James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell (* 13. Juni 1831 in Edinburgh; † 5. November 1879 in Cambridge) war ein schottischer Physiker. Er entwickelte einen Satz von Gleichungen (die Maxwell-Gleichungen), welche die Grundlagen der Elektrodynamik bilden; insbesondere sagte er 1864 die Existenz von elektromagnetischen Wellen voraus, die Heinrich Hertz als erster 1886 erzeugte und nachwies.

Seine nach ihm benannte Feldtheorie gilt als eine der wichtigsten Leistungen der Physik und Mathematik des 19. Jahrhunderts.

1866 entwickelte er die kinetische Gastheorie und gilt damit als einer der Begründer der Statistischen Mechanik neben dem später wirkenden Ludwig Boltzmann. Die klassische Geschwindigkeitsverteilung von Gasmolekülen (Maxwell-Boltzmann-Verteilung) ist nach beiden benannt. Er veröffentlichte im Jahre 1861 die erste Farbfotografie als Bestätigung der Theorie der additiven Farbmischung.

Leben

Frühe Jahre

Maxwell war das einzige Kind des Rechtsanwalts John Clerk Maxwell (1790–1856) und dessen Frau Frances Cay (1792–1839). Seine Kindheit verbrachte er zumeist auf dem Familiensitz „Glenlair“ bei Corsock. Von 1841 bis 1847 besuchte Maxwell die Edinburgh Academy. 1845, im Alter von 14 Jahren, beschrieb Maxwell in einer Arbeit, wie man mit Hilfe einer Schnur mathematische Kurven zeichnen kann.

1847 schrieb sich Maxwell an der Universität Edinburgh ein und studierte Naturphilosophie, Moralphilosophie und mentale Philosophie. In Edinburgh studierte er bei Sir William Hamilton. 18-jährig schrieb er zwei Beiträge für die Transactions of the Royal Society of Edinburgh. Einer davon, On the equilibrium of elastic solid (Über das Gleichgewicht von elastischen Festkörpern), beschäftigte sich mit der zeitweiligen Doppelbrechung in viskosen Flüssigkeiten durch Scherkräfte.

Mittlere Jahre

1850 wechselte Maxwell an die University of Cambridge. Zuerst schrieb er sich am Peterhouse ein, ging dann aber zum Trinity-College, weil er glaubte, hier leichter ein Stipendium zu bekommen. Am Trinity-College wurde er in eine geheime Verbindung, bekannt als die Cambridge Apostles, gewählt. Im November 1851 studierte Maxwell bei seinem Tutor William Hopkins, dessen Spitzname „wrangler-maker“ war („Wrangler“ sind Studenten, die die mathematische Prüfung am besten bestehen). Einen großen Teil der Ausarbeitungen seiner elektromagnetischen Gleichungen vollendete Maxwell, als er noch Student ohne Abschluss war.

1854 schloss Maxwell sein Studium mit der zweitbesten Mathematikprüfung seines Jahrgangs ab. Direkt nach seinem Studienabschluss veröffentlichte er eine wissenschaftliche Abhandlung On Faraday’s lines of force (Ueber Faradays Kraftlinien), in der er einen ersten Hinweis auf seine elektrischen Forschungen gab, die im bedeutendsten Werk seines Lebens ihren Höhepunkt finden sollten.

Von 1855 bis 1872 veröffentlichte er in Abständen eine Serie von wertvollen Forschungen im Zusammenhang mit dem Farbsehen und der Farbblindheit. Die Instrumente, die er für diese Forschungen benutzte, waren einfach und zweckdienlich (z. B. Farbkreisel).

1861 veröffentlichte er die erste Farbfotografie als Nachweis für die Theorie der additiven Farbmischung.

1856 wurde Maxwell auf den Lehrstuhl für Naturphilosophie am Marischal College in Aberdeen berufen, den er nach der Zusammenlegung mit dem King’s College London bis 1868 innehatte.

1856 gewann er den Adams-Preis mit der Schrift On the stability of the motion of Saturn’s rings, in der er nachwies, dass die Saturnringe weder flüssig sind noch kompakte Festkörper, sondern dass eine Stabilität nur herrschen könne, wenn sie aus einer Vielzahl nicht zusammen hängender kleiner fester Körper bestehen. Er widerlegte auch mathematisch die Nebeltheorie, die besagt, dass sich Galaxien durch die fortschreitende Kondensation von gasförmigen Nebeln bilden. Nach seiner Theorie sind dafür Anteile kleiner Festkörper notwendig.

