MAXWELL, James Clerk(Maxwell, James Clerk) (1831–1879), angol fizikus. 1831. június 13-án született Edinburgh-ban, a Clerks nemesi családból származó skót nemes családjában. Előbb Edinburgh-ban (1847-1850), majd cambridge-i (1850-1854) egyetemeken tanult. 1855-ben a Council of Trinity College tagja lett, 1856-1860-ban az Aberdeeni Egyetem Marishall College professzora, 1860-tól a londoni egyetem King's College fizika és csillagászat tanszékét vezette. 1865-ben egy súlyos betegség miatt Maxwell lemondott a székről, és családi birtokán, az Edinburgh melletti Glenlarban telepedett le. Továbbra is tanulmányozta a természettudományokat, számos esszét írt fizikáról és matematikáról. 1871-ben elfoglalta a kísérleti fizika tanszékét a Cambridge-i Egyetemen. Kutatólaboratóriumot szervezett, amely 1874. június 16-án nyílt meg, és a Cavendish nevet kapta - G. Cavendish tiszteletére.

Maxwell még az iskolában végezte el első tudományos munkáját, és egy egyszerű módszert talált ki az ovális formák rajzolására. Erről a munkáról a Royal Society ülésén számoltak be, sőt a Proceedings-ben is megjelentették. A Council of Trinity College tagjaként színelméletet kísérletezett, Jung elméletének és Helmholtz három alapszínről szóló elméletének utódjaként. A színek keverésével kapcsolatos kísérletek során Maxwell speciális felsőt használt, amelynek korongját különböző színekkel festett szektorokra osztották (Maxwell korongja). Amikor a forgólap gyorsan forgott, a színek összeolvadtak: ha a korongot úgy festették át, ahogyan a spektrum színei elhelyezkednek, fehérnek tűnt; ha az egyik fele pirosra, a másik fele sárgára volt festve, narancssárgának tűnt; a kék és a sárga keverése zöld benyomását keltette. Maxwell 1860-ban a színérzékelés és az optika területén végzett munkájáért éremmel jutalmazták Rumford.

1857-ben a Cambridge-i Egyetem versenyt hirdetett a Szaturnusz gyűrűinek stabilitásával foglalkozó legjobb munkára. Ezeket a képződményeket Galilei fedezte fel a 17. század elején. és a természet elképesztő titkát képviselte: a bolygót mintha három folytonos koncentrikus gyűrű vette volna körül, amelyek egy ismeretlen természetű anyagból állnak. Laplace bebizonyította, hogy nem lehetnek szilárdak. Költés után matematikai elemzés, Maxwell meg volt győződve arról, hogy ezek sem lehetnek folyékonyak, és arra a következtetésre jutott, hogy egy ilyen szerkezet csak akkor lehet stabil, ha nem rokon meteoritokból áll. A gyűrűk stabilitását a Szaturnuszhoz való vonzódásuk, valamint a bolygó és a meteoritok kölcsönös mozgása biztosítja. Ezért a munkájáért Maxwell J. Adams-díjat kapott.

Maxwell egyik első munkája a gázok kinetikai elmélete volt. 1859-ben a tudós előadást tartott a Brit Szövetség ülésén, amelyben a molekulák sebesség szerinti eloszlását adta meg (Maxwell-eloszlás). Maxwell elődje gondolatait a gázok kinetikai elméletének kidolgozásában dolgozta ki R. Clausiusnál, aki bevezette a " középső hosszúságú szabadon futás." Maxwell a gáz ötletéből indult ki, mint zárt térben véletlenszerűen mozgó tökéletesen rugalmas golyók együttese. A golyókat (molekulákat) sebességük szerint csoportokra lehet osztani, míg álló állapotban az egyes csoportokban lévő molekulák száma állandó marad, bár a csoportokból kilépve bekerülhetnek. Ebből a megfontolásból az következett, hogy „a részecskék sebesség szerint oszlanak el ugyanazon törvény szerint, mint a legkisebb négyzetek módszerének elméletében a megfigyelési hibák, azaz. a Gauss-statisztikának megfelelően." Maxwell elméletén belül kifejtette Avogadro törvényét, a diffúziót, a hővezetést, a belső súrlódást (transzportelmélet). 1867-ben bemutatta a termodinamika második főtételének ("Maxwell-démon") statisztikai természetét.

