ДЖЕЙМС КЛЕРК МАКСВЕЛЛ: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД В НАУКУ - КУЛЬТУРНЫЙ СЛОВАРЬ - 2024

Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) был ученым шотландского происхождения, который специализировался в области математической физики и чей вклад отмечен до и после в истории этой науки.

Считается одним из самых важных ученых в истории, он был признан особенно за формулировку теории электромагнитного излучения. Его идея заложила фундамент, на котором построено известное сегодня радио.

Неизвестный фотограф. Смитсоновский институт из США, через Wikimedia Commons

Кроме того, этот физик также разработал теории о причине устойчивости колец Сатурна, одной из планет солнечной системы; Он работал с кинетикой газов и, как известно, был первым человеком, напечатавшим цветную фотографию.

Открытия Клерка Максвелла помогли заложить фундамент современной физики. Многие специалисты в этой области считают его самым влиятельным ученым 19 века в области физики 20 века.

Вклад, который он внес в научную область, считается таким же важным, как и вклад Исаака Ньютона и Альберта Эйнштейна.

биография

Ранние года

Джеймс Клерк Максвелл родился 13 июня 1831 года в Эдинбурге, Шотландия, в семье среднего класса. Он был единственным ребенком в паре, поженившейся в конце жизни; его мать родила его в 40 лет.

Его отец, Джон Клерк Максвелл из Миддлби, известный юрист, унаследовал свою фамилию от важной семьи того времени. Фамилия Джеймса была синонимом шотландского высшего общества. Фрэнсис Кей звали его мать, женщину, которая принадлежала к семье, занимавшей высокое положение в обществе того времени.

Вскоре после рождения клерка семья переехала в загородный дом под названием Glenlair House, расположенный в деревне и округе Миддлби.

Первые исследования

Когда Максвеллу было примерно восемь лет, в 1839 году, его мать скончалась от рака брюшной полости. После мероприятия Клерк начал получать уроки от наставника, который утверждал, что у молодого человека были проблемы с обучением из-за того, что ему требовалось много времени, чтобы запомнить информацию.

Однако клерк Максвелл проявил большое любопытство в раннем возрасте и замечательную способность изучать новые идеи. Вскоре после того, как он начал посещать частные уроки, его тетя отправила его в школу при Эдинбургской академии в 1841 году, где он подружился с людьми, которые сформировали его будущее.

Несмотря на его поразительное любопытство к учебе, программа обучения, которую он получил в школе, его не интересовала. По этой причине он начал склоняться к науке до такой степени, что опубликовал свою первую статью, касающуюся этой области, когда ему было всего 14 лет.

В эссе Клерк Максвелл описал серию овальных кривых, которые можно было провести булавками и нитками по аналогии с эллипсом. Его интерес к геометрии и механическим моделям сохранялся на протяжении всей его студенческой жизни и помогал ему в то время, когда он был исследователем.

Высшее образование

В 16 лет Джеймс Клерк Максвелл начал учиться в Эдинбургском университете, одном из самых важных в Шотландии. За время пребывания в этом учреждении он опубликовал две собственные научные статьи.

Кроме того, физик посвятил несколько часов учебе в дополнение к тем, которые он получил в университете. Он приехал, чтобы экспериментировать с импровизацией химических, электрических и магнитных устройств внутри дома, в котором он жил.

Часть этих практик помогла ему открыть фотоупругость (средство, определяющее распределение напряжения в физических структурах).

В 1850 году, когда физику было около 19 лет, он поступил в Кембриджский университет, и его интеллектуальные способности начали признаваться. В Кембриджском институте у него был Уильям Хопкинс в качестве профессора математики, который считал Максвелла одним из своих самых важных учеников.

Через четыре года после начала учебы в этом институте, в 1854 году, он был удостоен премии Смита. Этой престижной награды он получил за работу над оригинальным научным исследованием.

Кроме того, он был выбран для получения стипендии, от которой он отказался вернуться в Шотландию, чтобы заботиться о своем отце, который находился в тяжелом состоянии здоровья.

Личная потеря и брак

В 1856 году он был назначен профессором естественной философии в Маришальском колледже, но его отец умер до его назначения, что означало для физика значительную потерю из-за крепких связей, которые связывали его с отцом.

Ученый был примерно на 15 лет моложе других профессоров, преподававших в Colegio Marischal; однако это не было препятствием для его создания твердой приверженности занимаемой должности. Он с энтузиазмом разрабатывал новые учебные программы и планировал конференции со студентами.

Два года спустя, в 1858 году, он женился на Кэтрин Мэри Дьюар, дочери директора Маришальского колледжа. У них никогда не было детей вместе. Спустя годы он был назначен профессором естественной философии в Королевском колледже в Лондоне, Англия.

Достижения в профессиональной сфере

Следующие пять лет были самыми позитивными в его карьере благодаря достигнутым им научным достижениям. За это время он опубликовал две статьи, посвященные электромагнитному полю, и провел демонстрацию цветной фотографии.

Кроме того, он также проводил теоретические и экспериментальные работы по вязкости газов. Важность, которую он приобрел в научной области, сделала его достойным члена Королевского научного общества в 1861 году.

С другой стороны, он отвечал за экспериментальное определение электрических единиц для Британской ассоциации. Его вклад в области науки привел к созданию Национальной физической лаборатории.

Он также внес важный вклад в теории скорости света, благодаря измерению пропорции электромагнитных и электростатических единиц электричества.

