Джеймс Клерк Максвелл біографія і внесок у науку

Джеймс Клерк Максвелл (1831 - 1879) був вченим шотландського походження, який спеціалізувався в області математичної фізики і чиї внески відзначені до і після в історії цієї науки..

Вважається одним з найважливіших вчених, що мав рекорд, визнаний особливо для формулювання теорії електромагнітного випромінювання. Його ідея заклала основи, на яких будується радіо, відоме сьогодні.

Крім того, цей фізик також розробив теорії про причину стійкості кілець Сатурна, однієї з планет Сонячної системи; він працював з кінетикою газів і, як відомо, був першою людиною, яка друкувала кольорову фотографію.

Відкриття Клерка Максвелла сприяло закладенню основ, що поступилися місцем сучасній фізиці. Багато фахівців в області вважають його вченим 19 століття, який мав найбільший вплив у сфері фізики ХХ століття..

Внески, які він зробив у науковій сфері, вважаються такими ж важливими, як і Ісак Ньютон і Альберт Ейнштейн.

Індекс

• 1 Біографія
  • 1.1 Перші роки
  • 1.2 Перші дослідження
  • 1.3 Вища освіта
  • 1.4 Особисті втрати та шлюб
  • 1.5 Досягнення в професійній сфері
• 2 Внески до науки
  • 2.1 Розслідування
  • 2.2 Смерть
• 3 Внески до науки
  • 3.1 Електромагнетизм
  • 3.2 Дані про кільця Сатурна
  • 3.3 Дослідження кінетичної теорії газів
  • 3.4 Кольорове бачення
• 4 Посилання

Біографія

Перші роки

Джеймс Клерк Максвелл народився 13 червня 1831 року в Единбурзі, Шотландія, у сім'ї середнього класу. Він був єдиною дитиною пари, яка вийшла заміж у старшому віці; його мати була у нього у віці 40 років.

Його батько, Джон Clerk Максвелл з Middlebie, видатний юрист, успадкував його прізвище від важливої ​​сім'ї того часу. Прізвище Джеймса було синонімом шотландського вищого суспільства. Френсіс Кей була ім'ям її матері, жінки, яка належала до сім'ї з високою посадою в суспільстві того часу.

Незабаром після народження Клерка, сім'я переїхала в котедж під назвою Glenlair House, який розташовувався в селі Middlebie і волості..

Перші дослідження

Коли Максвеллу було приблизно вісім років, в 1839 році його мати померла після страждання від раку черевної порожнини. Після заходу Клерк почав отримувати заняття від вихователя, який стверджував, що у молодої людини проблеми з навчанням через кількість часу, необхідного йому для запам'ятовування інформації.

Однак Клерк Максвелл виявив велику цікавість ще в ранньому віці і чудову здатність вивчати нові ідеї. Незабаром після того, як почали бачити приватні заняття, його тітка відправила його до школи в Единбурзькій академії в 1841 році, де він подружився з людьми, які позначили його майбутнє.

Незважаючи на чудову цікавість до вивчення, програма навчання, яку він отримав у школі, не зацікавила його. З цієї причини він почав нахилятися до науки, до такої міри, що він навіть опублікував свою першу статтю, пов'язану з цією сферою, коли йому було всього 14 років..

У творі Клерк Максвелл описав ряд овальних кривих, які можна було б намалювати шпильками і нитками за аналогією з еліпсом. Його інтерес до геометрії та механічних моделей продовжувався протягом усього життя студента і допомагав йому під час досліджень.

Вища освіта

У 16 років Джеймс Клерк Максвелл почав навчання в Единбурзькому університеті, одному з найважливіших у Шотландії. За час перебування в цій установі він опублікував дві наукові статті власного авторства.

Крім того, фізик присвятив кілька годин додаткового навчання тим, кого він отримав в університеті. Він прийшов експериментувати з імпровізацією хімічних, електричних і магнітних пристроїв всередині будинку, де він жив.

Частиною цих практик є виявлення фотоеластичності (засоби, що визначають розподіл напружень у фізичних структурах).

