MAXWELL, James impiegato(Maxwell, James Clerk) (1831–1879), fisico inglese. Nato il 13 giugno 1831 a Edimburgo nella famiglia di un nobile scozzese da una nobile famiglia di Clerks. Studiò prima a Edimburgo (1847-1850), poi a Cambridge (1850-1854). Nel 1855 divenne membro del Council of Trinity College, nel 1856-1860 fu professore al Marishall College, Aberdeen University, dal 1860 dirigeva il dipartimento di fisica e astronomia al King's College, London University. Nel 1865, a causa di una grave malattia, Maxwell si dimise dalla cattedra e si stabilì nella tenuta di famiglia a Glenlar vicino a Edimburgo. Continuò a studiare scienze, scrisse diversi saggi di fisica e matematica. Nel 1871 assunse la cattedra di fisica sperimentale all'Università di Cambridge. Organizzò un laboratorio di ricerca, aperto il 16 giugno 1874 e chiamato Cavendish - in onore di G. Cavendish.

Maxwell completò il suo primo lavoro scientifico mentre era ancora a scuola, inventando un modo semplice per disegnare forme ovali. Questo lavoro è stato riportato in una riunione della Royal Society e persino pubblicato nei suoi atti. Come membro del Consiglio del Trinity College, ha sperimentato la teoria dei colori, agendo come successore della teoria di Jung e della teoria dei tre colori primari di Helmholtz. Negli esperimenti sulla miscelazione dei colori, Maxwell ha utilizzato un piano speciale, il cui disco era diviso in settori dipinti in diversi colori (disco di Maxwell). Quando la trottola ruotava velocemente, i colori si univano: se il disco era dipinto nel modo in cui si trovano i colori dello spettro, sembrava bianco; se una metà era dipinta di rosso e l'altra metà di giallo, appariva arancione; mescolare il blu e il giallo dava l'impressione del verde. Nel 1860, per il suo lavoro sulla percezione del colore e sull'ottica, Maxwell lo fu premiato con una medaglia Rumford.

Nel 1857 l'Università di Cambridge bandì un concorso per il miglior lavoro sulla stabilità degli anelli di Saturno. Queste formazioni furono scoperte da Galileo all'inizio del XVII secolo. e rappresentava uno stupefacente mistero della natura: il pianeta sembrava essere circondato da tre anelli concentrici continui, costituiti da una sostanza di natura sconosciuta. Laplace ha dimostrato che non possono essere solidi. Dopo aver speso analisi matematica, Maxwell era convinto che nemmeno loro potessero essere liquidi, ed è giunto alla conclusione che una tale struttura potrebbe essere stabile solo se fosse costituita da uno sciame di meteoriti non correlati. La stabilità degli anelli è assicurata dalla loro attrazione verso Saturno e dal movimento reciproco del pianeta e dei meteoriti. Per questo lavoro, Maxwell ha ricevuto il Premio J. Adams.

Uno dei primi lavori di Maxwell fu la sua teoria cinetica dei gas. Nel 1859, lo scienziato fece una presentazione a una riunione della British Association, in cui diede la distribuzione delle molecole per velocità (distribuzione maxwelliana). Maxwell ha sviluppato le idee del suo predecessore nello sviluppo della teoria cinetica dei gas di R. Clausius, che ha introdotto il concetto di " di media lunghezza corsa libera." Maxwell parte dall'idea di un gas come un insieme di sfere perfettamente elastiche che si muovono casualmente in uno spazio chiuso. Le sfere (molecole) possono essere divise in gruppi in base alle loro velocità, mentre nello stato stazionario il numero di molecole in ciascun gruppo rimane costante, sebbene possano uscire dai gruppi ed entrarvi. Da tale considerazione ne derivava che “le particelle sono distribuite secondo velocità secondo la stessa legge con cui si distribuiscono gli errori di osservazione nella teoria del metodo dei minimi quadrati, cioè secondo la statistica gaussiana". All'interno della sua teoria, Maxwell ha spiegato la legge di Avogadro, la diffusione, la conduzione del calore, l'attrito interno (teoria del trasporto). Nel 1867 mostrò la natura statistica della seconda legge della termodinamica ("il demone di Maxwell").

