ماكسويل، جيمس كليرك
ولد الفيزيائي الإنجليزي جيمس كليرك ماكسويل في إدنبرة لعائلة نبيل اسكتلندي من عائلة كليرك النبيلة. درس أولاً في إدنبرة (1847–1850)، ثم في جامعات كامبريدج (1850–1854). في عام 1855، أصبح ماكسويل عضوًا في مجلس كلية ترينيتي في 1856-1860. كان أستاذاً في كلية ماريشال، جامعة أبردين، ومن عام 1860 ترأس قسم الفيزياء وعلم الفلك في كلية كينغز، جامعة لندن. في عام 1865، بسبب مرض خطير، استقال ماكسويل من الوزارة واستقر في منزل عائلته في جلينلير بالقرب من إدنبرة. وهناك واصل دراسة العلوم وكتب عدة مقالات في الفيزياء والرياضيات. وفي عام 1871 تولى رئاسة قسم الفيزياء التجريبية في جامعة كامبريدج. قام ماكسويل بتنظيم معمل أبحاث افتتح في 16 يونيو 1874 وسمي كافنديش تكريما لهنري كافنديش.
أكمل ماكسويل أول عمل علمي له بينما كان لا يزال في المدرسة، حيث اخترع طريقة بسيطة لرسم الأشكال البيضاوية. تم الإبلاغ عن هذا العمل في اجتماع للجمعية الملكية وتم نشره في وقائعه. عندما كان عضوًا في مجلس كلية ترينيتي، شارك في تجارب حول نظرية الألوان، حيث كان بمثابة استمرار لنظرية يونغ ونظرية هيلمهولتز حول الألوان الأساسية الثلاثة. في تجارب خلط الألوان، استخدم ماكسويل قمة خاصة، تم تقسيم قرصها إلى قطاعات مطلية بألوان مختلفة (قرص ماكسويل). عندما تم تدوير الجزء العلوي بسرعة، اندمجت الألوان: إذا تم رسم القرص بنفس طريقة ألوان الطيف، ظهر باللون الأبيض؛ وإذا كان نصفه مطليًا باللون الأحمر والنصف الآخر باللون الأصفر، ظهر باللون البرتقالي؛ خلق خلط اللون الأزرق والأصفر انطباعًا باللون الأخضر. في عام 1860، حصل ماكسويل على وسام رمفورد لعمله في إدراك الألوان والبصريات.
في عام 1857، أعلنت جامعة كامبريدج عن مسابقة لأفضل ورقة بحثية عن استقرار حلقات زحل. اكتشف جاليليو هذه التشكيلات في بداية القرن السابع عشر. وقدم سرًا مدهشًا للطبيعة: بدا الكوكب محاطًا بثلاث حلقات متحدة المركز متواصلة، تتكون من مادة ذات طبيعة غير معروفة. أثبت لابلاس أنها لا يمكن أن تكون صلبة. بعد إجراء تحليل رياضي، أصبح ماكسويل مقتنعًا بأنها لا يمكن أن تكون سائلة، وتوصل إلى استنتاج مفاده أن مثل هذا الهيكل لا يمكن أن يكون مستقرًا إلا إذا كان يتكون من سرب من النيازك غير ذات الصلة. يتم ضمان استقرار الحلقات من خلال انجذابها إلى زحل والحركة المتبادلة للكوكب والنيازك. لهذا العمل، تلقى ماكسويل جائزة J. آدامز.
أحد أعمال ماكسويل الأولى كانت نظريته الحركية للغازات. في عام 1859، قدم العالم تقريرًا في اجتماع للجمعية البريطانية قدم فيه توزيع الجزيئات حسب السرعة (توزيع ماكسويل). طور ماكسويل أفكار سلفه في تطوير النظرية الحركية للغازات على يد رودولف كلوسيوس، الذي قدم مفهوم "متوسط المسار الحر". انطلق ماكسويل من فكرة الغاز كمجموعة من العديد من الكرات المرنة بشكل مثالي والتي تتحرك بشكل عشوائي في مكان مغلق. يمكن تقسيم الكرات (الجزيئات) إلى مجموعات حسب السرعة، بينما في الحالة الثابتة يظل عدد الجزيئات في كل مجموعة ثابتا، على الرغم من أنها تستطيع الخروج والدخول في المجموعات. ويترتب على هذا الاعتبار أن “الجسيمات تتوزع بالسرعة وفق نفس القانون الذي توزع به أخطاء الرصد في نظرية طريقة المربعات الصغرى، أي. وفقا لإحصائيات غاوس." وكجزء من نظريته، شرح ماكسويل قانون أفوجادرو، والانتشار، والتوصيل الحراري، والاحتكاك الداخلي (نظرية النقل). وفي عام 1867 أظهر الطبيعة الإحصائية للقانون الثاني للديناميكا الحرارية.
