Джеймс клерк максвелл: биография и вклад в науку

Первые исследования

Когда Максвеллу было около восьми лет, в 1839 году, его мать скончалась от рака брюшной полости. После мероприятия Клерк начал получать уроки от наставника, который утверждал, что у молодого человека были проблемы с обучением из-за количества времени, которое ему потребовалось, чтобы запомнить информацию.

Однако клерк Максвелл в раннем возрасте проявил большое любопытство и замечательную способность изучать новые идеи. Вскоре после того, как он начал посещать частные уроки, его тетя отправила его в школу при Эдинбургской академии в 1841 году, где он подружился с людьми, которые сформировали его будущее.

Несмотря на его поразительное любопытство к учебе, учебная программа, которую он получил в школе, его не интересовала. По этой причине он начал склоняться к науке до такой степени, что опубликовал свою первую статью, касающуюся этой области, когда ему было всего 14 лет.

В своем эссе клерк Максвелл описал серию овальных кривых, которые можно было провести булавками и нитками по аналогии с эллипсом. Его интерес к геометрии и механическим моделям сохранялся на протяжении всей его студенческой жизни и помогал ему в то время, когда он был исследователем.

if(typeof ez_ad_units != ‘undefined’){ez_ad_units.push([[300,250],’fusedlearning_com-narrow-sky-1′,’ezslot_20′,117,’0′,’0′])};__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-fusedlearning_com-narrow-sky-1-0’);Наследие

Работа Максвелла помогла нам понять явления, от рентгеновских лучей с малой длиной волны, которые широко используются в медицине, до волн с гораздо большей длиной волны, которые позволяют распространять радио- и телевизионные сигналы. Дальнейшие разработки теории Максвелла дали миру все формы радиосвязи, включая радиовещание и телевидение, радары и средства навигации, а в последнее время и смартфон, который позволяет общаться способами, о которых еще не мечтали поколение назад. Когда теории пространства и времени Альберта Эйнштейна, спустя поколение после смерти Максвелла, расстроили почти всю «классическую физику», уравнение Максвелла осталось нетронутым — как никогда.

Исследование

Исследования Максвелла по электромагнетизму имели такое значение, что ученый стал считаться одним из самых важных в истории.

В Трактат об электричестве и магнетизме, который был опубликован в 1873 году, его главной целью было преобразование физических идей Майкла Фарадея в математическую формулу. Он попытался понятным образом проиллюстрировать идеи Фарадея.

Исследования, которые он проводил в отношении этого закона, позволили ученому сделать важные открытия в области физики, что касается соответствующей информации о скорости света.

В 1871 году ученый был выбран профессором на новой кафедре, открытой в Кембридже. Следуя этому предложению, он начал проектировать Кавендишскую лабораторию и руководил ее строительством. Несмотря на то, что у него было несколько учеников, у него была группа известных ученых того времени.

Достижения в профессиональной сфере

Следующие пять лет были самыми позитивными в его карьере благодаря достигнутым им научным достижениям. За это время он опубликовал две статьи, посвященные электромагнитному полю, и провел демонстрацию цветной фотографии.

Кроме того, он также проводил теоретические и экспериментальные работы по вязкости газов. Значение, которое он приобрел в научной области, сделало его достойным быть членом Королевского научного общества в 1861 году.

С другой стороны, он отвечал за экспериментальное определение электрических единиц для Британской ассоциации. Его вклад в области науки привел к созданию Национальной физической лаборатории.

Он также внес важный вклад в теории скорости света благодаря измерению соотношения электромагнитных и электростатических единиц электричества.

Популярные темы сообщений

• Финикийские мореплаватели

  Около 4000 лет назад восточный берег Средиземного моря стал отличным домом для племен, которых потом греки назвали финикийцы. С самого начала страна Финикия занимала небольшую часть территории между Ливанскими горами и морем.