Nel 1831, anno di nascita di Maxwell, M. Faraday condusse esperimenti classici che lo portarono alla scoperta dell'induzione elettromagnetica. Maxwell iniziò a studiare l'elettricità e il magnetismo circa 20 anni dopo, quando c'erano due punti di vista sulla natura degli effetti elettrici e magnetici. Scienziati come AM Ampere e F. Neumann hanno aderito al concetto di azione a lungo raggio, considerando le forze elettromagnetiche come un analogo dell'attrazione gravitazionale tra due masse. Faraday era un aderente all'idea di linee di forza che collegano cariche elettriche positive e negative o nord e poli sud magnete. Le linee di forza riempiono l'intero spazio circostante (il campo, nella terminologia di Faraday) e determinano le interazioni elettriche e magnetiche. Dopo Faraday, Maxwell sviluppò un modello idrodinamico di linee di forza ed espresse le relazioni allora note dell'elettrodinamica in un linguaggio matematico corrispondente ai modelli meccanici di Faraday. I principali risultati di questo studio si riflettono nel lavoro Linee di forza di Faraday (Le linee di forza di Faraday, 1857). Nel 1860-1865 Maxwell creò la teoria dell'elettronica campo magnetico, che formulò sotto forma di un sistema di equazioni (le equazioni di Maxwell) descrivendo le leggi fondamentali dei fenomeni elettromagnetici: la prima equazione esprimeva l'induzione elettromagnetica di Faraday; 2° - induzione magnetoelettrica, scoperta da Maxwell e basata sui concetti di correnti di spostamento; 3° - la legge di conservazione della quantità di elettricità; 4° - la natura vorticosa del campo magnetico.

Continuando a sviluppare queste idee, Maxwell è giunto alla conclusione che qualsiasi cambiamento nei campi elettrico e magnetico dovrebbe causare cambiamenti nelle linee di forza che penetrano nello spazio circostante, ad es. ci devono essere impulsi (o onde) che si propagano nel mezzo. La velocità di propagazione di queste onde (disturbo elettromagnetico) dipende dalla permeabilità dielettrica e magnetica del mezzo ed è uguale al rapporto tra l'unità elettromagnetica e l'unità elettrostatica. Secondo Maxwell e altri ricercatori, questo rapporto è 3×10 10 cm/s, che è vicino alla velocità della luce misurata sette anni prima dal fisico francese A. Fizeau. Nell'ottobre del 1861 Maxwell informò Faraday della sua scoperta che la luce è un disturbo elettromagnetico che si propaga in un mezzo non conduttivo, ad es. tipo di onde elettromagnetiche. Questa fase finale della ricerca è descritta nel lavoro di Maxwell Teoria dinamica del campo elettromagnetico (Trattato sull'elettricità e il magnetismo, 1864), e il risultato del suo lavoro sull'elettrodinamica fu riassunto dal famoso Trattato di elettricità e magnetismo (1873).

L'anno scorso La vita di Maxwell si stava preparando per la stampa e la pubblicazione del patrimonio manoscritto di Cavendish. Due grandi volumi furono pubblicati nell'ottobre 1879. Maxwell morì a Cambridge il 5 novembre 1879.

Il matematico, fisico e meccanico inglese James Clerk Maxwell è nato a Edimburgo (Scozia) il 13 giugno 1831. Presto la famiglia del futuro scienziato si trasferì nella sua tenuta di Middleby, dove il ragazzo trascorse la sua infanzia.

Nel 1841, tornando di nuovo a Edimburgo, il giovane entrò all'Accademia di Edimburgo. Dopo essersi laureato, Maxwell iniziò a studiare presso l'omonima università.

Nel 1853 entrò al Trinity College di Cambridge. Lì Maxwell si interessò allo studio dell'elettricità e presto iniziò a farlo ricerca sperimentale in quest 'area.

Negli anni '50, lo scienziato fu attivamente coinvolto nell'insegnamento, lavorando nella sua nativa Cambridge, e poi all'Università di Aberdeen e al King's College di Londra. In questo momento creò la teoria dei colori, che in seguito rese possibile la comparsa della fotografia a colori, e sviluppò anche la teoria dei gas, che divenne la base della moderna meccanica statica.

Nel 1864-65 Maxwell creò la sua famosa "Teoria dinamica del campo elettromagnetico", che divenne la sua principale opera scientifica ed è considerata l'apice del pensiero matematico dell'epoca. Nel 1866 scoprì la legge di distribuzione delle molecole di gas ideali per velocità, che in seguito prese il nome dallo scienziato.

Nel 1871 Maxwell tornò a lavorare all'Università di Cambridge come professore di fisica sperimentale. In questo periodo scrisse l'enciclopedico "Trattato sull'elettricità e il magnetismo" (1873), dedicato alla memoria di Michael Faraday.

James Maxwell (1831-1879).

James Clerk Maxwell nacque a Edimburgo il 13 giugno 1831. Poco dopo la nascita del ragazzo, i suoi genitori lo portarono nella loro tenuta Glenlar. Da quel momento, la "tana in una gola stretta" è entrata saldamente nella vita di Maxwell. Qui vissero e morirono i suoi genitori, qui visse lui stesso e fu sepolto a lungo.

