Tratado sobre electricidad y magnetismo

Tratado sobre electricidad y magnetismo es un tratado de dos volúmenes sobre electromagnetismo escrito por James Clerk Maxwell en 1873. Maxwell estaba revisando el Tratado para una segunda edición cuando murió en 1879. William Davidson Niven completó la revisión para su publicación en 1881. J. J. Thomson preparó una tercera edición para su publicación en 1892.

Se dice que el tratado es notoriamente difícil de leer, ya que contiene muchas ideas pero carece del enfoque claro y el orden que le habrían permitido entenderse más fácilmente. Un historiador de la ciencia señaló que el intento de Maxwell de redactar un tratado completo sobre toda la ciencia eléctrica tendía a enterrar los resultados importantes de su trabajo bajo "largos relatos de fenómenos diversos discutidos desde varios puntos de vista". " Continúa diciendo que, aparte del tratamiento del efecto Faraday, Maxwell no explicó sus trabajos anteriores, especialmente la generación de ondas electromagnéticas y la derivación de las leyes que gobiernan la reflexión y la refracción.

Maxwell introdujo el uso de campos vectoriales y sus etiquetas se han perpetuado:

A (Posibilidad de actor), B (inducción magnética), C (actualización electrónica) D (desplazamiento) E (campo electrónico: intensidad electromotiva de Maxwell) F (fuerza mecánica), H (campo magnético – fuerza magnética de Maxwell).

El trabajo de Maxwell se considera un ejemplo de retórica de la ciencia:

Las ecuaciones de Lagrange aparecen en Treatise como culminación de una larga serie de movimientos retóricos, incluyendo (entre otros) El teorema de Green, la teoría potencial de Gauss y las líneas de fuerza de Faraday, todas las cuales han preparado al lector para la visión lagrangiana de un mundo natural que es entero y conectado: un verdadero cambio de mar de la visión de Newton.

Contenido

Preliminar. Sobre la medida de cantidades.

Parte I. Electrostática.

1. Descripción de Fenomena.
2. Matemática elemental Teoría de Electricidad.
3. Sobre el trabajo eléctrico y la energía en un sistema de conductores.
4. Teoremas generales.
5. Acción mecánica entre dos sistemas eléctricos.
6. Puntos y Líneas de Equilibrio.
7. Formas de Surfaces Equipotentiales y Líneas de Flujo.
8. Casos simples de electrificación.
9. Armonía Esférica.
10. Superficies focales del segundo grado.
11. Teoría de Imágenes Eléctricas.
12. Funciones conjugadas en dos dimensiones.
13. Instrumentos electrostáticos.

Parte II. Electrokinematics.

1. La corriente eléctrica.
2. Conducción y Resistencia.
3. Fuerza electromotiva entre cuerpos en contacto.
4. Electrolisis.
5. Polarización electrolítica.
6. Matemáticas Teoría de la distribución de corrientes eléctricas.
7. Conducción en tres dimensiones.
8. Resistencia y Conductividad en tres dimensiones.
9. Conducción a través de medios heterogéneos.
10. Conducción en Dielectrics.
11. Medición de la Resistencia Eléctrica de Conductores.
12. Resistencia eléctrica de las sustancias.

Parte III. Magnetismo

1. Teoría elemental del magnetismo.
2. Fuerza magnética e inducción magnética.
3. Formas particulares de Magnets.
4. Magnetización inducida.
5. Problemas magnéticos.
6. Teoría de Inducción Magnética de Weber.
7. Medidas magnéticas.
8. Magnetismo terrestre.

Parte IV. Electromagnetismo.

1. Fuerza electromagnética.
2. Acción Mutua de Corrientes Eléctricas.
3. Inducción de corrientes eléctricas.
4. Inducción de una corriente en sí mismo.
5. Ecuaciones generales de Dinámica.
6. Aplicación de dinámicas al electromagnetismo.
7. Electroquinética.
8. Exploración del Campo por medio del Circuito Secundario.
9. Ecuaciones generales.
10. Dimensiones de unidades eléctricas.
11. Energía y estrés.
12. Hojas actuales.
13. Corrientes paralelas.
14. Corrientes circulares.
15. Instrumentos electromagnéticos.
16. Observaciones electromagnéticas.
17. Medición eléctrica de coeficientes de inducción.
18. Determinación de la resistencia en electromagnético Medida.
19. Comparación de electrostáticos con unidades electromagnéticas.
20. Electromagnético Teoría de la Luz.
21. Acción Magnética en la Luz.
22. Teoría eléctrica del magnetismo.
23. Theories of Action a distance.

Recepción

Reseñas

El 24 de abril de 1873, Nature anunció la publicación con una extensa descripción y mucho elogio. Cuando la segunda edición fue publicada en 1881, George Chrystal escribió la revisión para Naturaleza.

Pierre Duhem publicó un ensayo crítico sobre errores que encontró en Maxwell Treatise. El libro de Duhem fue revisado en Naturaleza.

Comentarios

Hermann von Helmholtz (1881): "Ahora que Clerk Maxwell ha dado las interpretaciones matemáticas de las concepciones de Faraday sobre la naturaleza de la fuerza eléctrica y magnética, vemos cuán grande es el grado de exactitud y La precisión estaba realmente escondida detrás de las palabras de Faraday... Es sorprendente en lo más alto ver cómo un gran número de teorías generales, cuya deducción mecánica requiere los más altos poderes de análisis matemático, ha descubierto mediante una especie de intuición, con la seguridad del instinto, sin la ayuda de una única fórmula matemática."