• Купальница

  Купальница — это красивое, и на сегодняшний день редкое растение, которое занесли в Красную книгу. Красота этого цветка сопровождается соцветием имеющим форму шара. Этот цветок чаще всего может быть любого цвета, чаще всего это оранжевый

• Архитектура древнего Рима

  Первые постройки возводились по этрусскому примеру. Этруски — древняя цивилизация, населявшая пространства между реками Тибр и Арно. Важная черта этрусского зодчества — арка, от нее произошли свободы и купола. Для римских сооружений характерна

• Юрий Гагарин

  Гагарин был первым из жителей СССР, который покорил космические просторы. Родился он 9 марта 1934 года. С самых юных лет увлекался полетами. Учиться ему довелось в Саратовском индустриальном техникуме. Далее стал ходить в клуб авиалюбителей.

• История создания тепловых двигателей

  Тепловой двигатель изобрел Российский изобретатель Ползунов И.И. в 1765, первая машина была очень огромная и достигала 11 метров в высоту. В зарубежных источниках можно найти информацию что первый тепловой двигатель изобрёл

биография

Первые годы

Джеймс Клерк Максвелл родился 13 июня 1831 года в Эдинбурге, Шотландия, в семье среднего класса. Он был единственным ребенком в паре, которая вышла замуж в преклонном возрасте; его мать родила его в 40 лет.

Его отец, Джон Клерк Максвелл из Миддлби, известный адвокат, унаследовал свою фамилию от важной семьи того времени. Фамилия Джеймса была синонимом шотландского высшего общества

Фрэнсис Кей была именем ее матери, женщины, которая принадлежала к семье с высоким положением в обществе того времени..

Вскоре после рождения клерка семья переехала в коттедж под названием Glenlair House, который находился в деревне Middlebie и приходе..

Первые исследования

Когда Максвеллу было примерно восемь лет, в 1839 году его мать умерла от рака брюшной полости. После мероприятия Клерк начал получать уроки от репетитора, который утверждал, что у молодого человека были проблемы с обучением из-за количества времени, которое ему потребовалось для запоминания информации..

Тем не менее, клерк Максвелл проявил большое любопытство в раннем возрасте и замечательную способность изучать новые идеи. Вскоре после того, как он начал посещать частные уроки, его тетя отправила его в школу в Эдинбургской академии в 1841 году, где он подружился с людьми, которые отметили его будущее.

Несмотря на его замечательное любопытство к учебе, учебная программа, которую он получил в школе, его не интересовала. По этой причине он начал склоняться к науке до такой степени, что даже опубликовал свою первую статью, касающуюся этой области, когда ему было всего 14 лет..

В эссе Клерк Максвелл описал серию овальных кривых, которые по аналогии можно нарисовать с помощью булавок и нитей, с помощью эллипса. Его интерес к геометрии и механическим моделям продолжался в течение всей его жизни как студента и помог ему в течение его времени как исследователя.

Высшее образование

В 16 лет Джеймс Клерк Максвелл начал учиться в Эдинбургском университете, одном из самых важных в Шотландии. За то время, что он оставался в этом учреждении, он опубликовал две научные статьи своего авторства..

Кроме того, физик посвятил несколько часов дополнительного обучения тем, кого он получил в университете. Он пришел, чтобы экспериментировать с импровизацией химических, электрических и магнитных устройств в доме, где он жил.

Часть этих практик служила для обнаружения фотоупругости (средства, определяющие распределение напряжения в физических структурах).

В 1850 году, когда физику было около 19 лет, он поступил в Кембриджский университет, и его интеллектуальные способности стали признаваться. В институте в Кембридже работал профессор математики Уильям Хопкинс, который считал Максвелла одним из своих самых важных учеников.

Через четыре года после начала обучения в этом учреждении, в 1854 году он был удостоен премии Смита. Эта престижная награда была вручена ему за проведение эссе о оригинальном научном исследовании..

Кроме того, он был выбран, чтобы получить стипендию, и он отказался вернуться в Шотландию, чтобы позаботиться о своем отце, который был в тяжелом состоянии здоровья..

Личная потеря и брак

В 1856 году он был назначен профессором естественной философии в Маришальском колледже, но его отец умер до его назначения, что означало значительную потерю для физика из-за сильных связей, которые связывали его с его отцом..

Ученый был примерно на 15 лет моложе других учителей, преподававших в Маришальском колледже; Тем не менее, это не помешало выработать твердую приверженность занимаемой им должности. Он разработал новые учебные программы и программы конференций со студентами..