Quando James aveva otto anni, la sfortuna arrivò in casa: sua madre si ammalò gravemente e presto morì. Ora l'unico educatore di Giacomo fu suo padre, al quale conservò un sentimento di tenero affetto e amicizia per il resto della sua vita. John Maxwell non era solo il padre e l'educatore di suo figlio, ma anche il suo più fedele amico.

Presto venne il momento in cui il ragazzo dovette iniziare a studiare. All'inizio, gli insegnanti furono invitati a casa. Ma gli insegnanti familiari scozzesi erano scortesi e ignoranti quanto le loro controparti inglesi, descritte con tale sarcasmo e odio da Dickens. Pertanto, è stato deciso di dare a James nuova scuola, che portava il grande nome dell'Accademia di Edimburgo.

Il ragazzo è stato gradualmente coinvolto vita scolastica. È diventato più interessato alle lezioni. Gli piaceva particolarmente la geometria. È rimasta uno degli hobby più forti di Maxwell per il resto della sua vita. Immagini e modelli geometrici hanno giocato un ruolo enorme nel suo lavoro scientifico. Il percorso scientifico di Maxwell è iniziato con lei.

Maxwell si è laureato all'Accademia in una delle prime lauree. Dopo essersi separato dall'amata scuola, compose l'inno dell'Accademia di Edimburgo, cantato all'unisono e con entusiasmo dai suoi allievi. Ora le porte dell'Università di Edimburgo si spalancarono davanti a lui.

Da studente, Maxwell ha svolto una seria ricerca sulla teoria dell'elasticità, che è stata molto apprezzata dagli specialisti. E ora si trovava di fronte alla questione della prospettiva dei suoi ulteriori studi a Cambridge.

Fondata nel 1284, S. Pietro (Peterhouse), e il più famoso è il Collegio di S. Trinity College (Trinity College), fondato nel 1546. La gloria di questo college è stata creata dal suo famoso allievo Isaac Newton. Peterhouse e il Trinity College furono successivamente il soggiorno a Cambridge del giovane Maxwell. Dopo un breve soggiorno a Peterhouse, Maxwell si trasferì al Trinity College.

Il volume delle conoscenze di Maxwell, il potere del suo intelletto e l'indipendenza di pensiero gli hanno permesso di ottenere un posto elevato nella sua liberazione. Ha preso il secondo posto.

Il giovane scapolo è stato lasciato al Trinity College come insegnante. Ma era preoccupato problemi scientifici. Oltre alla sua vecchia passione per la geometria e il problema dei colori, che iniziò a studiare già nel 1852, Maxwell si interessò all'elettricità.

Il 20 febbraio 1854, Maxwell informa Thomson della sua intenzione di "attaccare l'elettricità". Il risultato dell '"attacco" fu il saggio "On Faraday's Lines of Force" - il primo dei tre lavori principali di Maxwell dedicati allo studio del campo elettromagnetico. La parola "campo" è apparsa per la prima volta in quella stessa lettera a Thomson, ma né in questa né in un'opera successiva sulle linee di forza. Maxwell non lo usa. Questo concetto riappare solo nel 1864 nell'opera "Teoria dinamica del campo elettromagnetico".

Nell'autunno del 1856 Maxwell assunse l'incarico di professore di filosofia naturale al Marischal College di Aberdeen. Il dipartimento di filosofia naturale, cioè il dipartimento di fisica di Aberdeen, non esisteva prima di Maxwell e il giovane professore doveva organizzare un lavoro educativo e scientifico in fisica.

Il soggiorno ad Aberdeen è stato segnato Evento importante e nella vita personale di Maxwell: sposò la figlia del capo del Marischal College, Daniel Dewar, Katherine Mary Dewar. Questo evento ebbe luogo nel 1858. Da quel momento fino alla fine della loro vita, i Maxwell hanno percorso il loro percorso di vita mano nella mano.

Nel 1857-1859, lo scienziato eseguì i suoi calcoli sul movimento degli anelli di Saturno. Ha mostrato che l'anello liquido durante la rotazione sarà distrutto dalle onde che si alzano in esso e si romperà in satelliti separati. Maxwell considerò il movimento di un numero finito di tali satelliti. Le ricerche matematiche più difficili gli valsero il Premio Adams e la fama di matematico di prim'ordine. Il prezioso saggio fu pubblicato nel 1859 dall'Università di Cambridge.