في عام 1831، وهو العام الذي ولد فيه ماكسويل، أجرى مايكل فاراداي التجارب الكلاسيكية التي قادته إلى اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي. بدأ ماكسويل دراسة الكهرباء والمغناطيسية بعد حوالي 20 عامًا، عندما كان هناك وجهتا نظر حول طبيعة التأثيرات الكهربائية والمغناطيسية. التزم علماء مثل إيه إم أمبير وإف نيومان بمفهوم العمل بعيد المدى، حيث نظروا إلى القوى الكهرومغناطيسية على أنها مماثلة لجاذبية الجاذبية بين كتلتين. كان فاراداي من دعاة فكرة خطوط القوة التي تربط الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة أو القطبين الشمالي والجنوبي للمغناطيس. تملأ خطوط القوة كامل المساحة المحيطة (المجال، بمصطلحات فاراداي) وتحدد التفاعلات الكهربائية والمغناطيسية. بعد فاراداي، طور ماكسويل نموذجًا هيدروديناميكيًا لخطوط القوة وعبر عن علاقات الديناميكا الكهربائية المعروفة آنذاك بلغة رياضية تتوافق مع نماذج فاراداي الميكانيكية. تنعكس النتائج الرئيسية لهذا البحث في عمل "خطوط قوة فاراداي" (1857). في 1860-1865 ابتكر ماكسويل نظرية المجال الكهرومغناطيسي، والتي صاغها في شكل نظام من المعادلات (معادلات ماكسويل) يصف القوانين الأساسية للظواهر الكهرومغناطيسية: المعادلة الأولى تعبر عن تحريض فاراداي الكهرومغناطيسي؛ الثاني – الحث الكهرومغناطيسي، اكتشفه ماكسويل ويعتمد على أفكار حول تيارات الإزاحة؛ ثالثاً – قانون الحفاظ على الكهرباء. 4- الطبيعة الدوامية للمجال المغناطيسي.
ومع مواصلة تطوير هذه الأفكار، توصل ماكسويل إلى نتيجة مفادها أن أي تغيرات في المجالات الكهربائية والمغناطيسية يجب أن تسبب تغيرات في خطوط القوة التي تخترق الفضاء المحيط، أي. يجب أن تكون هناك نبضات (أو موجات) تنتشر في الوسط. وتعتمد سرعة انتشار هذه الموجات (الاضطراب الكهرومغناطيسي) على النفاذية العازلة والمغناطيسية للوسط وتساوي نسبة الوحدة الكهرومغناطيسية إلى الوحدة الكهروستاتيكية. وفقًا لماكسويل وباحثين آخرين، تبلغ هذه النسبة 3·10 10 سم/ث، وهي قريبة من سرعة الضوء التي تم قياسها قبل سبع سنوات بواسطة الفيزيائي الفرنسي أ. فيزو. في أكتوبر 1861، أبلغ ماكسويل فاراداي عن اكتشافه: الضوء عبارة عن اضطراب كهرومغناطيسي ينتشر في وسط غير موصل، أي وسط غير موصل. نوع من الموجات الكهرومغناطيسية. تم توضيح هذه المرحلة الأخيرة من البحث في عمل ماكسويل "النظرية الديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي" (1864)، وتم تلخيص نتيجة عمله في الديناميكا الكهربائية في "دراسة في الكهرباء والمغناطيسية" الشهيرة (1873).
تقدم هذه المقالة السيرة الذاتية المختصرة لجيمس ماكسويل عن الفيزيائي الإنجليزي، مبتكر الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، وأحد مؤسسي الفيزياء الإحصائية.
سيرة جيمس كليرك ماكسويل لفترة وجيزة
ولد ماكسويل جيمس كليرك في 13 يونيو 1831 في إدنبرة لعائلة أحد النبلاء الاسكتلنديين. في سن العاشرة التحق بأكاديمية إدنبرة حيث أصبح الطالب الأول.
من 1847 إلى 1850 درس في جامعة إدنبرة. وهنا أصبحت مهتمًا بالتجارب في الكيمياء والبصريات والمغناطيسية، ودرست الرياضيات والفيزياء والميكانيكا. بعد ثلاث سنوات، لمواصلة تعليمه، انتقل جيمس إلى كلية ترينيتي كامبريدج وبدأ في دراسة الكهرباء من كتاب إم فاراداي. ثم بدأ البحث التجريبي في الكهرباء.
بعد التخرج بنجاح من الكلية (1854)، تمت دعوة العالم الشاب للتدريس. وبعد ذلك بعامين كتب مقالاً بعنوان "حول خطوط قوة فاراداي".
وفي الوقت نفسه، كان ماكسويل يطور النظرية الحركية للغازات. اشتق قانونًا يتم بموجبه توزيع جزيئات الغاز وفقًا لسرعاتها (توزيع ماكسويل).
