Biografija Jamesa Clerka Maxwella in prispevki k znanosti



James Clerk Maxwell (1831 - 1879) je bil znanstvenik škotskega izvora, ki se je specializiral na področju matematične fizike in katerega prispevki so bili v zgodovini te znanosti označeni pred in po njej..

Šteje se, da je eden od najpomembnejših znanstvenikov, ki je imel zapis, priznan predvsem za oblikovanje teorije elektromagnetnega sevanja. Njegova ideja je postavila temelje, na katerih je zgrajen radio, ki je danes znan.

Poleg tega je ta fizik razvil teorije o vzroku za stabilnost Saturnovih obročev, enega od planetov sončnega sistema; delal je s kinetiko plinov in je znano, da je prva oseba, ki je natisnila barvno fotografijo.

Odkritja uradnika Maxwella so prispevala k postavitvi temeljev, ki so se umaknili sodobni fiziki. Mnogi strokovnjaki na tem področju menijo, da je znanstvenik iz 19. stoletja, ki je imel največji vpliv na področju fizike dvajsetega stoletja..

Prispevki, ki jih je podal na znanstvenem področju, se obravnavajo z enako pomembnostjo kot prispevki Isaaca Newtona in Alberta Einsteina.

Indeks

  • 1 Življenjepis
    • 1.1 Prva leta
    • 1.2 Prva študija
    • 1.3 Visokošolsko izobraževanje
    • 1.4 Osebna izguba in poroka
    • 1.5 Napredek na strokovnem področju
  • 2 Prispevki k znanosti
    • 2.1 Preiskave
    • 2.2 Smrt
  • 3 Prispevki k znanosti
    • 3.1 Elektromagnetizem
    • 3.2 Podatki o Saturnovih obročkih
    • 3.3 Raziskava kinetične teorije plinov
    • 3.4 Barvna vizija
  • 4 Reference

Biografija

Prva leta

James Clerk Maxwell se je rodil 13. junija 1831 v Edinburgu na Škotskem v družini srednjega razreda. Bil je edini otrok v paru, ki se je poročil v višji starosti; njegova mama ga je imela pri 40 letih.

Njegov oče, John Clerk Maxwell iz Middlebieja, ugledni odvetnik, je podedoval svoje družinsko ime iz pomembne tedanje družine. Jamesov priimek je bil sinonim za škotsko visoko družbo. Frances Cay je bila ime njene matere, ženske, ki je pripadala družini z visokim položajem v družbi tistega časa.

Kmalu po rojstvu uradnika se je družina preselila v kočo Glenlair House, ki je bila v vasi Middlebie in v župniji..

Prve študije

Ko je bil Maxwell star približno osem let, je leta 1839 njegova mati umrla, potem ko je trpela zaradi abdominalnega raka. Po dogodku je uradnik začel poučevati mentorja, ki je trdil, da ima mladenič težave pri učenju zaradi časa, ki ga je potreboval, da si zapomni podatke.

Vendar je Clerk Maxwell že v zgodnjem otroštvu pokazal veliko radovednosti in izjemno sposobnost učenja novih idej. Kmalu po tem, ko je začela obiskovati zasebne razrede, ga je njegova teta leta 1841 poslala na šolo na Edinburgh Academy, kjer se je spoprijateljil z ljudmi, ki so označili njegovo prihodnost..

Kljub izjemni radovednosti se je študijski program, ki ga je prejel v šoli, ne zanima. Zato se je začel nagibati k znanosti, do te mere, da je objavil svoj prvi članek, povezan s tem področjem, ko je bil star samo 14 let..

V eseju je Clerk Maxwell opisal vrsto ovalnih krivulj, ki bi jih lahko po analogiji potegnili z zatiči in nitmi. Njegovo zanimanje za geometrijo in mehanske modele se je nadaljevalo vse življenje kot študent in mu pomagal v času njegovega raziskovanja.

Visokošolsko izobraževanje

V starosti 16 let je James Clerk Maxwell začel študij na Univerzi v Edinburgu, ki je ena najpomembnejših na Škotskem. V času, ko je ostal v tej ustanovi, je objavil dva znanstvena članka iz lastnega avtorstva.

Poleg tega je fizik posvetil več ur dodatne študije tistim, ki jih je prejel na univerzi. Prišel je eksperimentirati z improvizacijo kemičnih, električnih in magnetnih naprav v hiši, kjer je živel.

Del teh praks je služil odkrivanju fotoelastičnosti (sredstvo, ki določa porazdelitev stresa v fizičnih strukturah)..