1831-ben, Maxwell születésének évében, M. Faraday olyan klasszikus kísérleteket végzett, amelyek elvezették az elektromágneses indukció felfedezéséhez. Maxwell körülbelül 20 évvel később kezdte el tanulmányozni az elektromosságot és a mágnesességet, amikor két nézet alakult ki az elektromos és a mágneses hatások természetéről. A tudósok, mint például A. M. Ampere és F. Neumann, ragaszkodtak a nagy hatótávolságú cselekvés koncepciójához, és az elektromágneses erőket a két tömeg közötti gravitációs vonzás analógjának tekintették. Faraday híve volt az erővonalak ötletének, amelyek összekötik a pozitív és negatív elektromos töltéseket vagy északot és déli sarkok mágnes. Az erővonalak kitöltik az egész környező teret (Faraday terminológiájával a mezőt), és meghatározzák az elektromos és mágneses kölcsönhatásokat. Faraday nyomán Maxwell kidolgozta az erővonalak hidrodinamikai modelljét, és a Faraday-féle mechanikai modelleknek megfelelő matematikai nyelven fejezte ki az elektrodinamika akkor ismert összefüggéseit. A tanulmány főbb eredményei tükröződnek a munkában Faraday erővonalak (Faraday erővonalai, 1857). 1860-1865-ben Maxwell megalkotta az elektro elméletét mágneses mező, amelyet az elektromágneses jelenségek alaptörvényeit leíró egyenletrendszer (Maxwell-egyenletek) formájában fogalmazott meg: az 1. egyenlet a Faraday-féle elektromágneses indukciót fejezte ki; 2. - magnetoelektromos indukció, amelyet Maxwell fedezett fel, és az eltolási áramok koncepcióján alapul; 3. - a villamos energia mennyiségének megmaradásának törvénye; 4. - a mágneses mező örvényszerűsége.

Továbbfejlesztve ezeket az elképzeléseket, Maxwell arra a következtetésre jutott, hogy az elektromos és mágneses térben bekövetkező bármilyen változásnak változást kell okoznia a környező térbe behatoló erővonalakban, azaz. impulzusoknak (vagy hullámoknak) kell terjedniük a közegben. Ezeknek a hullámoknak a terjedési sebessége (elektromágneses zavar) a közeg dielektromos és mágneses permeabilitásától függ, és megegyezik az elektromágneses egység és az elektrosztatikus egység arányával. Maxwell és más kutatók szerint ez az arány 3×10 10 cm/s, ami közel áll a hét évvel korábban A. Fizeau francia fizikus által mért fénysebességhez. 1861 októberében Maxwell tájékoztatta Faradayt arról a felfedezéséről, hogy a fény egy nem vezető közegben terjedő elektromágneses zavar, i.e. elektromágneses hullámok. A kutatásnak ezt az utolsó szakaszát Maxwell munkája írja le Az elektromágneses tér dinamikus elmélete (Értekezés az elektromosságról és a mágnesességről, 1864), elektrodinamikai munkája eredményét pedig a híres Értekezés az elektromosságról és a mágnesességről (1873).

Utóbbi évek Maxwell élete Cavendish kéziratos örökségének kinyomtatására és kiadására készült. Két nagy kötete jelent meg 1879 októberében. Maxwell 1879. november 5-én halt meg Cambridge-ben.

James Clerk Maxwell angol matematikus, fizikus és szerelő Edinburgh-ben (Skócia) született 1831. június 13-án. Hamarosan a leendő tudós családja Middleby birtokába költözött, ahol a fiú gyermekkorát töltötte.

1841-ben, visszatérve Edinburgh-ba, a fiatalember belépett az Edinburghi Akadémiára. A diploma megszerzése után Maxwell az azonos nevű egyetemen kezdett tanulni.

1853-ban belépett a cambridge-i Trinity College-ba. Ott Maxwell érdeklődni kezdett az elektromosság tanulmányozása iránt, és hamarosan elkezdte kísérleti kutatás ebben a körzetben.

Az 1950-es években a tudós aktívan részt vett a tanításban, szülőhazájában, Cambridge-ben, majd az Aberdeeni Egyetemen és a King's College Londonban dolgozott. Ekkor alkotta meg a színelméletet, amely később lehetővé tette a színes fényképezés megjelenését, és kidolgozta a gázok elméletét is, amely a modern statikus mechanika alapjává vált.

1864-65-ben Maxwell megalkotta híres "Az elektromágneses mező dinamikus elméletét", amely fő tudományos munkája lett, és az akkori matematikai gondolkodás csúcsának számít. 1866-ban felfedezte az ideális gázmolekulák sebesség szerinti eloszlásának törvényét, amelyet később a tudósról neveztek el.

1871-ben Maxwell visszatért a Cambridge-i Egyetemre a kísérleti fizika professzoraként. Ekkor írta meg a "Treatise on Electricity and Magnetism" (1873) című enciklopédikus enciklopédiát, amelyet Michael Faraday emlékének szenteltek.

James Maxwell (1831-1879).

