James Clerk Maxwell biografi og bidrag til videnskaben



James Clerk Maxwell (1831 - 1879) var en videnskabsmand af skotsk oprindelse, der specialiserede sig inden for matematisk fysik, og hvis bidrag markerede før og efter i denne videnskabs historie.

Betragtes som en af ​​de vigtigste videnskabsmænd, der har haft rekord, blev især anerkendt for formuleringen af ​​teorien om elektromagnetisk stråling. Hans idé lagde grundlaget for, hvilken radio der er kendt i dag er bygget.

Desuden udviklede denne fysiker også teorier om grunden til stabiliteten af ​​Saturns ringe, et af solsystemets planeter; han arbejdede med kinetikken af ​​gasser og vides at have været den første person til at udskrive et farvefotografi.

Opdagelserne af Clerk Maxwell bidrog til at lægge grundlaget for den moderne fysik. Mange eksperter i området anser ham for at være det 19. århundredes videnskabsmand, der havde den største indflydelse inden for det tyvende århundredes fysik..

De bidrag, han lavede på det videnskabelige område, betragtes med lige stor betydning som dem, der blev lavet af Isaac Newton og Albert Einstein.

indeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Første år
    • 1.2 Første undersøgelser
    • 1.3 Videregående uddannelse
    • 1.4 Personligt tab og ægteskab
    • 1.5 Forløb i fagområdet
  • 2 Bidrag til videnskab
    • 2.1 Undersøgelser
    • 2.2 død
  • 3 Bidrag til videnskab
    • 3.1 Elektromagnetisme
    • 3.2 Data om Saturns ringe
    • 3.3 Undersøgelse af kinetisk teori for gasser
    • 3.4 Farvesyn
  • 4 referencer

biografi

Første år

James Clerk Maxwell blev født den 13. juni 1831 i Edinburgh, Skotland, til en middelklasse familie. Han var det eneste barn af et par, der giftede sig i en fremskredet alder; hans mor havde ham 40 år gammel.

Hans far, John Clerk Maxwell fra Middlebie, en fremtrædende advokat, arvede hans familie navn fra en vigtig familie af tiden. James efternavn var synonymt med det skotske høje samfund. Frances Cay var navnet på hendes mor, en kvinde, der tilhørte en familie med en høj position i tidenes samfund.

Kort efter fødslen af ​​klerken flyttede familien til et sommerhus kaldet Glenlair House, som var placeret i Middlebie landsbyen og sogn.

Første undersøgelser

Da Maxwell var omkring otte år gammel, i 1839 døde hans mor efter at have lider af abdominal cancer. Efter begivenheden begyndte Clerk at modtage klasser fra en vejleder, der hævdede, at den unge mand havde problemer med at lære på grund af den tid det tog ham at huske informationerne.

Men Clerk Maxwell viste stor nysgerrighed i en tidlig alder og en bemærkelsesværdig evne til at lære nye ideer. Kort tid efter at have begyndt at se private klasser sendte hans tante ham til skole på Edinburgh Academy i 1841, hvor han lavede venner med folk, der markerede sin fremtid.

Til trods for hans bemærkelsesværdige nysgerrighed at lære, interesserede han sig ikke for det uddannelsesprogram, han modtog i skolen. Af denne grund begyndte han at læne sig mod videnskaben, i en sådan grad, at han selv offentliggjorde sin første artikel om dette område, da han kun var 14 år gammel..

I essayet beskrev Clerk Maxwell en række ovale kurver, der kunne tegnes med stifter og tråde analogt med en ellipse. Hans interesse for geometri og mekaniske modeller fortsatte hele sit liv som studerende og hjalp ham i sin tid som forsker.

Videregående uddannelse

Ved 16 år begyndte James Clerk Maxwell studier ved University of Edinburgh, en af ​​de vigtigste i Skotland. I løbet af den periode han blev i denne institution, udgav han to videnskabelige artikler af sit eget forfatterskab.

Derudover afsatte fysikeren adskillige timer yderligere studie til dem, han modtog på universitetet. Han kom til at eksperimentere med improvisation af kemiske, elektriske og magnetiske enheder inde i huset hvor han boede.

En del af disse fremgangsmåder tjente til at opdage fotoelasticiteten (betyder, at bestemmer fordelingen af ​​stress i fysiske strukturer).