في 1856-1860 ماكسويل أستاذ في جامعة أبردين. في 1860-1865 قام بالتدريس في كلية كينغز لندن، حيث التقى فاراداي لأول مرة. خلال هذه الفترة تم إنشاء عمله الرئيسي "النظرية الديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي" (1864-1865)، حيث تم التعبير عن الأنماط التي اكتشفها في شكل أنظمة من أربع معادلات تفاضلية (معادلات ماكسويل). وجادل العالم بأن المجال المغناطيسي المتغير يشكل مجالًا كهربائيًا دواميًا في الأجسام المحيطة وفي الفراغ، وهذا بدوره يؤدي إلى ظهور مجال مغناطيسي.
أصبح هذا الاكتشاف مرحلة جديدة في معرفة العالم. اعتبر A. Poincaré نظرية ماكسويل ذروة الفكر الرياضي. اقترح ماكسويل أن الموجات الكهرومغناطيسية يجب أن تكون موجودة وأن سرعة انتشارها تساوي سرعة الضوء. وهذا يعني أن الضوء هو نوع من الموجات الكهرومغناطيسية. لقد أثبت نظريًا ظاهرة الضغط الخفيف.
إن العامل الأهم في تغيير وجه العالم هو توسيع آفاق المعرفة العلمية. من السمات الرئيسية لتطور العلوم في هذه الفترة الزمنية الاستخدام الواسع النطاق للكهرباء في جميع فروع الإنتاج. ولم يعد بإمكان الناس رفض استخدام الكهرباء، بعد أن شعروا بفوائدها الكبيرة. في هذا الوقت، بدأ العلماء في دراسة الموجات الكهرومغناطيسية عن كثب وتأثيرها على المواد المختلفة.
إنجاز عظيم للعلوم في القرن التاسع عشر. هي النظرية الكهرومغناطيسية للضوء التي طرحها العالم الإنجليزي د. ماكسويل (1865)، والتي لخصت الأبحاث والاستنتاجات النظرية للعديد من علماء الفيزياء من مختلف البلدان في مجالات الكهرومغناطيسية والديناميكا الحرارية والبصريات.
يشتهر ماكسويل بصياغة أربع معادلات كانت تعبيرًا عن القوانين الأساسية للكهرباء والمغناطيسية. وقد تم بحث هذين المجالين على نطاق واسع قبل ماكسويل لسنوات عديدة، وكان من المعروف أنهما مترابطان. ومع ذلك، على الرغم من أن قوانين مختلفة للكهرباء قد تم اكتشافها بالفعل وأنها كانت صحيحة لظروف محددة، إلا أنه لم تكن هناك نظرية عامة وموحدة واحدة قبل ماكسويل.
توصل د. ماكسويل إلى فكرة الوحدة والترابط بين المجالات الكهربائية والمغناطيسية، وعلى هذا الأساس أنشأ نظرية المجال الكهرومغناطيسي، والتي بموجبها ينتشر المجال الكهرومغناطيسي في أي نقطة في الفضاء. وبسرعة تساوي سرعة الضوء. وهكذا، أسس العلاقة بين الظواهر الضوئية والكهرومغناطيسية.
في معادلاته الأربع، القصيرة ولكن المعقدة للغاية، كان ماكسويل قادرًا على وصف سلوك وتفاعل المجالات الكهربائية والمغناطيسية بدقة. وهكذا قام بتحويل هذه الظاهرة المعقدة إلى نظرية واحدة مفهومة. تم استخدام معادلات ماكسويل على نطاق واسع في القرن الماضي في كل من العلوم النظرية والتطبيقية. الميزة الرئيسية لمعادلات ماكسويل هي أنها معادلات عامة قابلة للتطبيق في جميع الظروف. يمكن استخلاص جميع قوانين الكهرباء والمغناطيسية المعروفة سابقًا من معادلات ماكسويل، بالإضافة إلى العديد من النتائج الأخرى غير المعروفة سابقًا.
وأهم هذه النتائج استخلصها ماكسويل نفسه. ومن معادلاته يمكننا أن نستنتج أن هناك تذبذب دوري للمجال الكهرومغناطيسي. بمجرد أن تبدأ هذه الاهتزازات، والتي تسمى الموجات الكهرومغناطيسية، سوف تنتشر في الفضاء. ومن معادلاته، تمكن ماكسويل من استنتاج أن سرعة هذه الموجات الكهرومغناطيسية ستكون حوالي 300000 كيلومتر (186000 ميل) في الثانية، ورأى ماكسويل أن هذه السرعة تساوي سرعة الضوء. ومن هذا استنتج بشكل صحيح أن الضوء نفسه يتكون من موجات كهرومغناطيسية. وبالتالي، فإن معادلات ماكسويل ليست فقط القوانين الأساسية للكهرباء والمغناطيسية، بل هي القوانين الأساسية للبصريات. وفي الواقع، يمكن استنتاج جميع قوانين البصريات المعروفة سابقًا من معادلاته، تمامًا مثل النتائج والعلاقات غير المعروفة سابقًا. الضوء المرئي ليس الشكل الوحيد الممكن للإشعاع الكهرومغناطيسي.
