Woher kommen die Maxwellschen Gleichungen?

Ich habe vor kurzem begonnen, die Grundformen (Integrale) der Maxwell-Gleichungen zu lernen , und alles, was mit Elektromagnetismus zu tun hat, scheint von diesen Grundgleichungen abgeleitet zu sein. Nun ist meine Frage, woher kommen diese Gleichungen und könnten Sie sie (ohne das seltsame umgekehrte Delta-Zeichen zu verwenden, ja, ich bin noch nicht so weit in Mathematik) mit der Grundrechnung ableiten? Basieren diese Gleichungen auf Erhaltungsprinzipien?

Antworten (2)

Die Antwort liegt in einem anderen Wiki-Artikel,

Im Elektromagnetismus, einem der grundlegenden Gebiete der Physik, war die Einführung der Maxwellschen Gleichungen (hauptsächlich in "Eine dynamische Theorie des elektromagnetischen Feldes") eine der wichtigsten Aggregationen empirischer Fakten in der Geschichte der Physik. Sie fand im 19. Jahrhundert statt, ausgehend von grundlegenden experimentellen Beobachtungen, und führte zur Formulierung zahlreicher mathematischer Gleichungen, insbesondere von Charles-Augustin de Coulomb, Hans Christian Ørsted, Carl Friedrich Gauss, Jean-Baptiste Biot, Félix Savart, André- Marie Ampère und Michael Faraday. Die scheinbar unterschiedlichen Gesetze und Phänomene von Elektrizität und Magnetismus wurden von James Clerk Maxwell integriert, der eine frühe Form der Gleichungen veröffentlichte.die das Stromkreisgesetz von Ampère modifizieren, indem sie einen Verschiebungsstromterm einführen. Er zeigte, dass diese Gleichungen implizieren, dass sich Licht als elektromagnetische Wellen ausbreitet.

Gehen Sie zu dem Link, um die Originallinks für jedes dieser empirischen Gesetze zu finden.

Maxwells Verknüpfung der verschiedenen Gesetze, die aus experimentellen Beobachtungen gewonnen wurden, und die Überprüfung dieser umfassendsten Formulierung mit neuen Beobachtungen und Messungen stellten die Theorie der klassischen Elektrodynamik auf eine Stufe mit der klassischen Mechanik. Thermodynamik und statistische Mechanik . Es war eine schöne Sammlung von Theorien.

Lord Kelvin hätte sagen sollen

In der Physik gibt es jetzt nichts Neues zu entdecken. Was bleibt, ist eine immer genauere Messung.

(Der Link hat eine Einschränkung, dass jedoch keine solide Referenz gefunden wurde.)

Es war ein Glaube, der vor dem Aufkommen von Röntgenstrahlen , dem photoelektrischen Effekt und Diskrepanzen bei der Strahlung schwarzer Körper herrschte.

Es bildet den Rahmen für das unerwartete Auftauchen von Daten, die zur quantenmechanischen Revolution führten.

Okay! Nun, am Ende denke ich, dass Physik nur eine weitere experimentelle Wissenschaft ist und kein mathematisches Fach. Ich neige nur dazu zu glauben, dass Dinge wie in der Mathematik abgeleitet werden können, aber letztendlich endet die Physik mit Beobachtungen.
Das ist Physik: mathematische Modellierung von Beobachtungen. Die Modelle mögen komplex und elegant sein, aber sie sind abhängig von Beobachtungen. Die andere Ansicht, Mathematik existiert als Form für Realität/Beobachtungen, ist die platonische Ansicht und in gewissem Sinne metaphysisch.

Woher kommen die Maxwellschen Gleichungen?

Oliver Heaviside. Das sind keine Maxwellschen Gleichungen. Was Anna über Coulomb, Ørsted, Gauss, Biot, Savart, Ampère und Faraday erwähnt hat, ist schön und gut, aber sehen Sie, wo es im Wikipedia-Artikel steht :

"Die mächtige und bekannteste Form der Maxwell-Gleichungen, deren Formulierung Oliver Heaviside im Vektorkalkül-Formalismus zu verdanken ist, wird durchgehend verwendet, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben."

Was Ihnen als Maxwellsche Gleichungen präsentiert wird, ist in mancher Hinsicht irreführend. Nochmal aus dem Wikipedia-Artikel:

"Die Gleichungen führen das elektrische Feld E, ein Vektorfeld, und das Magnetfeld B, ein Pseudovektorfeld, ein, wobei jedes im Allgemeinen eine Zeitabhängigkeit aufweist."

Maxwell vereinte jedoch Elektrizität und Magnetismus, um das elektromagnetische Feld zu liefern, siehe diesen Artikel für mehr . Weshalb man in Jacksons Classical Electrodynamics lesen kann „man sollte richtigerweise vom elektromagnetischen Feld F μν sprechen und nicht von E oder B getrennt“ . Dies kommt jedoch in "Maxwells Gleichungen" einfach nicht vor. Wenn Sie das Originalmaterial lesen, unterscheidet es sich tatsächlich sehr von dem, was allgemein gelehrt wird, und ich denke, dass eine wichtige Bedeutung verloren gegangen ist. Der Vektorformalismus beschreibt eher , was sie tun, als was sie sind und warum sie tun, was sie tun .μν .