James Clerk Maxwell Edinburgh-ben született 1831. június 13-án. Nem sokkal a fiú születése után szülei elvitték Glenlar birtokukra. Azóta a "szűk szurdokban lévő odú" szilárdan belépett Maxwell életébe. Itt éltek-haltak a szülei, itt élt és temették el ő maga sokáig.

Amikor James nyolc éves volt, szerencsétlenség érte a házat: édesanyja súlyosan megbetegedett, és hamarosan meghalt. Most James egyetlen nevelője az apja volt, aki iránt élete végéig megőrizte a gyengéd vonzalom és barátság érzését. John Maxwell nemcsak apja és nevelője volt fiának, hanem a leghűségesebb barátja is.

Hamarosan eljött az idő, amikor a fiúnak el kellett kezdenie a tanulást. Eleinte tanárokat hívtak a házba. De a skót házitanítók éppoly durvák és tudatlanok voltak, mint angol társaik, akiket Dickens olyan szarkazmussal és gyűlölettel jellemez. Ezért úgy döntöttek, hogy átadják Jamesnek új iskola, amely az Edinburghi Akadémia hangos nevét viselte.

A fiú fokozatosan magával ragadott iskolai élet. Egyre jobban érdekelték az órák. Különösen szerette a geometriát. Maxwell élete végéig az egyik legerősebb hobbija maradt. Tudományos munkásságában óriási szerepet játszottak a geometriai képek és modellek. Maxwell tudományos útja vele kezdődött.

Maxwell az első érettségi egyikén végzett az akadémián. A szeretett iskolától való megváláskor megkomponálta az Edinburgh Akadémia himnuszát, amelyet tanítványai egyhangúan és lelkesedéssel énekeltek. Az Edinburghi Egyetem ajtaja most kitárult előtte.

Maxwell diákként komoly kutatásokat végzett a rugalmasság elméletével kapcsolatban, amelyet a szakemberek nagyra értékeltek. És most azzal a kérdéssel szembesült, hogy van-e kilátása további tanulmányaira Cambridge-ben.

Az 1284-ben alapított St. Peter's (Péterház), és a leghíresebb a Szent Kollégium. Trinity College (Trinity College), amelyet 1546-ban alapítottak. Ennek a főiskolának a dicsőségét híres tanítványa, Isaac Newton teremtette meg. A Peterhouse és a Trinity College egymás után az ifjú Maxwell cambridge-i tartózkodása volt. Rövid Peterhouse-i tartózkodás után Maxwell átment a Trinity College-ba.

Maxwell tudásának terjedelme, intellektusának ereje és gondolati függetlensége lehetővé tette számára, hogy előkelő helyet érjen el szabadulásában. Második helyezést ért el.

A fiatal agglegényt a Trinity College-ban hagyták tanárnak. De aggódott tudományos problémák. A geometria és a színek problémája iránti régi vonzalma mellett, amellyel már 1852-ben kezdett foglalkozni, Maxwellt az elektromosság is érdekelte.

1854. február 20-án Maxwell tájékoztatja Thomsont arról a szándékáról, hogy "megtámadja az elektromosságot". A „támadás” eredménye a „Faraday erővonalain” című esszé lett – Maxwell három fő munkája közül az első, amely az elektromágneses mező tanulmányozására irányult. A „mező” szó először ugyanabban a Thomsonnak írt levélben jelent meg, de sem ebben, sem egy későbbi, az erővonalakkal foglalkozó munkában. Maxwell nem használja. Ez a fogalom csak 1864-ben jelenik meg újra az "Elektromágneses mező dinamikus elmélete" című művében.

1856 őszén Maxwell elfoglalta a természetfilozófia professzori posztját az aberdeeni Marischal College-ban. A természetfilozófiai tanszék, vagyis az aberdeeni fizika tanszék Maxwell előtt nem létezett, a fiatal professzornak meg kellett szerveznie a fizika oktató és tudományos munkáját.

Az aberdeeni tartózkodást megjelölték fontos esemény Maxwell személyes életében pedig feleségül vette a Marischal College vezetőjének, Daniel Dewarnak a lányát, Katherine Mary Dewart. Ez az esemény 1858-ban történt. Ettől kezdve életük végéig Maxwellék kéz a kézben járták életútjukat.

1857-1859-ben a tudós elvégezte a Szaturnusz gyűrűinek mozgásával kapcsolatos számításait. Megmutatta, hogy a forgás közben a folyadékgyűrűt a benne fellépő hullámok elpusztítják, és külön műholdakra törnek. Maxwell véges számú ilyen műhold mozgását vette figyelembe. A legnehezebb matematikai kutatás Adams-díjat és első osztályú matematikus hírnevet hozta meg számára. A díjazott esszét 1859-ben adta ki a Cambridge-i Egyetem.

