MAXWELL, James Clerk(Maxwell, James Clerk) (1831–1879), fizician englez. Născut la 13 iunie 1831 la Edinburgh în familia unui nobil scoțian dintr-o familie nobilă de grefieri. A studiat mai întâi la Edinburgh (1847-1850), apoi la universitățile din Cambridge (1850-1854). În 1855 a devenit membru al Consiliului Trinity College, în 1856-1860 a fost profesor la Marishall College, Universitatea Aberdeen, din 1860 a condus catedra de fizică și astronomie la King's College, Universitatea din Londra. În 1865, din cauza unei boli grave, Maxwell a demisionat din scaun și s-a stabilit în moșia familiei Glenlar, lângă Edinburgh. A continuat să studieze știința, a scris mai multe eseuri despre fizică și matematică. În 1871 a preluat catedra de fizică experimentală la Universitatea din Cambridge. A organizat un laborator de cercetare, care s-a deschis pe 16 iunie 1874 și a fost numit Cavendish – în onoarea lui G. Cavendish.

Maxwell și-a finalizat prima lucrare științifică în timp ce era încă la școală, inventând o modalitate simplă de a desena forme ovale. Această lucrare a fost raportată la o reuniune a Societății Regale și chiar publicată în Proceedings. Ca membru al Consiliului Trinity College, a experimentat teoria culorilor, acționând ca un succesor al teoriei lui Jung și teoriei lui Helmholtz a celor trei culori primare. În experimentele de amestecare a culorilor, Maxwell a folosit un blat special, al cărui disc era împărțit în sectoare vopsite în diferite culori (discul lui Maxwell). Când blatul s-a rotit rapid, culorile s-au îmbinat: dacă discul a fost pictat în felul în care sunt situate culorile spectrului, părea alb; dacă o jumătate din ea era vopsită în roșu și cealaltă jumătate în galben, părea portocaliu; amestecarea albastrului cu galbenul dădea impresia de verde. În 1860, pentru munca sa despre percepția culorilor și optică, Maxwell a fost distins cu o medalie Rumford.

În 1857, Universitatea din Cambridge a anunțat un concurs pentru cele mai bune lucrări privind stabilitatea inelelor lui Saturn. Aceste formațiuni au fost descoperite de Galileo la începutul secolului al XVII-lea. și reprezenta un mister uimitor al naturii: planeta părea să fie înconjurată de trei inele concentrice continue, constând dintr-o substanță de natură necunoscută. Laplace a demonstrat că nu pot fi solide. După cheltuire analiză matematică, Maxwell a fost convins că nici ele nu pot fi lichide și a ajuns la concluzia că o astfel de structură ar putea fi stabilă doar dacă ar consta dintr-un roi de meteoriți neînrudiți. Stabilitatea inelelor este asigurată de atracția lor față de Saturn și de mișcarea reciprocă a planetei și meteoriților. Pentru această lucrare, Maxwell a primit premiul J. Adams.

Una dintre primele lucrări ale lui Maxwell a fost teoria lui cinetică a gazelor. În 1859, omul de știință a făcut o prezentare la o întâlnire a Asociației Britanice, în care a prezentat distribuția moleculelor după viteze (distribuția Maxwelliană). Maxwell a dezvoltat ideile predecesorului său în dezvoltarea teoriei cinetice a gazelor de către R. Clausius, care a introdus conceptul de „ lungime mijlocie alergare liberă." Maxwell a pornit de la ideea unui gaz ca un ansamblu de bile perfect elastice care se mișcă aleatoriu într-un spațiu închis. Bilele (moleculele) pot fi împărțite în grupuri în funcție de vitezele lor, în timp ce în stare staționară numărul de molecule din fiecare grup rămâne constant, deși pot părăsi grupurile și intra în ele. Dintr-o asemenea considerație a rezultat că „particulele sunt distribuite în funcție de viteze conform aceleiași legi precum erorile de observație sunt distribuite în teoria celor mai mici pătrate, adică. în conformitate cu statisticile gaussiene”. În cadrul teoriei sale, Maxwell a explicat legea lui Avogadro, difuzia, conducerea căldurii, frecarea internă (teoria transportului). În 1867 a arătat natura statistică a celei de-a doua legi a termodinamicii („demonul lui Maxwell”).

