Maxwell denklemleri

elektrik alanlarının ve magnetik alanlann oluşmasını ve arala- nndaki ilişkiyi tam olarak betimleyen dört denklem. Iskoçyalı fizikçi James Clerk Maxwell elektromagnetik alan kuramını oluştururkep, alanları, deneysel olarak bulunmuş yasaların matematiksel ifadeleri olan bu dört denklem aracılığıyla betimlemiş, böylece deneysel bulguları kesin ve nicel bir matematiksel yapıya kavuşturmuştur.

Maxwell denklemleri şöyle ifade edilebilir:

1. Elektrik alanı elektrik yükünden ıraksar (Coulomb yasasının bir ifadesi [Coulomb kuvveti]),
2. yalıtılmış (tek başına) magnetik kutup yoktur ama magnetik kutuplar arasında Coulomb kuvveti etkir,
3. değişen magnetik alanlar elektrik alanı oluşturur (Faraday indükleme yasasının bir ifadesi),
4. elektrik akımlan ve değişen elektrik alanlan dairesel magnetik alanlar oluşturur (Ampere yasasının Maxwell tarafından değişen alanlan da içerecek biçimde genişletilmiş biçimi).

Maxwell şeytanı,

tek tek moleküllerin devinimlerini algılama ve bunlara tepki gösterme yeteneğine sahip varsayımsal akıllı varlık (ya da aynı yeteneğe sahip aygıt). Termodinamiğin ikinci yasasının geçersiz kılınabileceğine bir örnek oluşturmak amacıyla 1871’de James Clerk Maxwell tarafından tasarlanmıştır. Termodinamiğin ikinci yasası, ısının soğuk bir cisimden daha sıcak bir cisme doğru kendiliğinden akamayacağını, bunun sağlanması için bir iş yapılması gerektiğini ifade eder.

Maxwell, içlerinde aynı sıcaklıkta gaz bulunan ve küçük bir delik aracılığıyla birbirlerine bağlanmış iki kap düşündü. Deliğin başına istediği molekülün delikten geçmesine izin veren, istemediğini de geçirmeyen bir “varlık” oturtulmuştu. A kabından B kabına yalnızca hızlı moleküllerin, B’den A’ya ise yalnızca yavaş moleküllerin geçmesine izin vermesi durumunda, bu varlık (şeytan), A’dan B’ye etkin bir biçimde molekül kinetik enerjisi akmasına yol açmış olacaktı. B’deki bu enerji fazlasının iş yapma (örn. sudan buhar elde etme) amacıyla kullanılması olanaklıydı; böylece bir sürekli hareket (devridaim) makinesi elde edilmiş oluyordu.

Bütün moleküllerin yalnızca A’dan B’ye geçmesine izin verilmesi durumunda ise iki kap arasında (işe dönüştürülmesi daha da kolay olan) bir basınç farkı oluşturulabilirdi. 1950 dolaylarında Fransız fizikçi Leon Brillouin, Maxwell şeytanının etkisiyle ortaya çıkacak entropi azalmasının hızlı ve yavaş molekülleri seçip ayırmakla oluşacak entropi artışından daha az olacağını kanıtlayarak bu çelişkiyi ortadan kaldırdı.