«Теория электромагнетизма Максвелла»

Заслуги Максвелла как исследователя относятся к областям физиологического учения о цвете, кинетической теории теплоты и электромагнитной теории света.

Одновременно с Гельмгольцем Максвелл исследовал законы цветового зрения. Как предшественник австрийца Больцмана и американца Гиббса, он обосновал статистическое понимание кинетической теории газа. Его величайшей заслугой, однако является математическая разработка нового учения о магнетизме, электричестве и свете. Его достижения, по словам Планка, должны быть отнесены к "величайшим, изумительнейшим подвигам человеческого духа".

Актуальность работы заключается в том, что уравнения Максвелла охватывают и описывают все известные нам электромагнитные явления. Область их применения не ограничивается даже любыми мыслимыми электромагнитными явлениями, протекающими в конкретных локальных условиях. Теория Максвелла предсказала совершенно новый эффект, наблюдавшийся в свободном от материальных тел пространстве, - электромагнитное излучение. Это, безусловно, уникальное достижение, венчающее торжество теории Максвелла.

Цель данной работы: рассмотреть теорию электрических и магнитных явлений на основе уравнений Максвелла

Задачи:

 ознакомиться с научными достижения Дж. К. Максвелла;

 изучить основные положения теории Максвелла;

 изучить роль тока смещения;

 определить значение граничных условий при решении уравнении.

Предмет исследования: взаимосвязь электрического и магнитного поля.

Объект исследования: явление электромагнетизма.

Структура курсовой работы представлена введением двумя главами, заключением, списком использованной литературы и приложениями.

Когда Максвеллу было примерно восемь лет, в 1839 году его мать скончалась от рака брюшной полости. Джону Клерку пришлось самостоятельно заниматься воспитанием своего сына. В дальнейшем, уже во взрослой жизни, ученый сохранил теплые отношения с единственным родителем, который действительно на протяжении всей своей жизни заботился о сыне [5].

Когда мальчик немного подрос и достиг школьного возраста домой, для его обучения были приглашены педагоги. Несмотря на его замечательное любопытство к учебе, учебная программа, которую он получил в школе, его не интересовала. По этой причине он начал склоняться к науке до такой степени, что даже опубликовал свою первую статью, касающуюся этой области, когда ему было всего 14 лет.

Спустя некоторое время отец отправил сына на обучение в академию в Эдинбург. Первое время юный Максвелл весьма настороженно относился ко всему, что было связанно с процессом обучения. Однако со временем процесс затянул его, и Джеймс стал одним из лучших учеников. Каждый урок был интересен и познавателен, хотя особое внимание мальчика привлекала геометрия. Именно она стала той плодородной почвой на основе которой выросли все достижения Максвелла в области науки.

В год своего выпуска молодой студент написал для родной академии гимн, который сегодня знает не одно поколение учеников. После окончания академии, талантливый юноша принимает решение продолжить свое образование и отправляется в Эдинбургский университет. Здесь он со всей соей скрупулезностью погружается в изучение теории упругости. По итогам проведенной работы будущий ученый получает наивысшую оценку в научном мире.

В 1850 году, когда физику было 19 лет – Джеймс Максвелл, не слушая отца и не смотря на все его недовольство, отправляется в Кембридж. Сначала юноша посещал занятия в колледже святого Петра, а затем перешел в Тринити-Колледж. Преподаватели не могли нарадоваться талантливому ученику, который в своем выпуске стал вторым. После получения степени бакалавра бывшего студента пригласили в Тринити-Колледж на должность преподавателя. В этот период своей биографии Максвелл изучает геометрию, электричеству и проблему цветов [5].

Теория Максвелла объяснила все известные в то время экспериментальные факты и предсказала ряд новых явлений. Основным следствием теории Максвелла был вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света, а теоретическое исследование свойств этих волн привело Максвелла к созданию электромагнитной теории света. Надо сказать, что никто этих волн до Максвелла не видел, никто даже не подозревал, что такие волны могут существовать. Но лишь через двадцать лет после того, как это предсказание было сделано, их наконец-то экспериментально обнаружили, что явилось настоящим триумфом этой теории.

6. Юндин, М. А. Электродинамика и распространение радиоволн : учеб. пособие / М. А. Юндин, А. М. Королев. – СПб. : Лань, 2014. – 448 c.

7. Фейнман, Р. Фейнмановские лекции по физике : пер. с англ. / Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. – М. : Либроком, 2016. – Т. 6 : Электродинамика. – 352 c.

8. Мах Э. Механика: Историко-критический очерк ее развития. – Ижевск, 2000. – С. 199.

9. Максвелл Дж.К. Трактат об электричестве и магнетизме. – М.: Наука, 1989. – Т. 1. – С. 31.

10. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. – М.: Наука, 1989. – С. 37.