ДЖЕЙМС КЛЕРК МАКСВЕЛЛ: БІОГРАФІЯ ТА ВНЕСОК У НАУКУ - КУЛЬТУРНА ЛЕКСИКА - 2025

Джеймс Клерк Максвелл (1831 - 1879) був вченим шотландського походження, який спеціалізувався в галузі математичної фізики і внесок якого відзначив до і після історії цієї науки.

Вважається одним із найважливіших вчених на записі, його визнали особливо за формулювання теорії електромагнітного випромінювання. Його ідея заклала основу, на якій будується відоме сьогодні радіо.

Невідомий фотограф. Смітсонівська установа із США, через Wikimedia Commons

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 надрукувала кольорову фотографію.

Відкриття Клерк Максвелл допомогли закласти основу сучасної фізики. Багато фахівців у цій галузі вважають його найвпливовішим вченим 19 століття в галузі фізики 20 століття.

Внески, які він зробив у науковій галузі, розглядаються з тим же рівнем важливості, що й внесені Ісааком Ньютоном та Альбертом Ейнштейном.

Біографія

Перші роки

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

Його батько, Джон Клерк Максвелл з Міддбі, відомий юрист, успадкував своє прізвище від важливої ​​тогочасної родини. Прізвище Джеймса було синонімом шотландського високого суспільства. Френсіс Кей звали його матір, жінку, яка належала сім'ї з високим становищем у суспільстві того часу.

Незабаром після народження клерка родина переїхала в заміський будинок під назвою Glenlair House, який знаходився в селі Міддбі і Парафії.

Перші дослідження

Коли Максвелу було приблизно вісім років, у 1839 році його мати померла після перенесеного раку живота. Після події Клерк почав отримувати заняття від репетитора, який стверджував, що у юнака проблеми з навчанням через те, скільки часу йому потрібно було запам'ятати інформацію.

Однак Клерк Максвелл проявив велику цікавість у ранньому віці та неабияку здатність до вивчення нових ідей. Незабаром після того, як він почав бачити приватні уроки, тітка відправила його до школи в Единбурзькій академії в 1841 році, де він подружився з людьми, які формували його майбутнє.

Незважаючи на його неабияку цікавість до навчання, програма навчання, яку він отримав у школі, його не зацікавила. З цієї причини він почав схилятися до науки, до того, що опублікував свою першу статтю, пов’язану з цією областю, коли йому було лише 14 років.

У нарисі Клерк Максвелл описав низку овальних кривих, які можна було простежити шпильками та нитками за аналогією, еліпсом. Його інтерес до геометрії та механічних моделей тривав протягом усього життя ще студентом і допомагав йому ще за часів дослідника.

Вища освіта

У 16-річному віці Джеймс Клерк Максвелл почав навчання в Едінбургському університеті, одному з найважливіших у Шотландії. Протягом періоду часу перебування в цій установі він опублікував дві наукові статті власного авторства.

Крім того, фізик присвятив кілька годин навчання на додаток до тих, які отримав в університеті. Він прийшов експериментувати з імпровізацією хімічних, електричних та магнітних пристроїв всередині будинку, в якому він жив.

Частина цих практик допомогла йому виявити фотопружність (засіб, що визначає розподіл напруги у фізичних структурах).

У 1850 році, коли фізику було приблизно 19 років, він вступив до Кембриджського університету і його інтелектуальні здібності почали визнавати. У Кембриджському закладі у нього був професор математики Вільям Хопкінс, який вважав Максвелла одним із його найважливіших учнів.

Через чотири роки після початку навчання в цьому закладі, в 1854 році, він був удостоєний премії Сміта. Цю престижну нагороду йому дали за есе про оригінальні наукові дослідження.

Крім того, його обрали на стипендію, можливість, яку він відмовився повернути в Шотландію, щоб піклуватися про батька, який опинився у невдалій ситуації зі здоров’ям.

Особисті втрати та шлюб

У 1856 році він був призначений професором природничої філософії в Марішальському коледжі, але батько помер перед призначенням, що означало значну втрату для фізика через міцні зв’язки, що поєднали його з батьком.

Вчений був приблизно на 15 років молодший за інших професорів, які викладали в Колегіо Марішаль; однак це не стало для нього перешкодою для того, щоб викликати тверду прихильність до займаної ним посади. Він з нетерпінням розробляв нові навчальні програми та заплановані конференції зі студентами.

Через два роки, у 1858 році, він одружився з Кетрін Мері Девар, дочкою директора Марішальського коледжу. Вони ніколи не мали дітей разом. Через роки він був призначений професором природної філософії в King's College, Лондон, Англія.

Успіхи в професійній галузі

Наступні п’ять років були найбільш позитивними у його кар’єрі завдяки досягнутим ним наукових досягнень. У цей проміжок часу він опублікував дві статті, які стосувалися теми електромагнітного поля та провели демонстрацію кольорової фотографії.

Крім того, він також проводив теоретичні та експериментальні роботи щодо в'язкості газів. Важливе значення, яке він здобув у науковій галузі, зробило його гідним бути членом Королівського наукового товариства у 1861 році.

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

Він також зробив важливий внесок у теорії швидкості світла, завдяки вимірюванню частки електромагнітних та електростатичних одиниць електрики.

Внески в науку

У 1865 році фізик подав у відставку з роботи в Коледжі Кінга, щоб звільнитися до свого маєтку в Гленлері. Він здійснив багаторазові поїздки до Лондона та Італії, а через кілька років почав писати трактат про електрику та магнетизм.

