Un traité sur l'électricité et le magnétisme - A Treatise on Electricity and Magnetism
Auteur | James Clerk Maxwell |
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Pays | Angleterre |
Langue | Anglais |
Matière | |
Genre |
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Éditeur | Presse universitaire d'Oxford |
Date de publication |
1873 |
Texte | Un traité sur l'électricité et le magnétisme chez Wikisource |
A Treatise on Electricity and Magnetism est un traité en deux volumes sur l' électromagnétisme écrit par James Clerk Maxwell en 1873. Maxwell révisait le Traité pour une deuxième édition quand il mourut en 1879. La révision fut achevée par William Davidson Niven pour publication en 1881. Une troisième édition a été préparée par JJ Thomson pour publication en 1892.
On dit que le traité est notoirement difficile à lire, contenant beaucoup d'idées mais manquant à la fois de la concentration claire et de l'ordre qui auraient pu lui permettre de se répandre plus facilement. Il a été noté par un historien des sciences que la tentative de Maxwell d'un traité complet sur toute la science électrique avait tendance à enfouir les résultats importants de son travail sous «de longs récits de phénomènes divers discutés à plusieurs points de vue». Il poursuit en disant qu'en dehors du traitement de l' effet Faraday , Maxwell n'a pas expliqué ses travaux antérieurs, en particulier la génération d' ondes électromagnétiques et la dérivation des lois régissant la réflexion et la réfraction.
Maxwell a introduit l'utilisation des champs vectoriels , et ses étiquettes ont été perpétuées:
- A (potentiel vectoriel), B (induction magnétique), C (courant électrique), D (déplacement), E (champ électrique - intensité électromotrice de Maxwell), F (force mécanique), H (champ magnétique - force magnétique de Maxwell).
Le travail de Maxwell est considéré comme un exemple de rhétorique de la science :
- Les équations de Lagrange apparaissent dans le Traité comme le point culminant d'une longue série de mouvements rhétoriques, y compris (entre autres) le théorème de Green , la théorie du potentiel de Gauss et les lignes de force de Faraday - qui ont tous préparé le lecteur à la vision lagrangienne d'un monde naturel qui est complet et connecté: un véritable changement radical par rapport à la vision de Newton.
Contenu
Préliminaire. Sur la mesure des quantités.
PARTIE I. Electrostatique.
- Description des phénomènes.
- Théorie mathématique élémentaire de l'électricité.
- Sur le travail électrique et l'énergie dans un système de conducteurs.
- Théorèmes généraux.
- Action mécanique entre deux systèmes électriques.
- Points et lignes d'équilibre.
- Formes de surfaces équipotentielles et lignes d'écoulement.
- Cas simples d'électrification.
- Harmoniques sphériques.
- Surfaces confocales du deuxième degré.
- Théorie des images électriques.
- Fonctions conjuguées en deux dimensions.
- Instruments électrostatiques.
PARTIE II. Electrokinematics.
- Le courant électrique.
- Conduction et résistance.
- Force électromotrice entre les corps en contact.
- Électrolyse.
- Polarisation électrolytique.
- Théorie mathématique de la distribution des courants électriques.
- Conduction en trois dimensions.
- Résistance et conductivité en trois dimensions.
- Conduction à travers des milieux hétérogènes.
- Conduction dans les diélectriques.
- Mesure de la résistance électrique des conducteurs.
- Résistance électrique des substances.
PARTIE III Magnétisme
- Théorie élémentaire du magnétisme.
- Force magnétique et induction magnétique.
- Formes particulières d'aimants.
- Magnétisation induite.
- Problèmes magnétiques.
- Théorie de l'induction magnétique de Weber.
- Mesures magnétiques.
- Magnétisme terrestre.
Partie IV. Électromagnétisme.
- Force électromagnétique.
- Action mutuelle des courants électriques.
- Induction de courants électriques.
- Induction d'un courant sur lui-même.
- Equations générales de la dynamique.
- Application de la dynamique à l'électromagnétisme.
- Electrokinetics.
- Exploration du champ au moyen du circuit secondaire.
- Équations générales.
- Dimensions des unités électriques.
- Énergie et stress.
- Feuilles actuelles.
- Courants parallèles.
