James Clerk Maxwell elulugu ja panus teadusse

James Clerk Maxwell (1831–1879) oli Šoti päritolu teadlane, kes oli spetsialiseerunud matemaatilise füüsika valdkonnale ja kelle panused tähistasid enne ja pärast selle teaduse ajalugu..

Seda, mida peetakse üheks kõige olulisemaks teadlaseks, on tunnistatud eriti elektromagnetilise kiirguse teooria kujundamiseks. Tema idee pani aluse, millele täna tuntud raadio on ehitatud.

Lisaks arendas see füüsik ka teooriaid Saturna rõngaste stabiilsuse kohta, mis on üks Päikesesüsteemi planeete; ta töötas koos gaaside kineetikaga ja on teadaolevalt esimene isik, kes värvifoto printis.

Clerk Maxwelli avastused aitasid kaasa tuua kaasaegse füüsika teed. Paljud piirkonna eksperdid peavad teda 19. sajandi teadlaseks, kellel oli suurim mõju 20. sajandi füüsika valdkonnas..

Teadusvaldkonnas tehtud panuseid peetakse sama tähtsaks kui Isaac Newton ja Albert Einstein.

Indeks

• 1 Biograafia
  • 1.1 Esimesed aastad
  • 1.2 Esimesed uuringud
  • 1.3 Kõrgharidus
  • 1.4 Isikukaotus ja abielu
  • 1.5 Edusammud erialal
• 2 Teaduse panus
  • 2.1 Uuringud
  • 2.2 Surm
• 3 Teaduse panus
  • 3.1 Elektromagnetism
  • 3.2 Saturni rõngaste andmed
  • 3.3 Gaaside kineetilise teooria uurimine
  • 3.4 Värvinägemine
• 4 Viited

Biograafia

Esimesed aastad

James Clerk Maxwell sündis 13. juunil 1831 Šotimaal Edinburghis keskklassi perekonda. Ta oli ainus lapse paar, kes abiellus vanemas eas; tema emal oli ta 40-aastasena.

Tema isa, John Clerk Maxwell of Middlebie, silmapaistev advokaat, päris oma perekonnanime aja olulisest perekonnast. James'i perekonnanimi oli sünonüüm Šoti kõrgühiskonnaga. Frances Cay oli tema ema, naise nimi, kes kuulus ajastu ühiskonnas kõrgele positsioonile.

Vahetult pärast sekretäri sündi kolis pere perekonda Glenlair House, mis asus Middlebie külas ja vallas.

Esimesed uuringud

Kui Maxwell oli umbes kaheksa aastat vana, siis 1839. aastal suri tema ema pärast kõhuvähi all kannatamist. Pärast sündmust alustas sekretär klasside vastuvõtmist juhendajalt, kes väitis, et noortel oli probleeme õppimisega, mis oli tingitud sellest, kui palju aega ta teabe meelde jätmiseks võttis..

Kuid Clerk Maxwell näitas suurt uudishimu juba varases eas ja märkimisväärset võimet uusi ideid õppida. Varsti pärast eraklasside nägemist saatis tema tädi talle 1841. aastal Edinburghi akadeemias kooli, kus ta sõpradega sõpradega, kes tähistasid tema tulevikku.

Vaatamata oma tähelepanuväärsele uudishimule õppida, polnud koolis saadud õppekava teda huvitanud. Sel põhjusel hakkas ta teaduse poole liikuma, nii et ta avaldas isegi oma esimese artikli selle valdkonnaga, kui ta oli ainult 14-aastane..

Kirjas kirjeldas Clerk Maxwell rida ovaalseid kõveraid, mida oleks võimalik tõmmata analoogiliselt nööpide ja keermetega, ellipsi abil. Tema huvi geomeetria ja mehaaniliste mudelite vastu jätkus kogu õpilase elu jooksul ja aitas tal uurijana.

Kõrgharidus

16-aastaselt alustas James Clerk Maxwell õpinguid Edinburghi ülikoolis, mis on üks olulisemaid Šotimaal. Selle aja jooksul, mil ta selles institutsioonis viibis, avaldas ta kaks autoriõiguse teadusartiklit.

Lisaks pühendas füüsik mitu tundi lisauuringuid ülikoolis saadud isikutele. Ta tuli katsetama keemiliste, elektriliste ja magnetiliste seadmete improvisatsiooni maja sees, kus ta elas.

Osa nendest tavadest avastas fotoelastsuse (tähendab, mis määrab stressi jaotumise struktuuris).