Dallo studio degli anelli di Saturno è stato del tutto naturale passare alla considerazione dei moti delle molecole di gas. Il periodo ad Aberdeen della vita di Maxwell si concluse con il suo discorso alla riunione della British Association nel 1859 con un rapporto "Sulla teoria dinamica dei gas". Questo documento ha segnato l'inizio dei molti anni di fruttuosa ricerca di Maxwell nel campo della teoria cinetica dei gas e della fisica statistica.

Dal momento che il dipartimento in cui lavorava Maxwell era chiuso, lo scienziato ha dovuto cercare nuovo lavoro. Nel 1860 Maxwell fu eletto professore di filosofia naturale al King's College di Londra.

Il periodo londinese fu segnato dalla pubblicazione di un ampio articolo "Explanations to the Dynamic Theory of Gases", pubblicato nel 1860 sulla principale rivista di fisica inglese, il Philosophical Journal. Con questo articolo, Maxwell ha dato un enorme contributo a una nuova branca della fisica teorica: la fisica statistica. I fondatori della fisica statistica nella sua forma classica sono Maxwell, Boltzmann e Gibbs.

I Maxwell trascorsero l'estate del 1860 nella tenuta della famiglia Glenlar prima dell'inizio del semestre autunnale a Londra. Tuttavia, Maxwell non è riuscito a riposarsi e ad acquisire forza. Si ammalò di vaiolo in forma grave. I medici temevano per la sua vita. Ma lo straordinario coraggio e la pazienza di Caterina, che gli era devota, che ha fatto di tutto per far uscire il marito malato, li ha aiutati a sconfiggere la terribile malattia. Una prova così difficile iniziò la sua vita a Londra. Durante questo periodo della sua vita, Maxwell pubblicò un ampio articolo sui colori, nonché il lavoro "Spiegazioni alla teoria dinamica dei gas". Ma il lavoro principale della sua vita è stato dedicato alla teoria dell'elettricità.

Pubblica due grandi opere sulla teoria del campo elettromagnetico da lui ideate: "On Physical Lines of Force" (1861-1862) e "Dynamic Theory of the Electromagnetic Field" (1864-1865). Per dieci anni, Maxwell è diventato il più grande scienziato, creatore teoria fondamentale fenomeni elettromagnetici, che, insieme alla meccanica, alla termodinamica e alla fisica statistica, è diventato uno dei fondamenti della fisica teorica classica.

Nello stesso periodo della sua vita, Maxwell iniziò a lavorare sulle misurazioni elettriche. Era particolarmente interessato a un sistema razionale di unità elettriche, poiché la teoria elettromagnetica della luce da lui creata si basava solo sulla coincidenza del rapporto tra le unità elettrostatiche ed elettromagnetiche dell'elettricità con la velocità della luce. È del tutto naturale che sia diventato uno dei membri attivi della "Commission of Units" della British Association. Inoltre, Maxwell ha capito profondamente stretta connessione scienza e tecnologia, l'importanza di questa alleanza sia per il progresso della scienza che per progresso tecnico. Pertanto, dagli anni Sessanta fino alla fine della sua vita, ha lavorato instancabilmente nel campo delle misurazioni elettriche.

La stressante vita londinese aveva messo a dura prova la salute di Maxwell e di sua moglie, e decisero di vivere nella tenuta di famiglia di Glenlar. Questa decisione divenne inevitabile dopo la grave malattia di Maxwell alla fine delle sue vacanze estive nel 1865, che trascorse come al solito nella sua tenuta. Maxwell lasciò il servizio a Londra e visse per cinque anni (dal 1866 al 1871) a Glenlare, recandosi occasionalmente a Cambridge per esami, e solo nel 1867, su consiglio dei medici, si recò in Italia. Essendo impegnato in affari economici a Glenlar, Maxwell non lasciò gli studi scientifici. Ha lavorato duramente all'opera principale della sua vita, A Treatise on Electricity and Magnetism, ha scritto il libro The Theory of Heat, un importante lavoro sui regolatori, una serie di articoli sulla teoria cinetica dei gas e ha partecipato a riunioni del British Associazione. La vita creativa di Maxwell in campagna continuò intensamente come nella città universitaria.

Nel 1871 Maxwell pubblicò The Theory of Heat a Londra. Questo libro di testo è stato molto popolare. Lo scienziato ha scritto che lo scopo del suo libro "The Theory of Heat" era quello di presentare la dottrina del calore "nella sequenza in cui si è sviluppato".

Poco dopo la pubblicazione di The Theory of Heat, Maxwell ricevette un'offerta per prendere la cattedra di fisica sperimentale appena organizzata a Cambridge. Accettò e l'8 marzo 1871 fu nominato Professore Cavendish all'Università di Cambridge.