A Szaturnusz gyűrűinek tanulmányozásából teljesen természetes volt, hogy áttérünk a gázmolekulák mozgásának figyelembevételére. Maxwell életének aberdeeni korszaka a Brit Szövetség 1859-es ülésén elmondott beszédével zárult, „A gázok dinamikus elméletéről” című jelentésével. Ezzel a dokumentummal kezdődött Maxwell sokéves eredményes kutatása a gázok kinetikai elmélete és a statisztikai fizika területén.

Mivel az osztály, ahol Maxwell dolgozott, bezárt, a tudósnak keresnie kellett új Munka. 1860-ban Maxwellt a londoni King's College természetfilozófia professzorává választották.

A londoni időszakot a „Explanations to the Dynamic Theory of Gases” című nagy cikk megjelenése jellemezte, amely a vezető angol fizikai folyóiratban, a Philosophical Journalban jelent meg 1860-ban. Ezzel a cikkel Maxwell óriási mértékben hozzájárult az elméleti fizika egy új ágához, a statisztikai fizikához. A statisztikus fizika klasszikus formájának megalapítói Maxwell, Boltzmann és Gibbs.

Maxwellék 1860 nyarán a Glenlar családi birtokon töltötték az őszi szemeszter kezdete előtt Londonban. Maxwellnek azonban nem sikerült pihennie és erőre kapnia. Súlyos formában megbetegedett himlővel. Az orvosok az életét féltették. De Catherine rendkívüli bátorsága és türelme, aki odaadó volt neki, aki mindent megtett azért, hogy beteg férjét kiszabadítsa, segített nekik legyőzni a szörnyű betegséget. Ilyen nehéz próbatétellel kezdődött élete Londonban. Életének ebben az időszakában Maxwell nagy cikket publikált a színekről, valamint "Magyarázatok a gázok dinamikus elméletéhez" című munkát. De élete fő munkáját az elektromosság elméletének szentelték.

Az általa megalkotott elektromágneses térelméletről két fő művet tesz közzé: "A fizikai erővonalakról" (1861-1862) és az "Elektromágneses mező dinamikai elmélete" (1864-1865). Maxwell tíz év alatt a legnagyobb tudóssá, alkotóvá nőtte ki magát alapvető elmélet elektromágneses jelenségek, amelyek a mechanika, a termodinamika és a statisztikus fizika mellett a klasszikus elméleti fizika egyik alapjává váltak.

Életének ugyanebben az időszakában Maxwell elektromos mérésekkel kezdett foglalkozni. Különösen az elektromos mértékegységek racionális rendszere érdekelte, mivel az általa megalkotott elektromágneses fényelmélet csak az elektromosság elektrosztatikus és elektromágneses egységeinek és a fénysebesség arányának egybeesésén alapult. Teljesen természetes, hogy a Brit Szövetség „Egységek Bizottságának” egyik aktív tagja lett. Ráadásul Maxwell mélyen megértette szoros kapcsolat tudomány és technológia, ennek a szövetségnek a jelentőségét mind a tudomány fejlődése, mind a technikai haladás. Ezért a hatvanas évektől élete végéig fáradhatatlanul az elektromos mérések területén dolgozott.

A stresszes londoni élet megviselte Maxwell és felesége egészségét, és úgy döntöttek, hogy családi birtokukon, Glenlarban élnek. Ez a döntés elkerülhetetlenné vált Maxwell súlyos betegsége után, 1865-ben, nyári vakációja végén, amelyet szokás szerint a birtokán töltött. Maxwell otthagyta a londoni szolgálatot, és öt évig (1866-tól 1871-ig) Glenlare-ben élt, időnként Cambridge-be utazott vizsgálatokra, és csak 1867-ben az orvosok tanácsára utazott Olaszországba. Mivel Glenlarban gazdasági ügyekkel foglalkozott, Maxwell nem hagyta ott a tudományos tanulmányokat. Keményen dolgozott élete fő művén, az A Treatise on Electricity and Magnetism-en, megírta a Theory of Heat című könyvet, amely a szabályozókról szóló fontos munka, számos cikket a gázok kinetikai elméletéről, és részt vett a brit találkozókon. Egyesület. Maxwell vidéki alkotói élete ugyanolyan intenzíven folytatódott, mint az egyetemi városban.

Maxwell 1871-ben Londonban kiadta A hőelméletet. Ez a tankönyv nagyon népszerű volt. A tudós azt írta, hogy "A hő elmélete" című könyvének célja az volt, hogy bemutassa a hőről szóló tant "abban a sorrendben, ahogyan az kialakult".

Nem sokkal a Theory of Heat megjelenése után Maxwell ajánlatot kapott, hogy elfoglalja a kísérleti fizika újonnan szervezett tanszékét Cambridge-ben. Beleegyezett, és 1871. március 8-án kinevezték Cavendish professzornak a Cambridge-i Egyetemen.