أظهرت معادلات ماكسويل إمكانية وجود موجات كهرومغناطيسية أخرى تختلف عن الضوء المرئي في الطول الموجي والتردد. تم تأكيد هذه الاستنتاجات النظرية بوضوح من قبل هاينريش هيرتز، الذي كان قادرًا على إنشاء وتصحيح الموجات غير المرئية، والتي تنبأ بوجودها ماكسويل.
لأول مرة في الممارسة العملية، تمكن الفيزيائي الألماني هيرتز من مراقبة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية (1883). كما حدد أن سرعة انتشارها تبلغ 300 ألف كيلومتر في الثانية. ومن المفارقات أنه يعتقد أن الموجات الكهرومغناطيسية لن يكون لها تطبيق عملي. وبعد سنوات قليلة، على أساس هذا الاكتشاف الذي قام به أ.س. استخدمها بوبوف لإرسال أول صورة شعاعية في العالم. كانت تتألف من كلمتين فقط: "هاينريش هيرتز".
اليوم نستخدمها بنجاح للتلفزيون. الأشعة السينية وأشعة جاما والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية هي أمثلة أخرى على الإشعاع الكهرومغناطيسي. كل هذا يمكن دراسته من خلال معادلات ماكسويل. على الرغم من أن ماكسويل حصل على التقدير في المقام الأول لمساهماته الرائعة في الكهرومغناطيسية والبصريات، إلا أنه قدم أيضًا مساهمات في مجالات العلوم الأخرى، بما في ذلك النظرية الفلكية والديناميكا الحرارية (دراسة الحرارة). وكان موضوع اهتمامه الخاص هو النظرية الحركية للغازات. أدرك ماكسويل أن جزيئات الغاز ليست كلها تتحرك بنفس السرعة. تتحرك بعض الجزيئات بشكل أبطأ، وبعضها يتحرك بشكل أسرع، وبعضها يتحرك بسرعات عالية جدًا. اشتق ماكسويل صيغة تحدد أي جسيم من جزيء غاز معين سيتحرك بأي سرعة معينة. هذه الصيغة، التي تسمى توزيع ماكسويل، تستخدم على نطاق واسع في المعادلات العلمية ولها تطبيقات هامة في العديد من مجالات الفيزياء.
أصبح هذا الاختراع الأساس للتقنيات الحديثة لنقل المعلومات لاسلكيًا والإذاعة والتلفزيون، بما في ذلك جميع أنواع الاتصالات المتنقلة، والتي يعتمد تشغيلها على مبدأ نقل البيانات عبر الموجات الكهرومغناطيسية. وبعد التأكيد التجريبي لحقيقة المجال الكهرومغناطيسي، تم التوصل إلى اكتشاف علمي أساسي: هناك أنواع مختلفة من المادة، ولكل منها قوانينه الخاصة، التي لا يمكن اختزالها إلى قوانين نيوتن في الميكانيكا.
تحدث الفيزيائي الأمريكي ر. فاينمان بشكل ممتاز عن دور ماكسويل في تطور العلوم: "في تاريخ البشرية (إذا نظرت إليه، على سبيل المثال، بعد عشرة آلاف سنة)، فإن الحدث الأكثر أهمية في القرن التاسع عشر سيكون بلا شك حدث ماكسويل". اكتشاف قوانين الديناميكا الكهربائية. وعلى خلفية هذا الاكتشاف العلمي المهم، ستبدو الحرب الأهلية الأمريكية في نفس العقد وكأنها حادثة إقليمية.
ماكسويل، جيمس كليرك - عالم رياضيات وفيزياء إنجليزي من أصل اسكتلندي. مؤسس الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية الحديثة، النظرية الحركية للغازات. أجرى عدداً من الدراسات المهمة في الديناميكا الحرارية والفيزياء الجزيئية. وضع مبتكر النظرية الكمية للألوان أسس مبادئ التصوير الفوتوغرافي الملون.
سيرة شخصية
ولد جيمس كليرك ماكسويل في 13 يونيو 1831 في العاصمة الاسكتلندية إدنبره. الأب جون كليرك ماكسويل. كان عضوًا في نقابة المحامين وكان يمتلك عقارًا في جنوب اسكتلندا. الأم، فرانسيس كاي، كانت ابنة قاضي محكمة الأميرالية.
توفيت والدة جيمس عندما كان في الثامنة من عمره. كان على والدي أن يربيه بمفرده. طوال حياته، احتفظ جيمس بمشاعر دافئة جدًا تجاه والده، الذي كان يعتني به دائمًا.
