Но важнейшим делом жизни М. является его теория электричества и магнитизма. Он не только перевел идеи Фарадея на математич. язык, но и дополнил и развил его учение об электромагнитном поле. Основной идеей М.
(так же, как и Фарадея) был отказ от представления о действии на расстоянии (actio in distans), которое в то время еще господствовало в физике. Из теории электричества и магнитизма Максвелла с необходимостью следовало, что электромагнитные возмущения распространяются с конечной скоростью. Отсюда М. сделал заключение, что эти возмущения распространяются от точки к точке в некоторой мировой среде — эфире. «Действительно, — говорит М., — если вообще энергия передается от одного тела к другому не мгновенно, а в конечное время, то должна существовать среда, в которой она временно пребывает, оставив первое тело и не достигнув еще второго. Поэтому эти теории должны привести к понятию среды, в которой и происходит это распространение» («Treatise of electricity», т. II, стр. 606—607). Максвелл принимает, что наэлектризованное тело приводит эту среду в особое напряженное состояние. По направлению силовых линий это напряжение действует, как притяжение, а перпендикулярно к этим линиям, как отталкивание или давление. М. дополнил основные законы о связи между электричеством и магнитизмом новым законом. Если Фарадей установил, что изменение во времени магнитного поля в какой-либо точке пространства приводит к возникновению электрич. напряженности в этой точке, то М. установил обратный закон, а именно, что изменение электрич. поля во времени обусловливает появление магнитного поля. М. назвал изменение тока электрической индукции «током смещения» и установил, что этот ток, так же, как и ток проводимости, образует вокруг себя магнитное поле.
Дальнейшая разработка теории электромагнитного поля привела М. к выводу об электромагнитной природе света. В пользу этого вывода говорили такие факты, как одинаковая скорость распространения электромагнитных возмущений и света, зависимость показателя преломления света от диэлектрич. постоянной среды, наконец, вращение плоскости поляриза-* ции света в магнитном поле. Замечательные следствия теории М. были блестяще подтверждены спустя двадцать лет опытами Герца.
На основе своей теории М. теоретически предсказал давление света, обнаруженное на опыте П. Н. Лебедевым в 1901. М. пытался для завершения своей теории поля построить механич. модель эфира, носителя электромагнитных волн, но потерпел (и неизбежно должен был потерпеть) неудачу в этом деле, поскольку электромагнитные процессы не могут быть сведены к механическим. Основной работой М. по электричеству является его трактат об электричестве и магнитизме («Treatise of electricity and magnetism»), опубликованный им в 1873. Теория электромагнитного поля, основы которой заложил М., получила дальнейшее развитие в работах Лоренца по теории электронов. «Уравнения Максвелла» вошли и в теорию относительности Эйнштейна, хотя и в измененном виде.
МАКСВЕЛЛА ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ, статистический закон, определяющий
вероятное число газовых молекул, к-рые обладают скоростью, лежащей в интервале, огра 764
ниченном значениями с и с 4 — de. Математически М. в. р. с. может быть записан в виде: тис*
dne =
е 2kT • de.
Здесь пс — вероятное число молекул в 1 см8, скорости к-рых лежат в интервале с и с + de, m — масса молекулы, к — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура. Этот закон показывает, что молекулы, обладающие различными скоростями, встречаются не одинаково часто. Наиболее вероятная скорость: IhT .
m
Этот закон был установлен Максвеллом в 1859.
Впервые экспериментально он был проверен Ричардсоном (1908), определявшим распределение скоростей электронов, вылетающих из накаленных тел. Оказалось, что к электронам также приложим М. з. р. с. Непосредственным следствием его для электронного газа и является формула Ричардсона (см.) для тока насыщения, испускаемого раскаленными телами. Непосредственные опыты с молекулами производил Штерн в 1920. Эти опыты дали очень хорошее согласие с теорией. Дальнейшим обобщением М. з. р. с. является формула МаксвеллаБольцмана, к-рая учитывает и потенциальную энергию молекул во внешнем силовом поле, тогда как формула Максвелла справедлива только при отсутствии внешних сил.
МАКСВЕЛЛА ТЕОРИЯ, общая теория электромагнитных явлений, разработанная английским физиком Джемсом Клерком Максвеллом (см.) (1831—79), развившим далее идеи Фарадея, и лежащая в основе современного учения об электричестве и магнитизме. Заслугой Максвелла в развитии познаний об электричестве и магнитизме является не только придание стройной математич. формы теории электромагнитных явлений, но и формулировка новой физич. гипотезы о существовании еще одного (кроме известных ранее) типа связи между электрическими и магнитными явлениями. Под М. т. принято понимать как разработанную Максвеллом собственно математич. теорию, так и сформулированную Максвеллом физическую гипотезу. Согласно концепции Фарадея, из которой исходил и Максвелл, все пространство является областью действия электрических и магнитных сил, и все электромагнитные явления в данной точке пространства вполне могут быть определены явлениями, происходящими в соседних точках пространства. Подчеркивая своеобразие этой принципиально новой картины, развитой Фарадеем, — картины близкодействия, — Максвелл указывает, что до Фарадея при характеристике электрических и магнитных явлений представлением о пространстве пользовались лишь для определения расстояний между телами. Только Фарадей ввел представление о пространстве как об области действия электрических и магнитных сил и о близкодействии как о картине электромагнитных явлений в пространстве. Это близкодействие, по Фарадею, осуществляется при помощи среды.
Эта концепция потребовала разработки специального математич. аппарата, адекватного физич. картине. Фарадей в сущности сам создал этот математич. аппарат; правда, аппарат не аналитический, а геометрический. Хотя Фарадей не владел математич. методами, но