Leta 1850, ko je bil fizik star približno 19 let, je vstopil na Univerzo v Cambridgeu in njegove intelektualne sposobnosti so postale prepoznavne. V instituciji Cambridge je imel kot profesor matematike William Hopkins, ki je Maxwella obravnaval kot enega njegovih najpomembnejših študentov.

Štiri leta po začetku študija na tej ustanovi, leta 1854, je prejel Smithovo nagrado. Ta prestižna nagrada mu je bila podeljena za vodenje eseja o izvirni znanstveni raziskavi.

Poleg tega je bil izbran za pridobitev štipendije, priložnost, ki jo ni hotel vrniti na Škotsko, da bi skrbel za svojega očeta, ki je bil v negotovem zdravstvenem stanju..

Osebna izguba in poroka

Leta 1856 je bil imenovan za profesorja naravoslovne filozofije na Marischal College, vendar je njegov oče umrl pred imenovanjem, kar je fiziki pomenilo pomembno izgubo zaradi močnih vezi, ki so ga povezovale z očetom..

Znanstvenik je bil približno 15 let mlajši od drugih učiteljev, ki so poučevali na Marischal College; Vendar to ni bila ovira za ustvarjanje močne zavezanosti stališču, ki ga je prevzel. Z študenti je razvil nove študijske programe in programska predavanja.

Dve leti kasneje, leta 1858, se je poročil s Katherine Mary Dewar, hčerko direktorja Marischal College. Nikoli niso imeli otrok skupaj. Leta kasneje je bil imenovan za profesorja naravoslovne filozofije na King's College London v Angliji.

Napredek na strokovnem področju

Naslednjih pet let je bilo kar najbolj pozitivno v njegovi karieri, zahvaljujoč znanstvenim dosežkom, ki jih je dosegel. V tem času je objavil dva članka, ki sta obravnavala temo elektromagnetnega polja in predstavila barvno fotografijo.

Poleg tega je opravil tudi teoretično in eksperimentalno delo o viskoznosti plinov. Pomen, ki ga je pridobil na znanstvenem področju, ga je zaslužil, da je bil leta 1861 član Kraljevega znanstvenega društva.

Po drugi strani pa je bil zadolžen za nadzor nad eksperimentalnim določanjem električnih enot za britansko združenje. S svojimi prispevki na področju znanosti je nastal nacionalni laboratorij za fiziko.

Prav tako je pomembno prispeval k teorijam o hitrosti svetlobe, zahvaljujoč merjenju deleža elektromagnetnih in elektrostatičnih enot električne energije..

Prispevki k znanosti

Leta 1865 je fizik zapustil službo na King's Collegeu, da bi se upokojil na njegovo premoženje Glenlair. Večkrat je potoval v London in Italijo, nekaj let kasneje pa je začel pisati razpravo o elektriki in magnetizmu.

Preiskave

Maxwellove raziskave elektromagnetizma so bile tako pomembne, da se je znanstvenik začel šteti za enega najpomembnejših v zgodovini.

V Pogodba o električni energiji in magnetizmu, ki je bil objavljen leta 1873, je bil glavni cilj pretvorba fizičnih idej Michaela Faradaya v matematično formulo. Poskušal je razumljivo predstaviti Faradayeve ideje.

Raziskave, ki jih je opravil v zvezi s tem zakonom, so znanstveniku omogočile pomembna odkritja na področju fizike, kar zadeva ustrezne informacije o hitrosti svetlobe..

Znanstvenik je bil izbran leta 1871, tako da je kot profesor delal v novem stolu, ki je bil odprt v Cambridgeu. Po tem predlogu je začel oblikovati laboratorij Cavendish in nadzoroval njegovo gradnjo. Kljub temu, da je imel le malo študentov, je imel takratno skupino priznanih znanstvenikov.

Smrt

Osem let pozneje, leta 1879, je Maxwell večkrat začel trpeti za boleznimi. Kmalu po vrnitvi v Glenlair; vendar se njegovo zdravje ni izboljšalo.

Znanstvenik je umrl 5. novembra 1879 po kratki bolezni. Njegov pokop ni imel javnih čast; je bila pokopana na majhnem pokopališču na Škotskem.

Prispevki k znanosti

Elektromagnetizem

Študije, ki jih je Maxwell spoznal na zakonu indukcije Faradaya, ki je vzbudil, da se magnetno polje lahko spremeni v eno elektromagnetno, so omogočile, da je v tem znanstvenem obsegu uresničila pomembna odkritja.