1873-ban jelent meg a Traktátus az elektromosságról és a mágnesességről (két kötetben), valamint az Anyag és mozgás című könyv.

Az „Anyag és mozgás” egy kis könyv, amely a mechanika alapjainak bemutatására szolgál.

"Treatise on Electricity and Magnetism" - Maxwell fő műve és csúcsa tudományos kreativitás. Ebben összegezte az elektromágnesességgel kapcsolatos sokéves munka eredményeit, amely már 1854 elején kezdődött. A „Treatis” előszavának dátuma 1873. február 1. Maxwell tizenkilenc évig dolgozott alapvető munkáján!

Maxwell áttekintette korának elektromosságról és mágnesességről szóló tudásanyagát, kezdve az elektrosztatika alapvető tényeivel és az általa megalkotott elektromágneses fényelméletig. Összefoglalta a nagy hatótávolságú és a rövid hatótávolságú cselekvés elméleteinek harcát, amely Newton életében kezdődött, és könyve utolsó fejezetét a távoli cselekvéselméletek vizsgálatának szentelte. Maxwell nyíltan nem emelt szót az elektromosságról előtte létező elméletek ellen; a Faraday-koncepciót a mainstream elméletekkel egyenrangúnak mutatta be, de könyvének egész szelleme, az elektromágneses jelenségek elemzéséhez való hozzáállása annyira új és szokatlan volt, hogy a kortársak nem voltak hajlandók megérteni a könyvet.

A Traktátus híres előszavában Maxwell a következőképpen jellemzi munkája célját: leírni az elektromágneses jelenségek közül a legfontosabbakat, bemutatni, hogyan mérhetők, és "nyomon követni a mért mennyiségek közötti matematikai összefüggéseket". Jelzi, hogy "amennyire csak lehetséges, megpróbálja megvilágítani ennek az elméletnek a matematikai formája és az általános dinamika közötti összefüggést, hogy bizonyos mértékig felkészüljön azoknak a dinamikus törvényeknek a meghatározására, amelyek között keresnünk kell. elektromágneses jelenségek illusztrációihoz vagy magyarázataihoz."

Maxwell a mechanika törvényeit tekinti a természet alapvető törvényeinek. Nem véletlen, hogy ezért az elektromágneses elmélet alapegyenleteinek alaptételeként a dinamika alapvető rendelkezéseit fogalmazza meg. Ugyanakkor Maxwell megérti, hogy az elektromágneses jelenségek elmélete minőségileg új elmélet, amely nem redukálódik a mechanikára, bár a mechanika megkönnyíti a behatolást a természeti jelenségek ezen új területére.

Maxwell fő következtetései a következőkre oszlanak: a változó áram által gerjesztett váltakozó mágneses tér elektromos teret hoz létre a környező térben, ami viszont mágneses mezőt gerjeszt stb. Az elektromos és mágneses mezők váltakozása, kölcsönösen generálva egymást, egy egyetlen váltakozó elektromágneses tér egy elektromágneses hullám.

Levezetett egyenleteket, amelyek azt mutatják, hogy az áramforrás által létrehozott mágneses tér állandó sebességgel terjed belőle. Az elektromágneses tér létrejötte után 300 000 km/s fénysebességgel terjed a térben, és egyre nagyobb térfogatot foglal el. D. Maxwell azzal érvelt, hogy a fényhullámok ugyanolyan természetűek, mint azok a hullámok, amelyek egy olyan vezeték körül keletkeznek, amelyben váltakozó elektromos áram van. Csak hosszukban különböznek egymástól. A nagyon rövid hullámhosszúság látható fény.

1874-ben nagy történelmi munkába kezd: a tizennyolcadik századi tudós, Henry Cavendish tudományos örökségének tanulmányozásába, és előkészíti azt a publikálásra. Maxwell kutatásai után világossá vált, hogy Cavendish jóval Faraday előtt fedezte fel a dielektrikum hatását az elektromos kapacitás nagyságára, és 15 évvel azelőtt, hogy Coulomb felfedezte az elektromos kölcsönhatások törvényét.

Cavendish elektromosságról szóló, kísérleteket ismertető munkái nagy terjedelműek voltak, és 1879-ben adták ki "A tiszteletreméltó Henry Cavendish tanulmányai az elektromosságról" címmel. Ez volt Maxwell utolsó könyve élete során. 1879. november 5-én halt meg Cambridge-ben.