I 1850, da fysikeren var ca. 19 år gammel, kom han ind på universitetet i Cambridge, og hans intellektuelle evner begyndte at blive anerkendt. I institutionen i Cambridge havde professor i matematik William Hopkins, der betragtede Maxwell som en af ​​hans vigtigste studerende.

Fire år efter begyndelsen af ​​studier på denne institution, i 1854, blev han tildelt Smiths Prize. Denne prestigefyldte pris blev givet til ham for at gennemføre et essay om en original videnskabelig forskning.

Desuden blev han valgt til at opnå et stipendium, en mulighed han nægtede at vende tilbage til Skotland for at tage sig af sin far, der var i en usikker sundhedssituation..

Personligt tab og ægteskab

I 1856 blev han udnævnt til professor i naturfilosofi ved Marischal College, men hans far døde før hans udnævnelse, hvilket betød et vigtigt tab for fysikeren på grund af de stærke bånd, der binder ham til sin far..

Forskeren var omkring 15 år yngre end de andre lærere, der lærte på Marischal College; Dette var imidlertid ikke et hinder for at skabe et stærkt engagement i den stilling, han havde antaget. Han udviklede nye studieprogrammer og programforelæsninger med studerende.

To år senere, i 1858, giftede han sig med Katherine Mary Dewar, datter af direktøren for Marischal College. De havde aldrig børn sammen. Aar senere blev han udnævnt til professor i naturfilosofi ved King's College London, England.

Fremskridt i fagområdet

De næste fem år var den mest positive af hans karriere takket være de videnskabelige resultater, han opnåede. I denne periode offentliggjorde han to artikler, der adresserede emnet for det elektromagnetiske felt og gjorde demonstration af farvefotografering.

Derudover lavede han også et teoretisk og eksperimentelt arbejde med gaskos viskositet. Den betydning, han opnåede på det videnskabelige område, gjorde ham værdig til at være medlem af Royal Scientific Society i 1861.

På den anden side var han ansvarlig for at føre tilsyn med den eksperimentelle bestemmelse af elektriske enheder til den britiske sammenslutning. Hans bidrag inden for videnskab ledte til oprettelsen af ​​National Physics Laboratory.

Han gjorde også vigtige bidrag til teorierne om lysets hastighed takket være måling af andelen elektromagnetiske og elektrostatiske enheder af elektricitet.

Bidrag til videnskab

I 1865 standsede fysikeren sit arbejde på King's College for at gå på pension til sin Glenlair ejendom. Han lavede flere ture til London og Italien og begyndte et par år senere at skrive en afhandling om elektricitet og magnetisme.

forskning

Maxwells forskning i elektromagnetisme var af så stor betydning, at forskeren begyndte at blive betragtet som en af ​​de vigtigste i historien.

I Traktat om elektricitet og magnetisme, som blev offentliggjort i 1873, var hovedmålet omdannelsen af ​​Michael Faradays fysiske ideer til en matematisk formel. Han forsøgte at illustrere Faraday's ideer.

Undersøgelserne, han gennemførte med hensyn til denne lov, gjorde det muligt for forskeren at foretage vigtige opdagelser for fysikområdet, for så vidt angår de tilsvarende oplysninger om lysets hastighed.

Forskeren blev valgt i år 1871, så han udøvede som professor i en ny stol, der var åbnet i Cambridge. Efter dette forslag begyndte han at designe Cavendish Laboratory og overvåge sin konstruktion. På trods af at han havde fået elever, havde han en gruppe berømte videnskabsmænd af tiden.

død

Otte år senere, i 1879, begyndte Maxwell at lide af sygdomme flere gange. Kort efter kom han tilbage til Glenlair; dog forbedrede hans helbred ikke.

Forskeren døde den 5. november 1879 efter at have lidt en kort sygdom. Hans begravelse havde ikke offentlige hæder; blev begravet i en lille kirkegård beliggende i Skotland.

Bidrag til videnskab

elektromagnetisme

De undersøgelser, som Maxwell realiserede om Faradays induktionslov, der hævdede, at et magnetfelt kan ændre sig til en elektromagnetisk, tillod at det indså vigtige opdagelser i dette videnskabelige omfang.

Når man forsøgte at illustrere denne lov, opnåede forskeren opbygningen af ​​en mekanisk model, der gav anledning til en "forskydningsstrøm", som kunne danne grundlag for tværgående bølger.

