Yer değiştirme akımı
Tarih ve yorumlanması

Maxwell'in yer değiştirme akımı onun 1861'de yayınladığı 'Fiziksel Kuvvet Çizgileri Üzerine' makalesinin 3. bölümünde ortaya atılmıştı. Modern fizikteki az sayıda başlık da yer değiştirme akımı gibi karışıklıklara ve yanlış anlaşılmalara neden olmuştu. Bu durum Maxwell'in moleküler girdaplar denizini kullanmasının bir sonucuyken modern ders kitapları yer değiştirme akımının boş uzayda var olmasını temel alarak çalışıyorlar. Maxwell'in işlemlerindeki türetişleri, modern yer değiştirme akımı türetişleriyle tamamen farklıydı. Modern türetişler Ampère yasasındaki manyetik alanın ve süreklilik denkleminin elektrik yükleri için sağlanması üzerine kuruludur.
Maxwell'in gayesi yine kendisi tarafından (Bölüm 1, s.161)'de şöyle ifade edilmiş:
Ben şimdi mekanik bir bakış açısıyla manyetik olguyu açıklamayı hedefliyorum ve hangi gerilimlerin oluştuğunu ya da hareketlerin oluştuğunu, nasıl bir ortamın gözlemlenen mekanik olguyu açıklayabileceğini belirlemeye çalışıyorum.
O, bir benzetmeyle düzeltmeyi gösterecek kadar da dikkatli:
Yazarın metodunun betimlemesi, elastik katı üzerinde gözlemlediğimiz bükülmeleri yaratan kuvvetin kökenini açıklamaya çalışmayacak; fakat iki problemin matematiksel benzerliklerinden faydalanarak bu iki problemin üzerine çalışılmasında hayal gücüne katkı sunacak.
Bölüm 3'te, yer değiştirme akımıyla alakalı olarak şöyle diyor:
Ben dönen maddeyi belirli hücrelerin özü olarak anladım. Bu hücreler, hücrelere kıyasla oldukça küçük parçacıklardan oluşan hücre duvarları ve bu parçacıkların hareketleriyle ve bunların madde yüzeyindeki hücre içindeki teğetsel hareketiyle ayrılan -ki bu dönüş bir hücreden diğerine nakledilmektedir- hücrelerdir.
Açıkça görülüyor ki, aynı giriş dielektrik polarizasyonda olsa da Maxwell mıknatıslanma üzerinden gidiyordu.
Maxwell, Newton'un sesin hızı için kullandığı denklemi (Kuvvet Çizgileri, Bölüm 3, denklem (132)) kullanarak şu sonuca vardı, "ışık aynı ortam içerisinde manyetik ve elektrik olgular sonucunda birbirine dik dalgalanmalara sahiptir."
Yukarıdaki denklemler yer değiştirme akımının manyetik açıklamasına işaret etse de, örneğin rotasyonelin diverjansı denklemi temel alınarak, Maxwell'in açıklaması en sonunda dielektriğin doğrusal polarizasyonuna vurgu yaptı.
Bu yer değiştirme... bir akımın başlangıcıdır... Yer değiştirme miktarı cismin doğasına ve elektromotor kuvvetine bağlıdır. Yani, eğer h yer değiştirme, R elektromotor kuvveti ve E dielektriğe bağlı bir sabitse:
ve eğer r yer değişiminin sonucu oluşan elektrik akımıysa
Bu ilişkiler dielektriklerin mekaniği teorisinden bağımsızdırlar; fakat dielektrik içerisindeki elektrik yer değiştirmeyi üreten bir elektromotor kuvveti bulduğumuzda ve elektrik yer değişimi durumundan dielektrik toparlanmayı bulduğumuzda... bu fenomenle ilgili olarak elastik cismin bir basınçla bükülmesi ve basıncı kaldırdığımızda eski haline geri gelmesi gibi bir çözüm bulamayız. —Bölüm III – Moleküler girdaplar teorisi statik elektriğe uygulandı, s. 14-15
Bazı sembollerin (ve birimlerin) değişimiyle: r → J, R → −E ve madde sabiti E−2 → 4π εrε0, bu denklemler şu şekli alır:
O, 1865'teki Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi makalesinde elektromanyetik dalga denklemini yer değiştirme akımından türetti. Gauss yasası ve dielektrik yer değiştirmedeki Gauss terimini eleyerek ve dalga denklemini seleonidsel manyetik alan vektörü için türeterek sıfır olmayan diverjans problemine yaklaştı.
Maxwell'in polarizasyon üzerindeki vurgusu dikkatleri elektrik kapasitör devresine çevirdi. Bu, Maxwell'in yer değiştirme akımını, elektrik kapasitör devresindeki yük korunumunun sağlanması için düşündüğüne dair yaygın inanışlara yok açtı. Maxwell'in düşünüşü hakkında, O'nun, alan denklemlerinde mükemmel bir simetri olmasını arzuladığından tutalım da süreklilik denklemine uyumluluk elde etme arzusunun bulunduğuna kadar, birçok tartışmalı kanı vardır.