Ko je poskušal ilustrirati ta zakon, je znanstvenik dosegel konstrukcijo mehanskega modela, ki je povzročil "izpodrivni tok", ki je lahko osnova za prečne valove..

Fizik je izračunal hitrost teh valov in ugotovil, da so zelo blizu hitrosti svetlobe. To je privedlo do teorije, ki je predlagala, da se elektromagnetni valovi lahko generirajo v laboratoriju, kar so leta kasneje dokazali znanstvenik Heinrich Hertz..

Ta študija, ki jo je izvedel Maxwell, je dopuščala, da bi lahko v preteklih letih ustvarili radio, ki ga poznamo danes.

Dejstva o Saturnovih obročkih

Med mladostjo znanstvenika je bila prednost dana razlagi, zakaj so se Saturnovi obroči koherentno vrteli okoli planeta.

Raziskava Maxwella je privedla do sojenja O stabilnosti gibanja Saturnovih obročev. Z razvojem tega eseja je bil Maxwell vreden znanstvene nagrade.

Delo je zaključilo, da morajo obroči Saturna tvoriti mase snovi, ki niso med seboj povezane. Študija je bila podeljena za pomemben prispevek znanosti.

Maxwellovi sklepi na to temo so bili preverjeni več kot 100 let kasneje, leta 1980, s pomočjo vesoljske sonde, poslane na planet. Sonda je prepoznavna Voyager, poslal NASA.

Preučevanje kinetične teorije plinov

Maxwell je bil prvi znanstvenik, ki je uporabil metode verjetnosti in statistike, da bi opisal lastnosti niza molekul, tako da je lahko pokazal, da morajo imeti hitrost molekul plina statistično porazdelitev..

Njegova porazdelitev je bila kmalu znana kot zakon o distribuciji Maxwell-Boltzmanna. Poleg tega je fizik raziskoval lastnosti, ki omogočajo transport plina na podlagi sprememb temperature in pritiska na viskoznost, toplotno prevodnost in difuzijo..

Barvna vizija

Podobno kot drugi znanstveniki tega časa je imel Maxwell izjemno zanimanje za psihologijo, zlasti v barvni viziji.

Približno 17 let, med letoma 1855 in 1872, je objavil vrsto raziskav o dojemanju barve, nezmožnosti videti barve in teorije o tem področju. Zahvaljujoč njim je prejel medaljo za enega od svojih esejev z naslovom O teoriji barvnega vida.

Raziskave nekaterih pomembnih znanstvenikov, kot so Isaac Newton in Thomas Young, so služile kot osnova za izvajanje raziskav v zvezi s tematiko. Vendar pa je imel fizik posebno zanimanje za dojemanje barve v fotografiji.

Potem ko je opravil psihološko delo o zaznavanju barve, je ugotovil, da se lahko barvne fotografije izdelajo s posebnimi filtri, da se dosežejo, če bi vsota treh luči lahko reproducirala katero koli barvo, ki jo človek zazna..

Maxwell je predlagal, da se lahko, če je bila fotografija posneta v črno-beli barvi z uporabo rdečih, zelenih in modrih filtrov, prosojni prikazi slik projicirajo na zaslon s tremi zaščitniki, opremljenimi s podobnimi filtri..

Rezultat poskusa barvnega vida

Ko je Mawell prekril sliko na zaslonu, je spoznal, da bo človeško oko rezultat zaznalo kot popolno reprodukcijo vseh barv, ki so bile na sceni..

Leta kasneje, leta 1861, je znanstvenik na predavanju v Kraljevi ustanovi o teoriji barve predstavil prvo predstavitev v svetu o uporabi barve v fotografiji. Rezultate svoje analize je uporabil za utemeljitev svojih idej.

Vendar pa rezultati poskusa niso bili pričakovani zaradi razlike v pigmentaciji med filtri, uporabljenimi za dodajanje barve.

Kljub temu, da ni dosegel želenih rezultatov, je njegova raziskava o uporabi barve v fotografiji nekaj let pozneje služila kot podlaga za barvno fotografijo..

Reference

  1. James Clerk Maxwell, založniki enciklopedije Britannica, (2018). Vzeto iz britannica.com
  2. James Clerk Maxwell, Portal Famous Scientist, (n.d.). Vzeto iz famousscientists.org
  3. James Clerk Maxwell, Portal Neodkrita Škotska, (n.d.). Vzeto iz undiscoveredscotland.co.uk
  4. James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia v angleščini (n.d.). Vzeto iz en.wikipedia.org
  5. Kdo je bil James Clerk Maxwell, Portal Maxwell pri Glenlair Trust, (n.d.). Vzeto iz org.uk