Дослідження

Дослідження Максвелла щодо електромагнетизму мали таке значення, що вченого стали вважати одним із найважливіших в історії.

У «Трактаті про електрику та магнетизм», який був опублікований у 1873 році, його головною метою було перетворення фізичних ідей Майкла Фарадея в математичну формулу. Він намагався зрозуміло проілюструвати ідеї Фарадея.

Дослідження, які він проводив стосовно цього закону, дозволили вченому зробити важливі відкриття для галузі фізики, що стосується відповідної інформації про швидкість світла.

Вченого було обрано в 1871 р. На посаду професора на новому кафедрі, відкритому в Кембриджі. Слідуючи цій пропозиції, він почав проектувати лабораторію Кавендіш і контролював її будівництво. Незважаючи на те, що під його керівництвом мало студентів, він мав групу відомих вчених того часу.

Смерть

Через вісім років, у 1879 році, Максвелл кілька разів почав хворіти хворобою. Незабаром після повернення до Гленлера; проте стан його здоров'я не покращився.

Вчений помер 5 листопада 1879 року після перенесеної короткої хвороби. Його поховання не мало державних почестей; Його поховали на невеликому кладовищі, розташованому в Шотландії.

Внески в науку

Електромагнетизм

Дослідження, проведені Максвеллом за законом індукції Фарадея, в якому говорилося, що магнітне поле може змінюватися на електромагнітне, дозволили йому зробити важливі відкриття в цій науковій галузі.

Спробувавши проілюструвати цей закон, вченому вдалося побудувати механічну модель, що призвело до «струму переміщення», який може бути основою для поперечних хвиль.

Фізик провів 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, що було продемонстровано роками пізніше вченим Генріхом Герцом.

Це дослідження Максвелла дозволило з роками створити радіо, про яке ми знаємо сьогодні.

Факти про кільця Сатурна

Під час молодості вченого пріоритет був наданий поясненню, чому кільця Сатурна постійно обертаються навколо планети.

Дослідження Максвелла призвели до есе «Стабільність руху кілець Сатурна». Розробка цього нарису отримала Максвелла наукову премію.

Робота дійшла висновку, що кільця Сатурна повинні складатися з маси речовини, яка не пов'язана між собою. Дослідження було нагороджено за важливий внесок у науку, яке воно зробило.

Висновки Максвелла з цього приводу були підтверджені більш ніж через 100 років пізніше, у 1980 році, космічним зондом, направленим на планету. Зонд - відомий Voyager, надісланий НАСА.

Дослідження кінетичної теорії газів

Максвелл був першим вченим, який застосував методи ймовірності та статистику для опису властивостей набору молекул, тому він зміг показати, що швидкості молекул газу повинні мати статистичний розподіл.

Його розповсюдження незабаром стало відомим як закон розподілу Максвелла-Больцмана. Крім того, фізик досліджував властивості, які дозволяють транспортувати газ як функцію зміни температури та тиску на його в'язкість, теплопровідність та дифузію.

Кольорове бачення

Як і інші вчені того часу, Максвелл мав помітний інтерес до психології, зокрема кольорового зору.

Близько 17 років, між 1855 і 1872 роками, він опублікував низку досліджень, які робив щодо сприйняття кольору, неможливості бачити кольори та теорії про цю область. Завдяки їм він отримав медаль за один із своїх нарисів під назвою «Теорія кольорового зору».

Дослідження деяких відповідних вчених, таких як Ісаак Ньютон та Томас Янг, послужили основою для проведення досліджень, пов'язаних з даною темою. Однак фізик мав особливий інтерес до сприйняття кольору на фотографії.

Провівши психологічну роботу над кольоровим сприйняттям, він визначив, що якщо сума трьох вогнів могла б відтворити будь-який колір, сприйнятий людьми, кольорові фотографії можуть бути зроблені за допомогою спеціальних фільтрів для досягнення цього.

Максвелл запропонував, що якби фотографія була зроблена чорно-білими за допомогою червоних, зелених та синіх фільтрів, прозорі відбитки зображень можна було б спроектувати на екран за допомогою трьох захисників, оснащених подібними фільтрами.

Результат експерименту з кольоровим зором

Щойно Мауелл наклав зображення на екран, він зрозумів, що людське око сприйме результат як повне відтворення всіх кольорів, які були в сцені.

Роками пізніше, у 1861 році, під час конференції в Королівському інституті з теорії кольору вчений представив першу в світі демонстрацію щодо використання кольору у фотографії. Він використовував результати свого аналізу для обгрунтування своїх ідей.

Однак результати експерименту були не такими, як очікувалося, через різницю пігментації між фільтрами, які використовуються для додання кольору.

Незважаючи на те, що він не досяг бажаних результатів, його дослідження щодо використання кольорів у фотографії послужили основою для народження кольорової фотографії через кілька років.

Список літератури

1. Джеймс Клерк Максвелл, редактори енциклопедії Britannica, (2018). Взято з britannica.com
2. Джеймс Клерк Максвелл, відомий вчений портал, (другого). Взято з famousscientists.org
3. Джеймс Клерк Максвелл, нерозкритий портал Шотландії, (другий). Взято з нерозкритогоscocoland.co.uk
4. Джеймс Клерк Максвелл, англійський портал Вікіпедії, (другого). Взято з en.wikipedia.org
5. Ким був Джеймс Клерк Максвелл, портал The Maxwell в Glenlair Trust, (другого). Взято з орг.ук