1858 heiratete er Katherine Mary Clerk Dewar (1824–1886), Tochter des Prinzipals des Marischal College in Aberdeen. Die Ehe blieb kinderlos.

Er arbeitete in dieser Zeit über elastische Körper und reine Geometrie.

Kinetische Gastheorie

Eine von Maxwells wichtigsten Forschungen beschäftigte sich mit der kinetischen Gastheorie. Beginnend mit Daniel Bernoulli wurde diese Theorie weiter ausgearbeitet durch die Untersuchungen von John Herapath, John James Waterston, James Prescott Joule und durch Rudolf Clausius. Sie erreichte eine solche Vollkommenheit, dass ihre Vorhersagegenauigkeit sie über jeden Zweifel erhaben machte. Maxwell, der sich auf diesem Gebiet als glänzender Experimentator und Theoretiker zeigte, entwickelte sie überlegen weiter.

1860 formulierte er die später von Ludwig Boltzmann verallgemeinerte kinetische Gastheorie. Seine Formel, genannt Maxwell-Verteilung, berechnet den Anteil von Gasmolekülen, die sich bei einer gegebenen Temperatur mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen. In der kinetischen Gastheorie bewirken Temperatur und Druck die Bewegung der Moleküle. Diese Annäherung an den Forschungsgegenstand verallgemeinerte die vorhergehenden Gesetze der Thermodynamik und erklärte die Beobachtungen und Experimente genauer. Maxwells Arbeiten über Thermodynamik führten ihn zu einem Gedankenexperiment, das unter dem Namen „maxwellscher Dämon“ bekannt wurde.

Im Jahre 1865 verlegte Maxwell seinen Wohnsitz nach „Glenlair House“ bei Corsock (Kirkcudbrightshire), auf das Landgut, das er von seinem Vater geerbt hatte.

Elektromagnetismus

Als sich Maxwell für die Elektrizität zu interessieren begann, schrieb er William Thomson, 1. Baron Kelvin, und fragte diesen, wie er am besten vorgehen solle. Kelvin empfahl, dass Maxwell die veröffentlichten Werke von Faraday, Kelvin, Ampère und dann die der deutschen Physiker lesen solle, und zwar in der angegebenen Reihenfolge.

Der größte Teil von Maxwells Lebenswerk war der Erforschung der Elektrizität gewidmet. Maxwells wichtigster Beitrag war die Ausarbeitung und mathematische Formulierung von früheren Forschungen über Elektrizität und Magnetismus durch Michael Faraday, André-Marie Ampère und anderen in einem System miteinander verknüpfter Differentialgleichungen. Hiermit untermauerte er die seit Beginn des 19. Jahrhunderts verbreitete Hypothese der Identität der Elektrizität und des Magnetismus durch ein plausibles mathematisches Modell. Anfangs waren es 20 Gleichungen, die später durch die Vektorschreibweise zusammengefasst wurden. Diese Gleichungen, die heute insgesamt als Maxwellgleichungen (oder manchmal als „Maxwells wunderbare Gleichungen“) bezeichnet werden, wurden erstmals 1864 in der Royal Society veröffentlicht. Zusammen beschreiben sie das Verhalten sowohl von elektrischen als auch magnetischen Feldern sowie ihre Wechselwirkung mit Materie. Darüber hinaus sagte Maxwell Wellen von schwingenden elektrischen und magnetischen Feldern voraus, die sich durch den leeren Raum bewegen. Die Geschwindigkeit konnte er aus einfachen elektrischen Experimenten vorhersagen; indem er die Daten benutzte, die damals zur Verfügung standen, berechnete er die Ausbreitungsgeschwindigkeit zu 310.740.000 m/s. Maxwell schrieb 1864 in A dynamical theory of the electromagnetic field:

“This velocity is so nearly that of light, that it seems we have strong reason to conclude that light itself (including radiant heat, and other radiations if any) is an electromagnetic disturbance in the form of waves propagated through the electromagnetic field according to electromagnetic laws.”

