Продолжателем дела великого физика Майкла Фарадея стал другой выдающийся английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879), отличавшийся исключительными математическими талантами и солидной научной подготовкой.
Уроженец города Глейнер в Шотландии, он получил среднее образование в Академии в Эдинбурге, где уже в пятнадцатилетнем возрасте представил Эдинбургскому Королевскому обществу свою первую работу "О механическом вычерчивании овалов". Далее он обучался в Эдинбургском университете и Кембридже. С 1856 года Максвелл начал преподавать физику в Абердинском университете, затем стал профессором физики в Королевском колледже в Лондоне. Научные его интересы касались
кинетической теории газов, и в 1877 году вышла работа "Теория газов", но главные его труды посвящены теории электромагнитного поля. В 1855 году он опубликовал свою первую работу "О силовых линиях Фарадея", в которой облек в математическую форму идеи своего предшественника. Максвелл держался мнения Фарадея, что силовые линии не являются только воображаемыми, но и существуют на самом деле. По выработанной им теории в каждой точке пространства существуют две силы: электрическая и магнитная. Величина каждой из них зависит от положения точки в пространстве и от времени, то есть он исходил из предположения о существовании электромагнитных волн.
В 1957 году Максвелл посылает свою статью "О силовых линиях Фарадея" вместе с письмом своему кумиру - Фарадею, пришедшему от нее в полный восторг и изумление от того, что математика не только не портит, но еще глубже раскрывает его идеи.
Параллельно с проблемами электромагнетизма Максвелл занимался решением задач в разных областях науки. Так, блестящая работа об устойчивости колец Сатурна вызвала восторг астрономов и принесла ее автору в 1857 году премию Адамса.
В 1865 году после тяжелой болезни Максвелл отправился но отдых в свое родовое имение в Шотландию, где полностью посвятил себя научной работе. Именно здесь он начал писать свой знаменитый "Трактат по электричеству и магнетизму".
В 1864 году вышла его работа "Динамическая теория электромагнитного поля", в которой он дал развернутую математическую формулировку теории электромагнитного поля, чем доказывал существование электромагнитных волн. Максвелл считал, что в диэлектрике может существовать особый вид тока, связанный с перемещение силовых линий электрического поля. Этот ток, названный им "током смещения", подобно токам проводимости порождает вокруг себя магнитное поле.
Было математически доказано, что изменение во времени силовых линий электрического поля неизбежно вызывает изменение магнитного поля, которое, в свою очередь, вызывает изменение электрического поля и создает в окружающей среде волновой процесс. Этот процесс Максвелл назвал электромагнитной волной. Он также пришел к выводу, что свет имеет электромагнитную природу, и что электромагнитные волны любых частот распространяются в пространстве со скоростью света и подчиняются световым законам, то есть, имеют отражение, преломление, дифракцию, интерференцию и поляризацию. Характерно, что все доказательства были оформлены строго математически в виде ряда уравнений, носящих теперь имя их создателя.
Интересно также отметить, что вычисленная Максвеллом теоретически скорость света - 308000 км/с - оказалась ближе к истине (по современным представлениям 300000 км/с), чем найденная опытным путем рядом исследователей: 314800 км/с у Физо, 310700 км/с у Вебера и Кольрауша.
В 1871 году Максвелл переезжает в Кембридж, чтобы возглавить кафедру экспериментальной физики и строящуюся лабораторию. Это была знаменитая Кавендишская лаборатория, первым директором которой, после ее открытия 16 июня 1974 года, стал профессор Д. Максвелл. Как руководитель лаборатории он запомнился сотрудникам своим внимание к ним и обаятельным обхождением. Он был всегда искренен, прост, принципиален, активен. Авторитет не был непререкаем, но многие побаивались его юмора и сарказма.
В 1873 году вышли первые два тома "Трактата по электричеству и магнетизму", обобщивших все, что было известно к тому времени об этих явлениях. Теория Максвелла, да еще облеченная в сложную для понимания многих математическую форму, была чрезвычайно смелым шагом в науке. Она носила настолько новаторский характер, что прошло 25 лет, пока она получила полное признание среди ученых. Из теории Максвелла вытекало, что можно получить электромагнитные волны более низких, нежели свет, частот, волны радио, невидимые глазом, но в то же время не было известно ни одного опыта, который мог бы подтвердить эту теорию.
Сам ее автор, сочетавший в себе острый ум математика с большим искусством экспериментатора, безвременно сошел в могилу 48 лет от роду. Только через девять лет после смерти Максвелла молодой немецкий физик Генрих Герц на опыте доказал миру полную правоту всех положений Максвелла и дал толчок к развитию беспроводного средства связи - радио.
В память о Максвелле осталась единица измерения магнитного потока "максвелл". 1 максвелл - это магнитный поток через площадку 1 кв. см, расположенную перпендикулярно к магнитному полю с индукцией 1 гаусс.
В системе СИ максвелл не используется, в настоящее время магнитный поток измеряется в веберах.
1 Вб = 100000000 Мкс.