În 1831, anul nașterii lui Maxwell, M. Faraday a efectuat experimente clasice care l-au condus la descoperirea inducției electromagnetice. Maxwell a început să studieze electricitatea și magnetismul aproximativ 20 de ani mai târziu, când existau două puncte de vedere asupra naturii efectelor electrice și magnetice. Oamenii de știință precum A.M. Ampere și F. Neumann au aderat la conceptul de acțiune pe distanță lungă, considerând forțele electromagnetice ca un analog al atracției gravitaționale dintre două mase. Faraday a fost un adept al ideii de linii de forță care conectează sarcini electrice pozitive și negative sau nord și polii sudici magnet. Liniile de forță umplu întreg spațiul înconjurător (câmpul, în terminologia lui Faraday) și determină interacțiunile electrice și magnetice. În urma lui Faraday, Maxwell a dezvoltat un model hidrodinamic al liniilor de forță și a exprimat relațiile de electrodinamică cunoscute atunci într-un limbaj matematic corespunzător modelelor mecanice ale lui Faraday. Principalele rezultate ale acestui studiu sunt reflectate în lucrare Liniile de forță Faraday (Liniile de forță ale lui Faraday, 1857). În 1860-1865 Maxwell a creat teoria electro camp magnetic, pe care l-a formulat sub forma unui sistem de ecuații (ecuațiile lui Maxwell) care descriu legile de bază ale fenomenelor electromagnetice: prima ecuație a exprimat inducția electromagnetică a lui Faraday; a 2-a - inducția magnetoelectrică, descoperită de Maxwell și bazată pe conceptele de curenți de deplasare; 3 - legea conservării cantității de energie electrică; 4 - natura vortex a câmpului magnetic.

Continuând să dezvolte aceste idei, Maxwell a ajuns la concluzia că orice modificare a câmpurilor electrice și magnetice ar trebui să provoace modificări ale liniilor de forță care pătrund în spațiul înconjurător, adică. trebuie să existe impulsuri (sau unde) care se propagă în mediu. Viteza de propagare a acestor unde (perturbare electromagnetică) depinde de permeabilitatea dielectrică și magnetică a mediului și este egală cu raportul dintre unitatea electromagnetică și unitatea electrostatică. Potrivit lui Maxwell și alți cercetători, acest raport este de 3×10 10 cm/s, care este aproape de viteza luminii măsurată cu șapte ani mai devreme de fizicianul francez A. Fizeau. În octombrie 1861, Maxwell l-a informat pe Faraday despre descoperirea sa că lumina este o perturbare electromagnetică care se propagă într-un mediu neconductor, adică. fel de unde electromagnetice. Această etapă finală a cercetării este descrisă în lucrarea lui Maxwell Teoria dinamică a câmpului electromagnetic (Tratat de electricitate și magnetism, 1864), iar rezultatul lucrării sale de electrodinamică a fost rezumat de celebru Tratat de electricitate și magnetism (1873).

Anul trecut Viața lui Maxwell se pregătea pentru tipărirea și publicarea moștenirii manuscrise a lui Cavendish. Două volume mari au fost publicate în octombrie 1879. Maxwell a murit la Cambridge pe 5 noiembrie 1879.

Matematicianul, fizicianul și mecanicul englez James Clerk Maxwell s-a născut la Edinburgh (Scoția) pe 13 iunie 1831. În curând, familia viitorului om de știință s-a mutat în moșia sa din Middleby, unde băiatul și-a petrecut copilăria.

În 1841, revenind din nou la Edinburgh, tânărul a intrat la Academia din Edinburgh. După ce a absolvit-o, Maxwell a început să studieze la universitatea cu același nume.

În 1853 a intrat în Trinity College, Cambridge. Acolo Maxwell a devenit interesat de studiul electricității și în curând a început să o facă cercetare experimentală in aceasta zona.

În anii 1950, omul de știință a fost implicat activ în predare, lucrând în Cambridgeul natal, iar apoi la Universitatea din Aberdeen și King's College din Londra. În acest moment, el a creat teoria culorilor, care a făcut mai târziu posibilă apariția fotografiei color, și a dezvoltat, de asemenea, teoria gazelor, care a devenit baza mecanicii statice moderne.

În 1864-65, Maxwell a creat celebra sa „Teoria dinamică a câmpului electromagnetic”, care a devenit principala sa lucrare științifică și este considerată punctul culminant al gândirii matematice din acea vreme. În 1866, el a descoperit legea distribuției moleculelor de gaze ideale după viteze, numită ulterior după om de știință.

În 1871, Maxwell a revenit să lucreze la Universitatea din Cambridge ca profesor de fizică experimentală. În acest moment, el a scris enciclopedia „Tratat de electricitate și magnetism” (1873), dedicată memoriei lui Michael Faraday.

James Maxwell (1831-1879).

