MAXWELL (Maxwell) James Clerk (Clerk) (1831-1879), fizician britanic, fondatorul electrodinamicii clasice, unul dintre fondatorii fizicii statistice, organizatorul și primul director (din 1871) al Laboratorului Cavendish. Dezvoltând ideile lui M. Faraday, a creat teoria câmpului electromagnetic (ecuațiile lui Maxwell); a introdus conceptul de curent de deplasare, a prezis existența undelor electromagnetice, a prezentat ideea naturii electromagnetice a luminii. Înființat o distribuție statistică numită numele său. Studia viscozitatea, difuzia și conductivitatea termică a gazelor. El a arătat că inelele lui Saturn constau în corpuri separate. Lucrările de colorimetrie și viziune de culoare (Maxwell disc), optică (efect Maxwell) Teoria elasticității (teorema lui Maxwell, Maxwell Graph - Cremona), termodinamica, etc. povestiri fizică.
Familie. Ani de învățare
Maxwell a fost singurul fiu al unui nobil scoțian și avocat John Clerk, care, după ce a moștenit averea unei rude a soției sale, Nee Maxwell a adăugat acest nume la numele său. După nașterea fiului său, familia sa mutat în sudul Scoției, în propria imobiliare Glenler ( „Shelter în Valea“), unde a petrecut copilăria băiatului. În 1841, tatăl său la trimis pe James într-o școală numită Academia din Edinburgh. Aici, la vârsta de cincisprezece ani, Maxwell a scris primul său articol științific, "Cu privire la redactarea lui Ovals". În 1847 a intrat la Universitatea din Edinburgh, unde a studiat timp de trei ani, iar în 1850 sa mutat la Universitatea din Cambridge, unde a absolvit în 1854. Prin acest timp Maxwell a fost un matematician de primă clasă cu fizica intuitie superba.
Crearea laboratorului Cavendish. Lucrarea de predare
După absolvirea universității, Maxwell a fost lăsat la Cambridge pentru activități pedagogice. În 1856 a primit poziția profesorului Marishal College de la Universitatea din Aberdeen (Scoția). În 1860 a fost ales membru al Societății Regale din Londra. În același an, sa mutat la Londra, acceptând oferta de a ocupa funcția de șef al Departamentului de Fizică al King's College din Londra, unde a lucrat până în 1865.
Revenind în 1871 la Universitatea Cambridge, Maxwell a organizat și a condus primul din Marea Britanie laborator special echipat pentru experimente de fizica, cunoscut sub numele de Laboratorul Cavendish (numit după savantul britanic G. Cavendish). Formarea acestui laborator, care la sfârșitul secolelor 19-20. transformat într-unul dintre cele mai mari centre de știință lume, Maxwell a dedicat ultimii ani ai vieții sale.
Există puține fapte din viața lui Maxwell. Shy, modest, el a căutat să trăiască singur; Nu am ținut jurnalele. În 1858, Maxwell sa căsătorit, dar viața de familie, aparent, nu a avut succes, și-a agravat nesiguranța, și-a distanțat-o de foștii săi prieteni. Există speculații că multe materiale importante despre viața lui Maxwell au fost pierdute în timpul incendiului din 1929 în casa lui Glenlare, la 50 de ani de la moartea sa. A murit de cancer la vârsta de 48 de ani.
Gama largă de interese științifice ale lui Maxwell a îmbrățișat teoria fenomenelor electromagnetice, teoria cinetică a gazelor, optica, teoria elasticității și multe altele. Una dintre primele sale lucrări a fost cercetarea fiziologiei și fizicii vopsirii culorilor și a colorimetriei, începută în 1852. În 1861, Maxwell a primit prima dată o imagine color, proiectând simultan pe ecran transparentele roșii, verzi și albastre. Acest lucru a dovedit valabilitatea teoriei tri-componente a viziunii și a evidențiat căile de creare a unei fotografii color. În lucrările sale 1857-59, Maxwell a investigat teoretic stabilitatea inelelor lui Saturn și a arătat că inelele lui Saturn pot fi stabile numai dacă constau din particule (corpuri) neconcordate.
Crearea teoriei câmpului electromagnetic
Când Maxwell a început studiile de fenomene electrice și magnetice în 1855, multe dintre ele au fost deja bine studiate: în special, au fost stabilite legile interacțiunii dintre încărcările electrice statice (legea lui Coulomb) și curenții (Legea lui Ampere); Se demonstrează că interacțiunile magnetice sunt interacțiuni ale încărcărilor electrice în mișcare. Cei mai mulți oameni de știință ai timpului credeau că interacțiunea este transmisă instantaneu, direct prin gol (teoria distanței lungi).