„Diese Geschwindigkeit ist so nahe an der des Lichtes, dass wir starken Grund zu dem Schluss haben, dass das Licht selbst (einschließlich der Wärmestrahlung sowie möglicher anderer Strahlung) eine elektromagnetische Störung ist, die sich entsprechend der elektromagnetischen Gesetze in Form von Wellen im elektromagnetischen Feld fortpflanzt.“

Maxwells Annahme war im Wesentlichen richtig. Die Wellentheorie wurde später durch Experimente von Heinrich Hertz bestätigt und bildet die Grundlage der gesamten Funktechnik. Die quantitative Verbindung zwischen Licht und Elektromagnetismus wird als ein großer Triumph der Physik des 19. Jahrhunderts angesehen. Zu dieser Zeit glaubte Maxwell, die Ausbreitung des Lichtes erfordere ein Medium, in welchem die Wellen sich fortpflanzen könnten. Über dieses Medium, das Lichtäther genannt wurde, verfasste Maxwell einen 1878 in der Encyclopædia Britannica erschienen Eintrag mit folgender Zusammenfassung am Ende:

„Welche Schwierigkeiten auch immer wir haben, eine schlüssige Vorstellung von der Beschaffenheit des Äthers zu entwickeln, so kann es doch keinen Zweifel daran geben, dass die interplanetarischen und interstellaren Räume nicht leer, sondern von einer materiellen Substanz oder einem Körper erfüllt sind, der mit Sicherheit der größte und wahrscheinlich der einheitlichste Körper ist, von dem wir wissen.“

Im Laufe der Zeit ergaben sich jedoch immer größere Schwierigkeiten, die Existenz eines solchen Mediums, das den ganzen Raum erfüllte, aber durch mechanische Mittel unauffindbar war, mit den Ergebnissen der Experimente wie z. B. dem Michelson-Morley-Experiment in Einklang zu bringen. Darüber hinaus schien es ein absolutes Bezugssystem, in welchem die Gleichungen gültig waren, zu benötigen. Dies hätte zur Folge gehabt, dass die Gleichungen für einen bewegten Beobachter eine andere Form gehabt hätten. Diese Schwierigkeit regte Einstein zur Formulierung der speziellen Relativitätstheorie an und in diesem Prozess verneinte Einstein die Notwendigkeit eines Lichtäthers.

Baustatik

Weniger bekannt sind Maxwells Beiträge zur Fachwerktheorie und zur graphischen Statik. So bewertet Erhard Scholz die 1864 und 1867 von Maxwell gefundene Dualitätsrelation von Fachwerktheorie und Kräftepolygon als „Paradepferd der graphischen Statik.“ In der Elementargeometrie ist mit dem Satz von Maxwell eine Aussage über Dreiecke nach ihm benannt, die er im Rahmen seiner Arbeiten zur Statik bewies.

Späte Jahre

1871 wurde er zum ersten Cavendish Professor of Physics nach Cambridge berufen. Maxwell überwachte den Aufbau des Cavendish-Laboratoriums. Er beaufsichtigte jeden Schritt beim Bau des Gebäudes und beim Einkauf der wertvollen Gerätesammlung, mit der das Laboratorium dank des großzügigen Gründers, von William Cavendish, 7. Duke of Devonshire (1808–1891), ausgestattet wurde.

Er schrieb das Lehrbuch Theory of heat (1871) und die Abhandlung Matter and motion (1876). Einer der letzten großen Beiträge Maxwells zur Wissenschaft war die Auswertung der Forschungen von Henry Cavendish. Dabei kam heraus, dass sich Cavendish unter anderem mit Fragen über die mittlere Dichte der Erde und die Zusammensetzung des Wassers beschäftigt hatte.

Die von ihm für die Encyclopaedia Britannica verfassten Beiträge sind mit „J. C. M.“ gekennzeichnet.

Maxwell verstarb 1879 im Alter von 48 Jahren an Magenkrebs.

Rezeption

The life of James Clerk Maxwell wurde von seinem Klassenkameraden und lebenslangen Freund, Lewis Campbell (1830–1908), 1882 veröffentlicht. Seine gesammelten Werke, einschließlich der Serie von Artikeln über die Eigenschaften von Materie wurden in zwei Bänden von der Cambridge University Press 1890 herausgegeben.

Ehrungen

Am 6. Juni 1861 wurde Maxwell als Mitglied („Fellow“) in die Royal Society gewählt, die ihm zuvor 1860 die Rumford-Medaille verlieh und 1866 die Baker-Vorlesung hielt. 1874 wurde er in die American Academy of Arts and Sciences gewählt. Seit 1875 war er korrespondierendes Mitglied der Göttinger Akademie der Wissenschaften.