James Clerk Maxwell s-a născut la Edinburgh pe 13 iunie 1831. La scurt timp după nașterea băiatului, părinții lui l-au dus la moșia lor Glenlar. De atunci, „vizuina într-un defileu îngust” a intrat ferm în viața lui Maxwell. Aici au trăit și au murit părinții săi, aici el însuși a trăit și a fost îngropat multă vreme.

Când James avea opt ani, nenorocirea a venit în casă: mama lui s-a îmbolnăvit grav și în curând a murit. Acum, singurul educator al lui James a fost tatăl său, față de care a păstrat un sentiment de afecțiune tandră și prietenie pentru tot restul vieții. John Maxwell nu a fost doar tatăl și educatorul fiului său, ci și cel mai fidel prieten al său.

Curând a venit momentul când băiatul a trebuit să înceapă să studieze. La început, profesorii au fost invitați în casă. Dar profesorii scoțieni de acasă erau la fel de nepoliticoși și ignoranți ca și omologii lor englezi, descriși cu atât de sarcasm și de ură de Dickens. Prin urmare, s-a decis să-i dea lui James școală nouă, care purta numele tare al Academiei din Edinburgh.

Băiatul a fost atras treptat viata de scoala. A devenit mai interesat de lecții. Îi plăcea mai ales geometria. Ea a rămas unul dintre cele mai puternice hobby-uri ale lui Maxwell pentru tot restul vieții. Imaginile și modelele geometrice au jucat un rol imens în munca sa științifică. Calea științifică a lui Maxwell a început cu ea.

Maxwell a absolvit academia într-una dintre primele absolviri. La despărțirea de îndrăgita școală, a compus imnul Academiei din Edinburgh, care a fost cântat la unison și cu entuziasm de către elevii săi. Acum ușile Universității din Edinburgh erau deschise în fața lui.

În calitate de student, Maxwell a efectuat cercetări serioase asupra teoriei elasticității, care a fost foarte apreciată de specialiști. Și acum se confrunta cu întrebarea cu privire la perspectiva studiilor sale ulterioare la Cambridge.

Fondată în 1284, St. Peter's (Peterhouse), iar cel mai faimos este Colegiul St. Trinity College (Trinity College), fondat în 1546. Gloria acestui colegiu a fost creată de celebrul său elev Isaac Newton. Peterhouse și Trinity College au fost succesiv șederea la Cambridge a tânărului Maxwell. După o scurtă ședere la Peterhouse, Maxwell s-a transferat la Trinity College.

Volumul cunoștințelor lui Maxwell, puterea intelectului său și independența gândirii i-au permis să obțină un loc înalt în eliberarea sa. A ocupat locul doi.

Tânărul burlac a fost lăsat la Trinity College ca profesor. Dar era îngrijorat probleme științifice. Pe lângă vechea sa fascinație pentru geometrie și problema culorilor, pe care a început să le studieze încă din 1852, Maxwell a devenit interesat de electricitate.

La 20 februarie 1854, Maxwell îl informează pe Thomson despre intenția sa de a „ataca electricitatea”. Rezultatul „atacului” a fost eseul „Despre liniile de forță a lui Faraday” – prima dintre cele trei lucrări principale ale lui Maxwell dedicate studiului câmpului electromagnetic. Cuvântul „câmp” a apărut pentru prima dată în aceeași scrisoare către Thomson, dar nici în aceasta, nici într-o lucrare ulterioară despre liniile de forță. Maxwell nu îl folosește. Acest concept reapare abia în 1864 în lucrarea „Teoria dinamică a câmpului electromagnetic”.

În toamna anului 1856, Maxwell a preluat postul de profesor de filozofie naturală la Marischal College, Aberdeen. Departamentul de filozofie naturală, adică departamentul de fizică din Aberdeen, nu a existat înainte de Maxwell, iar tânărul profesor a trebuit să organizeze lucrări educaționale și științifice în fizică.

Şederea la Aberdeen a fost marcată eveniment importantși în viața personală a lui Maxwell: s-a căsătorit cu fiica șefului Colegiului Marischal, Daniel Dewar, Katherine Mary Dewar. Acest eveniment a avut loc în 1858. Din acel moment și până la sfârșitul vieții, familia Maxwell și-a parcurs calea vieții mână în mână.

În 1857-1859, omul de știință și-a efectuat calculele privind mișcarea inelelor lui Saturn. El a arătat că inelul lichid în timpul rotației va fi distrus de undele care apar în el și se va sparge în sateliți separați. Maxwell a luat în considerare mișcarea unui număr finit de astfel de sateliți. Cele mai dificile cercetări matematice i-au adus Premiul Adams și faima ca matematician de primă clasă. Prețul eseu a fost publicat în 1859 de Universitatea din Cambridge.