O transformare decisivă în teoria interacțiunii cu rază scurtă de acțiune a fost făcută de M. Faraday în anii 1930. Secolul al XIX-lea. Conform ideilor lui Faraday, o încărcătură electrică creează un câmp electric în spațiul din jur. Câmpul unei acuzații acționează asupra celuilalt și invers. Interacțiunea curenților se realizează cu ajutorul unui câmp magnetic. Faraday a descris distribuția câmpurilor electrice și magnetice în spațiu cu ajutorul liniilor de forță, care, în opinia sa, seamănă cu liniile elastice obișnuite într-un mediu ipotetic - eterul mondial.
Maxwell a acceptat pe deplin ideile lui Faraday despre existența unui câmp electromagnetic, adică a realității proceselor din spațiu în apropierea încărcărilor și curenților. El credea că trupul nu poate acționa acolo unde nu există.
Primul lucru pe care Maxwell la făcut a fost să dea ideilor lui Faraday o formă matematică riguroasă, atât de necesară fizicii. Sa dovedit că odată cu introducerea conceptului de teren, legile lui Coulomb și Ampere au început să se exprime cel mai complet, profund și elegant. În fenomenul de inducție electromagnetică, Maxwell a văzut o nouă proprietate a câmpurilor: un câmp magnetic alternativ generează într-un spațiu gol un câmp electric cu linii închise de forță (așa-numitul câmp electric vortex).
Următorul și ultimul pas în descoperirea proprietăților de bază ale câmpului electromagnetic a fost făcut de Maxwell fără a se baza pe experiment. El a făcut o idee strălucită că un câmp electric alternativ generează un câmp magnetic, la fel ca un curent electric obișnuit (ipoteza unui curent de polarizare). Până în 1869, toate modelele de bază ale comportamentului câmpului electromagnetic au fost stabilite și formulate sub forma unui sistem de patru ecuații, numite ecuații Maxwell.
Ecuațiile lui Maxwell au fost urmate de o concluzie fundamentală: finitețea vitezei de propagare a interacțiunilor electromagnetice. Acesta este principalul lucru care distinge teoria interacțiunii cu rază scurtă de acțiune din teoria interacțiunii cu rază lungă de acțiune. Viteza a fost egală cu viteza luminii în vid: 300.000 km / s. Prin urmare, Maxwell a concluzionat că lumina este o formă de unde electromagnetice.
Lucrează asupra teoriei moleculare-cinetice a gazelor
Rolul lui Maxwell în dezvoltarea și formarea teoriei moleculare-cinetice (numele modern - mecanica statistică) este extrem de mare. Maxwell a fost primul care a afirmat natura statistică a legilor naturii. În 1866 a descoperit prima lege statistică - legea distribuției moleculelor în termeni de viteze (distribuție Maxwell). În plus, a calculat vâscozitatea gazelor în funcție de viteze și de calea medie liberă a moleculelor, a derivat o serie de relații termodinamice.
Evaluarea muncii lui Maxwell
Lucrarea omului de știință nu a fost apreciată de contemporanii săi. Ideea existenței unui câmp electromagnetic părea arbitrară și neproductivă. Numai după ce H. Hertz în 1886-89 a demonstrat experimental existența undelor electromagnetice prezise de Maxwell, teoria sa a primit recunoaștere universală. Sa întâmplat la zece ani după moartea lui Maxwell.
După confirmarea experimentală a realității câmpului electromagnetic, a fost făcută o descoperire științifică fundamentală: există diferite tipuri de materie și fiecare dintre ele are legi proprii care nu pot fi reduse la legile mecanicii newtoniene. Cu toate acestea, Maxwell însuși abia a recunoscut acest lucru și la început a încercat să construiască modele mecanice de fenomene electromagnetice.
Despre rolul lui Maxwell în dezvoltarea științei a spus faimos american fizicianul Richard Feynman: „În istoria omenirii (dacă te uiți la ea, să zicem, zece mii de ani), cel mai important eveniment al secolului al 19-lea, fără îndoială, va fi deschiderea legilor electrodinamică lui Maxwell Pe fondul acestei cercetări importante. deschiderea unui război civil în America în același deceniu va arăta ca un accident provincial. "
Maxwell este îngropat în mormântul marii oameni ai Angliei - Westminster Abbey - dar într-un mormânt modest de lângă biserica lui favorită în satul scoțian, nu departe de proprietățile familiei.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: