Մաքսվելի Հավասարումներ

 

 

Մաքսվելի ձևակերպած հավասարումների հիմք են հանդիսացել XIX դարի սկզբում կատարված մի շարք կարևոր փորձարարական բացահայումներ։ 1820 թվականին Հանս Քրիստիան Էրստեդը հայտնաբերեց, որ հաղորդալարի միջով անցնող գալվանական հոսանքը շեղում է կողմնացույցի սլաքը։ Այդ հայտնագործությունը գրավեց ժամանակաշրջանի գիտնականների ուշադրությունը։ Հենց 1820 թվականին Բիոն և Սավարը հոսանքի հետևանքով առաջացած մագնիսական ինդուկցիան անվանեցին «Բիո-Սավարի օրենք», իսկ Ամպերը հայտնաբերեց, որ այն գոյանում է երկու հաղորդալարերի միջև եղած տարածության մեջ, եթե հաղորդալարերով հոսանք է անցնում։ Ամպերը ներմուծեց «էլեկտրադինամիկական» տերմինը և առաջ քաշեց հիպոթեզ, որ մագնիսական դաշտը մրրկային է։

Էրստեդի հայտնագործությունը, թե հոսանքը ազդում է մագնիսի վրա, Մայքլ Ֆարադեյին հանգեցրեցին այն մտքին, որ հակառակ երևույթը ևս պետք է գոյություն ունենա՝ մագնիսը պետք է ազդեցություն թողնի հոսանքի վրա։ Երկար փորձերից հետո Ֆարադեյին հաջողվեց ապացուցել, որ եթե հաղորդչի մոտ մագնիսը շարժվի, ապա կառաջանա էլեկտրական հոսանք։ Այս երևույթը անվանվեց էլեկտրական ինդուկցիա։ Ֆարադեյի հայտնագործությունները մեծ հետք թողեցին Մաքսվելի աշխատանքների վրա։

Միջավայրում էլեկտրամագնիսական երևույթները նկարագրող ֆիզիկական մեծությունները ենթարկվում են Մաքսվելի հավասարումներով տրված օրենքներին։

Նշանակումներ՝

• ${\displaystyle \rho \ }$  ― լիցքի խտություն
• ${\displaystyle \mathbf {j} }$  ― հոսանքի խտություն
• ${\displaystyle c\,}$  ― լույսի արագությունը վակուումում
• ${\displaystyle \mathbf {E} }$  ― էլեկտրական դաշտի լարվածություն
• ${\displaystyle \mathbf {H} }$  ― մագնիսական դաշտի լարվածություն
• ${\displaystyle \mathbf {D} }$  ― էլեկտրական ինդուկցիա
• ${\displaystyle \mathbf {B} }$  ― մագնիսական ինդուկցիա
• ${\displaystyle \nabla \times \mathbf {A} \equiv \mathrm {rot} \,\mathbf {A} }$  ― վեկտորի ռոտոր
• ${\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {A} \equiv \mathrm {div} \,\mathbf {A} }$  ― վեկտորի դիվերգենցիա

Գաուսի և Ստոքսի բանաձևերից կարելի է տալ Մաքսվելի հավասարումների ինտեգրալային տեսքը՝

 

• ${\displaystyle Q=\int _{v}\rho \,dv\ }$  — ${\displaystyle v\ }$  ծավալում էլեկտրական լիցք
• ${\displaystyle I=\int _{s}\mathbf {j} \cdot d\mathbf {s} \ }$  — ${\displaystyle s\ }$  մակերեսով անցնող էլեկտրական հոսանք

• Ֆեյնմանի դասախոսությունը Մաքսվելի հավասարումների մասին (անգլերեն)