Din studiul inelelor lui Saturn, a fost destul de natural să trecem la luarea în considerare a mișcărilor moleculelor de gaz. Perioada Aberdeen a vieții lui Maxwell s-a încheiat cu discursul său la reuniunea Asociației Britanice din 1859 cu un raport „Despre teoria dinamică a gazelor”. Acest document a marcat începutul multor ani de cercetare fructuoasă a lui Maxwell în domeniul teoriei cinetice a gazelor și al fizicii statistice.

Întrucât departamentul în care lucra Maxwell era închis, omul de știință a trebuit să caute nou loc de muncă. În 1860, Maxwell a fost ales profesor de filozofie naturală la King's College din Londra.

Perioada londoneze a fost marcată de publicarea unui articol amplu „Explanations to the Dynamic Theory of Gases”, care a fost publicat în principalul jurnal englez de fizică, Philosophical Journal, în 1860. Cu acest articol, Maxwell a adus o contribuție uriașă la o nouă ramură a fizicii teoretice - fizica statistică. Fondatorii fizicii statistice în forma sa clasică sunt Maxwell, Boltzmann și Gibbs.

Familia Maxwell și-a petrecut vara anului 1860 la moșia familiei Glenlar înainte de începerea semestrului de toamnă la Londra. Cu toate acestea, Maxwell nu a reușit să se odihnească și să câștige putere. S-a îmbolnăvit de variolă în formă gravă. Medicii se temeau pentru viața lui. Dar curajul și răbdarea extraordinare a lui Catherine, care i-a fost devotată, care a făcut totul pentru a-și scoate soțul bolnav, i-au ajutat să învingă teribila boală. Un test atât de dificil și-a început viața la Londra. În această perioadă a vieții sale, Maxwell a publicat un articol amplu despre culori, precum și lucrarea „Explications to the dynamic theory of gazes”. Dar lucrarea principală a vieții lui a fost dedicată teoriei electricității.

El publică două lucrări majore despre teoria câmpului electromagnetic pe care a creat-o: „Despre liniile fizice de forță” (1861-1862) și „Teoria dinamică a câmpului electromagnetic” (1864-1865). Timp de zece ani, Maxwell a devenit cel mai mare om de știință, creator teorie fundamentală fenomene electromagnetice, care, împreună cu mecanica, termodinamica și fizica statistică, a devenit unul dintre fundamentele fizicii teoretice clasice.

În aceeași perioadă a vieții sale, Maxwell a început să lucreze la măsurători electrice. El a fost interesat în special de un sistem rațional de unități electrice, deoarece teoria electromagnetică a luminii pe care a creat-o se baza doar pe coincidența raportului dintre unitățile electrostatice și electromagnetice ale electricității cu viteza luminii. Este destul de firesc să devină unul dintre membrii activi ai „Commission of Units” a Asociației Britanice. În plus, Maxwell a înțeles profund legătură strânsăștiință și tehnologie, importanța acestei alianțe atât pentru progresul științei cât și pentru progres tehnic. De aceea, din anii '60 și până la sfârșitul vieții, a lucrat neobosit în domeniul măsurătorilor electrice.

Viața stresantă din Londra a avut un impact asupra sănătății lui Maxwell și a soției sale și au decis să locuiască pe proprietatea familiei lor Glenlar. Această decizie a devenit inevitabilă după boala gravă a lui Maxwell la sfârșitul vacanței sale de vară în 1865, pe care a petrecut-o ca de obicei la moșia sa. Maxwell a părăsit serviciul la Londra și a trăit cinci ani (din 1866 până în 1871) în Glenlare, călătorind ocazional la Cambridge pentru examinări și abia în 1867, la sfatul medicilor, a călătorit în Italia. Fiind angajat în afaceri economice în Glenlar, Maxwell nu a părăsit studiile științifice. A lucrat din greu la lucrarea principală a vieții sale, A Treatise on Electricity and Magnetism, a scris cartea The Theory of Heat, o lucrare importantă despre regulatori, o serie de articole despre teoria cinetică a gazelor și a participat la întâlnirile britanice. Asociere. Viața creativă a lui Maxwell în mediul rural a continuat la fel de intens ca și în orașul universitar.

În 1871, Maxwell a publicat The Theory of Heat la Londra. Acest manual a fost foarte popular. Omul de știință a scris că scopul cărții sale „Teoria căldurii” a fost de a prezenta doctrina căldurii „în secvența în care s-a dezvoltat”.

La scurt timp după publicarea Teoriei căldurii, Maxwell a primit o ofertă de a ocupa noua organizată catedra de fizică experimentală la Cambridge. El a fost de acord și la 8 martie 1871 a fost numit profesor Cavendish la Universitatea din Cambridge.

În 1873 au fost publicate Tratatul de electricitate și magnetism (în două volume) și cartea Materia și mișcarea.

„Materia și mișcarea” este o carte mică dedicată prezentării fundamentelor mecanicii.

„Tratat de electricitate și magnetism” - lucrarea principală a lui Maxwell și apogeul său creativitatea științifică. În ea, el a rezumat rezultatele multor ani de muncă asupra electromagnetismului, care a început încă de la începutul anului 1854. Prefața la „Tratat” este datată 1 februarie 1873. Nouăsprezece ani, Maxwell a lucrat la munca sa fundamentală!

Maxwell a trecut în revistă întregul corp de cunoștințe despre electricitate și magnetism din timpul său, începând cu faptele de bază ale electrostaticei și terminând cu teoria electromagnetică a luminii pe care a creat-o. El a rezumat lupta dintre teoriile acțiunii pe rază lungă și acțiunea pe rază scurtă, care a început în timpul vieții lui Newton, dedicând ultimul capitol al cărții sale analizării teoriilor acțiunii la distanță. Maxwell nu a vorbit deschis împotriva teoriilor despre electricitate care au existat înaintea lui; el a prezentat conceptul Faraday ca fiind egal cu teoriile mainstream, dar întregul spirit al cărții sale, abordarea sa asupra analizei fenomenelor electromagnetice, a fost atât de nou și de neobișnuit încât contemporanii au refuzat să înțeleagă cartea.

În celebra prefață la Tratat, Maxwell caracterizează scopul lucrării sale astfel: să descrie cel mai important dintre fenomenele electromagnetice, să arate cum pot fi măsurate și „să urmărească relațiile matematice dintre mărimile măsurate”. El indică că va încerca „pe cât posibil să facă lumină asupra legăturii dintre forma matematică a acestei teorii și dinamica generală, pentru a fi pregătit într-o anumită măsură pentru definirea acelor legi dinamice, printre care ar trebui să ne uităm. pentru ilustrații sau explicații ale fenomenelor electromagnetice”.

Maxwell consideră că legile mecanicii sunt legile de bază ale naturii. Nu este o coincidență că, prin urmare, ca premisă fundamentală a ecuațiilor sale de bază ale teoriei electromagnetice, el stabilește prevederile de bază ale dinamicii. Dar, în același timp, Maxwell înțelege că teoria fenomenelor electromagnetice este calitativă noua teorie, care nu se reduce la mecanică, deși mecanica facilitează pătrunderea în acest nou domeniu al fenomenelor naturale.

Principalele concluzii ale lui Maxwell se rezumă la următoarele: un câmp magnetic alternativ excitat de un curent în schimbare creează un câmp electric în spațiul înconjurător, care, la rândul său, excită un câmp magnetic etc. Câmpurile electrice și magnetice în schimbare, generându-se reciproc, formează un un singur câmp electromagnetic alternativ este o undă electromagnetică.

El a derivat ecuații care arată că câmpul magnetic creat de o sursă de curent se propagă din aceasta cu o viteză constantă. Apărând, câmpul electromagnetic se propagă în spațiu cu viteza luminii de 300.000 km/s, ocupând un volum din ce în ce mai mare. D. Maxwell a susținut că undele de lumină sunt de aceeași natură cu undele care apar în jurul unui fir în care există un curent electric alternativ. Se deosebesc unul de celălalt doar prin lungime. Lungimi de undă foarte scurte este lumina vizibilă.

În 1874, el începe o lucrare istorică majoră: studiul moștenirii științifice a savantului Henry Cavendish din secolul al XVIII-lea și o pregătește pentru publicare. După cercetările lui Maxwell, a devenit clar că cu mult înainte de Faraday, Cavendish a descoperit influența unui dielectric asupra mărimii capacității electrice și cu 15 ani înainte ca Coulomb să descopere legea interacțiunilor electrice.

Lucrările lui Cavendish despre electricitate, care descriu experimente, au ocupat un volum mare, publicat în 1879 sub titlul „Lucrări despre electricitate ale onorabilului Henry Cavendish”. Aceasta a fost ultima carte a lui Maxwell publicată în timpul vieții sale. La 5 noiembrie 1879, a murit la Cambridge.

