De Schotse fysicus James Clark Maxwell (13/11/1831 - 5/11/1879)
deed revolutionair werk op het gebied van elektromagnetisme en
kinetische gassen-theorie. Nadat hij in 1854 een academische
graad in wiskunde behaalde aan het Trinity College, Cambridge,
werd hij professor aan het Marischal College in Aberdeen (1856)
en King's College in Londen (1860), en werd eerste 'Professor in
Physics'te Cambridge in 1871.
Maxwell's eerste bijdrage aan de wetenschap was een studie van
de ringen van de planeet Saturnus, waarover veel gedebatteerd
werd. Maxwell toonde aan, dat stabiliteit alleen kan bestaan als
de ringen uit talrijke kleine vaste deeltjes bestaan, een
uitleg die nog steeds aanvaard wordt.
Vervolgens bestudeerde hij gasmoleculen in snelle beweging. Door
deze statistisch te behandelen was hij in staat het te formuleren
(1866), onafhankelijk van Ludwig Boltzmann, de z.g.Maxwell-Boltzman
kinetische gastheorie. Deze theorie toont aan dat
temperatuur en hitte in verband staan met de moleculaire
bewegingen. Deze theorie betekende een verandering van een opvatting
over de stelligheid 'hitte gezien als vloeiende van heet naar
koud' naar 'dat moleculen op een hoge temperatuur zich naar de
moleculen van lage temperaturen bewegen'. Deze nieuwe benadering
verwierp niet de vroegere studies omtrent thermodynamica, het
gebruikte een betere theorie op basis van thermodydamica om deze
observaties en experimenten te verklaren.
Maxwell's belangrijkste wapenfeit was zijn uitbreiding en
wiskundige formulering van Michael Faraday's theorie over electriciteit
en magnetische krachtlijnen. In zijn onderzoek, tussen
1864 en 1873 toonde Maxwell aan, dat een vrij eenvoudige wiskundige
vergelijking het gedrag van elektrische en magnetische
velden met elkaar in verband stonden: een oscillerende electrische
lading een magnetisch veld te weeg brengt. Deze onderwerpen
verschenen in 1873 in 'Electricity and Magnetism'.
Maxwell berekende ook dat de voortplantingssnelheid van een
electrisch veld bij benadering de lichtsnelheid is. Hij stelde
daarom, dat het verschijnsel licht een electromagnetisch
verschijnsel is. Omdat ladingen kunnen oscilleren in elke frequentie,
concludeerde Maxwell dat zichtbaar licht slechts een deel
is van mogelijke electromagnetische straling.
Maxwell gebruikte een later-verworpen gedachte van de ether om
te verklaren dat electromagnetische straling op afstand geen
invloed uitoefende. Hij veronderstelde dat electromagnetische
straling door de ether werd voortgeplant en dat magnetische
krachtlijnen verstoringen in de ether waren. Heinrich Hertz
ontdekte zulke golven in 1888.
