James Clark Maxwell è stato probabilmente lo scienziato più famoso ed importante tra Newton ed Einstein. I suoi contributi in campo scientifico sono stati molteplici e poliedrici, ma deve la sua fama imperitura alle quattro equazioni che sancirono come elettricità e magnetismo non fossero altro che che le due facce dello stesso fenomeno: l’elettromagnetismo.
Le quattro equazioni non erano scoperte assolute di Maxwell, egli però ebbe il merito di modificarle ed integrarle e soprattutto di inserirle in quella che oggi chiamiamo una teoria dei campi completa.
La prima di queste equazione è la legge di Gauss per l’elettricità che spiega la correlazione tra le cariche elettriche e l’intensità e la distribuzione dei campi elettrici da essi creati.
La seconda equazione è la legge di Gauss per il magnetismo che ci insegna fra l’altro che non esistono i monopoli magnetici. Contrariamente a quelli elettrici infatti i magneti devono avere sempre un polo nord ed un polo sud. Se spezziamo in due o in 10.000 parti un magnete, ognuno di questi frammenti, avrà infatti sia un polo nord che un polo sud. Un oggetto elettricamente carico (con, ad esempio, carica positiva) se viene spezzato può produrre due frammenti entrambi carichi positivamente.
La terza equazione è fondamentalmente la legge di Faraday che descrive come un campo magnetico variabile può generare un campo elettrico.
La quarta ed ultima equazione è sostanzialmente la legge di Ampere che Maxwell modificò radicalmente. La legge originaria descriveva come una corrente elettrica fosse in grado di generare un campo magnetico. Maxwell dimostrò che anche un campo elettrico variabile era in grado di produrre un campo magnetico.
Grazie a queste quattro equazione il grande matematico e fisico scozzese predisse l’esistenza di onde elettromagnetiche che viaggiano nel vuoto. Riuscì a calcolarne la velocità che corrispondeva esattamente a quella della luce, da qui il passo per dimostrare che la luce non era altro che un’onda elettromagnetica fu breve.
Le equazioni appaiono per la prima volta al completo ed in forma differenziale nel testo “A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field“, pubblicato da James Clerk Maxwell nel 1865. Esse rappresentano la conquista più importante della fisica del XIX Secolo.
