ДЖЕЙМС КЛЕРК МАКСУЕЛ: БИОГРАФИЯ И ПРИНОС КЪМ НАУКАТА - КУЛТУРЕН РЕЧНИК - 2025

Джеймс Клерк Максуел (1831 - 1879) е учен от шотландски произход, специализирал в областта на математическата физика и чийто принос бележи преди и след в историята на тази наука.

Считан за един от най-важните записи на учените, той бе признат специално за формулирането на теорията за електромагнитното излъчване. Идеята му положи основата, върху която е изградено радиото, което е известно днес.

Неопределен фотограф. Smithsonian институция от Съединените щати, чрез Wikimedia Commons

Освен това този физик разработва и теории за причината за стабилността на пръстените на Сатурн, една от планетите на Слънчевата система; Той е работил с кинетиката на газовете и е известно, че е първият човек, отпечатващ цветна снимка.

Откритията на Клирк Максуел помогнаха да се постави основата на съвременната физика. Много експерти в тази област го смятат за най-влиятелния учен от 19 век в областта на физиката на 20 век.

Приносът, който той направи в научната област, се счита със същото ниво на важност като тези, направени от Исак Нютон и Алберт Айнщайн.

биография

Ранните години

Джеймс Клерк Максуел е роден на 13 юни 1831 г. в Единбург, Шотландия, в семейство на среден клас. Той беше единственото дете на двойка, която се омъжи до късно в живота; майка му го имаше на 40-годишна възраст.

Баща му Джон Клерк Максуел от Мидълби, известен юрист, наследи фамилното си име от важно тогавашно семейство. Фамилното име на Джеймс беше синоним на шотландското висше общество. Франсис Кей беше името на майка му, жена, която принадлежи на семейство с високо положение в тогавашното общество.

Малко след раждането на чиновника семейството се преместило в селска къща, наречена Glenlair House, която се намирала в Middlebie Village и Parish.

Първи изследвания

Когато Максуел е на около осем години, през 1839 г. майка му почина, след като страда от рак на корема. След събитието Клерк започва да получава часове от преподавател, който твърди, че младежът има проблеми с обучението поради времето, необходимо за запаметяване на информацията.

Клерк Максуел обаче прояви голямо любопитство в ранна възраст и забележителна способност да научава нови идеи. Малко след като започва да вижда частни уроци, леля му го изпраща на училище в Единбургската академия през 1841 г., където се сприятелява с хора, които оформят бъдещето му.

Въпреки забележителното му любопитство да учи, учебната програма, която получава в училище, не го интересува. Поради тази причина той започва да се навежда към науката, дотолкова, че публикува първата си статия, свързана с тази област, когато е едва на 14 години.

В есето Клерк Максуел описва серия от овални криви, които могат да бъдат проследени с щифтове и нишки по аналогия, с елипса. Интересът му към геометрията и механичните модели продължава през целия му живот като студент и му помага през времето на изследовател.

Висше образование

На 16-годишна възраст Джеймс Клерк Максуел започва проучвания в Университета в Единбург, един от най-важните в Шотландия. През периода, в който остава в тази институция, той публикува две научни статии от собственото си авторство.

Освен това физикът отдели няколко часа на обучение в допълнение към тези, които получи в университета. Той дойде да експериментира с импровизацията на химически, електрически и магнитни устройства вътре в къщата, в която живееше.

Част от тези практики му помогнаха да открие фотоеластичността (средство, което определя разпределението на стреса във физическите структури).

През 1850 г., когато физикът е бил приблизително на 19 години, той постъпва в университета в Кеймбридж и неговите интелектуални способности започват да се разпознават. В институцията в Кеймбридж той имаше Уилям Хопкинс като професор по математика, който смяташе Максуел за един от най-важните му ученици.

Четири години след началото на обучението си в тази институция, през 1854 г., той е удостоен с наградата на Смит. Тази престижна награда му бе връчена за провеждане на есе за оригинални научни изследвания.

Освен това той бе избран за стипендия, възможност, която отхвърли да се върне в Шотландия, за да се грижи за баща си, който беше в несигурно здравословно състояние.

Лична загуба и брак

През 1856 г. е назначен за професор по естествена философия в колежа Маришал, но баща му умира преди назначаването му, което означава значителна загуба за физика поради силните връзки, които го обединяват с баща му.

Ученият беше приблизително с 15 години по-млад от другите преподаватели, които преподаваха в Колегио Маришал; това обаче не му пречеше да прояви твърд ангажимент към позицията, която беше заел. Той с нетърпение разработва нови учебни програми и планира конференции със студенти.

Две години по-късно, през 1858 г., той се жени за Катрин Мери Девар, дъщеря на директора на Маришалския колеж. Те никога не са имали деца заедно. Години по-късно той е назначен за професор по естествена философия в King's College, Лондон, Англия.

Напредък в професионалната област

Следващите пет години бяха най-положителните в кариерата му благодарение на научните постижения, които постигна. В този период той публикува две статии, които се занимават с темата на електромагнитното поле и провеждат демонстрация на цветна фотография.

Освен това той извършва и теоретична и експериментална работа по вискозитета на газовете. Значението, което той придоби в научната област, го направи достоен да бъде член на Кралското научно дружество през 1861г.

От друга страна, той отговаряше за надзора на експерименталното определяне на електрически единици за Британската асоциация. Приносът му в областта на науката доведе до създаването на Националната лаборатория по физика.

Той също направи важен принос в теориите за скоростта на светлината, благодарение на измерването на съотношението на електромагнитните и електростатичните единици на електричеството.