James Maxwell s-a născut la 13 iunie 1831 în capitala Scoției, orașul Edinburgh, în familia unui avocat și nobil ereditar John Clerk Maxwell. James și-a petrecut copilăria pe moșia familiei din Scoția de Sud. Mama lui a murit devreme, iar băiatul a fost crescut de tatăl său. El a fost cel care a insuflat lui James dragostea pentru științe tehnice. În 1841 a intrat la Academia din Edinburgh. Apoi, în 1847, a studiat la Universitatea din Edinburgh timp de trei ani. Aici Maxwell studiază și dezvoltă teoria elasticității, pune experimente științifice. În 1850 - 1854. a studiat la Universitatea din Cambridge, unde a absolvit cu o diplomă de licență.

După terminarea studiilor, James rămâne să predea la Cambridge. În acest moment, începe să lucreze la teoria culorilor, care a stat mai târziu la baza fotografiei color. Maxwell devine și el interesat de electricitate și efectul magnetic.

În 1856, James Maxwell a devenit profesor la Marischal College din Aberdeen, Scoția, unde a lucrat până în 1860. În iunie 1858, Maxwell s-a căsătorit cu fiica directorului colegiului. Lucrând la Aberdeen, James lucrează la un tratat Despre stabilitatea mișcării inelelor lui Saturn (1859), recunoscut și aprobat de comunitatea științifică. În același timp, Maxwell dezvolta teoria cinetică a gazelor, care a stat la baza mecanicii statistice moderne, iar mai târziu, în 1866, a descoperit legea distribuției vitezei moleculare, numită după el.

În 1860 - 1865. James Maxwell a fost profesor la Departamentul de Filosofie Naturală la King's College (Londra). în 1864, a fost publicat articolul său „The Dynamic Theory of the Electromagnetic Field”, care a devenit principala lucrare a lui Maxwell și a predeterminat direcția cercetărilor sale ulterioare. Omul de știință a fost implicat în problemele electromagnetismului până la sfârșitul vieții.

În 1871, Maxwell s-a întors la Universitatea din Cambridge, unde a condus primul laborator pentru experimente fizice, numit după omul de știință englez Henry Cavendish - Laboratorul Cavendish. Acolo a predat fizica si a participat la dotarea laboratorului.

În 1873, omul de știință termină în sfârșit lucrarea la lucrarea în două volume Tratat de electricitate și magnetism, care a devenit o moștenire cu adevărat enciclopedică în domeniul fizicii.

Marele om de știință a murit pe 5 noiembrie 1879 de cancer și a fost înmormântat lângă moșia familiei, în satul scoțian Parton.

Scor biografie

Optiune noua! Evaluarea medie primită de această biografie. Arată evaluarea

Multe publicații științifice și reviste au publicat recent articole despre realizările în fizică și oamenii de știință moderni, iar publicațiile despre fizicienii din trecut sunt rare. Am dori să corectăm această situație și să-l amintim pe unul dintre fizicienii remarcabili ai secolului trecut, James Clerk Maxwell. Acesta este un fizician englez faimos, părintele electrodinamicii clasice, al fizicii statistice și al multor alte teorii, formule fiziceși invenții. Maxwell a devenit fondatorul și primul șef al Laboratorului Cavendish.

După cum știți, Maxwell a venit din Edinburgh și s-a născut în 1831 într-o familie nobilă care avea rudenie cu numele de familie scoțian Clerks of Penicuik. Copilăria lui Maxwell a fost petrecută pe moșia Glenlar. Strămoșii lui James au fost politicieni, poeți, muzicieni și oameni de știință. Probabil, o înclinație pentru științe a fost moștenită de el.

James a fost crescut fără mamă (de când a murit când el avea 8 ani) de un tată care avea grijă de băiat. Tatăl a vrut ca fiul său să studieze Stiintele Naturii. James s-a îndrăgostit imediat de tehnologie și și-a dezvoltat rapid abilitățile practice. Micul Maxwell a luat primele lecții acasă cu perseverență, deoarece nu-i plăceau metodele dure de educație folosite de profesor. Formarea ulterioară a avut loc într-o școală aristocratică, unde băiatul a dat dovadă de mari abilități matematice. Lui Maxwell îi plăcea mai ales geometria.

Pentru mulți oameni grozavi, geometria părea a fi o știință uimitoare și chiar și la vârsta de 12 ani a vorbit despre un manual de geometrie ca despre o carte sfântă. Maxwell iubea geometria, precum și alte persoane științifice, dar avea o relație proastă cu colegii săi de școală. Au venit constant cu porecle jignitoare pentru el și unul dintre motive a fost hainele lui ridicole. Tatăl lui Maxwell era considerat un excentric și i-a cumpărat fiului său haine care l-au făcut să zâmbească.