عندما حان الوقت ليتلقى جيمس التعليم، تمت دعوة المعلمين في البداية إلى منزله. إلا أن هؤلاء المعلمين كانوا جهلة وقحا، ولم يتم العثور على آخرين. لذلك قرر الأب إرسال ابنه إلى أكاديمية إدنبرة.
في البداية، كان الشاب ماكسويل حذرًا جدًا من الدراسة في الأكاديمية، لكنه انخرط فيها تدريجيًا. أثارت الدروس اهتمامًا حقيقيًا به، وجذبت الهندسة اهتمامًا خاصًا. لقد كان هذا العلم هو الأساس الذي نمت عليه جميع إنجازات ماكسويل العلمية المستقبلية.
أعطى ماكسويل الأكاديمية نشيد فراق، والذي غناه بعد ذلك بكل سرور أكثر من جيل من الطلاب. ثم يدخل جيمس جامعة ادنبره. هنا يدرس نظرية المرونة، وتحظى نتائج هذا العمل بتقدير كبير من قبل المتخصصين.
في عام 1850، غادر ماكسويل إلى كامبريدج، على الرغم من استياء والده من هذا القرار. في البداية درس في كلية سانت. Peter، ثم ينتقل إلى كلية ترينيتي. لقد أذهل المعلمين بمعرفته وحصل على المركز الثاني عند التخرج. بعد حصوله على درجة البكالوريوس، بقي ماكسويل في كلية ترينيتي للعمل كمدرس. خلال هذه الفترة درس مشكلة الألوان والهندسة والكهرباء. في عام 1854، في رسالة إلى أحد أصدقائه
وأعلن جيمس نيته "مهاجمة الكهرباء". لقد كان ناجحا - قريبا تم نشر العمل "على خطوط فاراداي للقوة"، وهو أحد أكبر ثلاثة أعمال ماكسويل. كان العمل الرئيسي لهذه الفترة من حياة العالم هو إنشاء نظرية الألوان. لقد أثبت تجريبيًا كيفية مزج الألوان. شكلت هذه الدراسات فيما بعد أساس التصوير الفوتوغرافي الملون.
في عام 1856، أصبح ماكسويل أستاذًا للفلسفة الطبيعية في كلية أبردين ماريشال. لقد أنشأ في الواقع قسم الفيزياء هنا من الصفر. في عام 1858، تزوج ماكسويل من كاثرين ماري ديوار، التي كانت ابنة رئيس كلية ماريشال.
خلال هذه الفترة، كان العالم منخرطا في حساب حركة حلقات زحل، ونشر أطروحة "عن استقرار حركة حلقات زحل". أصبح هذا العمل فيما بعد كلاسيكيًا.
وفي الوقت نفسه، ركز ماكسويل على النظرية الحركية للغازات. وفي يونيو 1860، قدم تقريرًا حول هذا الموضوع في اجتماع الجمعية البريطانية في أكسفورد.
وفي عام 1860 أيضًا، كان على ماكسويل أن يودع أستاذه في كلية ماريشال. بعد فترة وجيزة، تمت دعوته إلى King's College لمنصب أستاذ في قسم الفلسفة الطبيعية.
في 17 مايو 1861، أظهر العالم أول صورة ملونة في العالم. بعد مائة عام، أثبتت شركة كوداك أن ماكسويل كان محظوظا في ذلك الوقت - كان من المستحيل الحصول على صور خضراء وحمراء باستخدام طريقته، وقد تم تشكيل هذه الألوان بالصدفة. ومع ذلك، ظلت المبادئ صحيحة، وإن كان مع أخطاء طفيفة.
بعد ذلك، يركز ماكسويل على دراسة الكهرومغناطيسية. تم نشر أعمال "على خطوط القوة الفيزيائية" و"النظرية الديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي". ومنذ ذلك الوقت وحتى نهاية حياته عمل العالم على حل مشاكل القياسات الكهربائية.
في عام 1865، تدهورت صحة ماكسويل، وفي العام التالي غادر لندن متوجهاً إلى منزله في غلينلار. في عام 1867 ذهب إلى إيطاليا لتحسين صحته. وفي هذه الفترة تم نشر كتابي “نظرية الحرارة” و”نظرية الحرارة”.
في عام 1871، أصبح ماكسويل أستاذًا في جامعة كامبريدج. بعد عامين، أنهى العالم عمل حياته كلها - مقالة من مجلدين عن الكهرباء والمغناطيسية. ثم صدر كتاب "المادة والحركة".
من عام 1874 إلى عام 1879، قام ماكسويل بمعالجة أعمال هنري كافنديش، والتي قدمها له دوق ديفونشاير رسميًا.
بحلول هذا الوقت، كانت صحته تتدهور بشكل كبير. وسرعان ما تم تشخيص إصابته بالسرطان. في 5 نوفمبر 1879، توفي جيمس كليرك ماكسويل. ودفن جثمانه في قرية بارتون بجوار والديه.