Fysikeren lavede en beregning af disse bølges hastighed og opdagede, at de var meget tæt på lysets hastighed. Dette førte til en teori, der foreslog, at elektromagnetiske bølger kunne genereres i et laboratorium, som blev demonstreret år senere af forskeren Heinrich Hertz.

Denne undersøgelse udført af Maxwell tilladt at i løbet af årene kunne den radio, vi kender i dag, oprettes.

Fakta om Saturns ringe

Under forskerens ungdom blev der givet prioritet til at forklare, hvorfor Saturns ringe holdt spids sammenhængende rundt om i verden.

Maxwells forskning resulterede i forsøget rettet På stabiliteten af ​​bevægelsen af ​​Saturns ringe. Udviklingen af ​​dette essay gjorde Maxwell værd for en videnskabelig pris.

Arbejdet konkluderede, at Saturns ringe skal dannes af masser af materie, der ikke var relateret til hinanden. Studiet blev tildelt for det vigtige bidrag til videnskab, der betød.

Maxwells konklusioner om dette emne blev verificeret mere end 100 år senere i 1980 af en rumprobe sendt til planeten. Sonden er den anerkendte Voyager, sendt af NASA.

Undersøgelse af kinetisk teori om gasser

Maxwell var den første videnskabsmand, der anvendte sandsynligheds- og statistikmetoderne til at beskrive egenskaberne af et sæt molekyler, så han kunne påvise, at hastighederne i en gass molekyler skal have en statistisk fordeling.

Dens distribution blev kendt kort tid efter som loven om distribution af Maxwell-Boltzmann. Derudover undersøgte fysikeren de egenskaber, der tillader, at en gas transporteres baseret på ændringer i temperatur og tryk på viskositet, termisk ledningsevne og diffusion..

Farvesyn

Som andre videnskabsmænd af tiden havde Maxwell en bemærkelsesværdig interesse for psykologi, især i farvesyn.

I ca. 17 år, mellem 1855 og 1872, udgav han en række undersøgelser, han gjorde på farvets opfattelse, manglende evne til at se farver og teorier om dette område. Takket være dem modtog han en medalje for et af hans essays, berettiget På teorien om farvesyn.

Undersøgelserne fra nogle vigtige videnskabsmænd som Isaac Newton og Thomas Young tjente som grundlag for at foretage forskning relateret til emnet. Men fysikeren havde en særlig interesse i opfattelsen af ​​farve i fotografering.

Efter at have lavet et psykologisk arbejde med farveskillelsen besluttede han, at hvis summen af ​​tre lys kunne reproducere enhver farve, der var synlig for mennesket, kunne farvefotografier produceres ved hjælp af specielle filtre for at opnå det..

Maxwell foreslog, at hvis et billede blev taget i sort og hvidt ved hjælp af røde, grønne og blå filtre, kunne de gennemsigtige billeder af billederne projiceres på en skærm ved hjælp af tre beskyttere udstyret med lignende filtre..

Resultatet af eksperimentet om farvesyn

I det øjeblik Mawell overlejrede billedet på skærmen, indså han, at det menneskelige øje ville opfatte resultatet som en komplet gengivelse af alle de farver, der var på scenen.

År senere, i 1861, under en foredrag ved Royal Intitution på farve teorien præsenterede forskeren den første demonstration i verden om brugen af ​​farve i fotografering. Han brugte resultaterne af hans analyse til at retfærdiggøre sine ideer.

Resultaterne af eksperimentet var imidlertid ikke som forventet på grund af en forskel i pigmentering mellem filtrene anvendt til at tilføje farven.

På trods af at han ikke havde opnået de resultater, han ønskede, fungerede hans forskning om brugen af ​​farve i fotografering som grundlag for at give farvefotografering et par år senere..

referencer

  1. James Clerk Maxwell, Publishers of Encyclopedia Britannica, (2018). Taget fra britannica.com
  2. James Clerk Maxwell, Portal Famous Scientist, (n.d.). Taget fra famousscientists.org
  3. James Clerk Maxwell, Portal Undiscovered Scotland, (n.d.). Taget fra undiscoveredscotland.co.uk
  4. James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia på engelsk, (n.d.). Modtaget fra en.wikipedia.org
  5. Hvem var James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell hos Glenlair Trust, (n.d.). Modtaget fra org.uk