Два года спустя, в 1858 году, он женился на Кэтрин Мэри Дьюар, дочери директора Маришальского колледжа. У них никогда не было детей вместе. Спустя годы он был назначен профессором естественной философии в Королевском колледже Лондона, Англия..

Достижения в профессиональной сфере

Следующие пять лет были самыми позитивными в его карьере благодаря научным достижениям, которых он достиг. За это время он опубликовал две статьи, посвященные теме электромагнитного поля, и продемонстрировал цветную фотографию..

Кроме того, он также сделал теоретическую и экспериментальную работу по вязкости газов. Значение, которое он приобрел в научной сфере, сделало его достойным членства в Королевском научном обществе в 1861 году..

С другой стороны, он отвечал за контроль экспериментального определения электрических единиц для Британской ассоциации. Его вклад в области науки привел к созданию Национальной физической лаборатории.

Он также внес важный вклад в теории скорости света, благодаря измерению соотношения электромагнитных и электростатических единиц электричества..

Кольца Сатурна

Среди самых ранних научных работ Максвелла было его исследование движения колец Сатурна; его эссе об этом исследовании выиграло премию Адамса в Кембридже в 1857 году. Ученые давно размышляли о том, были ли три плоских кольца, окружающих планету Сатурн, твердыми, жидкими или газообразными телами. Кольца, впервые замеченные Галилеем, концентричны друг другу и самой планете и лежат в экваториальной плоскости Сатурна. После длительного периода теоретических исследований Максвелл пришел к выводу, что они состоят из рыхлых частиц, не связанных друг с другом, и что условиям стабильности удовлетворяют взаимные притяжения и движения планеты и колец.Пройдет более ста лет, прежде чем изображения с космического корабля «Вояджер» подтвердят, что Максвелл действительно был прав, показывая, что кольца состоят из набора частиц. Его успех в этой работе сразу поставил Максвелла в авангард математической физики второй половины XIX века.

Снимок Сатурна космическим кораблем «Вояджер-1» 16 ноября 1980 года, сделанный на расстоянии 3,3 миллиона миль от планеты.

if(typeof ez_ad_units != ‘undefined’){ez_ad_units.push([[468,60],’fusedlearning_com-large-leaderboard-2′,’ezslot_12′,110,’0′,’0′])};__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-fusedlearning_com-large-leaderboard-2-0’);Электромагнитная теория света

Продолжая свои исследования, Максвелл начал количественно определять, что любые изменения в электрических и магнитных полях, окружающих электрическую цепь, вызовут изменения вдоль силовых линий, пронизывающих окружающее пространство. В этом пространстве или среде индуцированное электрическое поле зависит от диэлектрической проницаемости; Точно так же поток, окружающий магнитный полюс, зависит от проницаемости среды.

Затем Максвелл показал, что скорость, с которой электромагнитные возмущения передаются в конкретной среде, зависит от диэлектрической проницаемости и проницаемости среды

Когда этим свойствам присваиваются числовые значения, необходимо проявлять осторожность, чтобы выразить их в правильных единицах; Именно благодаря таким рассуждениям Максвелл смог показать, что скорость распространения его электромагнитных волн равна отношению электромагнитных к электростатическим единицам электричества. И он, и другие исследователи измерили это соотношение и получили значение 186 300 миль / час (или 3 · 10 10 см / сек), почти такое же, как результаты первого прямого земного измерения скорости света семью годами ранее

французским физиком Арманом Физо.

В октябре 1861 года Максвелл написал Фарадею о своем открытии, согласно которому свет представляет собой форму волнового движения, при котором электромагнитные волны проходят через среду со скоростью, которая определяется электрическими и магнитными свойствами среды. Это открытие положило конец спекуляциям о природе света и дало математическую основу для объяснения явлений света и сопутствующих оптических свойств.

Максвелл следовал его мысли и предвидел возможность существования других форм излучения электромагнитных волн, которые не воспринимаются человеческими глазами или телами, но, тем не менее, распространяются во всем пространстве из любого источника возмущения, из которого они возникают. Максвелл не смог проверить свою теорию, и другим оставалось произвести и применить широкий диапазон волн в электромагнитном спектре, из которых часть, занятая видимым светом, очень мала по сравнению с большими диапазонами электромагнитных волн. Спустя два десятилетия потребовалась работа немецкого физика Рудольфа Герца, чтобы открыть то, что мы сейчас называем радиоволнами. Радиоволны имеют длину волны, в миллион раз превышающую длину волны видимого света, но оба они объясняются уравнениями Максвелла.