- Courants circulaires.
- Instruments électromagnétiques.
- Observations électromagnétiques.
- Mesure électrique des coefficients d'induction.
- Détermination de la résistance en mesure électromagnétique.
- Comparaison de l'électrostatique avec les unités électromagnétiques.
- Théorie électromagnétique de la lumière.
- Action magnétique sur la lumière.
- Théorie électrique du magnétisme.
- Théories de l' action à distance .
accueil
Commentaires
Le 24 avril 1873, Nature a annoncé la publication avec une description détaillée et beaucoup d'éloges. Lorsque la deuxième édition a été publiée en 1881, George Chrystal a écrit la revue pour Nature .
Pierre Duhem a publié un essai critique décrivant les erreurs qu'il a trouvées dans le Traité de Maxwell . Le livre de Duhem a été examiné dans Nature .
commentaires
Hermann von Helmholtz (1881): "Maintenant que les interprétations mathématiques des conceptions de Faraday concernant la nature de la force électrique et magnétique ont été données par Clerk Maxwell, nous voyons à quel point un degré d'exactitude et de précision était vraiment caché derrière les mots de Faraday ... il est étonnant au plus haut de voir quel grand nombre de théories générales, dont la déduction mécanique requiert les plus hautes puissances de l'analyse mathématique, il a trouvé par une sorte d'intuition, avec la sécurité de l'instinct, sans l'aide d'une seule formule mathématique. "
Oliver Heaviside (1893): «Quelle est la théorie de Maxwell? La première approximation est de dire: il y a le livre de Maxwell tel qu'il l'a écrit; il y a son texte, et il y a ses équations: ensemble, ils font sa théorie. Mais quand on en vient à l'examiner de près, on constate que cette réponse n'est pas satisfaisante. Pour commencer, il suffit de se référer aux articles de physiciens, écrits par exemple au cours des douze premières années suivant la première publication du traité de Maxwell pour voir qu'il peut y avoir beaucoup de divergences d'opinions sur ce qu'est sa théorie. Il peut être et a été interprété différemment par différents hommes, ce qui est un signe qui n'est pas présenté sous une forme parfaitement claire et indubitable. Il y a beaucoup d'obscurités et quelques incohérences. Pour ma part, ce n’est qu’en changeant sa forme de présentation que j’ai pu le voir clairement, et pour éviter les incohérences. Maintenant, il n'y a pas de finalité dans une science en pleine croissance. Il est donc impossible d'adhérer strictement à la théorie de Maxwell telle qu'il l'a donnée au monde, ne serait-ce qu'en raison de sa forme incommode.
Alexander Macfarlane (1902): «Ce travail a servi de point de départ à de nombreuses avancées réalisées ces dernières années. Maxwell est l'ancêtre scientifique de Hertz , Hertz de Marconi et de tous les autres travailleurs de la télégraphie sans fil.
Oliver Lodge (1907) "Puis vient Maxwell, avec sa pénétration aiguë et sa grande compréhension de la pensée, combinés à la subtilité mathématique et à la puissance d'expression; il assimile les faits, sympathise avec les modes d'expression philosophiques mais non éduqués inventés par Faraday, relie les théorèmes de Green et Stokes et Thomson aux faits de Faraday, et de l'union naît la jeune science moderne de l'électricité ... "
ET Whittaker (1910): "Dans cet ouvrage célèbre est comprise presque toutes les branches de la théorie électrique et magnétique, mais l'intention de l'écrivain était de discuter de l'ensemble d'un seul point de vue, à savoir celui de Faraday , de sorte que peu ou aucun compte n'a été donné des hypothèses qui avaient été avancées dans les deux décennies précédentes par les grands électriciens allemands ... Les doctrines propres à Maxwell ... n'ont pas été introduites dans le premier volume, ni dans la première moitié du second. "