Принос към науката

През 1865 г. физикът се примирява с работата си в King's College, за да се оттегли в имението си в Glenlair. Той направи множество пътувания до Лондон и Италия и няколко години по-късно започна да пише трактат за електричеството и магнетизма.

изследване

Изследванията на Максуел за електромагнетизма бяха от такова значение, че ученият започна да се смята за един от най-важните в историята.

В Трактата за електричеството и магнетизма, който беше публикуван през 1873 г., основната му цел беше превръщането на физическите идеи на Майкъл Фарадей в математическа формула. Той се опита да обясни разбираемо идеите на Фарадей.

Изследванията, извършени във връзка с този закон, позволиха на учения да направи важни открития за областта на физиката, що се отнася до съответната информация за скоростта на светлината.

Ученият е избран през 1871 г. да служи като професор в нов катедра, който беше открит в Кембридж. Следвайки това предложение, той започва да проектира лабораторията Кавендиш и ръководи нейното изграждане. Въпреки че има малко студенти под ръководството му, той имаше група известни учени от онова време.

смърт

Осем години по-късно, през 1879 г., Максуел няколко пъти започва да страда от болест. Малко след като се върна в Гленлер; здравето му обаче не се подобри.

Ученият умира на 5 ноември 1879 г. след като претърпя кратко заболяване. Погребението му не е имало публични почести; Погребан е в малко гробище, разположено в Шотландия.

Принос към науката

Електромагнетизмът

Проучванията, които Максуел провежда по закона на индукцията на Фарадей, в който се посочва, че магнитното поле може да се промени в електромагнитно, му позволяват да направи важни открития в тази научна област.

Опитвайки се да направи илюстрация на този закон, ученият успя да изгради механичен модел, който да доведе до "ток на изместване", който може да бъде основа за напречни вълни.

Физикът извърши изчисление на скоростта на тези вълни и откри, че те са много близки до скоростта на светлината. Това доведе до теория, която предполагаше, че електромагнитните вълни могат да бъдат генерирани в лаборатория, което беше доказано години по-късно от учения Хайнрих Херц.

Това проучване на Максуел позволи, че през годините радиото, което познаваме днес, може да бъде създадено.

Факти за пръстените на Сатурн

По време на младостта на учения се даваше приоритет на обяснението защо пръстените на Сатурн постоянно се въртят около планетата.

Изследванията на Максуел доведоха до есето за стабилността на движението на пръстена на Сатурн. Разработването на това есе спечели Максуел научна награда.

Работата заключава, че пръстените на Сатурн трябва да бъдат съставени от масиви от материя, които не са свързани помежду си. Проучването е наградено за важния принос към науката, което направи.

Заключенията на Максуел по този въпрос бяха потвърдени повече от 100 години по-късно, през 1980 г., от космическа сонда, изпратена към планетата. Сондата е известният Voyager, изпратен от НАСА.

Изследване на кинетичната теория на газовете

Максуел е първият учен, който прилага методите на вероятността и статистиката, за да опише свойствата на набор от молекули, така че той успя да покаже, че скоростите на молекулите на един газ трябва да имат статистическо разпределение.

Неговото разпространение скоро след това става известно като закон за разпространение на Максуел-Болтцман. Освен това физикът изследва свойствата, които позволяват транспортирането на газ като функция от промените в температурата и налягането върху неговия вискозитет, топлопроводимост и дифузия.

Цветно виждане

Подобно на други учени от онова време, Максуел проявяваше значителен интерес към психологията, особено цветното зрение.

В продължение на около 17 години, между 1855 и 1872 г., той публикува поредица от изследвания, които прави върху възприемането на цвета, невъзможността да се виждат цветове и теории за тази област. Благодарение на тях той получи медал за едно от своите есета, озаглавен „Теорията на цветното зрение“.

Изследванията на някои учени като Айзък Нютон и Томас Йънг послужиха за основа за провеждане на изследвания, свързани с темата. Физикът обаче проявява особен интерес към възприемането на цвета във фотографията.

След като проведе психологическа работа по цветово възприемане, той определи, че ако сборът от три светлини може да възпроизведе всеки цвят, възприемащ от хората, цветните фотографии могат да бъдат произведени с помощта на специални филтри, за да се постигне това.

Максуел предложил, ако снимката е направена в черно и бяло с помощта на червени, зелени и сини филтри, прозрачните впечатления от изображенията могат да се проектират върху екран, като се използват три протектора, оборудвани с подобни филтри.

Резултатът от експеримента върху цветното зрение

В момента, в който Мауел наслагва изображението на екрана, той осъзнава, че човешкото око ще възприеме резултата като пълно възпроизвеждане на всички цветове, които са на сцената.

Години по-късно, през 1861 г., по време на конференция в Кралския институт по теория на цвета, ученият представи първата демонстрация в света за използването на цвят във фотографията. Той използва резултатите от своя анализ, за ​​да обоснове идеите си.

Резултатите от експеримента обаче не са както се очаква, поради разлика в пигментацията между филтрите, използвани за добавяне на цвят.

Въпреки че не е постигнал желаните от него резултати, неговите изследвания за използването на цвят във фотографията послужиха за основа за раждането на цветната фотография няколко години по-късно.

Препратки

1. Джеймс Клерк Максуел, Енциклопедия Британска редактори, (2018). Взета от britannica.com
2. Джеймс Клерк Максуел, известен учен портал, (втори). Взета от famousscientists.org
3. Джеймс Клерк Максуел, неоткрит портал на Шотландия, (втори). Взета от неоткритияscocoland.com
4. Джеймс Клерк Максуел, английски портал на Wikipedia, (втори). Взета от en.wikipedia.org
5. Кой беше Джеймс Клерк Максуел, портал The Maxwell в Glenlair Trust, (втори). Взета от org.uk