Электромагнитный спектр от длинных радиоволн до ультракоротких гамма-лучей.

Электромагнитная волна, показывающая как магнитное, так и электрическое поля.

LiveInternet LiveInternet

Жизнь как подарок или мифическое счастье Евгения Долматовского Это, наверное, не преувеличение.

Федор Александрович Васильев. Часть 2 E.

МУЗЕЙ РУССКОГО ИМПРЕССИОНИЗМА — ХУДОЖНИК АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ИСУПОВ (1889-1957), ЧАСТЬ III.

Скрябин. Печальная и мистическая судьба композитора Александра Скрябина.

Лучшие произведения Стравинского Игорь Стравинский (17 июня 1882 — 6 .

— Музыка

• Писатели и книги (916)
• 19 век (105)
• Бунин (71)
• Чехов (33)
• Достоевский (32)
• Лев Толстой (26)
• Пришвин (20)
• Шекспир (16)
• Куприн (15)
• Лесков (14)
• Аксаков (8)
• Максим Горький (5)
• Поэты и поэзия (723)
• Поэты XIX века (160)
• Лермонтов (34)
• Заболоцкий (33)
• Рубцов (26)
• Анненский (19)
• Фет (17)
• Серебряный век (688)
• Цветаева (160)
• Блок (89)
• Ахматова (63)
• Гумилёв (54)
• Мандельштам (44)
• Есенин (31)
• Бальмонт (24)
• Хлебников (19)
• Леонид Андреев (9)
• Михаил Кузмин (4)
• Волошин (4)
• композиторы и дирижёры (482)
• Бетховен (51)
• Вагнер (27)
• Шопен (26)
• Шостакович (24)
• Моцарт (19)
• Шуберт (14)
• Шуман (14)
• Бах (13)
• Дебюсси (11)
• Сибелиус (7)
• Лист (3)
• живопись (448)
• Голландия (38)
• Ван Гог (29)
• Ренуар (16)
• Босх (9)
• Марк Шагал (8)
• Кандинский (4)
• Русские художники (424)
• Врубель (23)
• Валентин Серов (19)
• Коровин (16)
• Левитан (15)
• Крамской (10)
• Кустодиев (10)
• Васнецовы (8)
• Иван Шишкин (8)
• Борисов-Мусатов (8)
• Кипренский (6)
• Музыка и музыканты (400)
• Ростропович (15)
• Художники и картины (355)
• Альбрехт Дюрер, (11)
• Гейнсборо (6)
• Искусство (311)
• Волошин (15)
• Видео и фильмы (292)
• Тарковские (70)
• Мыслители (288)
• Леонардо да Винчи (28)
• Герман Гессе (20)
• Флоренский (12)
• Артисты (273)
• Русские композиторы (233)
• Римский-Корсаков (25)
• Скрябин (20)
• Чайковский (17)
• Свиридов (16)
• Мусоргский (15)
• Глинка (12)
• Танеев (10)
• Даргомыжский (4)
• Вне разделов (231)
• Иван Толстой (30)
• Балет (228)
• Есть женщины. (221)
• Ольга Берггольц (15)
• опера (205)
• Учёные и открытия (204)
• Наши. (199)
• Шукшин (28)
• Шаламов (19)
• Платонов (17)
• космонавты (15)
• Лихачёв (12)
• Астафьев (12)
• История России (196)
• Цветы и поздравления (195)
• Май (23)
• На здоровье (180)
• Наша Земля (180)
• Научно-популярное (177)
• танцовщики (156)
• нуриев (22)
• Цискаридзе (20)
• Барышников (20)
• Васильев (17)
• Лиепа (9)
• нежинский (8)
• Годунов (7)
• Лавровский (1)
• Святые. (153)
• Пушкин (137)
• Cкульптура (136)
• Микеланджело (23)
• Замечательные люди (136)
• 1812, 1945 (133)
• Герои 1812 (16)
• Великие балерины (132)
• Максимова (25)
• Анна Павлова (14)
• Уланова (11)
• Города и памятники (131)
• Замечательные места и промыслы (126)
• Природа. Животные (110)
• Авангард (109)
• прерафаэлиты (21)
• кандинский (13)
• Ларионов и Гончарова (10)
• Филонов (3)
• Песни и мелодии (108)
• Русские не в России (108)
• Борис Зайцев (10)
• Театр и актёры (106)
• Обучающие материалы (103)
• Еда (94)
• Фотографии (91)
• Наша родина (86)
• Наука (83)
• Аудиокниги (83)
• Славянская культура (82)
• Кто мы (82)
• Пастернак (80)
• О Японии (74)
• Рахманинов (68)
• ДаКар (61)
• Балетмейстеры (54)
• Баланчин (8)
• Минкус (6)
• Эйфман (5)
• Материаловедение (52)
• Бродский (49)
• Архитектура (46)
• Гауди (11)
• Геометрия и символы (39)
• Эшер (6)
• Экопроблемы (39)
• Романовы (37)
• Моря и океаны (36)
• Реки и озёра (15)
• Непознанное (31)
• Мудрые. (28)
• Шестидесятники (23)
• Аксёнов (9)
• справочники (13)
• Возрождение (11)
• Леонардо да Винчи (2)
• северное возрождение (2)
• Рюриковичи (8)