Maxwell deja în copilărie a arătat o mare promisiune în domeniul științei. În 1814 a fost trimis să studieze la Edinburgh Grammar School, iar în 1846 i s-a acordat o medalie pentru merit în matematică. Tatăl său era mândru de fiul său și i s-a oferit ocazia să-l reprezinte pe unul dintre lucrări științifice fiu în fața consiliului de administrație al Academiei de Științe din Edinburgh. Această lucrare a vizat calculele matematice ale figurilor eliptice. Atunci această lucrare s-a numit „Despre desenul ovalelor și pe ovale cu multe trucuri”. A fost scrisă în 1846 și publicată în masă în 1851.

Maxwell a început să studieze intens fizica după ce s-a transferat la Universitatea din Edinburgh. Kalland, Forbes și alții au devenit profesorii săi. Au văzut imediat în James un potențial intelectual ridicat și o dorință irezistibilă de a studia fizica. Înainte de această perioadă, Maxwell se ocupase de anumite ramuri ale fizicii și studiase optica (a dedicat mult timp polarizării luminii și inelelor lui Newton). În aceasta a fost ajutat de celebrul fizician William Nicol, care la un moment dat a inventat prisma.

Desigur, alte științe ale naturii nu i-au fost străine lui Maxwell, iar el a acordat o atenție deosebită studiului filozofiei, istoriei științei și esteticii.

În 1850 a intrat în Cambridge, unde lucrase cândva Newton, iar în 1854 și-a primit diploma academică. După aceea, cercetările sale au atins domeniul energiei electrice și al instalațiilor electrice. Și în 1855 i s-a acordat calitatea de membru în consiliul Trinity College.

Prima lucrare științifică semnificativă a lui Maxwell a fost Despre liniile de forță a lui Faraday, care a apărut în 1855. La un moment dat, Boltzmann a spus despre articolul lui Maxwell că această lucrare are o semnificație profundă și arată cât de intenționat abordează tânărul om de știință munca științifică. Boltzmann credea că Maxwell nu numai că a înțeles problemele științelor naturale, ci și-a adus o contribuție specială la fizica teoretică. Maxwell a subliniat în articolul său toate tendințele în evoluția fizicii pentru următoarele câteva decenii. Mai târziu, Kirchhoff, Mach și. au ajuns la aceeași concluzie.

Cum a fost format Laboratorul Cavendish?

După ce și-a terminat studiile la Cambridge, James Maxwell a rămas aici ca profesor și în 1860 a devenit membru al Societății Regale din Londra. În același timp, s-a mutat la Londra, unde a primit un post de șef al departamentului de fizică de la King's College, Universitatea din Londra. A lucrat în această funcție timp de 5 ani.

În 1871, Maxwell s-a întors la Cambridge și a creat primul laborator din Anglia pentru cercetări în domeniul fizicii, care a fost numit Laboratorul Cavendish (în onoarea lui Henry Cavendish). Dezvoltarea laboratorului, care a devenit un adevărat centru cercetare științifică, Maxwell și-a dedicat restul vieții.

Se știu puține despre viața lui Maxwell, deoarece nu ținea notițe sau jurnale. Era o persoană modestă și timidă. Maxwell a murit la vârsta de 48 de ani de cancer.

Care este moștenirea științifică a lui James Maxwell?

Activitatea științifică a lui Maxwell a acoperit multe domenii ale fizicii: teoria fenomenelor electromagnetice, teoria cinematică a gazelor, optică, teoria elasticității și altele. Primul lucru care l-a interesat pe James Maxwell a fost studiul și efectuarea cercetărilor în fiziologia și fizica vederii culorilor.

Maxwell a reușit pentru prima dată să obțină o imagine color, care a fost obținută datorită proiecției simultane a gamei de roșu, verde și albastru. Prin aceasta, Maxwell a dovedit din nou lumii că imaginea color a vederii se bazează pe o teorie cu trei componente. Această descoperire a marcat începutul creării fotografiilor color. În perioada 1857-1859, Maxwell a putut investiga stabilitatea inelelor lui Saturn. Teoria lui spune că inelele lui Saturn vor fi stabile doar într-o singură condiție - neconectarea particulelor sau a corpurilor.

Din 1855, Maxwell a acordat o atenție deosebită lucrărilor în domeniul electrodinamicii. Există mai multe lucrări științifice din această perioadă „Despre liniile de forță ale lui Faraday”, „Despre liniile fizice de forță”, „Tratat de electricitate și magnetism” și „Teoria dinamică a câmpului electromagnetic”.

Maxwell și teoria câmpului electromagnetic.