Nel 1873 furono pubblicati il ​​Trattato dell'elettricità e del magnetismo (in due volumi) e il libro Matter and Motion.

"Matter and Motion" è un piccolo libro dedicato alla presentazione dei fondamenti della meccanica.

"Trattato sull'elettricità e il magnetismo" - L'opera principale di Maxwell e il suo apice creatività scientifica. In esso riassunse i risultati di molti anni di lavoro sull'elettromagnetismo, iniziato già all'inizio del 1854. La prefazione al "Trattato" è datata 1 febbraio 1873. Diciannove anni Maxwell ha lavorato al suo lavoro fondamentale!

Maxwell ha esaminato l'intero corpus di conoscenze sull'elettricità e sul magnetismo del suo tempo, iniziando con i fatti di base dell'elettrostatica e finendo con la teoria elettromagnetica della luce da lui creata. Ha riassunto la lotta tra le teorie dell'azione a lungo raggio e quella a corto raggio, iniziata durante la vita di Newton, dedicando l'ultimo capitolo del suo libro alla considerazione delle teorie dell'azione a distanza. Maxwell non si espresse apertamente contro le teorie sull'elettricità che esistevano prima di lui; ha presentato il concetto di Faraday come uguale alle teorie tradizionali, ma l'intero spirito del suo libro, il suo approccio all'analisi dei fenomeni elettromagnetici, era così nuovo e insolito che i contemporanei si rifiutarono di capire il libro.

Nella famosa prefazione al Trattato, Maxwell caratterizza lo scopo del suo lavoro come segue: descrivere i più importanti fenomeni elettromagnetici, mostrare come possono essere misurati e "tracciare le relazioni matematiche tra le quantità misurate". Egli indica che cercherà «per quanto possibile di fare luce sul nesso tra la forma matematica di questa teoria e la dinamica generale, per essere in una certa misura preparato alla definizione di quelle leggi dinamiche, tra le quali dovremmo guardare per illustrazioni o spiegazioni di fenomeni elettromagnetici."

Maxwell considera le leggi della meccanica le leggi fondamentali della natura. Non è un caso che, quindi, come premessa fondamentale alle sue equazioni di base della teoria elettromagnetica, esponga le disposizioni di base della dinamica. Ma allo stesso tempo, Maxwell comprende che la teoria dei fenomeni elettromagnetici è qualitativa nuova teoria, che non si riduce alla meccanica, sebbene la meccanica faciliti la penetrazione in questo nuovo campo dei fenomeni naturali.

Le principali conclusioni di Maxwell si riducono alle seguenti: un campo magnetico alternato eccitato da una corrente mutevole crea un campo elettrico nello spazio circostante, che a sua volta eccita un campo magnetico, ecc. I campi elettrici e magnetici che cambiano, generandosi reciprocamente, formano un il singolo campo elettromagnetico alternato è un'onda elettromagnetica.

Ha derivato equazioni che mostrano che il campo magnetico creato da una sorgente di corrente si propaga da essa a velocità costante. Essendo sorto, il campo elettromagnetico si propaga nello spazio alla velocità della luce di 300.000 km/s, occupando un volume sempre più grande. D. Maxwell ha affermato che le onde di luce sono della stessa natura delle onde che sorgono attorno a un filo in cui è presente una corrente elettrica alternata. Differiscono l'uno dall'altro solo per la lunghezza. Le lunghezze d'onda molto corte sono la luce visibile.

Nel 1874 inizia un'importante opera storica: lo studio del patrimonio scientifico dello scienziato settecentesco Henry Cavendish e lo prepara per la pubblicazione. Dopo la ricerca di Maxwell, divenne chiaro che molto prima di Faraday, Cavendish scoprì l'influenza di un dielettrico sull'entità della capacità elettrica e 15 anni prima che Coulomb scoprisse la legge delle interazioni elettriche.

I lavori di Cavendish sull'elettricità, che descrivono esperimenti, occuparono un grande volume, pubblicato nel 1879 con il titolo "Documenti sull'elettricità dell'onorevole Henry Cavendish". Questo è stato l'ultimo libro di Maxwell pubblicato durante la sua vita. Il 5 novembre 1879 morì a Cambridge.

James Maxwell nacque il 13 giugno 1831 nella capitale della Scozia, la città di Edimburgo, nella famiglia di un avvocato e nobile ereditario John Clerk Maxwell. James ha trascorso la sua infanzia nella tenuta di famiglia nel sud della Scozia. Sua madre morì prematuramente e il ragazzo fu allevato da suo padre. Fu lui a instillare in James l'amore per le scienze tecniche. Nel 1841 entrò all'Accademia di Edimburgo. Poi, nel 1847, studiò per tre anni all'Università di Edimburgo. Qui Maxwell studia e sviluppa la teoria dell'elasticità, mette esperimenti scientifici. Nel 1850 - 1854. ha studiato all'Università di Cambridge, dove si è laureato.