1850. aastal, kui füüsik oli umbes 19-aastane, astus ta Cambridge'i ülikooli ja tema intellektuaalsed võimed hakkasid tunnustama. Cambridge'i institutsioonis oli matemaatika professor William Hopkins, kes pidas Maxwelli üheks oma kõige olulisemaks õpilaseks.

Neli aastat pärast selle asutuse õpingute algust anti talle 1854. aastal Smithi auhind. See prestiižne auhind anti talle esialgse teadusliku uurimuse essee eest.

Lisaks valiti ta selleks, et saada stipendium, võimalus, mida ta keeldus Šotimaale tagasi pöörduma, et hoolitseda oma isa eest, kelle tervislik olukord oli ebakindel..

Isikukaotus ja abielu

1856. aastal nimetati ta Marischali Kolledži loodusfilosoofia professoriks, kuid tema isa suri enne ametisse nimetamist, mis tähendas füüsikule olulist kahju, mis oli seotud tema isaga seotud tugevate sidemetega..

Teadlane oli umbes 15 aastat noorem kui teised õpetajad, kes õpetasid Marischali kolledžis; See ei olnud aga takistuseks tugeva pühendumuse saavutamisele tema võetud seisukohale. Ta töötas õpilastega välja uusi õppekavasid ja loenguid.

Kaks aastat hiljem, 1858, abiellus ta Marischali kolledži direktori tütar Katherine Mary Dewariga. Neil polnud kunagi lapsi koos. Aastaid hiljem nimetati ta King's College Londonis Inglismaal loodusfilosoofia professoriks.

Edu kutsealal

Järgmised viis aastat olid oma karjääri kõige positiivsemad tänu saavutatud teaduslikele saavutustele. Selle aja jooksul avaldas ta kaks artiklit, mis käsitlesid elektromagnetvälja teemat ja tegid värvifotograafia demonstratsiooni.

Lisaks tegi ta teoreetilise ja eksperimentaalse töö gaaside viskoossuse kohta. Teadusvaldkonnas omandatud tähtsus pani teda vääriliselt 1861. aastal Kuningliku Teadusühingu liikmeks.

Teisest küljest vastutas ta Briti Assotsiatsiooni elektriliste üksuste eksperimentaalse määramise järelevalve eest. Tema panus teaduse valdkonnas viis riikliku füüsika laborisse.

Tänu elektromagnetiliste ja elektrostaatiliste elektriseadmete osakaalu mõõtmisele andis ta olulise panuse valguse kiiruse teooriatesse..

Toetused teadusele

1865. aastal lõpetas füüsik King's College'ist oma töö Glenlairi pärandisse. Ta tegi mitu reisi Londonisse ja Itaaliasse ning paar aastat hiljem hakkas ta kirjutama elektrit ja magnetismi käsitlevat trükist.

Uuringud

Maxwelli uuring elektromagnetismi kohta oli nii oluline, et teadlast hakati pidama üheks kõige olulisemaks ajaloos.

In Lepingut elektri ja magnetismi kohta, mis avaldati 1873. aastal, oli peamine eesmärk Michael Faraday füüsiliste ideede muutmine matemaatiliseks valemiks. Ta püüdis selgesti mõista Faraday ideid.

Uurimised, mida ta selle seadusega seoses teostas, võimaldasid teadlasel teha olulisi avastusi füüsika valdkonnas, kuivõrd see puudutab vastavat teavet kiiruse kiiruse kohta.

Teadlane valiti välja aastal 1871, nii et ta avaldas Cambridge'is avatud uue tooli professorina. Pärast seda ettepanekut hakkas ta kavandama Cavendishi laboratooriumi ja jälgis selle ehitamist. Vaatamata sellele, et tal oli vähe õpilasi, oli tal ajal tuntud teadlasi.

Surm

Kaheksa aastat hiljem, 1879. aastal, hakkas Maxwell haigusi mitu korda kannatama. Varsti pärast Glenlairile naasmist; siiski ei paranenud tema tervis.

Teadlane suri 5. novembril 1879 pärast lühikest haigust. Tema matmisel ei olnud avalikke auhindu; maeti väikesesse Šotimaal asuvasse kalmistusse.

Toetused teadusele

Elektromagnetism

Uuringud, mida Maxwell mõistis Faraday indutseerimise seadusest, mis tõi kaasa magnetvälja muutumise üheks elektromagnetiliseks, võimaldas sellel teaduslikul tasandil avastada olulisi avastusi.

Püüdes seda seadust illustreerida, saavutas teadlane mehhaanilise mudeli konstruktsiooni, mis tõi kaasa nihke voolu, mis võib olla põiklainete alus..