Zu Maxwells Ehren wurde die cgs-Einheit Maxwell des magnetischen Flusses benannt. Außerdem trägt das 1987 in Betrieb genommene James Clerk Maxwell Telescope seinen Namen. Ihm zu Ehren sind der James-Clerk-Maxwell-Preis für Plasmaphysik und die Maxwell-Medaille benannt.

Die Gebirgskette Maxwell Montes auf der Venus wurde nach ihm benannt, da diese durch die von ihm postulierten elektromagnetischen Wellen (Radar-Beobachtungen) entdeckt wurde. Der Mondkrater Maxwell sowie der Asteroid (12760) Maxwell sind nach Maxwell benannt.

Schriften (Auswahl)

Bücher

• On the stability of the motion of Saturn’s rings. Macmillan and Co., Cambridge 1859 (Digitalisat) – ausgezeichnet mit dem Adams Prize
• Theory of heat. Longmans, Green, and Co., London 1871 (Digitalisat).
  • 2. Auflage, Longmans, Green, and Co., London 1872 (Digitalisat).
  • 3. Auflage, Longmans, Green, and Co., London 1872 (Digitalisat).
  • 4. Auflage, Longmans, Green, and Co., London 1875 (Digitalisat).
  • 10. Auflage, Longmans, Green, and Co., London / New York 1891 (Digitalisat) – mit Korrekturen und Ergänzungen durch Lord Rayleigh.
  • Theorie der Wärme. Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1878 (Digitalisat) – übersetzt nach der 4. Auflage von Friedrich Neesen (1849–1923).
• Treatise on electricity and magnetism. 2 Bände, Clarendon Press, Oxford 1873 (Band 1, Band 2).
  • 2. Auflage, 2 Bände, Clarendon Press, Oxford 1881 (Band 1, Band 2) – herausgegeben von William Davidson Niven, mit Maxwells Änderungen in den ersten acht Kapiteln.
  • 3. Auflage, 2 Bände, Clarendon Press, Oxford 1892 (Band 1, Band 2) – herausgegeben von Joseph John Thomson.
  • Lehrbuch der Electrizität und des Magnetismus. 2 Bände, Julius Springer, Berlin 1883 (Band 1, Band 2) – übersetzt von Bernhard Weinstein (1852–1918).
  • Auszüge aus James Clerk Maxwell’s Elektrizität und Magnetismus. Vieweg, 1915 – herausgegeben von Fritz Emde, übersetzt von Hilde Barkhausen.
• Matter and motion. London 1877.
  • 2. Auflage, 1924 – herausgegeben von Joseph Larmor.
    • Dover, New York 1952 (Reprint).
• An elementary treatise on electricity. Clarendon Press, Oxford 1881 (Digitalisat) – herausgegeben von William Garnett.
  • 2. Auflage, Clarendon Press, Oxford 1888 (Digitalisat) – herausgegeben von William Garnett.
  • Die Electrizität in elementarer Behandlung. Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1883 (Digitalisat) – übersetzt von Leo Graetz.

Als Herausgeber

• The electrical researches of the honourable Henry Cavendish, F.R.S. written between 1771 and 1781, edited from the original manuscript in the possession of the Duke of Devonshire. Cambridge University Press, Cambridge 1879 (Digitalisat).