James Maxwell 1831. június 13-án született Skócia fővárosában, Edinburgh városában, egy ügyvéd és örökös nemes, John Clerk Maxwell családjában. James gyermekkorát a családi birtokon töltötte Dél-Skóciában. Édesanyja korán meghalt, a fiút apja nevelte fel. Ő volt az, aki Jamesbe beleoltotta a műszaki tudományok szeretetét. 1841-ben belépett az Edinburghi Akadémiára. Aztán 1847-ben három évig az Edinburgh-i Egyetemen tanult. Itt Maxwell tanulmányozza és fejleszti a rugalmasság elméletét, tudományos kísérleteket végez. 1850-1854 között. a Cambridge-i Egyetemen tanult, ahol bachelor diplomát szerzett.

Tanulmányai befejezése után James továbbra is Cambridge-ben tanít. Ekkor kezdi el a színelméletet, amely később a színes fényképezés alapját képezte. Maxwell is érdeklődni kezd az elektromosság és a mágneses hatás iránt.

1856-ban James Maxwell a skóciai aberdeeni Marischal College professzora lett, ahol 1860-ig dolgozott. 1858 júniusában Maxwell feleségül vette a kollégium igazgatójának lányát. James Aberdeenben dolgozik a Szaturnusz gyűrűinek mozgásának stabilitásáról szóló értekezésén (1859), amelyet a tudományos közösség elismert és jóváhagyott. Ezzel egy időben Maxwell kidolgozta a gázok kinetikai elméletét, amely a modern statisztikai mechanika alapját képezte, majd később, 1866-ban felfedezte a róla elnevezett molekulasebesség-eloszlás törvényét.

1860-1865 között. James Maxwell a King's College (London) Természetfilozófia Tanszékének professzora volt. 1864-ben megjelent "Az elektromágneses mező dinamikus elmélete" című cikke, amely Maxwell fő műve lett, és előre meghatározta további kutatásainak irányát. A tudós élete végéig foglalkozott az elektromágnesesség problémáival.

1871-ben Maxwell visszatért a Cambridge-i Egyetemre, ahol az első fizikai kísérletek laboratóriumát vezette, amelyet Henry Cavendish angol tudósról neveztek el - a Cavendish Laboratóriumot. Ott fizikát tanított és részt vett a laboratórium felszerelésében.

1873-ban a tudós végül befejezi a Treatise on Electricity and Magnetism című kétkötetes munkáját, amely valóban enciklopédikus örökséggé vált a fizika területén.

A nagy tudós 1879. november 5-én halt meg rákban, és a családi birtok közelében, a skót Parton faluban temették el.

Életrajzi pontszám

Új funkció! Az életrajz átlagos értékelése. Értékelés megjelenítése

A közelmúltban számos tudományos publikáció és folyóirat közöl cikket a fizika vívmányairól és a modern tudósokról, a múlt fizikusairól szóló publikációk pedig ritkák. Szeretnénk korrigálni ezt a helyzetet, és felidézni a múlt század egyik kiemelkedő fizikusát, James Clerk Maxwellt. Ez egy híres angol fizikus, a klasszikus elektrodinamika, a statisztikus fizika és sok más elmélet atyja, fizikai képletekés találmányok. Maxwell lett a Cavendish Laboratórium alapítója és első vezetője.

Mint tudják, Maxwell Edinburghból származott, és 1831-ben született egy nemesi családban, rokonság a skót Clerks of Penicuik vezetéknévvel. Maxwell gyermekkora a Glenlar birtokon telt. James ősei voltak politikusok, költők, zenészek és tudósok. Valószínűleg a tudományok iránti hajlamot örökölte.

Jamest anya nélkül nevelte fel (mivel 8 éves korában meghalt), egy apa gondoskodott a fiúról. Az apa azt akarta, hogy a fia tanuljon természettudományok. James azonnal beleszeretett a technológiába, és gyorsan kifejlesztette a gyakorlati készségeket. A kis Maxwell az első órákat otthon vette kitartóan, mert nem szerette a tanárnő kemény nevelési módszereit. A továbbképzés egy arisztokrata iskolában zajlott, ahol a fiú nagyszerű matematikai képességeket mutatott. Maxwell különösen szerette a geometriát.

Sok nagyszerű ember számára a geometria csodálatos tudománynak tűnt, és már 12 évesen is szent könyvként beszélt a geometriai tankönyvről. Maxwell szerette a geometriát, valamint más tudományos világítótesteket, de rossz viszonyban volt iskolatársaival. Folyamatosan sértő beceneveket találtak ki neki, és ennek egyik oka nevetséges ruházata volt. Maxwell apját különcnek tartották, és olyan ruhákat vásárolt a fiának, amitől elmosolyodott.