У 1850 році, коли фізику було приблизно 19 років, він вступив до Кембриджського університету, і його інтелектуальні здібності стали визнаватися. У інституті Кембриджа був як професор математики Вільям Хопкінс, який вважав Максвелла одним з його найважливіших учнів.

Через чотири роки після навчання в цьому закладі, в 1854 році, він був удостоєний премії Сміта. Ця престижна нагорода отримана за проведення есе про оригінальні наукові дослідження.

Крім того, він був обраний, щоб отримати стипендію, можливість він відмовився повернутися до Шотландії, щоб піклуватися про свого батька, який перебував у ненадійному стані здоров'я..

Особисті втрати і шлюб

У 1856 році він був призначений професором природничої філософії в Marischal коледж, але його батько помер до його призначення, що означало важливу втрату для фізика через сильних зв'язків, які зв'язали його з батьком..

Вчений був на 15 років молодший за інших викладачів, які навчалися в Марішальському коледжі; Проте це не було перешкодою для створення сильної прихильності до позиції, яку він взяв на себе. Він розробив нові навчальні програми та програмні лекції зі студентами.

Через два роки, в 1858 році, він одружився з Кетрін Мері Дьюар, дочкою директора коледжу Марішаль. Вони ніколи не мали дітей разом. Роками пізніше він був призначений професором природничої філософії в Королівському коледжі Лондона, Англія.

Досягнення в професійній сфері

Наступні п'ять років були найбільш позитивними в його кар'єрі завдяки досягнутим науковим досягненням. У цей період він опублікував дві статті, які стосувалися теми електромагнітного поля і зробили демонстрацію кольорової фотографії.

Крім того, він також зробив теоретичну та експериментальну роботу по в'язкості газів. Значення, яке він отримав у науковій області, зробило його гідним бути членом Королівського наукового товариства в 1861 році.

З іншого боку, він відповідав за нагляд за експериментальним визначенням електричних установок для Британської асоціації. Його внески в галузі науки призвели до створення Національної фізичної лабораторії.

Він також вніс важливий внесок у теорії швидкості світла, завдяки вимірюванню частки електромагнітних і електростатичних одиниць електроенергії..

Внески в науку

У 1865 році фізик покинув свою роботу в Королівському коледжі, щоб піти у відставку до свого володіння. Він здійснив кілька поїздок до Лондона та Італії, а через кілька років почав писати трактат про електрику і магнетизм.

Дослідження

Дослідження Максвелла з електромагнетизму було настільки важливим, що вчений став вважатися одним з найважливіших в історії.

У Росії Договір про електрику і магнетизм, яка була опублікована в 1873 році, головною метою було перетворення фізичних ідей Майкла Фарадея на математичну формулу. Він спробував зрозуміло проілюструвати ідеї Фарадея.

Дослідження, проведені цим законом, дозволили вченому зробити важливі відкриття для області фізики, оскільки стосується відповідної інформації про швидкість світла..

Вчений був обраний в 1871 році, так що він проявив себе як професор у новому кріслі, відкритому в Кембриджі. Після цієї пропозиції він почав розробляти лабораторію Кавендіш і керував її будівництвом. Незважаючи на те, що у нього було мало студентів, у нього була група відомих учених того часу.

Смерть

Через вісім років, в 1879 році, Максвелл почав кілька разів страждати від хвороб. Незабаром після повернення до Гленлера; проте, його здоров'я не покращилося.

Вчений помер 5 листопада 1879 року після перенесеної хвороби. Його поховання не мали державних почестей; був похований на невеликому кладовищі, розташованому в Шотландії.

Внески в науку

Електромагнетизм

Дослідження, які Максвелл зрозумів на законі індукції Фарадея, що підняли, що магнітне поле може змінитися на один електромагнітний, дозволили здійснити важливі відкриття в цій науковій області.

Намагаючись зробити ілюстрацію цього закону, вчений досягла побудови механічної моделі, що породила «струм витіснення», який може бути основою поперечних хвиль..