Dopo aver completato i suoi studi, James rimane ad insegnare a Cambridge. In questo momento, inizia a lavorare sulla teoria dei colori, che in seguito ha costituito la base della fotografia a colori. Maxwell si interessa anche all'elettricità e all'effetto magnetico.

Nel 1856, James Maxwell divenne professore al Marischal College di Aberdeen, in Scozia, dove lavorò fino al 1860. Nel giugno 1858 Maxwell sposò la figlia del preside del college. Lavorando ad Aberdeen, James sta lavorando a un trattato Sulla stabilità del movimento degli anelli di Saturno (1859), riconosciuto e approvato dalla comunità scientifica. Allo stesso tempo, Maxwell stava sviluppando la teoria cinetica dei gas, che costituiva la base della moderna meccanica statistica, e più tardi, nel 1866, scoprì la legge della distribuzione della velocità molecolare, che porta il suo nome.

Nel 1860 - 1865. James Maxwell è stato professore presso il Dipartimento di Filosofia Naturale del King's College (Londra). nel 1864 fu pubblicato il suo articolo "The Dynamic Theory of the Electromagnetic Field", che divenne l'opera principale di Maxwell e predeterminò la direzione delle sue ulteriori ricerche. Lo scienziato è stato impegnato nei problemi dell'elettromagnetismo fino alla fine della sua vita.

Nel 1871, Maxwell tornò all'Università di Cambridge, dove diresse il primo laboratorio per esperimenti fisici, dal nome dello scienziato inglese Henry Cavendish, il Cavendish Laboratory. Lì insegnò fisica e partecipò all'equipaggiamento del laboratorio.

Nel 1873, lo scienziato termina finalmente i lavori sull'opera in due volumi Trattato dell'elettricità e del magnetismo, che è diventata un vero patrimonio enciclopedico nel campo della fisica.

Il grande scienziato morì il 5 novembre 1879 di cancro e fu sepolto vicino alla tenuta di famiglia, nel villaggio scozzese di Parton.

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Molte pubblicazioni e riviste scientifiche hanno recentemente pubblicato articoli sui risultati in fisica e scienziati moderni, e le pubblicazioni sui fisici del passato sono rare. Vorremmo correggere questa situazione e ricordare uno dei fisici eccezionali del secolo scorso, James Clerk Maxwell. Questo è un famoso fisico inglese, il padre dell'elettrodinamica classica, della fisica statistica e di molte altre teorie, formule fisiche e invenzioni. Maxwell divenne il fondatore e il primo capo del Cavendish Laboratory.

Come sapete, Maxwell proveniva da Edimburgo ed era nato nel 1831 in una nobile famiglia che aveva parentela con il cognome scozzese Clerks of Penicuik. L'infanzia di Maxwell è stata trascorsa nella tenuta di Glenlar. Gli antenati di James lo erano politici, poeti, musicisti e scienziati. Probabilmente, una predilezione per le scienze è stata ereditata da lui.

James è stato allevato senza madre (dal momento che è morta quando lui aveva 8 anni) da un padre che si prendeva cura del bambino. Il padre voleva che suo figlio studiasse Scienze naturali. James si innamorò immediatamente della tecnologia e sviluppò rapidamente abilità pratiche. Il piccolo Maxwell ha preso le prime lezioni a casa con perseveranza, poiché non gli piacevano i metodi di educazione duri usati dall'insegnante. L'ulteriore formazione ha avuto luogo in una scuola aristocratica, dove il ragazzo ha mostrato grandi capacità matematiche. A Maxwell piaceva particolarmente la geometria.

Per molte grandi persone, la geometria sembrava essere una scienza straordinaria, e anche all'età di 12 anni parlava di un libro di testo di geometria come di un libro sacro. Maxwell amava la geometria così come altri luminari scientifici, ma aveva un pessimo rapporto con i suoi compagni di scuola. Hanno costantemente inventato soprannomi offensivi per lui e uno dei motivi erano i suoi vestiti ridicoli. Il padre di Maxwell era considerato un eccentrico e comprò a suo figlio dei vestiti che lo fecero sorridere.