إنجازات ماكسويل الرئيسية
- خلال حياة ماكسويل، لم يتم تقدير العديد من أعماله بشكل صحيح، ولكن في وقت لاحق أخذ عمله مكانه الصحيح في تاريخ العلوم.
- أصبح البحث في مجال نظرية المجال الكهرومغناطيسي أساس فكرة المجال في فيزياء القرن العشرين. وقد أشار إلى ذلك العديد من العلماء، ومن بينهم ليوبولد إنفيلد، وألبرت أينشتاين، ورودولف بيرلز.
- المساهمة في النظرية الحركية الجزيئية.
- تطوير الأساليب الإحصائية التي ساهمت في تطوير الميكانيكا الإحصائية. قدم مصطلح "الميكانيكا الإحصائية".
- خلق نظرية اللون. النظرية الكهرومغناطيسية للضوء.
- تطوير النظرية الديناميكية للغازات.
تواريخ مهمة في سيرة ماكسويل
- 13 يونيو 1831 - في إدنبرة.
- 1841 – القبول في أكاديمية إدنبرة.
- 1846 - أول عمل علمي "حول خصائص الأشكال البيضاوية والمنحنيات ذات البؤر المتعددة".
- 1847 – القبول في جامعة إدنبرة.
- 1850 – تقرير “حول توازن الأجسام المرنة”. القبول في جامعة كامبريدج.
- 1854 – التخرج من الجامعة. بداية النشاط الأستاذى .
- 1856 - وفاة الأب. أصبح ماكسويل عضوًا في الجمعية الملكية في إدنبرة.
- 1857 - عمل "على خطوط قوة فاراداي".
- 1858 - تزوج من كاثرين ماري ديوار.
- 1859 - أول مقال عن النظرية الحركية للغازات.
- 1860 – أستاذ الفيزياء في جامعة لندن.
- 1860 - حصل على وسام رمفورد للبحث في البصريات والألوان.
- 1861 - أول صورة ملونة في العالم.
- 1861-1864 – نشر أعمال “النظرية الديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي”، “على الخطوط المادية للقوى”.
- 1865 – الانتقال إلى جلينلير.
- 1867 - رحلة إلى إيطاليا.
- 1871 – أستاذ الفيزياء التجريبية في جامعة كامبريدج.
- 1873 – نشر أعمال “المادة والحركة”، “رسالة في الكهرباء والمغناطيسية”.
- 1874 - بدأ مختبر كافنديش عمله.
- 1878-1879 - نشر مقالات "حول الضغوط الناشئة في الغازات المتخلخلة بسبب عدم المساواة في درجات الحرارة"، "التحليل التوافقي".
- 5 نوفمبر 1879 - توفي جيمس كليرك ماكسويل في منزله في كامبريدج.
- السمة الوحيدة لتضاريس كوكب الزهرة التي تحمل اسم رجل هي سلسلة جبال جيمس ماكسويل.
- في المدرسة، كان ماكسويل يعرف القليل جدًا من الرياضيات.
- وبعد تلقيه رسالة بشأن الحضور الإلزامي في إحدى قداسات جامعة كامبريدج، قال: "سأذهب إلى الفراش في هذا الوقت فقط".
- كان يحب أداء الأغاني الاسكتلندية، ويرافق نفسه على الجيتار.
- في سن الثامنة، كان بإمكانه أن يقتبس تقريبًا أي آية من كتاب المزامير.
(13.06.1831 - 05.11.1879)
((1831-1879)، عالم فيزياء إنجليزي، مبتكر الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، أحد مؤسسي الفيزياء الإحصائية. ولد في 13 يونيو 1831 في إدنبرة في عائلة نبيل اسكتلندي من عائلة الكتبة النبيلة. درس أولاً في إدنبرة (1847-1850)، ثم في جامعة كامبريدج (1850-1854). في عام 1855 أصبح عضوًا في مجلس كلية ترينيتي، وفي 1856-1860 كان أستاذًا للفلسفة الطبيعية في كلية ماريشال، جامعة أبردين، ومن عام 1860 ترأس قسم الفيزياء وعلم الفلك في كلية كينغز، جامعة لندن. في عام 1865، بسبب مرض خطير، استقال ماكسويل من الكرسي واستقر في منزل عائلته في جلينلير بالقرب من إدنبرة. هنا واصل دراسة العلوم وكتب عدة مقالات عن الفيزياء والرياضيات.
