnetické indukce.
  7. Magnetická měření.
  8. Pozemský magnetismus.

Část IV. Elektromagnetismus.

  1. Elektromagnetická síla.
  2. Vzájemné působení elektrických proudů.
  3. Indukce elektrických proudů.
  4. Indukce proudu sama o sobě.
  5. Obecné dynamické rovnice.
  6. Aplikace dynamiky na elektromagnetismus.
  7. Elektrokinetika.
  8. Průzkum pole pomocí sekundárního okruhu.
  9. Obecné rovnice.
  10. Rozměry elektrických jednotek.
  11. Energie a stres.
  12. Aktuální listy.
  13. Paralelní proudy.
  14. Kruhové proudy.
  15. Elektromagnetické přístroje.
  16. Elektromagnetická pozorování.
  17. Elektrické měření indukčních koeficientů.
  18. Stanovení odporu v elektromagnetickém měření.
  19. Porovnání elektrostatických s elektromagnetickými jednotkami.
  20. Elektromagnetická teorie světla.
  21. Magnetické působení na světlo.
  22. Elektrická teorie magnetismu.
  23. Teorie Akce na dálku.

Recepce

Recenze

24. dubna 1873 Příroda oznámila publikaci s rozsáhlým popisem a velkou chválou.[4] Když v roce 1881 vyšlo druhé vydání, George Chrystal napsal recenzi na Příroda.[5]

Pierre Duhem publikoval kritickou esej popisující chyby, které našel u Maxwella Pojednání.[6] Duhemova kniha byla recenzována v Příroda.[7]

Komentáře

Hermann von Helmholtz (1881): „Teď, když matematické interpretace Faraday Představy o povaze elektrické a magnetické síly dal Clerk Maxwell, vidíme, jak velká míra přesnosti a přesnosti se ve skutečnosti skrývala za Faradayovými slovy ... je ohromující vidět, jaké velké množství obecných teorií , jehož mechanické dedukce vyžaduje nejvyšší možnosti matematické analýzy, našel jakousi intuicí, s jistotou instinktu, bez pomoci jediného matematického vzorce. “[8]

Oliver Heaviside (1893): „Co je Maxwellova teorie? První aproximace zní: Existuje Maxwellova kniha, jak ji napsal; je tu jeho text a existují jeho rovnice: společně tvoří jeho teorii. Když to ale důkladně prozkoumáme, zjistíme, že tato odpověď je neuspokojivá. Nejprve stačí odkázat na články fyziků, napsané řekněme během prvních dvanácti let následujících po prvním zveřejnění Maxwellova pojednání, abychom zjistili, že může existovat mnoho rozdílů v názorech na to, co je jeho teorie. Může to být a bylo odlišně vykládáno různými muži, což je znamení, které není uvedeno ve zcela jasné a nezaměnitelné formě. Existuje mnoho nejasností a určité nesrovnalosti. Když už mluvím sám za sebe, byl jsem schopen to jasně vidět pouze změnou formy prezentace, abych se vyhnul nesrovnalostem. V rostoucí vědě nyní není konečnost. Je proto nemožné striktně dodržovat Maxwellovu teorii, jak ji dal světu, i když jen z důvodu její nevhodné formy.[9][10]

Alexander Macfarlane (1902): „Tato práce sloužila jako výchozí bod mnoha pokroků učiněných v posledních letech. Maxwell je vědecký předchůdce Hertz, Hertz z Marconi a všichni ostatní pracovníci bezdrátové telegrafie.[11]

Oliver Lodge (1907) „Pak přijde Maxwell se svým bystrým pronikáním a velkým uchopením myšlenek v kombinaci s matematickou jemností a silou výrazu; asimiluje fakta, sympatizuje s filozofickými, ale neučenými způsoby vyjádření, které vynalezl Faraday, spojuje věty Green a Stokes a Thomson k faktům o Faradayovi a ze svazu vychází mladá moderní věda o elektřině ... “[12]

E. T. Whittaker (1910): „V této slavné práci je chápáno téměř každé odvětví elektrické a magnetické teorie, ale záměrem pisatele bylo diskutovat o celku z jediného úhlu pohledu, konkrétně Faraday, takže hypotézy, které ve dvou předcházejících desetiletích navrhli velcí němečtí elektrikáři, nezohlednili vůbec nebo vůbec nic ... Doktríny charakteristické pro Maxwella ... nebyly představeny v prvním svazku ani v první polovině druhého. “[13]

Albert Einstein (1931): „Před Maxwellem lidé pojali fyzickou realitu - pokud to mělo představovat události v přírodě - jako hmotné body, jejichž změny se skládají výlučně z pohybů, které podléhají totálním diferenciálním rovnicím. Po Maxwellovi pojali fyzickou realitu realita reprezentovaná spojitou pole, které nejsou mechanicky vysvětlitelné a které podléhají parciální diferenciální rovnice. Tato změna v pojetí reality je ta nejhlubší a nejplodnější, která od Newtonu přišla k fyzice; ale zároveň je třeba připustit, že program ještě nebyl v žádném případě zcela proveden. “[14]

