MAXWELL, James Clerk
İngiliz fizikçi James Clerk Maxwell, Edinburgh'da soylu Clerk ailesinden İskoç bir asilzadenin ailesinde doğdu. Önce Edinburgh'da (1847-1850), ardından Cambridge (1850-1854) üniversitelerinde okudu. 1855'te Maxwell, 1856-1860'ta Trinity College konseyinin üyesi oldu. Aberdeen Üniversitesi Marischal College'da profesördü ve 1860'tan itibaren Londra Üniversitesi King's College'da fizik ve astronomi bölümünün başkanlığını yaptı. 1865 yılında ciddi bir hastalık nedeniyle Maxwell bakanlıktan istifa etti ve Edinburgh yakınlarındaki Glenlare'deki aile mülküne yerleşti. Orada bilim okumaya devam etti ve fizik ve matematik üzerine birkaç makale yazdı. 1871'de Cambridge Üniversitesi'nde deneysel fizik kürsüsüne çıktı. Maxwell, 16 Haziran 1874'te açılan ve Henry Cavendish'in onuruna Cavendish adını veren bir araştırma laboratuvarı düzenledi.
Maxwell ilk bilimsel çalışmasını henüz okuldayken tamamladı ve oval şekiller çizmenin basit bir yolunu icat etti. Bu çalışma Kraliyet Cemiyeti'nin bir toplantısında bildirildi ve hatta Bildirilerinde yayınlandı. Trinity College konseyinin bir üyesiyken, renk teorisi üzerine deneylerle uğraştı ve Jung'un teorisinin ve Helmholtz'un üç ana renk teorisinin devamı olarak hareket etti. Renk karıştırma deneylerinde Maxwell, diski farklı renklerle boyanmış sektörlere bölünmüş özel bir üst kısım kullandı (Maxwell diski). Üst kısım hızla döndüğünde renkler birleşti: Disk spektrumun renkleriyle aynı şekilde boyandıysa beyaz görünüyordu; yarısı kırmızıya, diğer yarısı sarıya boyanmışsa turuncu görünüyordu; mavi ve sarının karıştırılması yeşil izlenimi yarattı. 1860 yılında Maxwell, renk algısı ve optik üzerine yaptığı çalışmalardan dolayı Rumford Madalyası ile ödüllendirildi.
1857'de Cambridge Üniversitesi, Satürn'ün halkalarının stabilitesi üzerine en iyi makale için bir yarışma duyurdu. Bu oluşumlar 17. yüzyılın başında Galileo tarafından keşfedilmiştir. ve doğanın şaşırtıcı bir gizemini sundu: Gezegen, doğası bilinmeyen bir maddeden oluşan, sürekli üç eşmerkezli halkayla çevrelenmiş gibiydi. Laplace bunların katı olamayacağını kanıtladı. Matematiksel bir analiz yaptıktan sonra Maxwell bunların sıvı olamayacaklarına ikna oldu ve böyle bir yapının ancak ilgisiz göktaşlarından oluşan bir sürüden oluşması durumunda kararlı olabileceği sonucuna vardı. Halkaların stabilitesi, Satürn'e olan çekimleri ve gezegen ile meteorların karşılıklı hareketi ile sağlanır. Bu çalışma için Maxwell J. Adams Ödülü'nü aldı.
Maxwell'in ilk çalışmalarından biri gazların kinetik teorisiydi. 1859'da bilim adamı, İngiliz Derneği'nin bir toplantısında moleküllerin hıza göre dağılımını (Maxwell dağılımı) sunduğu bir rapor verdi. Maxwell, "ortalama serbest yol" kavramını ortaya atan Rudolf Clausius tarafından gazların kinetik teorisinin geliştirilmesinde selefinin fikirlerini geliştirdi. Maxwell, gazın kapalı bir alanda kaotik bir şekilde hareket eden birçok ideal elastik topun birleşimi olduğu fikrinden yola çıktı. Toplar (moleküller) hıza göre gruplara ayrılabilirken, sabit bir durumda her gruptaki molekül sayısı sabit kalsa da gruplara girip çıkabiliyorlar. Bu değerlendirmeden şu sonuç çıktı: "Parçacıklar, en küçük kareler yöntemi teorisinde gözlem hatalarının dağıtılmasıyla aynı yasaya göre hıza göre dağıtılır, yani. Gauss istatistiklerine göre." Maxwell, teorisinin bir parçası olarak Avogadro yasasını, difüzyonu, termal iletkenliği, iç sürtünmeyi (transfer teorisi) açıkladı. 1867'de termodinamiğin ikinci yasasının istatistiksel doğasını gösterdi.