Când Maxwell a început să studieze fenomenele electrice și magnetice, multe dintre ele erau deja bine studiate. A fost creat legea lui Coulomb, legea lui Ampère, s-a dovedit de asemenea că interacțiunile magnetice sunt legate prin acțiunea sarcinilor electrice. Mulți oameni de știință din acea vreme au fost susținători ai teoriei cu rază lungă de acțiune, care afirmă că interacțiunea are loc instantaneu și în spațiul gol.

Rolul principal în teoria acțiunii cu rază scurtă de acțiune l-au jucat studiile lui Michael Faraday (anii 30 ani XIX secol). Faraday a susținut că natura sarcinii electrice se bazează pe câmpul electric din jur. Câmpul unei sarcini este conectat cu cel învecinat în două direcții. Curenții interacționează cu ajutorul unui câmp magnetic. Magnetic și câmpuri electrice conform lui Faraday sunt descrise de el sub formă de linii de forță, care sunt linii elastice într-un mediu ipotetic - în eter.

Maxwell a susținut teoria lui Faraday despre existența câmpurilor electromagnetice, adică a fost un susținător al proceselor emergente din jurul sarcinii și curentului.

Maxwell a explicat ideile lui Faraday în forma matematica, care era foarte nevoie de fizică. Odată cu introducerea conceptului de câmp, legile lui Coulomb și Ampere au devenit mai convingătoare și profund semnificative. În conceptul de inducție electromagnetică, Maxwell a fost capabil să ia în considerare proprietățile câmpului în sine. Sub acțiunea unui câmp magnetic alternativ în spațiul gol, se generează un câmp electric cu linii de forță închise. Acest fenomen se numește câmp electric vortex.

Următoarea descoperire a lui Maxwell a fost că un câmp electric alternativ poate genera un câmp magnetic, similar cu unul normal. curent electric. Această teorie a fost numită ipoteza curentului de deplasare. În viitor, Maxwell a exprimat comportamentul câmpurilor electromagnetice în ecuațiile sale.

Referinţă. Ecuațiile lui Maxwell sunt ecuații care descriu fenomene electromagneticeîn diverse medii și spațiu de vid și aparțin, de asemenea, electrodinamicii macroscopice clasice. Aceasta este o concluzie logică trasă din experimente bazate pe legile fenomenelor electrice și magnetice.
Concluzia principală a ecuațiilor lui Maxwell este caracterul finit al propagării interacțiunilor electrice și magnetice, care a distins teoria interacțiunii pe distanță scurtă și teoria interacțiunii pe distanță lungă. Caracteristicile vitezei s-au apropiat de viteza luminii 300.000 km/s. Acest lucru i-a dat lui Maxwell motive să susțină că lumina este un fenomen asociat cu acțiunea undelor electromagnetice.

Teoria molecular-cinetică a gazelor lui Maxwell.

Maxwell a contribuit la studiul teoriei cinetice moleculare (acum această știință se numește mecanica statistica). Maxwell a fost primul care a venit cu ideea naturii statistice a legilor naturii. El a creat legea distribuției moleculelor după viteze și, de asemenea, a reușit să calculeze vâscozitatea gazelor în raport cu indicatorii de viteză și calea liberă medie a moleculelor de gaz. De asemenea, datorită lucrării lui Maxwell, avem o serie de relații termodinamice.

Referinţă. Distribuția Maxwell este o teorie a distribuției vitezei moleculelor unui sistem în condiții de echilibru termodinamic. Echilibru termodinamic- această condiție mișcare înainte molecule descrise de legile dinamicii clasice.

Maxwell a avut multe lucrări științifice care au fost publicate: „Theory of Heat”, „Matter and Motion”, „Electricity in Elementary Presentation” și altele. Maxwell nu numai că a mutat știința în această perioadă, dar a fost și interesat de istoria acesteia. La un moment dat a reușit să publice lucrările lui G. Cavendish, pe care le-a completat cu comentariile sale.

Ce își va aminti lumea despre James Clerk Maxwell?

Maxwell a fost activ în studiul câmpurilor electromagnetice. Teoria lui despre existența lor nu a primit recunoaștere la nivel mondial decât la un deceniu după moartea sa.

Maxwell a fost primul care a clasificat materia și a atribuit fiecăreia propriile legi, care nu au fost reduse la legile mecanicii newtoniene.

Mulți oameni de știință au scris despre Maxwell. Fizicianul R. Feynman a spus despre el că Maxwell, care a descoperit legile electrodinamicii, a privit de-a lungul secolelor în viitor.

Epilog. James Clerk Maxwell a murit pe 5 noiembrie 1879 la Cambridge. A fost înmormântat într-un mic sat scoțian lângă biserica sa preferată, care se află nu departe de moșia familiei sale.