وفي عام 1871، تم إنشاء كرسي للفيزياء التجريبية في جامعة كامبريدج، والذي وافق ماكسويل على شغله. وهنا تولى عبء تنظيم معمل أبحاث في القسم، وهو أول مختبر فيزيائي في إنجلترا. تم التبرع بأموال إنشائها من قبل دوق ديفونشاير، مستشار الجامعة، ولكن تم تنفيذ جميع الأعمال التنظيمية تحت إشراف وتعليمات ماكسويل (بالإضافة إلى ذلك، استثمر فيها الكثير من الأموال الشخصية). تم افتتاح المختبر في 16 يونيو 1874 وتم تسميته كافنديش - تكريماً للعالم الإنجليزي الرائع في أواخر القرن الثامن عشر. ج. كافنديش، الذي كان الدوق ابن أخيه الأكبر. تم تكييف المختبر لكل من العمل العلمي وعروض المحاضرات. وأصبح بعد ذلك أحد أشهر مختبرات الفيزياء في العالم.
في السنوات الأخيرة من حياته، أمضى ماكسويل الكثير من الوقت في التحضير لطباعة ونشر تراث كافنديش الضخم المكتوب بخط اليد - أعماله النظرية والتجريبية في مجال الكهرباء. تم نشر مجلدين كبيرين في أكتوبر 1879. وتوفي ماكسويل في كامبريدج في 5 نوفمبر 1879. وبعد مراسم الجنازة في كنيسة كلية ترينيتي، تم دفنه في مقبرة العائلة في اسكتلندا.
أكمل ماكسويل عمله العلمي الأول وهو لا يزال في المدرسة: في سن الخامسة عشرة، توصل إلى طريقة بسيطة لرسم الأشكال البيضاوية. تم الإبلاغ عن هذا العمل في اجتماع للجمعية الملكية وتم نشره في وقائعه. عندما كان عضوًا في كلية ترينيتي، شارك في تجارب حول نظرية الألوان، حيث كان بمثابة استمرار لنظرية يونغ ونظرية هيلمهولتز حول الألوان الأساسية الثلاثة. في تجاربه على مزج الألوان، استخدم ماكسويل قمة خاصة، تم تقسيم قرصها إلى قطاعات مطلية بألوان مختلفة ("قرص ماكسويل"). عندما تم تدوير الجزء العلوي بسرعة، اندمجت الألوان: إذا تم رسم القرص بنفس طريقة ألوان الطيف، ظهر باللون الأبيض؛ وإذا كان نصفه مطليًا باللون الأحمر والنصف الآخر باللون الأصفر، ظهر باللون البرتقالي؛ خلق خلط اللون الأزرق والأصفر انطباعًا باللون الأخضر. مجموعات مختلفة من الألوان أنتجت ظلال مختلفة. وفي وقت لاحق إلى حد ما، نجح ماكسويل في عرض هذا الجهاز في محاضراته في الجمعية الملكية. في عام 1860، حصل على وسام رمفورد لعمله في إدراك الألوان والبصريات.
في عام 1857، أعلنت جامعة كامبريدج عن مسابقة لأفضل عمل حول استقرار حلقات زحل، والتي قرر ماكسويل المشاركة فيها. اكتشف جاليليو هذه التشكيلات في بداية القرن السابع عشر. وقدم سرًا مدهشًا للطبيعة: بدا الكوكب محاطًا بثلاث حلقات متحدة المركز متواصلة، تتكون من مادة ذات طبيعة غير معروفة. أثبت لابلاس أنها لا يمكن أن تكون صلبة. بعد إجراء تحليل رياضي، كان ماكسويل مقتنعًا بأنها لا يمكن أن تكون سائلة، وتوصل إلى استنتاج مفاده أن مثل هذا الهيكل يكون مستقرًا فقط إذا كان يتكون من سرب من النيازك غير ذات الصلة. يتم ضمان استقرار الحلقات من خلال انجذابها إلى زحل والحركة المتبادلة للكوكب والنيازك. لهذا العمل، تلقى ماكسويل جائزة J. Adams وأصبح على الفور رائدة في الفيزياء الرياضية.
كانت نظريته الحركية للغازات من أوائل أعمال ماكسويل التي ساهمت بشكل كبير في العلوم. وفي عام 1859، ألقى تقريرًا في اجتماع للجمعية البريطانية استنتج فيه توزيع الجزيئات حسب السرعة (توزيع ماكسويل). وقد طور ماكسويل أفكار سلفه في تطوير النظرية الحركية للغازات على يد ر. كلوزيوس، الذي قدم مفهوم "متوسط المسار الحر" (متوسط المسافة التي يقطعها جزيء الغاز بين اصطدامه بجزيء آخر). انطلق ماكسويل من فكرة الغاز كمجموعة من العديد من الكرات المرنة بشكل مثالي والتي تتحرك بشكل عشوائي في مكان مغلق ولا تتعرض إلا للاصطدامات المرنة. يمكن تقسيم الكرات (الجزيئات) إلى مجموعات حسب السرعة، بينما في الحالة الثابتة يظل عدد الجزيئات في كل مجموعة ثابتا، على الرغم من أنها تستطيع الخروج والدخول في المجموعات. ويترتب على هذا الاعتبار أن “الجسيمات تتوزع بالسرعة وفق نفس القانون الذي يتم بموجبه توزيع الأخطاء الرصدية في نظرية طريقة المربعات الصغرى، أي وفق الإحصائيات الغوسية”. هكذا دخلت الإحصائيات في وصف الظواهر الفيزيائية لأول مرة. وكجزء من نظريته، شرح ماكسويل قانون أفوجادرو، والانتشار، والتوصيل الحراري، والاحتكاك الداخلي (نظرية النقل).
