3부 자기학
1장 자기학의 기본 이론
2장 자기력과 자기 유도
3장 자기 솔레노이드와 자기 껍질
4장 유도 자기화
5장 자기 유도에서 특별한 문제들
6장 유도된 자기에 대한 베버 이론
7장 자기 현상의 측정
8장 지자기에 대하여
4부 전자기학
1장 전자기력
2장 전류들의 상호 작용에 대한 앙페르의 조사
3장 전류의 유도에 대하여
4장 전류의 자체 유도에 대하여
5장 연결된 시스템의 운동 방정식에 대하여
6장 전자기의 동역학 이론
7장 전기 회로 이론
8장 2차 회로를 이용한 장(場의 탐구
9장 전자기장에 대한 일반 방정식
10장 전기 단위의 차원
11장 전자기장에서 에너지와 변형력에 대하여
12장 전류 시트
13장 평행 전류
14장 원형 전류
15장 전자기 계기
16장 전자기 현상의 관찰
17장 코일의 비교
18장 저항의 전자기 단위
19장 정전 단위와 전자기 단위의 비교
20장 빛의 전자기 이론
21장 빛의 자기 작용
22장 분자 전류로 설명한 강자성과 반자성
23장 접촉하지 않은 작용에 대한 이론
그림 XIV-XX
주석
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전자기학의 이론체계를 수립한 맥스웰 방정식과
전자기파 연구를 통한 빛 이론에 이르는 맥스웰의 혁혁한 업적
제임스 클러크 맥스웰은 역사상 가장 위대한 물리학자 세 사람을 꼽을 때 아이작 뉴턴, 알베르트 아인슈타인과 함께 들어가는 이름으로서, 20세기 물리학에 가장 큰 영향을 준 19세기의 가장 뛰어난 물리학자라고 하겠다. 맥스웰은 이 책 『맥스웰의 전자기학』에서, 적분 형태로 표현된 쿨롱 법칙, 앙페르 법칙, 패러데이 법칙으로부터 그와 동등한 편미분 방정식을 구하는 방식으로 전자기학의 이론체계를 수립하였는데, 그 결과가 바로 유명한 맥스웰 방정식이다. 맥스웰 방정식으로 그동안 서로 무관하게 성립한 것으로 여긴 전자기학 법칙들이 사실은 전기장의 다이버전스(Divergence와 컬(Curl 그리고 자기장의 다이버전스와 컬에 대한 식임이 밝혀져, 이들이 모든 전자기 현상을 지배하는 기본법칙임을 알게 되었다.
또한 맥스웰은 편미분 방정식으로 표현된 맥스웰 방정식을 비교하면서, 패러데이 법칙에서 자기장의 변화가 전기장의 원인이 된다면 당연히 앙페르 법칙에 전기장의 변화가 자기장의 원인이 되는 항이 추가되어야 한다는 것을 깨닫고 자기장에 대한 앙페르 법칙을 수정했으며, 전기장과 자기장에 대한 연립 편미분 방정식인 앙페르 법칙과 패러데이 법칙에서 전기장 또는 자기장을 소거하면 빈 공간에서 전기장과 자기장은 똑같은 파동방정식을 만족한다는 것을 보이고, 이로부터 전기장과 자기장이 파동 형태로 진행하는 현상인 전자기파가 존재할 것이라고 제안하였다.
그뿐 아니라 그는 파동 방정식을 이용해 전자기파의 속도와 빛의 속력이 같아서 빛을 전자기파의 일종이라고 예상했는데, 1888년 독일의 헤르츠가 전자기파를 실제로 발생시키는 데 성공하면서 맥스웰의 이론이 옳았음이 입증되었다.
20세기 물리학에 가장 큰 영향을 준
19세기의 가장 뛰어난 물리학자에게 쏟아지는 찬사들
물리학에서 뉴턴과 필적할 만한 업적을 세웠음에도 맥스웰은 당시 영국에서 다른 유명한 과학자들처럼 기