Zeitschriftenbeiträge

• On the description of oval curves and those having a plurality of foci […] with remarks by Professor Forbes. In: Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. Band 2, Nr. 25, Edinburgh 1851, S. 89–91 (Digitalisat).
• On the theory of rolling curves. In: Transactions of the Royal Society of Edinburgh. Band 16, Nr. 5, Edinburgh 1849, S. 519–540 (Digitalisat, doi:10.1017/S008045680002247X).
• On the equilibrium of elastic solids. In: Transactions of the Royal Society of Edinburgh. Band 20, Nr. 1, Edinburgh 1853, S. 87–120 (Digitalisat, doi:10.1017/S0080456800033044).
• Transformation of surfaces by bending. In: Transactions of the Cambridge Philosophical Society. Band 9, Cambridge 1854 S. 445–470 (Digitalisat, doi:10.1017/S0080456800033044).
• On a particular case of the descent of a heavy body in a resisting medium. In: The Cambridge and Dublin mathematical journal. Band 9, Cambridge 1854, S. 145–148 (Digitalisat).
• On the theory of colours in relation to colour-blindness. In: Transactions of the Royal Scottish Society of Arts. Band 4, Teil 3, Edinburgh 1856, S. 394–400 (Digitalisat).
• On Faraday’s lines of force. In: Transactions of the Cambridge Philosophical Society. Band 10, 1856, S. 27–83 (Digitalisat).
  • Über Faradays Kraftlinien. Wilhelm Engelmann, Leipzig 1895 (Digitalisat) – herausgegeben von Ludwig Boltzmann.
• Illustrations of the dynamical theory of gases. In: Philosophical Magazine:
  • 4. Folge, Band 19, Nr. 124, 1860, S. 19–32 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446008642818).
  • 4. Folge, Band 20, Nr. 130, 1860, S. 21–37 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446008642902).
• Description of a new form of the platometer, an instrument for measuring the areas of plane figures drawn on paper. In: Transactions of the Royal Scottish Society of Arts. Band 4, Teil 4, Edinburgh 1856, S. 420–429 (Digitalisat).
• On the elementary theory of optical instruments. In: Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Band 1, Cambridge [1865], S. 173–175 (Digitalisat).
• On the unequal sensibility of the foramen centrale to light of different colours. In: Report of the twenty-sixth meeting of the British Association for the Advancement of Science; Held at Cheltenham in August 1856. London 1857, S. 12 (Digitalisat).
• On a method of drawing the theoretical forms of Faraday’s lines of force without calculation. In: Report of the twenty-sixth meeting of the British Association for the Advancement of Science; Held at Cheltenham in August 1856. London 1857, S. 12 (Digitalisat).
• On the theory of compound colours with reference to mixtures of blue and yellow light. In: Report of the twenty-sixth meeting of the British Association for the Advancement of Science; Held at Cheltenham in August 1856. London 1857, S. 12 (Digitalisat).
• On an instrument to illustrate Poinsôt’s theory of rotation. In: Report of the twenty-sixth meeting of the British Association for the Advancement of Science; Held at Cheltenham in August 1856. London 1857, S. 27 (Digitalisat).
• On a dynamical top, for exhibiting the phenomena of the motion of a system of invariable form about a fixed point, with some suggestions as to the earth’s motion. In: Transactions of the Royal Society of Edinburgh. Band 21, Nr. 4, Edinburgh 1857, S. 559–570 (Digitalisat, doi:10.1017/S0080456800032294).
• Account of experiments on the perception of colour. In Philosophical Magazine. Band 14, Nr. 90, 1857, S. 40–47 (Digitalisat, doi:10.1080/14786445708642349).
• On the general laws of optical instruments. In: The quarterly journal of pure and applied mathematics. Band 2, 1858, S. 232–246 (Digitalisat).
• On theories of the constitution of Saturn’s rings. In: Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. Band 4, Nr. 48, Edinburgh 1862, S. 99–101 (Digitalisat).
• On the theory of compound colours, and the relations of the colours of the spectrum. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London.Band 150, 1860, S. 57–84 (doi:10.1098/rstl.1860.0005, JSTOR:108759).
• On the theory of three primary colours. In: Notices of the proceedings at the meetings of the members of the Royal Institution, with abstracts of the discourses. Band 3, London 1862, S. 370–374 (Digitalisat).
• On physical lines of force. 4 Teile:
  • Teil 1: The theory of molecular vortices applied to magnetic phenomena. In: Philosophical Magazine. 4. Folge, Band 21, Nr. 139, 1861, S. 161–175 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446108643033, Volltext).
  • Teil 2: The theory of molecular vortices applied to electric currents. In: Philosophical Magazine. 4. Folge, Band 21, Nr. 140, 1861, S. 281–291 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446108643056, Volltext).
    • Nr. 141, S. 338–348 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446108643067).
  • Teil 3: The theory of molecular vortices applied to statical electricity. In: Philosophical Magazine. 4. Folge, Band 23, Nr. 151, 1862, S. 12–24 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446208643207, Volltext).
  • Teil 4: The theory of molecular vortices applied to the action of magnetism on polarized light. In: Philosophical Magazine. 4. Folge, Band 23, Nr. 152, 1862, S. 85–95 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446208643219, Volltext).
  • Ueber physikalische Kraftlinien (= Ostwalds Klassiker der exakten Wissenschaften Band 102). Wilhelm Engelmann, Leipzig 1898 (Digitalisat) – herausgegeben von Ludwig Boltzmann.
• On reciprocal figures and diagrams of forces. In: Philosophical Magazine. 4. Folge, Band 27, Nr. 182, 1864, S. 250–261 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446408643663).
• A dynamical theory of the electromagnetic field. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Band 155, 1865, S. 459–512 (doi:10.1098/rstl.1865.0008, JSTOR:1108892).
  • Eine dynamische Theorie des elektromagnetischen Feldes. In: Physikalische Blätter. Band 21, Nr. 5, 1965, S. 208–213 (doi:10.1002/phbl.19650210504).
• On the calculation of the equilibrium and stiffness of frames. In: Philosophical Magazine. 4. Folge, Band 27, Nr. 182, 1864, S. 294–299 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446408643668).
• On the viscosity or internal friction of air and other gases. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Band 156, 1866, S. 249–268 (doi:10.1098/rstl.1866.0013, JSTOR:108948) – Baker-Vorlesung.
