Para Maxwell, relacionar eletromagnetismo com uma teoria de éter era importante pois lhe parecia fundamental a existência de modelos mecânicos adequados para explicar os fenômenos físicos e que, ao mesmo tempo, permitissem formar uma imagem mental destes fenômenos. Mas até que ponto essas imagens eram uma representação literal da realidade?

      Os principais trabalhos nos quais Maxwell desenvolveu suas idéias sobre o papel do campo nos fenômenos eletromagnéticos e também suas concepções mecânicas do éter são os artigos Sobre as linhas de força de Faraday publicado em 1856 e Sobre as linhas físicas de força publicado em duas partes, em 1861e 1862.
 

Ao ler o livro Pesquisas Experimentais sobre Eletricidade e Magnetismo de Faraday, Maxwell ficou bastante impressionado com a idéia de linhas de força. O artigo Sobre as linhas de força de Faraday foi uma tentativa de unir as idéias de Faraday com as analogias matemáticas desenvolvidas por Thomson e com isso obter uma teoria matemática para descrever as linhas de força. Seu objetivo era produzir um método que “exigisse atenção e imaginação, mas não cálculos.”     Este trabalho de 1856 foi eclipsado pelos trabalhos posteriores de Maxwell, mas sua originalidade e importância são grandes. Além de interpretar e desenvolver o trabalho de Faraday, ele contém o início de muitas idéias que foram modificadas ou desenvolvidas posteriormente, entre elas a representação utilizando expressões matemáticas integrais das equações de campo, o tratamento da ação elétrica como análoga ao movimento de um fluido incompressível, e a classificação (que não é mais utilizada) das funções vetoriais em vetores do tipo força e vetores do tipo fluxo.

 

O seu próximo artigo sobre o assunto foi sobre as linhas físicas de força, publicado em duas partes, em 1861 e 1862. Seguindo Thomson, Maxwell desenvolveu a idéia de que os fenômenos eletromagnéticos são provocados por deslocamentos das partículas do éter, de modo que a rotação seria proporcional à força magnética e o deslocamento relativo das partículas vizinhas corresponderia em magnitude e direção à quantidade de corrente elétrica passando pelo ponto correspondente do campo eletromagnético. A figura ao lado mostra um vórtice ao redor de uma linha de campo que aponta na direção Sul-Norte, neste modelo cada vórtice no éter representa o campo magnético em um ponto do espaço.

 

Neste mesmo trabalho, elaborou um novo modelo mecânico, mais sofisticado que os anteriores, baseando-se nos vórtices para explicar o fenômeno da indução eletromagnética (indução de corrente em um circuito devido à variação em outro). Considerou o éter formado por vórtices rígidos em rotação, entre os quais haveria pequenas esferas que transmitiriam o movimento de um vórtice para outro.       Maxwell imaginou que os sistemas de vórtices agiriam como um mecanismo conectado capaz de transferir movimento elétrico de um condutor para outro. Imaginou um mecanismo semelhante a um conjunto de catracas capazes de transferir a rotação para os vórtices vizinhos. Para que a transferência de movimento de um vórtice a outro fosse possível, Maxwell supôs que o éter seria rígido, com vórtices em rotação e teria uma camada de pequenas partículas esféricas (“idle wheels”) capazes de rolar entre os vórtices e com isso transmitir o movimento entre os vórtices vizinhos, como mostrado na figura.

      Seguindo a tendência de usar analogias, Maxwell passou a relacionar as grandezas mecânicas existentes no movimento destes vórtices com as grandezas eletromagnéticas. Interpretou a força tangencial das partículas como análoga ao campo elétrico; o momento angular do vórtice como análogo à intensidade do campo magnético; e o movimento das partículas como análogo à corrente elétrica.