Maxwell già durante l'infanzia ha mostrato grandi promesse nel campo della scienza. Nel 1814 fu mandato a studiare alla Edinburgh Grammar School e nel 1846 gli fu assegnata una medaglia al merito in matematica. Suo padre era orgoglioso di suo figlio e gli fu data l'opportunità di rappresentarne uno opere scientifiche figlio davanti al consiglio dell'Accademia delle scienze di Edimburgo. Questo lavoro riguardava i calcoli matematici di figure ellittiche. Allora quest'opera fu chiamata "Sul disegno degli ovali e sugli ovali con molti trucchi". Fu scritto nel 1846 e pubblicato alle masse nel 1851.

Maxwell iniziò a studiare fisica intensamente dopo essersi trasferito all'Università di Edimburgo. Kalland, Forbes e altri divennero i suoi insegnanti. Hanno subito visto in James un alto potenziale intellettuale e un irresistibile desiderio di studiare fisica. Prima di questo periodo, Maxwell si era occupato di alcune branche della fisica e aveva studiato ottica (dedicava molto tempo alla polarizzazione della luce e agli anelli di Newton). In questo fu aiutato dal famoso fisico William Nicol, che un tempo inventò il prisma.

Naturalmente, altre scienze naturali non erano estranee a Maxwell e prestò particolare attenzione allo studio della filosofia, alla storia della scienza e all'estetica.

Nel 1850 entrò a Cambridge, dove un tempo aveva lavorato Newton, e nel 1854 conseguì il diploma accademico. Successivamente, la sua ricerca ha toccato il campo dell'elettricità e degli impianti elettrici. E nel 1855 gli fu concessa l'appartenenza al consiglio del Trinity College.

Il primo lavoro scientifico significativo di Maxwell fu On Faraday's Lines of Force, apparso nel 1855. Un tempo, Boltzmann disse a proposito dell'articolo di Maxwell che questo lavoro ha un significato profondo e mostra come il giovane scienziato si avvicini al lavoro scientifico in modo mirato. Boltzmann credeva che Maxwell non solo capisse i problemi delle scienze naturali, ma desse anche un contributo speciale alla fisica teorica. Maxwell ha delineato nel suo articolo tutte le tendenze nell'evoluzione della fisica per i prossimi decenni. Più tardi, Kirchhoff, Mach et giunsero alla stessa conclusione.

Come è stato formato il Cavendish Laboratory?

Dopo aver completato gli studi a Cambridge, James Maxwell vi rimase come insegnante e nel 1860 divenne membro della Royal Society of London. Allo stesso tempo, si trasferì a Londra, dove gli fu assegnata la posizione di capo del dipartimento di fisica al King's College, Università di Londra. Ha lavorato in questa posizione per 5 anni.

Nel 1871 Maxwell tornò a Cambridge e creò il primo laboratorio in Inghilterra per la ricerca nel campo della fisica, chiamato Cavendish Laboratory (in onore di Henry Cavendish). Lo sviluppo del laboratorio, che è diventato un vero e proprio centro ricerca scientifica, Maxwell ha dedicato il resto della sua vita.

Poco si sa della vita di Maxwell, poiché non teneva appunti o diari. Era una persona modesta e timida. Maxwell è morto all'età di 48 anni di cancro.

Qual è l'eredità scientifica di James Maxwell?

L'attività scientifica di Maxwell ha coperto molte aree della fisica: la teoria dei fenomeni elettromagnetici, la teoria cinematica dei gas, l'ottica, la teoria dell'elasticità e altri. La prima cosa che interessava James Maxwell era lo studio e la conduzione della ricerca sulla fisiologia e la fisica della visione dei colori.

Maxwell è stato il primo a ottenere un'immagine a colori, ottenuta grazie alla proiezione simultanea della gamma rossa, verde e blu. Con questo, Maxwell ha dimostrato ancora una volta al mondo che l'immagine a colori della visione si basa su una teoria a tre componenti. Questa scoperta ha segnato l'inizio della creazione di fotografie a colori. Nel periodo 1857-1859, Maxwell fu in grado di studiare la stabilità degli anelli di Saturno. La sua teoria dice che gli anelli di Saturno saranno stabili solo a una condizione: l'assenza di connessione di particelle o corpi.

Dal 1855 Maxwell prestò particolare attenzione al lavoro nel campo dell'elettrodinamica. Esistono diversi lavori scientifici di questo periodo "Sulle linee di forza di Faraday", "Sulle linee di forza fisiche", "Trattato sull'elettricità e sul magnetismo" e "Teoria dinamica del campo elettromagnetico".

Maxwell e la teoria del campo elettromagnetico.

