Максвеллийн онол ба түүний онцлог

Одоо бараг бүх хүн цахилгаан соронзон орон нь бие биетэйгээ шууд холбоотой гэдгийг мэддэг. Цахилгаан соронзон үзэгдлийг судлах тусгай физикийн салбар ч бай. 19-р зууны үед Максвеллийн цахилгаан соронзон онолын хувьд бүр өөр өөр байсан. Жишээлбэл, цахилгаан орон зайн хувьд зөвхөн цахилгаан цэнэгийн эзэмшлийн хэсгүүд болон бие махбодид байдаг бөгөөд соронзон шинж чанар нь шинжлэх ухааны өөр өөр талбар юм.

1864 онд Их Британийн физикч Дани Максвелл цахилгаан болон соронзон үзэгдлийг шууд харилцан холбосон гэж үздэг. Энэхүү нээлтийг "Максвеллийн цахилгаан соронзон орон" хэмээх онол гэж нэрлэдэг. Түүний ачаар электродинамик үзэл бодлоос олон тооны эргэлзээтэй асуултуудыг шийдэх боломжтой байсан юм.

Хамгийн өндөр үр дүнтэй нээлтүүд нь өмнөх судалгааны үр дүнд үндэслэгддэг. Максвеллийн онол бол өөр зүйл биш юм. Максвелл нь түүний өмнөх үеийнхний олж авсан үр дүнг ихээхэн хэмжээгээр өргөжүүлсэн явдал юм. Жишээ нь, Фарадейгийн туршилтаар дамжуулагч материалын хаалттай гогцоо, гэхдээ ямар ч материалаас бүрдэж болно. Энэ тохиолдолд цахилгаан хэлхээний цахилгаан хэлхээний талбай нь зөвхөн цоргоны цахилгаан талбайн үзүүлэлт юм. Иймэрхүү үзэл баримтлал нь диэлектрик материалын талбарт байх үед туйлшралын урсгалыг ярих нь илүү зөв юм. Тэд мөн материалаа тодорхой температурт халаахад хамаарах ажил хийдэг.

Цахилгааны болон соронзон үзэгдлүүдийн хоорондох холболтын анхны сэжиг нь 1819 онд гарчээ. Х. Оerstед хэрэв луужин нь гүйдэлтэй дамжуулагчтай ойролцоо байвал сумны чиглэл хойд туйлаас хазайсан болохыг ажигласан .

1824 онд А. Амперер дамжуулагчдын харилцааны хуулийг боловсруулж, сүүлд нь "Ampere тухай хууль" гэж нэрлэжээ.

Эцэст нь, 1831 онд Faraday өөрчлөгдөж байсан соронзон орны хэлхээний цахилгаан гүйдлийн урсгалыг тэмдэглэжээ.

Максвеллийн онол нь электродинамикын үндсэн асуудлыг шийдэхэд зориулагдсан: цахилгаан цэнэгийн (орон зайн) мэдэгдэж орон зайн тархалтаар үүссэн соронзон болон цахилгаан талбайн зарим шинж чанарыг тодорхойлох боломжтой. Энэ онол нь тухайн үзэгдлийг даван туулах механизмуудыг авч үзэхгүй.

Максвеллийн онол нь хоорондоо нягт холбоо бүхий тооцоонд зориулагдсан байдаг. Учир нь тэгшитгэлийн системд цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь гэрлийн хурдаар үл хамааран үүсдэг гэж үздэг. Онолын чухал шинж чанар нь түүний үндсэн дээр дараахь зүйлсийг авч үзсэн явдал юм:

- их хэмжээний гүйдэл, атомын буюу молекулын хэмжээнээс олон дахин их хэмжээтэй гүйдэл, их хэмжээний гүйдэл үүсгэдэг;

- Хувьсах соронзон ба цахилгаан орон нь молекулын дотор үйл явцын үеэс илүү хурдан өөрчлөгддөг;

- талбайн эх үүсвэр болон тооцооны цэг хоорондын зай нь атомуудын (молекулын) хэмжээнээс давсан байна.

Энэ бүхэн нь Максвеллийн онолыг хамгийн түрүүнд макрокосмедын үзэгдлийн хувьд хэрэглэх боломжтой гэдгийг бидэнд тайлбарлах боломжийг олгож байна. Орчин үеийн физик нь квант онолын үүднээс илүү олон үйл явцыг тайлбарладаг. Максвеллийн томъёонд квантын илрэлийг тооцдоггүй. Гэсэн хэдий ч Максвелианы тэгшитгэлийн системийг ашиглах нь тодорхой асуудлуудыг амжилттай шийдвэрлэх боломжтой юм. Цахилгаан гүйдэл, хураамжийн нягтралыг харгалзан үзэх нь онолын хувьд оршин байх боломжтой, харин соронзон шинж чанартай байдаг нь сонирхолтой юм. Үүнийг 1831 онд Dirac тэмдэглэснээр тэдгээрийг соронзон монополь гэж тодорхойлжээ. Еренхийдее дараах онолын ундсэн бутэцтэй байна:

- соронзон орон нь солигддог цахилгаан талбайнуудаар үүсгэгдсэн;

- Хувьсах соронзон орон нь усны эргэлтийн цахилгаан орон зай үүсгэдэг.