ตอนนี้แทบทุกคนรู้เรื่องนั้นแล้วสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีความสัมพันธ์กันโดยตรง มีแม้กระทั่งสาขาฟิสิกส์พิเศษที่ศึกษาปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้า แต่ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 19 จนกระทั่งมีการกำหนดทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ทุกอย่างต่างไปจากเดิม ยกตัวอย่างเช่นเชื่อกันว่าสนามไฟฟ้ามีอยู่ในอนุภาคและร่างกายที่มีประจุไฟฟ้าเท่านั้นและคุณสมบัติของแม่เหล็กเป็นวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
ในปี 1864 D.K. นักฟิสิกส์ชื่อดังชาวอังกฤษMaxwell ชี้ให้เห็นความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก การค้นพบนี้เรียกว่า "ทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell" ต้องขอบคุณเธอมันเป็นไปได้ที่จะแก้ปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้หลายอย่างจากมุมมองของกระแสไฟฟ้าในเวลานั้นปัญหา
การค้นพบที่มีชื่อเสียงส่วนใหญ่มักจะขึ้นอยู่กับจากผลงานของนักวิจัยก่อนหน้านี้ ทฤษฎีของ Maxwell ก็ไม่มีข้อยกเว้น คุณลักษณะที่โดดเด่นคือ Maxwell ขยายผลที่ได้รับจากรุ่นก่อนอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นเขาชี้ให้เห็นว่าในการทดลองของฟาราเดย์ไม่เพียง แต่สามารถใช้วงจรปิดที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้วัสดุใดก็ได้ ในกรณีนี้รูปร่างเป็นตัวบ่งชี้สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนซึ่งไม่เพียงส่งผลกระทบต่อตาข่ายคริสตัลของโลหะเท่านั้น ด้วยมุมมองนี้เมื่อวัสดุอิเล็กทริกอยู่ในสนามการพูดถึงกระแสโพลาไรซ์จึงถูกต้องกว่า พวกเขายังทำงานในการให้ความร้อนแก่วัสดุที่อุณหภูมิหนึ่ง
ข้อสงสัยประการแรกของการเชื่อมต่อระหว่างไฟฟ้าและปรากฏการณ์แม่เหล็กปรากฏขึ้นในปี พ.ศ. 2362 H. Oersted สังเกตว่าหากวางเข็มทิศไว้ใกล้ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าทิศทางของลูกศรจะเบี่ยงเบนไปจากขั้วโลกเหนือ
ในปีพ. ศ. 2367 A. Ampere ได้กำหนดกฎแห่งปฏิสัมพันธ์ของตัวนำซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "กฎของแอมแปร์"
และในที่สุดในปี พ.ศ. 2374 ฟาราเดย์ได้บันทึกลักษณะของกระแสไฟฟ้าในวงจรที่อยู่ในสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง
ทฤษฎีของ Maxwell ออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาหลักไฟฟ้ากระแส: ด้วยการกระจายเชิงพื้นที่ของประจุไฟฟ้า (กระแส) สามารถกำหนดลักษณะบางอย่างของสนามแม่เหล็กและไฟฟ้าที่สร้างขึ้นได้ ทฤษฎีนี้ไม่ได้พิจารณากลไกของตัวเองที่รองรับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น
ทฤษฎีของ Maxwell ออกแบบมาเพื่อประจุไฟฟ้าที่ห่างกันอย่างใกล้ชิดเนื่องจากในระบบสมการเชื่อกันว่าปฏิสัมพันธ์แม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นที่ความเร็วแสงโดยไม่คำนึงถึงตัวกลาง คุณสมบัติที่สำคัญของทฤษฎีคือความจริงที่ว่าโดยพื้นฐานแล้วฟิลด์ดังกล่าวได้รับการพิจารณาว่า:
- สร้างขึ้นโดยกระแสและประจุที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งกระจายในปริมาณมาก (หลายเท่าของขนาดอะตอมหรือโมเลกุล)
- สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าสลับเปลี่ยนเร็วกว่าช่วงเวลาของกระบวนการภายในโมเลกุล
- ระยะห่างระหว่างจุดที่คำนวณได้ในอวกาศและแหล่งที่มาของสนามเกินขนาดของอะตอม (โมเลกุล)
ทั้งหมดนี้ทำให้เราสามารถยืนยันได้ว่าทฤษฎีMaxwell สามารถใช้ได้กับปรากฏการณ์ของ macrocosm เป็นหลัก ฟิสิกส์สมัยใหม่อธิบายกระบวนการมากขึ้นเรื่อย ๆ จากมุมมองของทฤษฎีควอนตัม อาการทางควอนตัมไม่ได้ถูกนำมาพิจารณาในสูตรของ Maxwell อย่างไรก็ตามการใช้ระบบสมการแม็กซ์เวลเลียนทำให้สามารถแก้ปัญหาบางอย่างได้สำเร็จ เป็นที่น่าสนใจว่าเนื่องจากมีการพิจารณาความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าและประจุไฟฟ้าจึงเป็นไปได้ในทางทฤษฎีสำหรับการดำรงอยู่ของพวกมัน แต่มีลักษณะเป็นแม่เหล็ก สิ่งนี้ถูกชี้ให้เห็นในปี 1831 โดย Dirac ซึ่งกำหนดให้เป็นโมโนโพลแม่เหล็ก โดยทั่วไปสมมติฐานหลักของทฤษฎีมีดังนี้:
- สนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยสนามไฟฟ้ากระแสสลับ
- สนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับจะสร้างสนามไฟฟ้าของธรรมชาติกระแสน้ำวน