Maxwell'in doğduğu 1831 yılında Michael Faraday, kendisini elektromanyetik indüksiyonun keşfine götüren klasik deneyleri gerçekleştirdi. Maxwell, elektrik ve manyetik etkilerin doğası hakkında iki görüşün ortaya çıktığı yaklaşık 20 yıl sonra, elektrik ve manyetizma üzerine çalışmaya başladı. A. M. Ampere ve F. Neumann gibi bilim adamları, elektromanyetik kuvvetleri iki kütle arasındaki çekimsel çekime benzer olarak görerek uzun menzilli etki kavramına bağlı kaldılar. Faraday, pozitif ve negatif elektrik yüklerini veya bir mıknatısın kuzey ve güney kutuplarını birbirine bağlayan kuvvet çizgileri fikrinin savunucusuydu. Kuvvet çizgileri çevredeki tüm alanı (Faraday terminolojisinde alan) doldurur ve elektriksel ve manyetik etkileşimleri belirler. Faraday'ın ardından Maxwell, kuvvet çizgilerinin hidrodinamik modelini geliştirdi ve o zamanlar bilinen elektrodinamik ilişkilerini Faraday'ın mekanik modellerine karşılık gelen bir matematik dilinde ifade etti. Bu araştırmanın ana sonuçları “Faraday'ın Kuvvet Hatları” (1857) adlı eserine yansıtılmıştır. 1860–1865'te Maxwell, elektromanyetik olayların temel yasalarını tanımlayan bir denklem sistemi (Maxwell denklemleri) biçiminde formüle ettiği elektromanyetik alan teorisini yarattı: 1. denklem, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyonunu ifade ediyordu; 2. – Maxwell tarafından keşfedilen ve yer değiştirme akımları hakkındaki fikirlere dayanan manyetoelektrik indüksiyon; 3. – elektriğin korunumu yasası; 4. – manyetik alanın girdap doğası.
Bu fikirleri geliştirmeye devam eden Maxwell, elektrik ve manyetik alanlardaki herhangi bir değişikliğin, çevredeki alana nüfuz eden kuvvet çizgilerinde değişikliklere neden olması gerektiği sonucuna vardı; ortamda yayılan darbeler (veya dalgalar) olmalıdır. Bu dalgaların yayılma hızı (elektromanyetik bozulma), ortamın dielektrik ve manyetik geçirgenliğine bağlıdır ve elektromanyetik birimin elektrostatik olana oranına eşittir. Maxwell ve diğer araştırmacılara göre bu oran 3·10 10 cm/s olup, Fransız fizikçi A. Fizeau'nun yedi yıl önce ölçtüğü ışık hızına yakındır. Ekim 1861'de Maxwell, Faraday'a keşfi hakkında bilgi verdi: ışık, iletken olmayan bir ortamda yayılan elektromanyetik bir rahatsızlıktır; bir çeşit elektromanyetik dalga. Araştırmanın bu son aşaması, Maxwell'in "Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi" (1864) adlı çalışmasında özetlenmiştir ve elektrodinamik üzerine yaptığı çalışmanın sonucu, ünlü "Elektrik ve Manyetizma Üzerine İnceleme" (1873) adlı eserinde özetlenmiştir.
Bu makalede, istatistiksel fiziğin kurucularından, klasik elektrodinamiğin yaratıcısı İngiliz fizikçinin James Maxwell'in kısa biyografisi sunulmaktadır.