Füüsik tegi arvutused nende lainete kiiruse kohta ja avastas, et nad olid valguse kiirusele väga lähedased. See tõi kaasa teooria, mis viitas sellele, et laboris võib tekitada elektromagnetilisi laineid, mida teadlane Heinrich Hertz tõestas aastaid hiljem..

See Maxwelli läbiviidud uuring lubas, et aastate jooksul on võimalik luua tänapäeval tuntud raadio.

Faktid Saturni rõngastest

Teadlaste noorte ajal peeti esmatähtsaks seletada, miks Saturni rõngad pidid kogu planeedi suhtes järjekindlalt ketrama.

Maxwelli uuringu tulemuseks oli uuringu õigus Saturni rõngaste liikumise stabiilsusest. Selle essee väljatöötamine tegi Maxwelli väärtuslikuks auhinnaks.

Teos jõudis järeldusele, et Saturni rõngad peavad olema moodustatud masside massist, mis ei olnud omavahel seotud. Uuring pälvis olulise panuse teadustegevusse.

Maxwelli järeldused selle teema kohta kontrolliti rohkem kui 100 aastat hiljem, 1980. aastal, planeedile saadetud kosmosesondiga. Sond on tunnustatud Voyager, NASA saadetud.

Gaaside kineetilise teooria uurimine

Maxwell oli esimene teadlane, kes rakendas molekulide kogumi kirjeldamiseks tõenäosuse ja statistika meetodeid, et ta saaks näidata, et gaasi molekulide kiirustel peab olema statistiline jaotus.

Selle levik oli teada alles pärast Maxwell-Boltzmanni levitamise seadust. Lisaks uuris füüsik omadusi, mis võimaldavad gaasi transportimist, tuginedes temperatuuri ja viskoossuse, soojusjuhtivuse ja difusiooni rõhu muutustele..

Värviline nägemine

Nagu ka teised ajakirjanikud, oli Maxwellil märkimisväärne huvi psühholoogia vastu, eriti värvi nägemuses.

Umbes 17 aastat, aastatel 1855–1872, avaldas ta mitmeid uuringuid, mida ta tegi värvi tajumise kohta, võimetust näha selle piirkonna värve ja teooriaid. Tänu neile sai ta ühe tema esseesid omava medali Värvinägemise teooriast.

Mõnede oluliste teadlaste, näiteks Isaac Newtoni ja Thomas Youngi uurimised olid aluseks uuringuga seotud teemadel. Füüsikul oli aga eriline huvi värvi taju kohta fotograafias.

Pärast psühholoogilist tööd värvi tajumise osas otsustas ta, et kui kolme valguse summa võib reprodutseerida inimese poolt tajutavat värvi, saab selle saavutamiseks kasutada spetsiaalseid filtreid kasutades värvifotosid..

Maxwell tegi ettepaneku, et kui foto on tehtud mustvalgena punaste, roheliste ja siniste filtritega, võib kujutiste läbipaistvaid kuvamisi projitseerida ekraanile, kasutades kolme sarnase filtriga varustatud kaitsjat..

Värvinägemise katse tulemus

Hetk, mil Mawell ekraani kujutise asetas, mõistis ta, et inimtund näeb tulemust kui kogu stseenil olevate värvide täielikku reprodutseerimist.

Aastaid hiljem, 1861. aastal, esitles teadlane värvi teooria kohta Royal Intitutionis loengut maailma esimesel meelelahutusel värvi kasutamise kohta fotograafias. Ta kasutas oma analüüsi tulemusi oma ideede põhjendamiseks.

Kuid katse tulemused ei olnud oodatud, sest värvi lisamiseks kasutatud filtrite vahel oli erinev pigmentatsioon.

Vaatamata sellele, et ta ei saavutanud soovitud tulemusi, oli tema värvifotograafiat käsitlev uurimus aluseks värvifotograafia tekkele mõne aasta pärast..

Viited

1. James Clerk Maxwell, Encyclopedia Britannica kirjastajad (2018). Britannica.com-lt
2. James Clerk Maxwell, Portal Famous Scientist, (n.d.). Võetud kuulsalt teadlastelt.org
3. James Clerk Maxwell, portaal avastamata Šotimaa, (n.d.). Võetud uniscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, portaali Wikipedia inglise keeles, (n.d.). Võetud en.wikipedia.org
5. Kes oli James Clerk Maxwell, portaal Maxwell Glenlair Trustis (n.d.). Võetud org.uk