Великий Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879)

Джеймс Максвелл — выдающийся английский физик, создатель классической электродинамики и один из основателей статистической физики — известен как автор понятий поляризационного тока и уравнений Максвелла, распределения Максвелла, демона Максвелла, автор принципа цветной фотографии 13 июня 1831 года в Эдинбурге в доме номер 14, Индия Фрэнсис Кей, дочь эдинбургского магистрата, после женитьбы — миссис Клерк Максвелл, родила сына Джеймса. Ему было всего четыре месяца, когда Фарадей подвел итоги своего эксперимента «по получению электричества с помощью магнетизма». А вместе с ним наступит эра электричества. Эпоха, ради которой маленькому Джеймсу, потомку славных шотландских Клерков и Максвеллов, пришлось жить и работать. Отец Джеймса, Джон Клерк Максвелл, юрист по профессии, ненавидел закон и испытывал отвращение к, как он выражался, «грязной работе юристов». Как только представилась возможность, Джон прекратил свои бесконечные блуждания по мраморным набережным Эдинбурга и посвятил себя научным экспериментам, которыми он занимался как любитель в перерывах между работой. Он был любителем, он знал, и он принял это тяжело. Джон был влюблен в науку, в ученых, в людей с практическим мышлением, в своего ученого дедушку Джорджа. Его эксперименты по созданию сильфонов, проводимые вместе с братом Фрэнсисом Кеем, сблизили его с будущей женой; они поженились 4 октября 1826 г. Сифон так и не заработал, но родился сын Джеймс. Когда Джеймсу было восемь лет, его мать умерла, и ему пришлось жить с отцом. Его детство прошло под знаком природы, общения с отцом, книг, рассказов о своей семье, «научных игрушек» и первых «открытий». Родственники Джеймса были обеспокоены тем, что он не получил систематического образования: эпизодическое чтение всего подряд дома, уроки астрономии на веранде и в гостиной, где Джеймс вместе с отцом соорудил «небесную сферу». После неудачной попытки заниматься с частным репетитором, от которого Джеймс часто сбегал к более увлекательным занятиям, было решено отправить его учиться в Эдинбург. Несмотря на домашнее образование, Джеймс соответствовал строгим требованиям Эдинбургской академии и был зачислен туда в ноябре 1841 года. Его успехи в учебе были далеко не блестящими. Он легко мог бы добиться большего, но дух соперничества в его скромной учебе был ему глубоко чужд. После первого дня в школе он не очень ладил с одноклассниками, и поэтому Джеймс предпочитал оставаться один, чтобы исследовать окружающее. Одним из ярких событий, которое, несомненно, скрасило его скучные школьные дни, было посещение вместе с отцом Королевского общества Эдинбурга, где были выставлены первые «электромагнитные машины». Эдинбургское королевское общество изменило жизнь Джеймса: Именно там он получил свои первые представления о пирамиде, кубе и других правильных многогранниках. Совершенство симметрии, регулярные преобразования геометрических твердых тел изменили взгляд Джеймса на преподавание — он увидел в преподавании зерно красоты и совершенства. Когда наступили экзамены, его студенты были поражены — «дурак», как называли Максвелла, был одним из первых.