James Clerk Maxwell biyografisi kısaca
Maxwell James Clerk, 13 Haziran 1831'de Edinburgh'da İskoç bir asilzadenin ailesinde doğdu. 10 yaşındayken Edinburgh Akademisi'ne girdi ve burada ilk öğrenci oldu.
1847'den 1850'ye kadar Edinburg Üniversitesi'nde okudu. Burada kimya, optik, manyetizma deneyleriyle ilgilenmeye başladım ve matematik, fizik ve mekanik üzerine çalıştım. Üç yıl sonra James, eğitimine devam etmek için Cambridge Trinity College'a transfer oldu ve M. Faraday'ın kitabından elektrik okumaya başladı. Daha sonra elektrik üzerine deneysel araştırmalara başladı.
Üniversiteden başarıyla mezun olduktan sonra (1854), genç bilim adamı ders vermeye davet edildi. İki yıl sonra "Faraday'ın kuvvet hatları hakkında" bir makale yazdı.
Aynı zamanda Maxwell gazların kinetik teorisini geliştiriyordu. Gaz moleküllerinin hızlarına göre dağıldığına göre bir yasa çıkardı (Maxwell dağılımı).
1856-1860'da Maxwell, Aberdeen Üniversitesi'nde profesördür; 1860-1865'te Faraday ile ilk tanıştığı King's College London'da öğretmenlik yaptı. Bu dönemde keşfettiği kalıpların dört diferansiyel denklem sistemi (Maxwell denklemleri) şeklinde ifade edildiği ana çalışması “Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi” (1864-1865) yaratıldı. Bilim adamı, değişen bir manyetik alanın çevredeki cisimlerde ve boşlukta bir girdap elektrik alanı oluşturduğunu ve bunun da bir manyetik alanın ortaya çıkmasına neden olduğunu savundu.
Bu keşif dünya bilgisinde yeni bir aşama oldu. A. Poincaré, Maxwell'in teorisini matematiksel düşüncenin zirvesi olarak görüyordu. Maxwell, elektromanyetik dalgaların var olması gerektiğini ve yayılma hızlarının ışık hızına eşit olduğunu öne sürdü. Bu, ışığın bir tür elektromanyetik dalga olduğu anlamına gelir. Hafif basınç olgusunu teorik olarak kanıtladı.
Dünyanın çehresini değiştiren en önemli etken bilimsel bilgi ufkunun genişlemesidir. Bu dönemde bilimin gelişmesinin önemli bir özelliği, elektriğin üretimin tüm dallarında yaygın olarak kullanılmasıdır. Ve insanlar, önemli faydalarını hissettikleri için artık elektriği kullanmayı reddedemezlerdi. Şu anda bilim adamları elektromanyetik dalgaları ve bunların çeşitli malzemeler üzerindeki etkilerini yakından incelemeye başladılar.
19. yüzyılda bilimin büyük bir başarısı. İngiliz bilim adamı D. Maxwell (1865) tarafından ortaya atılan ve farklı ülkelerden birçok fizikçinin elektromanyetizma, termodinamik ve optik alanlarındaki araştırmalarını ve teorik sonuçlarını özetleyen elektromanyetik ışık teorisiydi.
Maxwell, elektrik ve manyetizmanın temel yasalarının bir ifadesi olan dört denklemi formüle etmesiyle tanınır. Bu iki alan Maxwell'den önce uzun yıllardan beri geniş çapta araştırılıyordu ve bunların birbiriyle ilişkili olduğu çok iyi biliniyordu. Bununla birlikte, elektriğin çeşitli yasaları zaten keşfedilmiş olmasına ve bunların belirli koşullar için doğru olmasına rağmen, Maxwell'den önce tek bir genel ve tek tip teori yoktu.
D. Maxwell, elektrik ve manyetik alanların birliği ve karşılıklı ilişkisi fikrine geldi ve bu temelde, uzayda herhangi bir noktada ortaya çıkan elektromanyetik alanın içinde yayıldığı elektromanyetik alan teorisini yarattı. ışık hızına eşit bir hızla. Böylece ışık olgusu ile elektromanyetizma arasındaki bağlantıyı kurmuştur.