Quando Maxwell iniziò a studiare i fenomeni elettrici e magnetici, molti di essi erano già ben studiati. È stato creato La legge di Coulomb, Legge di Ampère, è stato anche dimostrato che le interazioni magnetiche sono collegate dall'azione delle cariche elettriche. Molti scienziati di quel tempo erano sostenitori della teoria a lungo raggio, che afferma che l'interazione avviene istantaneamente e nello spazio vuoto.

Il ruolo principale nella teoria dell'azione a corto raggio è stato svolto dagli studi di Michael Faraday (30s XIX anni secolo). Faraday ha affermato che la natura della carica elettrica si basa sul campo elettrico circostante. Il campo di una carica è connesso con quello vicino in due direzioni. Le correnti interagiscono con l'aiuto di un campo magnetico. Magnetico e campi elettrici secondo Faraday sono da lui descritti sotto forma di linee di forza, che sono linee elastiche in un mezzo ipotetico - nell'etere.

Maxwell ha sostenuto la teoria di Faraday sull'esistenza dei campi elettromagnetici, cioè era un sostenitore dei processi emergenti attorno alla carica e alla corrente.

Maxwell ha spiegato le idee di Faraday in forma matematica, che era molto necessario dalla fisica. Con l'introduzione del concetto di campo, le leggi di Coulomb e Ampere sono diventate più convincenti e profondamente significative. Nel concetto di induzione elettromagnetica, Maxwell ha potuto considerare le proprietà del campo stesso. Sotto l'azione di un campo magnetico alternato nello spazio vuoto, viene generato un campo elettrico con linee di forza chiuse. Questo fenomeno è chiamato campo elettrico a vortice.

La successiva scoperta di Maxwell fu che un campo elettrico alternato può generare un campo magnetico, simile a quello normale. corrente elettrica. Questa teoria è stata chiamata l'ipotesi della corrente di spostamento. In futuro, Maxwell ha espresso il comportamento dei campi elettromagnetici nelle sue equazioni.

Riferimento. Le equazioni di Maxwell sono equazioni che descrivono fenomeni elettromagnetici in vari mezzi e spazio vuoto, e appartengono anche all'elettrodinamica macroscopica classica. Questa è una conclusione logica tratta da esperimenti basati sulle leggi dei fenomeni elettrici e magnetici.
La conclusione principale delle equazioni di Maxwell è la finitezza della propagazione delle interazioni elettriche e magnetiche, che ha distinto la teoria dell'interazione a corto raggio e la teoria dell'interazione a lungo raggio. Le caratteristiche di velocità si sono avvicinate alla velocità della luce di 300.000 km/s. Ciò ha dato a Maxwell motivo di sostenere che la luce è un fenomeno associato all'azione delle onde elettromagnetiche.

Teoria molecolare-cinetica dei gas di Maxwell.

Maxwell contribuì allo studio della teoria cinetica molecolare (ora questa scienza è chiamata meccanica statistica). Maxwell è stato il primo a formulare l'idea della natura statistica delle leggi della natura. Ha creato la legge di distribuzione delle molecole per velocità ed è anche riuscito a calcolare la viscosità dei gas in relazione agli indicatori di velocità e al percorso libero medio delle molecole di gas. Inoltre, grazie al lavoro di Maxwell, abbiamo una serie di relazioni termodinamiche.

Riferimento. La distribuzione di Maxwell è una teoria della distribuzione della velocità delle molecole di un sistema in condizioni di equilibrio termodinamico. Equilibrio termodinamico- questa condizione movimento in avanti molecole descritte dalle leggi della dinamica classica.

Maxwell ha pubblicato molti articoli scientifici: "The Theory of Heat", "Matter and Motion", "Electricity in Elementary Presentation" e altri. Maxwell non solo trasferì la scienza nel periodo, ma si interessò anche alla sua storia. Un tempo è riuscito a pubblicare le opere di G. Cavendish, che ha integrato con i suoi commenti.

Cosa ricorderà il mondo di James Clerk Maxwell?

Maxwell era attivo nello studio dei campi elettromagnetici. La sua teoria sulla loro esistenza non ha ricevuto il riconoscimento mondiale fino a un decennio dopo la sua morte.

Maxwell fu il primo a classificare la materia e ad assegnare a ciascuna le proprie leggi, che non furono ridotte alle leggi della meccanica newtoniana.

Molti scienziati hanno scritto di Maxwell. Il fisico R. Feynman ha detto di lui che Maxwell, che ha scoperto le leggi dell'elettrodinamica, ha guardato nel futuro attraverso i secoli.

Epilogo. James Clerk Maxwell morì il 5 novembre 1879 a Cambridge. Fu sepolto in un piccolo villaggio scozzese vicino alla sua chiesa preferita, che si trova non lontano dalla tenuta di famiglia.