• On the dynamical theory of gases. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Band 157, 1867, S. 49–88 (doi:10.1098/rstl.1867.0004, JSTOR:108968).
• On the theory of the maintenance of electric currents by mechanical work without the use of permanent magnets. In: Proceedings of the Royal Society of London. Band 15, 1867, S. 397–402 (doi:10.1098/rspl.1866.0089, JSTOR:112659).
• On the equilibrium of a spherical envelope. In: The quarterly journal of pure and applied mathematics. Band 8, 1867, S. 325–333 (Digitalisat).
• On the best arrangement for producing a pure spectrum on a screen. In: Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. Band 6, Nr. 75, Edinburgh 1869, S. 238–242 (Digitalisat).
• The construction of stereograms of surfaces. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band 2, 1869, S. 57 (Digitalisat).
• On reciprocal diagrams in space, and their relations to Airy’s function of stress. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band 2, 1869, S. 58–60 (Digitalisat).
• On governors. In: Proceedings of the Royal Society of London. Band 16, 1868, S. 270–288 (doi:10.1098/rspl.1867.0055, JSTOR:112510).
• On Mr. Grove’s “Experiment in magneto-electric induction”. In a letter to W. R. Grove, F.R.S. In: Philosophical Magazine. 4. Folge, Band 35, Nr. 238, 1868, S. 360–363 (Digitalisat, doi:10.1080/14786446808639993).
• On a method of making a direct comparison of electrostatic with electromagnetic force; with a note on the electromagnetic theory of light. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Band 158, 1868, S. 643–657 (doi:10.1098/rstl.1868.0027, JSTOR:108930).
• On the cyclide. In: The quarterly journal of pure and applied mathematics. Band 9, 1868, S. 111–126 (Digitalisat).
• On a bow seen on the surface of ice. In: Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. Band 7, 1872, S. 69 (Digitalisat, doi:10.1017/S0370164600041730).
• On hills and dales. In: Philosophical Magazine. Band 40, Nr. 269, 1870, S. 421–427 (Digitalisat, doi:10.1080/14786447008640422) – Vorläufer der Morse-Theorie.
• On the solution of electrical problems by the transformation of conjugate functions. In: Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Band 2, Cambridge [1876], S. 242–243 (Digitalisat).
• On the mathematical classification of physical quantities. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band 3, 1871, S. 224–233 (Digitalisat).
• On colour vision. In: Notices of the proceedings at the meetings of the members of the Royal Institution, with abstracts of the discourses. Band 6, London 1872, S. 260–271 (Digitalisat).
• On the geometrical mean distance of two figures on a plane. In: Transactions of the Royal Society of Edinburgh. Band 26, Nr. 4, 1872, S. 729–733 (Digitalisat, doi:10.1017/S008045680002559X)..
• On the induction of electric currents in an infinite plane sheet of uniform conductivity. In: Proceedings of the Royal Society of London. Band 20, Nr. 132, 1872, S. 159–168 (doi:10.1098/rspl.1871.0038, JSTOR:113124).
• On the condition that, in the transformation of any figure by curvilinear co-ordinates in three dimensions, every angle in the new figure shall be equal to the corresponding angle in the original figure. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band 4, 1873, S. 117–119 (Digitalisat).
• Molecules. In: Nature. Band 8, 25. September 1873, S. 437–441 (Digitalisat, doi:10.1038/008437a0, Volltext).
• On the dynamical evidence of the molecular constitution of bodies. In: Nature. Band 11:
  • 4. März 1875, S. 357–379 (Digitalisat).
  • 11. März 1875, S. 374–377 (Digitalisat).
• On the application of Hamilton’s characteristic function to the theory of an optical instrument symmetrical about its axis. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band 6, [1875], S. 117–122 (Digitalisat).
• On Bow’s method of drawing diagrams in graphical statics with illustrations from Peaucellier’s linkage. In: Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Band 2, Cambridge [1876], S. 407–414 (Digitalisat).
• On the equilibrium of heterogeneous substances. In: Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Band 2, Cambridge [1876], S. 427–430 (Digitalisat).
• On the electrical capacity of a long narrow cylinder and of a disk of sensible thickness. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band 9, [1778], S. 94–102 (Digitalisat, doi:10.1112/plms/s1-9.1.94).
• On stresses in rarified gases arising from inequalities of temperature. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Band 170, 1879, S. 231–256 (doi:10.1098/rstl.1879.0067, JSTOR:109283).
• On Boltzmann’s theorem on the average distribution of energy in a system of material points. In: Transactions of the Cambridge Philosophical Society. Band 12, 1879, S. 547–570 (Digitalisat).
  • Ueber Boltzmann’s Theorem, betreffend die mittlere Vertheilung der lebendigen Kraft in einem System materieller Punkte. In: Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie. Band 5, Leipzig 1881, S. 403–417 (Digitalisat).
  • On Boltzmann’s theorem on the average distribution of energy in a system of material points. In: Philosophical Magazine. 5. Folge, Band 14, Nr. 88, 1882, S. 299–315 (Digitalisat, doi:10.1080/14786448208627268).
• On the protection of buildings from lightning. In: Nature. Band 14, 28. September 1876, S. 479 (Digitalisat).
• On Ohm’s law. In Report of the forty-sixth meeting of the British Association for the Advancement of Science; Held at Glasgow in September 1876. London 1877, S. 49–52 (Digitalisat).
• The Telephone. In: Nature. Band 18, 6. Juni 1878, S. 159–163 (Digitalisat, doi:10.1038/018159a0) – Rede Lecture vom 24. Mai 1878.
• On a paradox in the theory of attraction. In: Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Band 3, Cambridge 1880, S. 34–39 (Digitalisat).
• On approximate multiple integration between limits by summation. In: Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Band 3, Cambridge 1880, S. 39–47 (Digitalisat).
• On the unpublished electrical papers of the Hon. Henry Cavendish. In: Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Band 3, Cambridge 1880, S. 86–89 (Digitalisat).
• [Reports on special branches of science.] In: Report of the Forty-ninth meeting of the British Association for the Advancement of Science; Held at Sheffield in August 1879. London 1879, S. 37–38 (Digitalisat).