Вклад в науку

электромагнетизм

Исследования, которые Максвелл осуществил по закону индукции Фарадея, который поднял вопрос о том, что магнитное поле может измениться на одно электромагнитное, позволили ему осуществить важные открытия в этой научной области..

Пытаясь проиллюстрировать этот закон, ученый добился построения механической модели, которая породила «ток смещения», который мог бы стать основой поперечных волн..

Физик произвел расчет скорости этих волн и обнаружил, что они очень близки к скорости света. Это привело к теории, предполагающей, что электромагнитные волны могут генерироваться в лаборатории, что было продемонстрировано много лет спустя ученым Генрихом Герцем.

Это исследование, проведенное Максвеллом, позволило на протяжении многих лет создавать радио, которое мы знаем сегодня,.

Факты о кольцах Сатурна

В юности ученого приоритет отдавался объяснению того, почему кольца Сатурна продолжали связно вращаться вокруг планеты..

Исследование Максвелла привело к испытанию под названием Об устойчивости движения колец Сатурна. Разработка этого эссе сделала Максвелла достойной научной премии.

Работа пришла к выводу, что кольца Сатурна должны быть образованы массами материи, которые не были связаны друг с другом. Исследование было присуждено за важный вклад в науку, что означало.

Выводы Максвелла по этому вопросу были подтверждены более 100 лет спустя, в 1980 году, космическим зондом, отправленным на планету. Зонд признан мореплаватель, отправлено НАСА.

Исследование кинетической теории газов

Максвелл был первым ученым, применившим методы вероятности и статистики для описания свойств набора молекул, поэтому он мог продемонстрировать, что скорости молекул газа должны иметь статистическое распределение..

Его распределение было известно вскоре после того, как закон распределения Максвелла-Больцмана. Кроме того, физик исследовал свойства, которые позволяют транспортировать газ, основываясь на изменениях температуры и давления в зависимости от вязкости, теплопроводности и диффузии..

Цветовое зрение

Как и другие ученые того времени, Максвелл проявлял замечательный интерес к психологии, особенно к цветовому зрению.

В течение приблизительно 17 лет, между 1855 и 1872 годами, он опубликовал серию исследований, посвященных восприятию цвета, неспособности увидеть цвета и теории об этой области. Благодаря им он получил медаль за одно из своих эссе, озаглавленное К теории цветового зрения.

Исследования некоторых важных ученых, таких как Исаак Ньютон и Томас Янг, послужили основой для проведения исследований, связанных с этой темой. Однако физик особенно интересовался восприятием цвета в фотографии..

Проведя психологическую работу по восприятию цвета, он определил, что, если сумма трех источников света может воспроизвести любой цвет, воспринимаемый человеком, цветные фотографии могут быть получены с использованием специальных фильтров для достижения этого..

Максвелл предположил, что если фотография была сделана в черно-белом режиме с использованием красного, зеленого и синего фильтров, прозрачные отпечатки изображений можно было проецировать на экран с использованием трех протекторов, оборудованных аналогичными фильтрами..

Результат эксперимента по цветовому зрению

В тот момент, когда Мэйуэлл наложил изображение на экран, он понял, что человеческий глаз воспримет результат как полное воспроизведение всех цветов, которые были на сцене..

Спустя годы, в 1861 году, во время лекции в Королевском институте по теории цвета ученый представил первую в мире демонстрацию об использовании цвета в фотографии. Он использовал результаты своего анализа, чтобы оправдать свои идеи.

Однако результаты эксперимента оказались не такими, как ожидалось, из-за разницы в пигментации между фильтрами, используемыми для добавления цвета.

Несмотря на то, что он не достиг желаемых результатов, его исследования по использованию цвета в фотографии послужили основой для создания цветной фотографии несколько лет спустя..