La prima grande unificazione:
la comune essenza dei fenomeni elettrici, magnetici e ottici
La prima tappa fondamentale del percorso fu l'unificazione
di elettricità e magnetismo compiuta da James Clerck Maxwell (1831-1879), che
racchiuse nella sintesi di poche equazioni tutte le conoscenze sui fenomeni
generati da cariche, correnti elettriche e magneti. Gli effetti e le proprietà
note del campo elettrico e di quello magnetico avevano già trovato la forma di
leggi espresse matematicamente, principalmente per opera di Charles-Augustin de
Coulomb (1736-1806), Andrè-Marie Ampère (1775-1836) e Michael Faraday
(1791-1867). Ma nella nuova teoria di Maxwell campo elettrico e campo magnetico
risultavano legati in una stretta connessione che non era ravvisabile nelle singole
leggi. Anche in questo caso, la sintesi comportava un progresso di conoscenza.
Nella forma unificata data da Maxwell alla spiegazione dei
fenomeni elettromagnetici era immediato riconoscere un'analogia con le tipiche
equazioni con cui già da tempo veniva descritta la propagazione delle onde
(onde meccaniche, sonore, la luce): il campo elettromagnetico era, in realtà,
costituito da onde. La velocità di propagazione di tali onde risultava inoltre
essere esattamente uguale alla velocità della luce: si scopriva che la luce non
era nient'altro che una particolare onda elettromagnetica. Le equazioni di
Maxwell fornivano quindi una descrizione unificata non solo di elettricità e
magnetismo, ma anche dei fenomeni ottici.
Grafico della propagazione del campo elettromagnetico