Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
maxwellsche Theorie
maxwellsche Theorie['mækswəl-], die von J. C. Maxwell 1861-64 entwickelte Theorie der elektromagnet. Erscheinungen im Vakuum und in ruhenden Medien. Elektr. Ladungen und Ströme wirken vermittels ihrer Felder aufeinander, die sich mit endl. Geschwindigkeit ausbreiten. Die m. T. ist damit eine Nahwirkungs- oder Feldtheorie, im Ggs. zu den älteren Fernwirkungstheorien. Sie verknüpft durch die maxwellschen Gleichungen die elektr. Ladungsdichte ρ und elektr. Stromdichte j mit den elektr. und magnet. Feldgrößen (E elektr. Feldstärke, D elektr. Fluss- oder Verschiebungsdichte, H magnet. Feldstärke, B magnet. Flussdichte). Die Maxwell-Gleichungen beschreiben insbesondere auch den Zusammenhang zw. zeitlich veränderlichen elektr. und magnet. Feldern (t Zeitkoordinate); sie sind somit die Grundgleichungen des elektromagnet. Feldes. In differenzieller Form (in SI-Einheiten) lauten sie: [pic.]{{;.I075_F48a.BMP;T}}
Die äquivalente integrale Form dieser Gleichungen wird seltener verwendet. Ihr physikal. Inhalt ist folgender: 1. Von positiven elektr. Ladungen gehen elektr. Feldlinien aus, die an negativen Ladungen enden, d. h., die elektr. Ladungen sind die Quellen (Senken) des elektr. Feldes (genauer des D-Feldes). 2. Jeder elektr. Strom (Leitungs- und Verschiebungsstrom) ist von geschlossenen magnet. Feldlinien umgeben; für Leitungsströme ist dies das ampèresche Verkettungsgesetz. 3. Die Feldlinien der magnet. Flussdichte sind stets in sich geschlossen, d. h., es gibt keine isolierten Magnetpole, das B-Feld ist quellenfrei. 4. Jedes zeitlich veränderl. Magnetfeld ist von geschlossenen elektr. Feldlinien umgeben (Induktionsgesetz).
Diese Grundgleichungen werden durch sog. Materialgleichungen ergänzt, die das elektr. und magnet. Verhalten des Mediums widerspiegeln: [pic.]{{;.I076_F48b.BMP;T}} (σ elektr. Leitfähigkeit, εr relative Dielektrizitätskonstante, μr relative Permeabilität, ε0 bzw. μ 0 elektr. bzw. magnet. Feldkonstante, P bzw. J elektr. bzw. magnet. Polarisation, χe bzw. χm elektr. bzw. magnet. Suszeptibilität).
Maxwell gab für seine Gleichungen Lösungen, die elektromagnet. Wellen beschreiben (deren Existenz experimentell erst 1887 von H. Hertz nachgewiesen wurde), und kam zu der Erkenntnis, dass Lichtwellen solche Wellen sind. Mit dieser elektromagnet. Lichttheorie wird die Wellenoptik in die Elektrodynamik einbezogen. Die mit atomaren Vorgängen verbundenen Erscheinungen kann die m. T. nicht erklären. Das gelingt in Grenzen durch die lorentzsche Elektronentheorie und die Quantenmechanik, umfassend durch die Quantenelektrodynamik.
maxwellsche Theorie['mækswəl-], die von J. C. Maxwell 1861-64 entwickelte Theorie der elektromagnet. Erscheinungen im Vakuum und in ruhenden Medien. Elektr. Ladungen und Ströme wirken vermittels ihrer Felder aufeinander, die sich mit endl. Geschwindigkeit ausbreiten. Die m. T. ist damit eine Nahwirkungs- oder Feldtheorie, im Ggs. zu den älteren Fernwirkungstheorien. Sie verknüpft durch die maxwellschen Gleichungen die elektr. Ladungsdichte ρ und elektr. Stromdichte j mit den elektr. und magnet. Feldgrößen (E elektr. Feldstärke, D elektr. Fluss- oder Verschiebungsdichte, H magnet. Feldstärke, B magnet. Flussdichte). Die Maxwell-Gleichungen beschreiben insbesondere auch den Zusammenhang zw. zeitlich veränderlichen elektr. und magnet. Feldern (t Zeitkoordinate); sie sind somit die Grundgleichungen des elektromagnet. Feldes. In differenzieller Form (in SI-Einheiten) lauten sie: [pic.]{{;.I075_F48a.BMP;T}}
Die äquivalente integrale Form dieser Gleichungen wird seltener verwendet. Ihr physikal. Inhalt ist folgender: 1. Von positiven elektr. Ladungen gehen elektr. Feldlinien aus, die an negativen Ladungen enden, d. h., die elektr. Ladungen sind die Quellen (Senken) des elektr. Feldes (genauer des D-Feldes). 2. Jeder elektr. Strom (Leitungs- und Verschiebungsstrom) ist von geschlossenen magnet. Feldlinien umgeben; für Leitungsströme ist dies das ampèresche Verkettungsgesetz. 3. Die Feldlinien der magnet. Flussdichte sind stets in sich geschlossen, d. h., es gibt keine isolierten Magnetpole, das B-Feld ist quellenfrei. 4. Jedes zeitlich veränderl. Magnetfeld ist von geschlossenen elektr. Feldlinien umgeben (Induktionsgesetz).
Diese Grundgleichungen werden durch sog. Materialgleichungen ergänzt, die das elektr. und magnet. Verhalten des Mediums widerspiegeln: [pic.]{{;.I076_F48b.BMP;T}} (σ elektr. Leitfähigkeit, εr relative Dielektrizitätskonstante, μr relative Permeabilität, ε0 bzw. μ 0 elektr. bzw. magnet. Feldkonstante, P bzw. J elektr. bzw. magnet. Polarisation, χe bzw. χm elektr. bzw. magnet. Suszeptibilität).
Maxwell gab für seine Gleichungen Lösungen, die elektromagnet. Wellen beschreiben (deren Existenz experimentell erst 1887 von H. Hertz nachgewiesen wurde), und kam zu der Erkenntnis, dass Lichtwellen solche Wellen sind. Mit dieser elektromagnet. Lichttheorie wird die Wellenoptik in die Elektrodynamik einbezogen. Die mit atomaren Vorgängen verbundenen Erscheinungen kann die m. T. nicht erklären. Das gelingt in Grenzen durch die lorentzsche Elektronentheorie und die Quantenmechanik, umfassend durch die Quantenelektrodynamik.