Richard P. Feynman (1964): „Z dlouhého pohledu na historii lidstva - viděného řekněme za deset tisíc let ode dneška - nelze pochybovat o tom, že nejvýznamnější událost 19. století bude posuzována jako Maxwellovo objevení zákonů elektrodynamika americká občanská válka ve srovnání s touto významnou vědeckou událostí téhož desetiletí bledne do provinční bezvýznamnosti. ““[15]

L. Pearce Williams (1991): „V roce 1873 publikoval James Clerk Maxwell nesourodý a obtížný dvousvazek Pojednání o elektřině a magnetismu která byla předurčena ke změně ortodoxního obrazu fyzické reality. Toto pojednání udělalo pro elektromagnetismus to, co Newtonovo Principia udělal pro klasickou mechaniku. Poskytl nejen matematické nástroje pro zkoumání a reprezentaci celé elektromagnetické teorie, ale také změnil samotný rámec teoretické i experimentální fyziky. Ačkoli tento proces probíhal po celé devatenácté století, nakonec to bylo právě toto dílo akce na dálku fyziku a nahradil fyziku pole."[16]

Mark P. Silverman (1998) „Studoval jsem principy sám - v tomto případě u Maxwella Pojednání jako moje inspirace i učebnice. To není zkušenost, kterou bych nutně doporučil ostatním. Navzdory své legendární jemnosti je Maxwell náročný učitel, a jeho magnum opus je něco jiného než čtení konferenčního stolku... Zároveň byla tato zkušenost velmi přínosná v tom, že jsem pochopil, jak jsem si uvědomil mnohem později, aspekty elektromagnetismu, které se dnes zřídka vyučují na jakékoli úrovni a odrážejí jedinečný fyzický vhled jejich tvůrce.[2]:202

Andrew Warwick (2003): „Při vývoji matematické teorie elektřiny a magnetismu v EU Pojednání„Maxwell udělal řadu chyb a pro studenty, kteří jen s jemným pochopením fyzikálních konceptů základní elektromagnetické teorie a konkrétních technik k řešení některých problémů, bylo nesmírně obtížné rozlišovat mezi případy, kdy Maxwell udělal chybu, a případy, kdy prostě nedodržel fyzikální nebo matematické uvažování. “[17]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Bruce J. Hunt (1991) Maxwellovci, strana 13
  2. ^ A b Mark P. Silverman (1998) Vlny a zrna: odrazy světla a učení, strany 205, 6, Princeton University Press ISBN  0-691-00113-8
  3. ^ Thomas K. Simpson (2010) Maxwellova matematická rétorika: přehodnocení pojednání o elektřině a magnetismu, strana xiii, Santa Fe, Nové Mexiko: Press Green Lion
  4. ^ „Pojednání o elektřině a magnetismu“. Příroda. 7 (182): 478–480. 24.dubna 1873. Bibcode:1873 Natur ... 7..478.. doi:10.1038 / 007478a0. ISSN  1476-4687. S2CID  10178476.
  5. ^ George Chrystal (1882) Recenze: 2. vydání, odkaz od Příroda
  6. ^ Pierre Duhem (1902). Les Théories Électriques de J. Clerk Maxwell: Étude Historique et Critique. Paříž: A. Hermann
  7. ^ W. McF. Orr (1902) „Francouzský kritik Maxwella“, Příroda 17.dubna 1902
  8. ^ Hermann Helmholtz (1881) „O moderním vývoji Faradayovy koncepce elektřiny“, Faradayova přednáška v Royal Society
  9. ^ Oliver Heaviside (1893) Elektromagnetická teorie, v. 1, Předmluva, s. vii, odkaz z Internetový archiv
  10. ^ Maxwellovci, strana 201
  11. ^ Alexander Macfarlane (1916) Přednášky o deseti britských fyzikech devatenáctého století, odkaz z internetového archivu
  12. ^ Oliver Lodge (1907) Moderní pohledy na elektřinu, 3. vydání, strana 24, Macmillan & Company
  13. ^ E. T. Whittaker (1910) Historie teorií éteru a elektřiny, strana 300
  14. ^ Einstein, Albert (1931). „Vliv Maxwella na vývoj myšlenky fyzické reality“. James Clerk Maxwell: A Commemoration Volume. POHÁR. Archivovány od originál dne 14. července 2014. Citováno 7. července 2014.
  15. ^ Bruce J. Hunt (1991) Maxwellovci, Strana 1, Cornell University Press ISBN  0-8014-2641-3. Zdroj Feynmanovy přednášky z fyziky (1964) 2:1.11
  16. ^ L. Pearce Williams (1991) Předmluva k Maxwellovci
  17. ^ Andrew Warwick (2003) Masters of Theory: Cambridge and the Rise of Mathematical Physics, kapitola 6: Dovedení Maxwellova smyslu Pojednání o elektřině a magnetismu in Mid-Victorian Cambridge, str. 286–356, citát str. 297, University of Chicago Press ISBN  0-226-87374-9

Další čtení

externí odkazy