Oliver Heaviside (1893): “¿Cuál es la teoría de Maxwell? La primera aproximación es decir: está el libro de Maxwell tal como él lo escribió; ahí está su texto, y ahí están sus ecuaciones: juntas forman su teoría. Pero cuando lo examinamos de cerca, encontramos que esta respuesta es insatisfactoria. Para empezar, basta con consultar artículos de físicos, escritos, digamos, durante los primeros doce años posteriores a la primera publicación del tratado de Maxwell para ver que puede haber muchas diferencias de opinión sobre cuál es su teoría. Puede ser, y ha sido, interpretado de manera diferente por diferentes hombres, lo cual es un signo que no se presenta de una forma perfectamente clara e inequívoca. Hay muchas oscuridades y algunas inconsistencias. Por mi parte, sólo cambiando su forma de presentación pude verlo claramente y evitar inconsistencias. Ahora bien, no hay finalidad en una ciencia en crecimiento. Por lo tanto, es imposible adherirse estrictamente a la teoría de Maxwell tal como la presentó al mundo, aunque sólo sea por su forma inconveniente.

Alexander Macfarlane (1902): "Este trabajo ha servido como punto de partida de muchos avances realizados en los últimos años. Maxwell es el antepasado científico de Hertz, Hertz de Marconi y de todos los demás trabajadores de la telegrafía inalámbrica.

Oliver Lodge (1907) "Luego viene Maxwell, con su aguda penetración y gran comprensión del pensamiento, combinado con sutileza matemática y poder de expresión; asimila los hechos, simpatiza con los modos de expresión filosóficos pero no instruidos inventados por Faraday, vincula los teoremas de Green, Stokes y Thomson con los hechos de Faraday, y de la unión surge la joven ciencia moderna de la electricidad...&#34 ;

E. T. Whittaker (1910): "En esta célebre obra se comprenden casi todas las ramas de la teoría eléctrica y magnética, pero la intención del escritor era discutir el conjunto desde un único punto de vista, a saber, el de Faraday, de modo que se dio poca o ninguna explicación de las hipótesis que habían sido propuestas en las dos décadas anteriores por los grandes electricistas alemanes... Las doctrinas peculiares de Maxwell... no fueron introducidas en el primer volumen, ni en la primera mitad de el segundo."

Albert Einstein (1931): "Antes de Maxwell, la gente concebía la realidad física – en la medida en que se supone que representa eventos en la naturaleza – como puntos materiales, cuyos cambios consisten exclusivamente en movimientos, que están sujetos a una variación total. ecuaciones diferenciales. Después de Maxwell concibieron la realidad física representada por campos continuos, no explicables mecánicamente, que están sujetos a ecuaciones diferenciales parciales. Este cambio en la concepción de la realidad es el más profundo y fructífero que ha ocurrido en la física desde Newton; pero hay que admitir al mismo tiempo que el programa no se ha llevado a cabo todavía en su totalidad."

Richard P. Feynman (1964): "Desde una visión amplia de la historia de la humanidad (vista, digamos, dentro de diez mil años), no cabe duda de que el acontecimiento más significativo del siglo XIX será juzgado como el descubrimiento de Maxwell de las leyes de la electrodinámica. La Guerra Civil estadounidense palidecerá hasta convertirse en una insignificancia provincial en comparación con este importante acontecimiento científico de la misma década."

L. Pearce Williams (1991): "En 1873, James Clerk Maxwell publicó un Tratado sobre electricidad y magnetismo en dos volúmenes, incoherente y difícil, que estaba destinado a cambiar la imagen ortodoxa de la realidad física. Este tratado hizo por el electromagnetismo lo que los Principia de Newton habían hecho por la mecánica clásica. No sólo proporcionó las herramientas matemáticas para la investigación y representación de toda la teoría electromagnética, sino que alteró el marco mismo de la física teórica y experimental. Aunque el proceso se había prolongado durante todo el siglo XIX, fue este trabajo el que finalmente desplazó a la física de la acción a distancia y sustituyó a la física del campo."

Mark P. Silverman (1998) “Estudié los principios por mi cuenta, en este caso con el Tratado de Maxwell como inspiración y libro de texto. Esta no es una experiencia que necesariamente recomendaría a otros. A pesar de su legendaria gentileza, Maxwell es un profesor exigente, y su obra maestra es cualquier cosa menos una lectura en la mesa de café... Al mismo tiempo, la experiencia fue muy gratificante porque había llegado a comprender, como me di cuenta mucho más tarde, aspectos del electromagnetismo que rara vez se enseñan en ningún nivel hoy en día y que reflejan la visión física única de su creador.

Andrew Warwick (2003): "Al desarrollar la teoría matemática de la electricidad y el magnetismo en el Tratado, Maxwell cometió una serie de errores, y para los estudiantes con sólo una comprensión tenue de los conceptos físicos de la teoría electromagnética básica y las técnicas específicas para resolver algunos problemas, era extremadamente difícil discriminar entre los casos en los que Maxwell cometió un error y los casos en los que simplemente no siguieron el razonamiento físico o matemático.