وفي عام 1867 أظهر الطبيعة الإحصائية للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ("شيطان ماكسويل"). في عام 1831، وهو العام الذي ولد فيه ماكسويل، أجرى فاراداي تجارب كلاسيكية قادته إلى اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي. بدأ ماكسويل دراسة الكهرباء والمغناطيسية بعد حوالي 20 عامًا، عندما كان هناك وجهتا نظر حول طبيعة التأثيرات الكهربائية والمغناطيسية. التزم علماء مثل A.M Ampere وF. Neumann بمفهوم العمل بعيد المدى، معتبرين القوى الكهرومغناطيسية بمثابة نظير لجاذبية الجاذبية بين كتلتين. كان فاراداي من دعاة فكرة خطوط القوة التي تربط الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة أو القطبين الشمالي والجنوبي للمغناطيس. إنها تملأ كامل المساحة المحيطة (المجال، بمصطلحات فاراداي) وتحدد التفاعلات الكهربائية والمغناطيسية. درس ماكسويل أعمال فاراداي بعناية فائقة وطور أفكارًا ميدانية طوال حياته الإبداعية تقريبًا.
بعد فاراداي، طور نموذجًا هيدروديناميكيًا لخطوط القوة وعبر عن علاقات الديناميكا الكهربائية المعروفة آنذاك بلغة رياضية تتوافق مع نماذج فاراداي الميكانيكية. تنعكس النتائج الرئيسية لهذا البحث في عمل فاراداي خطوط القوة، الموجه إلى فاراداي عام 1857. في 1860-1865، ابتكر ماكسويل نظرية المجال الكهرومغناطيسي، والتي صاغها على شكل نظام من المعادلات (معادلات ماكسويل). ) وصف جميع القوانين الأساسية للظواهر الكهرومغناطيسية: المعادلة الأولى تعبر عن الحث الكهرومغناطيسي لفاراداي؛ الثاني - الحث الكهرومغناطيسي، الذي اكتشفه ماكسويل ويستند إلى مفاهيم تيارات الإزاحة؛ الثالث - قانون الحفاظ على كمية الكهرباء؛ الرابع - طبيعة الدوامة لأفكار المجال المغناطيسي، توصل ماكسويل إلى نتيجة مفادها أن أي تغيرات في المجالات الكهربائية والمغناطيسية يجب أن تسبب تغيرات في خطوط القوة التي تخترق الفضاء المحيط، أي يجب أن تكون هناك نبضات (أو موجات) تنتشر في الوسط يعتمد انتشار هذه الموجات (الاضطرابات الكهرومغناطيسية) على النفاذية العازلة والمغناطيسية للوسط ويساوي نسبة الوحدة الكهرومغناطيسية للكهرباء إلى الوحدة الكهروستاتيكية. وفقًا لماكسويل وباحثين آخرين، تبلغ هذه النسبة 3×1010 سم/ثانية، وهي قريبة جدًا من سرعة الضوء التي تم قياسها قبل سبع سنوات بواسطة الفيزيائي الفرنسي أ. فيزو.
في أكتوبر 1861، أبلغ ماكسويل فاراداي باكتشافه: الضوء عبارة عن اضطراب كهرومغناطيسي ينتشر في وسط غير موصل، أي وسط غير موصل. نوع من الموجات الكهرومغناطيسية. انعكست هذه المرحلة الأخيرة في عمل ماكسويل "النظرية الديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي" (رسالة في الكهرباء والمغناطيسية، 1864)، وتم تلخيص نتيجة عمله في الديناميكا الكهربائية في الرسالة الشهيرة عن الكهرباء والمغناطيسية (1873). المشكلة التجريبية والتقنية المتمثلة في الحصول على واستخدام الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق طيفي واسع، حيث لا يمثل الضوء المرئي سوى جزء صغير، تم حلها بنجاح من قبل الأجيال اللاحقة من العلماء والمهندسين. أعطت تطبيقات نظرية ماكسويل للعالم جميع أنواع الاتصالات الراديوية، بما في ذلك البث الإذاعي والتلفزيوني، والرادار ومساعدات الملاحة، ووسائل التحكم في الصواريخ والأقمار الصناعية. 1831-1879)، فيزيائي إنجليزي، مبتكر الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، وأحد مؤسسي الفيزياء الإحصائية.