Вклад в науку

В 1865 году физик уволился с работы в Королевском колледже и переехал в свое поместье в Гленлере. Он совершил несколько поездок в Лондон и Италию, а через несколько лет начал писать трактат по электричеству и магнетизму.

Исследовательская работа

Исследования Максвелла по электромагнетизму имели такое значение, что ученый стал считаться одним из самых важных в истории.

В «Трактате об электричестве и магнетизме», опубликованном в 1873 году, его главной целью было преобразование физических идей Майкла Фарадея в математическую формулу. Он попытался понятным образом проиллюстрировать идеи Фарадея.

Исследования, которые он проводил в отношении этого закона, позволили ученому сделать важные открытия в области физики, что касается соответствующей информации о скорости света.

В 1871 году ученого выбрали профессором на новой кафедре, открытой в Кембридже. Следуя этому предложению, он начал проектировать Кавендишскую лабораторию и руководил ее строительством. Несмотря на то, что у него было несколько учеников, у него была группа известных ученых того времени.

Смерть

Спустя восемь лет, в 1879 году, Максвелл несколько раз стал болеть. Вскоре после того, как он вернулся в Гленлер; однако его здоровье не улучшилось.

Ученый скончался 5 ноября 1879 года после непродолжительной болезни. Его похороны не имели публичных почестей; Похоронен на небольшом кладбище, расположенном в Шотландии.

Вклад в науку

электромагнетизм

Исследования, которые Максвелл провел по закону индукции Фарадея, в котором говорилось, что магнитное поле может переходить в электромагнитное, позволили ему сделать важные открытия в этой области науки.

Пытаясь проиллюстрировать этот закон, ученому удалось построить механическую модель, которая привела к «току смещения», который мог быть основой для поперечных волн.

Физик произвел расчет скорости этих волн и обнаружил, что они очень близки к скорости света. Это привело к теории, предполагающей, что электромагнитные волны могут генерироваться в лаборатории, что было продемонстрировано много лет спустя ученым Генрихом Герцем.

Это исследование Максвелла позволило создать то радио, которое мы знаем сегодня.

Факты о кольцах Сатурна

В юности ученого первоочередное внимание уделялось объяснению того, почему кольца Сатурна постоянно вращаются вокруг планеты.

Исследования Максвелла привели к эссе «Об устойчивости движения колец Сатурна». За разработку этого эссе Максвелл получил научную премию.

Работа пришла к выводу, что кольца Сатурна должны состоять из материальных масс, не связанных друг с другом. Работа была отмечена за важный вклад в науку.

Выводы Максвелла по этому поводу были подтверждены более 100 лет спустя, в 1980 году, космическим зондом, направленным к планете. Зонд - это знаменитый "Вояджер", присланный НАСА.

Исследование кинетической теории газов.

Максвелл был первым ученым, применившим методы вероятности и статистики для описания свойств набора молекул, поэтому он смог показать, что скорости молекул газа должны иметь статистическое распределение.

Его распределение вскоре стало известно как закон распределения Максвелла-Больцмана. Кроме того, физик исследовал свойства, которые позволяют транспортировать газ, в зависимости от изменений температуры и давления, от его вязкости, теплопроводности и диффузии.

Цветовое зрение

Как и другие ученые того времени, Максвелл проявлял заметный интерес к психологии, особенно к цветовому зрению.

В течение примерно 17 лет, между 1855 и 1872 годами, он опубликовал серию проведенных им исследований восприятия цвета, неспособности видеть цвета и теорий об этой области. Благодаря им он получил медаль за одно из своих эссе «К теории цветового зрения».

Исследования некоторых соответствующих ученых, таких как Исаак Ньютон и Томас Янг, послужили основой для проведения исследований, связанных с этим предметом. Однако особый интерес физика интересовало восприятие цвета в фотографии.

Проведя психологическую работу по восприятию цвета, он определил, что, если сумма трех источников света может воспроизводить любой цвет, воспринимаемый людьми, цветные фотографии могут быть получены с использованием специальных фильтров для этого.

Максвелл предположил, что если фотография была сделана в черно-белом режиме с использованием красного, зеленого и синего фильтров, прозрачные отпечатки изображений можно было проецировать на экран с помощью трех защитных пленок, оснащенных аналогичными фильтрами.

Результат эксперимента по цветовому зрению

В тот момент, когда Мавелл наложил изображение на экран, он понял, что человеческий глаз будет воспринимать результат как полное воспроизведение всех цветов, присутствующих в сцене.

Спустя годы, в 1861 году, во время конференции в Королевском институте по теории цвета ученый представил первую в мире демонстрацию использования цвета в фотографии. Он использовал результаты своего анализа для обоснования своих идей.

Однако результаты эксперимента оказались не такими, как ожидалось, из-за разницы в пигментации между фильтрами, используемыми для добавления цвета.

Несмотря на то, что он не достиг желаемых результатов, его исследования использования цвета в фотографии послужили основой для рождения цветной фотографии несколько лет спустя.

Ссылки

1. Джеймс Клерк Максвелл, Редакторы Британской энциклопедии, (2018). Взято с britannica.com
2. Джеймс Клерк Максвелл, Портал известных ученых, (nd). Взято с сайта famousscientists.org.
3. Джеймс Клерк Максвелл, Неоткрытый Шотландский Портал, (nd). Взято с сайта uniscoveredscotland.co.uk
4. Джеймс Клерк Максвелл, английский портал Википедии, (nd). Взято с en.wikipedia.org
5. Кем был Джеймс Клерк Максвелл, Portal The Maxwell в Glenlair Trust, (nd). Взято с org.uk