Biografien

• Scientific Worthies: Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz. In: Nature. Band 15, 8. März 1877, S. 389–391 (Digitalisat, doi:10.1038/015389a0).

Besprechungen

• Reprint of Papers on Electrostatics and Magnetism. By Sir W. Thomson, Fellow of St. Peter's College, Cambridge, and Professor of Natural Philosophy in the University of Glasgow. (London: Macmillan and Co., 1872.). In: Nature. Band 7, 23. Januar 1873, S. 218–221 (Digitalisat, doi:10.1038/007218a0).
• Elements of natural philosophy. By Professors Sir W. Thomson P. G. Tait. Clarendon Press Series. (Macmillan and Co., 1873.). In: Nature. Band 7, 27. März 1873, S. 399–400 (Digitalisat, doi:10.1038/007399a0).
• Challis’s “Mathematatical Principles of Physics”. In: Nature. Band 8, 7. August 1873, S. 279–280 (Digitalisat, doi:10.1038/008279a0).
• Plateau on soap-bubbles. In: Nature. Band 10, 18. Juni 1874, S. 119–121 (Digitalisat, doi:10.1038/010119a0).
• Grove’s “correlation of physical forces”. In: Nature. Band 10, 20. August 1874, S. 302–304 (Digitalisat, doi:10.1038/010302a0).
• Diffusion of gases through absorbing substances. In: Nature. Band 14, 11. Mai 1886, S. 24–25 (Digitalisat).
• Whewell’s writings and correspondence. In: Nature. Band 14, 6. Juli 1876, S. 206–208 (Digitalisat, doi:10.1038/014206a0).
• Tait’s “Thermodynamics”. In: Nature. Band 17, 31. Januar 1878, S. 257–259 (Digitalisat, doi:10.1038/017257a0).
• Paradoxical philosophy. A sequel to the “Unseen Universe” (London: Macmillan and Co., 1878.). In: Nature. Band 19, 19. Dezember 1878, S. 141–143 (Digitalisat, doi:10.1038/019141a0).
• Thomson and Tait’s natural philosophy. In: Nature. Band 20, 3. Juli 1879, S. 213–216 (Digitalisat, doi:10.1038/020213a0).