Maxwell már gyermekkorában nagy ígéretet mutatott a tudomány területén. 1814-ben az Edinburgh-i Gimnáziumba küldték, 1846-ban pedig matematikai érdeméremmel tüntették ki. Apja büszke volt fiára, és lehetőséget kapott, hogy képviselje az egyiket tudományos munkák fia az Edinburghi Tudományos Akadémia igazgatótanácsa előtt. Ez a munka az elliptikus alakzatok matematikai számításaival foglalkozott. Akkor ezt a munkát "Az oválisok rajzáról és az oválisokról sok trükkel" hívták. 1846-ban íródott, és 1851-ben adták ki a tömegeknek.

Maxwell intenzíven kezdett fizikát tanulni, miután átiratkozott az Edinburghi Egyetemre. Kalland, Forbes és mások lettek a tanárai. Azonnal meglátták Jamesben a magas intellektuális potenciált és a fizika tanulmányozása iránti ellenállhatatlan vágyat. Ezt megelőzően Maxwell a fizika bizonyos ágaival foglalkozott és optikát tanult (sok időt szentelt a fény és a Newton-gyűrűk polarizációjának). Ebben segített neki a híres fizikus, William Nicol, aki egy időben feltalálta a prizmát.

Maxwelltől természetesen más természettudományok sem voltak idegenek, és kiemelt figyelmet fordított a filozófia, a tudománytörténet és az esztétika tanulmányozására.

1850-ben belépett Cambridge-be, ahol Newton egykor dolgozott, és 1854-ben megkapta a tudományos fokozatot. Ezt követően kutatásai az elektromosság és az elektromos szerelések területét érintették. 1855-ben pedig tagságot kapott a Trinity College tanácsában.

Maxwell első jelentős tudományos munkája az On Faraday's Lines of Force volt, amely 1855-ben jelent meg. Boltzmann valamikor azt mondta Maxwell cikkéről, hogy ennek a munkának mély értelme van, és megmutatja, hogy a fiatal tudós milyen céltudatosan közelít a tudományos munkához. Boltzmann úgy vélte, hogy Maxwell nemcsak a természettudomány kérdéseit érti, hanem az elméleti fizikához is különleges hozzájárulást tett. Maxwell cikkében felvázolta a fizika fejlődésének összes irányzatát a következő néhány évtizedben. Később Kirchhoff, Mach és hasonló következtetésekre jutottak.

Hogyan jött létre a Cavendish Laboratórium?

Cambridge-i tanulmányai befejezése után James Maxwell itt maradt tanárként, és 1860-ban a Londoni Királyi Társaság tagja lett. Ezzel egy időben Londonba költözött, ahol a londoni egyetem King's College fizika tanszékének vezetői pozícióját kapott. 5 évig dolgozott ebben a pozícióban.

1871-ben Maxwell visszatért Cambridge-be, és létrehozta Angliában az első laboratóriumot a fizika kutatására, amelyet Cavendish Laboratóriumnak hívtak (Henry Cavendish tiszteletére). Az igazi központtá vált laboratórium fejlesztése tudományos kutatás, Maxwell élete hátralévő részét odaadta.

Maxwell életéről keveset tudni, mivel nem vezetett feljegyzéseket vagy naplókat. Szerény és félénk ember volt. Maxwell 48 évesen hunyt el rákban.

Mi James Maxwell tudományos öröksége?

Maxwell tudományos tevékenysége a fizika számos területére kiterjedt: az elektromágneses jelenségek elméletére, a gázok kinematikai elméletére, az optikára, a rugalmasság elméletére és másokra. James Maxwellt először a színlátás fiziológiájának és fizikájának tanulmányozása és kutatása érdekelte.

Maxwellnek először sikerült színes képet készítenie, amelyet a vörös, zöld és kék tartomány egyidejű vetítése miatt kaptak. Maxwell ezzel ismét bebizonyította a világnak, hogy a látás színes képe egy háromkomponensű elméleten alapul. Ez a felfedezés jelentette a színes fényképek készítésének kezdetét. Az 1857 és 1859 közötti időszakban Maxwell képes volt megvizsgálni a Szaturnusz gyűrűinek stabilitását. Elmélete szerint a Szaturnusz gyűrűi csak egy feltétel mellett lesznek stabilak - a részecskék vagy testek kapcsolatának hiánya esetén.

Maxwell 1855-től különös figyelmet fordított az elektrodinamika területén végzett munkára. Ebből az időszakból számos tudományos munka létezik: „Faraday erővonalairól”, „A fizikai erővonalakról”, „Tratátum az elektromosságról és mágnesességről” és „Az elektromágneses mező dinamikai elmélete”.

Maxwell és az elektromágneses tér elmélete.