Albert Einstein (1931): «Avant Maxwell, les gens concevaient la réalité physique - dans la mesure où elle est censée représenter les événements de la nature - comme des points matériels, dont les changements consistent exclusivement en mouvements, qui sont soumis à des équations différentielles totales. Après Maxwell, ils conçu la réalité physique comme représenté par des champs continus , non mécaniquement explicables, qui sont soumis à des équations aux dérivées partielles . Ce changement de conception de la réalité est le plus profond et le plus fécond qui soit venu à la physique depuis Newton; mais il a en même temps il faut admettre que le programme n’a pas encore été complètement exécuté. "
Richard P. Feynman (1964): «D'un point de vue à long terme de l'histoire de l'humanité - vue, disons, dans dix mille ans - il ne fait guère de doute que l'événement le plus significatif du XIXe siècle sera jugé comme la découverte de Maxwell des lois de l'électrodynamique. La guerre civile américaine pâlira dans l'insignifiance provinciale par rapport à cet événement scientifique important de la même décennie. "
L. Pearce Williams (1991): "En 1873, James Clerk Maxwell a publié un traité en deux volumes décousu et difficile sur l'électricité et le magnétisme qui était destiné à changer l'image orthodoxe de la réalité physique. Ce traité a fait pour l'électromagnétisme ce que la Principia de Newton avait fait pour la mécanique classique. Non seulement il a fourni les outils mathématiques pour l’étude et la représentation de l’ensemble de la théorie électromagnétique, mais il a modifié le cadre même de la physique théorique et expérimentale. ce travail qui a finalement déplacé l' action à distance physique et substitué la physique du champ . "
Mark P. Silverman (1998) "J'ai étudié les principes par moi-même - dans ce cas avec Maxwell's Treatise à la fois mon inspiration et mon manuel. Ce n'est pas une expérience que je recommanderais nécessairement aux autres. Malgré toute sa douceur légendaire, Maxwell est un professeur exigeant, et son magnum opus est tout sauf une lecture de table basse ... En même temps, l'expérience a été très enrichissante dans la mesure où j'en suis venu à comprendre, comme je m'en suis rendu compte bien plus tard, des aspects de l'électromagnétisme qui sont rarement enseignés à n'importe quel niveau aujourd'hui et qui reflètent la perspicacité physique unique de leur créateur.
Andrew Warwick (2003): "En développant la théorie mathématique de l'électricité et du magnétisme dans le Traité , Maxwell a commis un certain nombre d'erreurs, et pour les étudiants n'ayant qu'une compréhension ténue des concepts physiques de la théorie électromagnétique de base et des techniques spécifiques pour résoudre certains problèmes, il était extrêmement difficile de faire la distinction entre les cas où Maxwell a commis une erreur et les cas où ils n'ont tout simplement pas suivi le raisonnement physique ou mathématique. "
Voir également
- " Sur les lignes de force physiques "
- " Une théorie dynamique du champ électromagnétique "
- Introduction à l'électrodynamique
- Électrodynamique classique
Les références
Lectures complémentaires
- Achard, F. (1er janvier 2005), Grattan-Guinness, I .; Cooke, Roger; Corry, Leo; Crépel, Pierre (eds.), "Chapitre 44 - James Clerk Maxwell, Un traité sur l'électricité et le magnétisme, première édition (1873)" , Landmark Writings in Western Mathematics 1640-1940 , Amsterdam: Elsevier Science, pp. 564-587, ISBN 978-0-444-50871-3 , récupéré le 12 octobre 2020
- Levin, ML; Miller, MA (30 novembre 1981). "Traité de Maxwell sur l'électricité et le magnétisme " " . Physique soviétique Uspekhi . 24 (11): 904. doi : 10.1070 / PU1981v024n11ABEH004793 . ISSN 0038-5670 .
- Chrystal, G. (janvier 1882). "Un traité sur l'électricité et le magnétisme Un traité élémentaire sur l'électricité" . La nature . 25 (637): 237-240. Bibcode : 1882Natur..25..237C . doi : 10.1038 / 025237a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 41145395 .
Liens externes
- Médias liés à un traité sur l'électricité et le magnétisme sur Wikimedia Commons
- Réimpression de Dover Publications ( ISBN 0-486-60636-8 )
- Un traité sur l'électricité et le magnétisme - Volume 1 - 1873 - Collection Posner Memorial - Université Carnegie Mellon.
- Un traité sur l'électricité et le magnétisme sur archive.org
- Equations de Maxwell originales - Les 20 équations de Maxwell en 20 inconnues - PDF