Beiträge zur 9. Auflage der Encyclopaedia Britannica

• Atom. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 3, 1878, S. 36–49 (Digitalisat, Volltext).
• Attraction. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 3, 1878, S. 63–65 (Digitalisat, Volltext).
• Capillary Action. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 5, 1878, S. 56–71 (Digitalisat).
• Constitution of bodies. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 6, 1878, S. 310–313 (Digitalisat).
• Diagrams. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 7, 1878, S. 149–153 (Digitalisat).
• Diffusion. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 7, 1878, S. 214–221 (Digitalisat).
• Ether. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 8, 1878, S. 568–572 (Digitalisat, Volltext).
• Faraday, Michael. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 9, 1878, S. 29–31 (Digitalisat).
• Harmonic Analysis. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 11, 1878, S. 481–482 (Digitalisat).
• Physical sciences. In: Encyclopaedia Britannica. 9. Auflage, Band 19, 1885, S. 1–3 (Digitalisat).

Sonstige

• General considerations concerning scientific apparatus. In: South Kensington Museum, Handbook to the special loan collection of scientific apparatus 1876. Chapman and Hall, London 1876, S. 1–21 (Digitalisat).
• Instruments connected with fluids. In: South Kensington Museum, Handbook to the special loan collection of scientific apparatus 1876. Chapman and Hall, London 1876, S. 87–92 (Digitalisat).

Gesammelte Schriften

• The scientific papers of James Clerk Maxwell. 2 Bände, University Press Cambridge, Cambridge 1890 (Band 1, Band 2) – herausgegeben von William Davidson Niven.
• P. M. Harman (Hrsg.): The scientific letters and papers of James Clerk Maxwell. Cambridge University Press, Cambridge 1990–2002:
  • Band 1: 1846–1862. ISBN 0-521-25625-9.
  • Band 2: 1862–1873. ISBN 0-521-25626-7.
  • Band 3: 1874–1879. ISBN 0-521-25627-5.

Literatur

• Maxwell, James Clerk. In: Sidney Lee (Hrsg.): Dictionary of National Biography. Band 13, Smith, Elder, & Co., London 1909, S. 118–121 (Digitalisat).
• Lewis Campbell, William Garnett: The life of James Clerk Maxwell. With a selection of his correspondance and occasional writings and a sketch of his contribution to science. Macmillan and Co., London 1882 (Digitalisat).
• C. W. F. Everitt: James Clerk Maxwell. Physicist and Philosopher. New York 1975.
• C. W. F. Everitt: Maxwell, James Clerk. In: Complete Dictionary of Scientific Biography. Band 9, Charles Scribner’s Sons, 2008, S. 198–230.
• Raymond Flood, Mark McCartney, Andrew Whitaker (Hrsg.): James Clerk Maxwell. Perspectives on his life and work. Oxford University Press, Oxford 2014, ISBN 978-0-19-966437-5.
• Bruce J. Hunt: The Maxwellians. Cornell University Press, 1991.
• K. Jäger, F. Heilbronner (Hrsg.): Lexikon der Elektrotechniker, VDE Verlag, 2. Auflage von 2010, Berlin/Offenbach, ISBN 978-3-8007-2903-6, S. 278–280
• D. K. C. MacDonald: Faraday, Maxwell & Kelvin. Anchor Books, Doubleday & Co., New York 1964
• Basil Mahon: The man who changed everything – the life of James Clerk Maxwell. Wiley, 2003.
• Tapan K. Sarkar, Magdalena Salazar-Palma, Dipak L. Sengupta: Who was James Clerk Maxwell and what was/is his electromagnetic theory. (PDF; 604 kB).
• Daniel Siegel: Innovation in Maxwell’s electromagnetic theory. Cambridge University Press 1991.
• Ivan Tolstoy: James Clerk Maxwell. A Biography. University of Chicago Press, 1982.

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