Teraz prawie wszyscy to wiedząpola elektryczne i magnetyczne są bezpośrednio ze sobą połączone. Istnieje nawet specjalna gałąź fizyki, która bada zjawiska elektromagnetyczne. Ale w XIX wieku, aż do sformułowania teorii elektromagnetycznej Maxwella, wszystko było zupełnie inne. Uważano na przykład, że pola elektryczne są właściwe tylko cząstkom i ciałom z ładunkiem elektrycznym, a właściwości magnetyczne to zupełnie inna dziedzina nauki.
W 1864 roku słynny brytyjski fizyk D.K.Maxwell wskazuje na bezpośredni związek zjawisk elektrycznych i magnetycznych. Odkrycie nazwano „teorią pola elektromagnetycznego Maxwella”. Dzięki niej udało się rozwiązać wiele nierozpuszczalnych problemów z punktu widzenia ówczesnej elektrodynamiki.
Większość znanych odkryć jest zawsze oparta nana wynikach pracy poprzednich badaczy. Teoria Maxwella nie jest wyjątkiem. Charakterystyczną cechą jest to, że Maxwell znacznie rozszerzył wyniki uzyskane przez jego poprzedników. Na przykład wskazał, że w eksperymencie Faradaya można użyć nie tylko obwodu zamkniętego wykonanego z materiału przewodzącego, ale składającego się z dowolnego materiału. W tym przypadku kontur jest wskaźnikiem wirowego pola elektrycznego, które wpływa nie tylko na sieć krystaliczną metali. Z tego punktu widzenia, gdy w polu znajduje się materiał dielektryczny, bardziej słuszne jest mówienie o prądach polaryzacyjnych. Wykonują również zadanie ogrzewania materiału do określonej temperatury.
Pierwsze podejrzenie związku między elektrycznością azjawiska magnetyczne pojawiły się w 1819 roku. H. Oersted zauważył, że jeśli kompas jest umieszczony w pobliżu przewodnika z prądem, wówczas kierunek strzałki odbiega od bieguna północnego.
W 1824 r. A. Ampere sformułował prawo współdziałania przewodników, które później nazwano „prawem Ampera”.
I wreszcie, w 1831 roku Faraday zarejestrował pojawienie się prądu w obwodzie znajdującym się w zmieniającym się polu magnetycznym.
Teoria Maxwella ma na celu rozwiązanie głównego problemuelektrodynamika: przy znanym przestrzennym rozkładzie ładunków elektrycznych (prądów) można określić niektóre charakterystyki generowanych pól magnetycznych i elektrycznych. Teoria ta nie bierze pod uwagę samych mechanizmów leżących u podstaw zachodzących zjawisk.
Teoria Maxwella ma na celuładunki rozmieszczone blisko siebie, ponieważ w układzie równań uważa się, że oddziaływania elektromagnetyczne zachodzą z prędkością światła, niezależnie od ośrodka. Ważną cechą teorii jest to, że na jej podstawie rozważa się takie pola, że:
- generowane przez stosunkowo duże prądy i ładunki rozprowadzane w dużej objętości (wielokrotnie wielkości atomu lub cząsteczki);
- zmienne pola magnetyczne i elektryczne zmieniają się szybciej niż okres procesów zachodzących w cząsteczkach;
- odległość między obliczonym punktem w przestrzeni a źródłem pola przekracza wielkość atomów (cząsteczek).
Wszystko to pozwala stwierdzić, że teoriaMaxwell ma zastosowanie przede wszystkim do zjawisk makrokosmosu. Współczesna fizyka wyjaśnia coraz więcej procesów z punktu widzenia teorii kwantów. Manifestacje kwantowe nie są brane pod uwagę we wzorach Maxwella. Niemniej jednak zastosowanie maxwellowskich układów równań umożliwia pomyślne rozwiązanie pewnego zakresu problemów. Ciekawe, że skoro uwzględniane są gęstości prądów i ładunków elektrycznych, teoretycznie jest to możliwe, ale o charakterze magnetycznym. Zwrócił na to uwagę w 1831 roku Dirac, określając je jako monopole magnetyczne. Generalnie główne postulaty teorii są następujące:
- pole magnetyczne jest wytwarzane przez zmienne pole elektryczne;
- zmienne pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne o charakterze wirowym.
