جریان جابجایی ماکسول
پیشینه و تفسیر

جریان جابجایی ماکسول در بخش سوم از مقالهٔ 'On Physical Lines of Force' که در سال ۱۸۶۱ منتشر کرد، پذیرفته شده بود. مباحث کمی در فیزیک مدرن به اندازهٔ جریان جابجایی باعث سردرگمی و سوءتفاهم شده‌اند. این به دلیل این است که ماکسول از مولکول‌های گردابی بسیاری در استنتاجات خود استفاده کرده اما کتب فیزیک مدرن، بر این پایه که جریان جابجایی می‌تواند در فضای آزاد وجود داشته باشد، کار می‌کنند. استنتاج ماکسول در فضا با علم روز که بر پایهٔ سازگاری بین قانون آمپر برای میدان مغناطیسی و معادلهٔ پیوستگی برای بار الکتریکی ایجاد شده، مرتبط نیس.
منظور ماکسول توسط خودش در بخش اول، صفحه ۱۶۱ این‌گونه بوده‌است:
من پیشنهاد می‌کنم پدیدهٔ مغناطیس را از یک زاویه دید مکانیکی مورد بررسی قرار دهیم و مشاهده کنیم که شه تنش‌هایی به داخل یا حرکانی از یک محیط می‌توانند پدیدهٔ مکانیکی مورد بررسی را ایجاد کنند.
او در ذکر اینکه این طرز عملکرد، قابل تناسب است:
مؤلف این روش برای ارائه، قصد شرح منشأ نیروهای مشاهده شده با توجه به کرنش‌های ایجاد شده در جسم الاستیک را ندارد، اما از تشابهات ریاضی این دو مسئله برای کمک به درک این مسئله در حل آن کمک می‌کند.
در بخش III در رابطه با جریان جابجایی می‌گوید:
من فرض کردم که جسم در حال چرخش یک ماده از سلول‌های مشخص باشد که هر کدام توسط دیواره‌های سلولی که از ذراتی که نسبت به خود سلول‌ها بسیار کوچک‌تر هستند، از هم جدا شده‌اند و اینکه به دلیل حرکت این ذرات و کنش‌های مماسی بر روی ماده در سلول‌ها است که این چرخش از یک سلول به سلول دیگی منتقل می‌شود.
ماکسول در بارهٔ مغناطیس‌سازی کار می‌کرد در حالی که همان تعریف به وضوح در بارهٔ قطبیت دی الکتریک نیز صادق است.
ماکسول با استفاده از قانون نیوتون برای سرعت صوت (Lines of Force، بخش III، تساوی (۱۳۲))، اضافه کرد که «نور در همان محیطی که موجب پدیدهٔ الکتریکی و مغناطیسی است، از نوسانات مختلفی تشکیل شده‌است.»
با این همه، گفته‌های بالا تعریف مغناطیسی از جریان جابجایی است، برای مثال، بر اساس دیورژانس معادلهٔ کرل بالا، تعریف ماکسول قطبیت دی الکتریک را به صورت زیر تعریف می‌کند:
این جابجایی... آغاز یک جریان است... مقدار جابجایی بستگی به طبیعت جسم دارد، و در نیروی الکتروموتیو اگر h جابجایی، R نیروی الکتروموتیو، و E ثابتی که بستگی به طبیعت دی الکتریک دارد، داریم:
R=-4\pi E^{2}h
و اگر r مقدار جریان الکتریکی حاصل از جابجایی باشد:
r={\frac {{\text{d}}h}{{\text{d}}t}}
این روابط مستقل از همهٔ تئوری‌های مربوط به مکانیزم‌های مربوط به دی الکتریک‌ها است؛ اما زمانی که نیروی الکتروموتیو که جابجایی الکتریکی را در یک دی الکتریک ایجاد می‌کند می‌یابیم، و وقتی که دی الکتریک بازیابی شده را از حالت جابجایی الکتریکی اش می‌یابیم... نمی‌توانیم این پدیده را معادل با یک جسم الاستیک در نظر بگیریم، که در برابر فشار تسلیم می‌شود و پس از حذف فشار، به حالت اولیهٔ خود بازگردد. بخش III- The theory of molecular vortices applied to statical electricity، صفحات ۱۴–۱۵.
با چند تغییر علامت (و واحد): r → J، R → −E، و ثابت ماده E−۲ → ۴π εrε۰، این تساوی‌ها شکل آشنای زیر را به خود می‌گیرد:
J={\frac {\text{d}}{{\text{d}}t}}{\frac {1}{4\pi E^{2}}}E={\frac {\text{d}}{{\text{d}}t}}\epsilon _{r}\epsilon _{0}E={\frac {\text{d}}{{\text{d}}t}}D
زمانی که ماکسول در مقالهٔ A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field که در سال ۱۸۶۵ منتشر کرد، به استنتاج معادلهٔ الکترومغناطیس از جریان جابجایی رسید، مشکل دیورژانس غیر صفر مربوط به قانون گوس و جابجایی دی الکتریک را با حذف عبارت گوس و استنتاج معادلهٔ موج تنها برای بردار میدان مغناطیسی سلونویدی مورد بررسی قرار داد.
تأکید ماکسول بر روی قطبیت توجهات را به مدار خازن الکتریکی جلب کرد و به این باور متداول که ماکسول از جریان جابجایی ارائه کرده بود که بقای بار را در یک مدار خازن الکتریکی حفظ می‌کند، رهنمون شد. مفاهیم قابل بحثی دربارهٔ تفکرات ماکسول، از نیاز او به تکامل تقارن معادلات میدان، تا نیاز به رسیدن سازگاری با معادلات پیوستگی، وجود دارد.