Фізик зробив розрахунок швидкості цих хвиль і виявив, що вони дуже близькі до швидкості світла. Це призвело до теорії, яка припускала, що електромагнітні хвилі можуть генеруватися в лабораторії, яка була продемонстрована роками пізніше вченим Генріхом Герцем.

Це дослідження, проведене Максвелом, дозволило, що протягом багатьох років радіо, яке ми знаємо сьогодні, може бути створене.

Факти про кільця Сатурна

Під час молодості вченого пріоритет був відданий поясненню того, чому кільця Сатурна круто оберталися навколо планети.

Дослідження Максвелла призвели до судового розгляду Про стійкість руху кільця Сатурна. Розробка цього твору зробила Максвелла гідною наукового призу.

У роботі зроблено висновок, що кільця Сатурна повинні бути сформовані масами матерії, які не були пов'язані один з одним. Дослідження було присуджено за важливий внесок у науку.

Висновки Максвелла з цього питання були перевірені більш ніж 100 років по тому, у 1980 році, космічним зондом, який був направлений на планету. Зонд є визнаним Voyager, надіслано НАСА.

Дослідження кінетичної теорії газів

Максвелл був першим вченим, який застосовував методи ймовірностей і статистики для опису властивостей набору молекул, тому він міг продемонструвати, що швидкості молекул газу повинні мати статистичний розподіл..

Його розповсюдження було відомо незабаром після того, як закон розподілу Максвелла-Больцмана. Крім того, фізик досліджував властивості, які дозволяють транспортувати газ на основі зміни температури і тиску на в'язкість, теплопровідність і дифузію..

Колір бачення

Як і інші вчені того часу, Максвелл мав чудовий інтерес до психології, особливо в кольоровому баченні.

Протягом приблизно 17 років, між 1855 і 1872 роками, він опублікував ряд досліджень, які він зробив про сприйняття кольору, про неможливість побачити кольори і теорії про цю область. Завдяки їм він отримав медаль за одне зі своїх творів під назвою Про теорію кольорового зору.

Дослідження деяких важливих вчених, таких як Ісак Ньютон і Томас Янг, слугували основою для проведення досліджень, пов'язаних з даним предметом. Однак фізик мав особливий інтерес до сприйняття кольору у фотографії.

Після психологічної роботи над сприйняттям кольору, він визначив, що, якщо сума трьох світильників може відтворити будь-який колір, відчутний для людини, кольорові фотографії можуть бути зроблені за допомогою спеціальних фільтрів для досягнення цього..

Максвелл запропонував, якщо фотографію було зроблено в чорно-білому кольорі з використанням червоних, зелених і синіх фільтрів, прозорі враження зображень можна проеціювати на екран за допомогою трьох захисників, оснащених аналогічними фільтрами..

Результат експерименту з кольорового зору

У момент, коли Мауел наклав зображення на екран, він зрозумів, що людське око сприйме результат як повне відтворення всіх кольорів, які були на сцені.

Роками пізніше, в 1861 році, під час лекції в Королівському Інституті про теорію кольору, вчений представив першу в світі демонстрацію використання кольору у фотографії. Результати свого аналізу він використав для виправдання своїх ідей.

Однак результати експерименту не були такими, як очікувалося, через різницю в пігментації між фільтрами, що використовуються для додавання кольору.

Незважаючи на те, що він не досяг бажаних результатів, його дослідження використання кольору в фотографії послужило основою для створення кольорової фотографії через кілька років..

Список літератури

1. Джеймс Клерк Максвелл, Видавець Енциклопедії Британіка, (2018). Взяті з britannica.com
2. Джеймс Клерк Максвелл, Портал Відомий учений, (n.d.). Взяті з famousscientists.org
3. Джеймс Клерк Максвелл, портал невідкритої Шотландії (n.d.). Взяті з undiscoveredscotland.co.uk
4. Джеймс Клерк Максвелл, портал Wikipedia англійською мовою (n.d.). Взяті з en.wikipedia.org
5. Хто був Джеймс Клерк Максвелл, Портал Максвелла в Glenlair Trust, (n.d.). Взяті з org.uk