Amikor Maxwell elkezdte tanulmányozni az elektromos és mágneses jelenségeket, sok közülük már jól tanulmányozott volt. Elkészült Coulomb törvénye, Ampère törvénye, azt is bebizonyították, hogy a mágneses kölcsönhatások elektromos töltések hatására kapcsolódnak össze. Sok tudós akkoriban támogatta a hosszú távú elméletet, amely szerint a kölcsönhatás azonnal és üres térben történik.

A rövid távú cselekvés elméletében a főszerepet Michael Faraday (30-as évek) tanulmányai játszották XIX év század). Faraday azzal érvelt, hogy az elektromos töltés természete a környező elektromos téren alapul. Az egyik töltés tere két irányban kapcsolódik a szomszédoshoz. Az áramok kölcsönhatásba lépnek egy mágneses mező segítségével. Mágneses és elektromos mezők Faraday szerint erővonalak formájában írja le, amelyek rugalmas vonalak egy hipotetikus közegben - az éterben.

Maxwell támogatta Faraday elméletét az elektromágneses terek létezéséről, vagyis a töltés és az áram körül kialakuló folyamatok híve volt.

Maxwell elmagyarázta Faraday elképzeléseit matematikai forma, amire nagy szüksége volt a fizikának. A terepfogalom bevezetésével a Coulomb és Ampere törvényei meggyőzőbbek és mélyebb értelműek lettek. Az elektromágneses indukció koncepciójában Maxwell magának a mezőnek a tulajdonságait tudta figyelembe venni. Az üres térben váltakozó mágneses tér hatására zárt erővonalú elektromos tér jön létre. Ezt a jelenséget örvény elektromos térnek nevezik.

Maxwell következő felfedezése az volt, hogy a váltakozó elektromos tér a normálhoz hasonló mágneses teret tud generálni. elektromos áram. Ezt az elméletet elmozdulási áram hipotézisnek nevezték. A jövőben Maxwell az elektromágneses mezők viselkedését fejezte ki egyenleteiben.

Referencia. A Maxwell-egyenletek leíró egyenletek elektromágneses jelenségek különböző közegekben és vákuumtérben, valamint a klasszikus makroszkopikus elektrodinamikához is tartozik. Ez az elektromos és mágneses jelenségek törvényein alapuló kísérletekből levont logikus következtetés.
A Maxwell-egyenletek fő következtetése az elektromos és mágneses kölcsönhatások terjedésének végessége, amely elhatárolta a rövid távú kölcsönhatás elméletét és a nagy hatótávolságú kölcsönhatás elméletét. A sebességi jellemzők megközelítették a 300 000 km/s fénysebességet. Ez okot adott Maxwellnek arra, hogy azzal érveljen, hogy a fény az elektromágneses hullámok működéséhez kapcsolódó jelenség.

Maxwell-gázok molekuláris-kinetikai elmélete.

Maxwell hozzájárult a molekuláris kinetikai elmélet tanulmányozásához (ma ezt a tudományt hívják statisztikai mechanika). Maxwell volt az első, aki a természet törvényeinek statisztikai természetének ötletével állt elő. Megalkotta a molekulák sebesség szerinti eloszlásának törvényét, és sikerült kiszámítania a gázok viszkozitását a sebességmutatókhoz és a gázmolekulák átlagos szabad útjához viszonyítva. Emellett Maxwell munkájának köszönhetően számos termodinamikai összefüggésünk van.

Referencia. A Maxwell-eloszlás a rendszer molekuláinak sebességeloszlásának elmélete termodinamikai egyensúlyi körülmények között. Termodinamikai egyensúly- ez az állapot előre mozgás a klasszikus dinamika törvényei által leírt molekulák.

Maxwellnek számos tudományos munkája jelent meg: "A hő elmélete", "Az anyag és mozgás", "Elektromosság az elemi bemutatásban" és mások. Maxwell nemcsak a tudományt helyezte át a korszakba, hanem a története iránt is érdeklődött. Egy időben sikerült kiadnia G. Cavendish műveit, amelyeket megjegyzéseivel kiegészített.

Mire fog emlékezni a világ James Clerk Maxwellről?

Maxwell az elektromágneses terek tanulmányozásában tevékenykedett. Létezésükről szóló elmélete csak egy évtizeddel halála után kapott világszerte elismerést.

Maxwell volt az első, aki osztályozta az anyagot, és mindegyikhez hozzárendelte a saját törvényeit, amelyek nem redukálódtak a newtoni mechanika törvényeire.

Maxwellről sok tudós írt. R. Feynman fizikus azt mondta róla, hogy Maxwell, aki felfedezte az elektrodinamika törvényeit, évszázadokon át a jövőbe nézett.

Epilógus. James Clerk Maxwell 1879. november 5-én halt meg Cambridge-ben. Egy kis skót faluban temették el kedvenc temploma közelében, amely nem messze található családi birtokától.