Kısa ama oldukça karmaşık olan dört denkleminde Maxwell, elektrik ve manyetik alanların davranışını ve etkileşimini doğru bir şekilde tanımlayabildi. Böylece bu karmaşık olguyu tek ve anlaşılır bir teoriye dönüştürdü. Maxwell denklemleri geçen yüzyılda hem teorik hem de uygulamalı bilimlerde yaygın olarak kullanıldı. Maxwell denklemlerinin temel avantajı, her koşulda uygulanabilir genel denklemler olmalarıydı. Daha önce bilinen tüm elektrik ve manyetizma yasaları, Maxwell denklemlerinden ve daha önce bilinmeyen birçok sonuçtan türetilebilir.
Bu sonuçların en önemlileri bizzat Maxwell tarafından elde edilmiştir. Denklemlerinden elektromanyetik alanın periyodik bir salınımı olduğu sonucuna varabiliriz. Elektromanyetik dalgalar adı verilen bu tür titreşimler bir kez başladıktan sonra uzaya yayılacaktır. Maxwell denklemlerinden bu tür elektromanyetik dalgaların hızının saniyede yaklaşık 300.000 kilometre (186.000 mil) olacağı sonucunu çıkarmayı başardı. Maxwell bu hızın ışık hızına eşit olduğunu gördü. Buradan ışığın kendisinin elektromanyetik dalgalardan oluştuğu sonucuna vardı. Dolayısıyla Maxwell denklemleri yalnızca elektrik ve manyetizmanın temel yasaları değil, aynı zamanda optiğin de temel yasalarıdır. Aslında, daha önce bilinen tüm optik yasaları, tıpkı daha önce bilinmeyen sonuçlar ve ilişkiler gibi, onun denklemlerinden çıkarılabilir. Görünür ışık, elektromanyetik radyasyonun mümkün olan tek biçimi değildir.
Maxwell denklemleri, görünür ışıktan dalga boyu ve frekans bakımından farklı olan başka elektromanyetik dalgaların da olabileceğini gösterdi. Bu teorik sonuçlar daha sonra, varlığı Maxwell tarafından tahmin edilen görünmez dalgaları hem yaratmayı hem de düzeltmeyi başaran Heinrich Hertz tarafından açıkça doğrulandı.
Uygulamada ilk kez Alman fizikçi G. Hertz, elektromanyetik dalgaların yayılmasını gözlemlemeyi başardı (1883). Ayrıca yayılma hızlarının 300 bin km/sn olduğunu da tespit etti. Paradoksal olarak elektromanyetik dalgaların pratik bir uygulamasının olmayacağına inanıyordu. Ve birkaç yıl sonra A.S.'nin bu keşfine dayanarak. Popov bunları dünyanın ilk radyogramını iletmek için kullandı. Yalnızca iki kelimeden oluşuyordu: "Heinrich Hertz."
Bugün bunları televizyon için başarıyla kullanıyoruz. X ışınları, gama ışınları, kızılötesi ışınlar, ultraviyole ışınlar elektromanyetik radyasyonun diğer örnekleridir. Bütün bunlar Maxwell denklemleri aracılığıyla incelenebilir. Maxwell öncelikle elektromanyetizma ve optiğe yaptığı olağanüstü katkılarla tanınsa da, astronomik teori ve termodinamik (ısı çalışması) dahil olmak üzere diğer bilim alanlarına da katkılarda bulundu. Özel ilgi alanı gazların kinetik teorisiydi. Maxwell tüm gaz moleküllerinin aynı hızda hareket etmediğini fark etti. Bazı moleküller daha yavaş, bazıları daha hızlı, bazıları ise çok yüksek hızlarda hareket eder. Maxwell, belirli bir gaz molekülünün hangi parçacığının belirli bir hızda hareket edeceğini belirleyen bir formül türetmiştir. Maxwell dağılımı olarak adlandırılan bu formül, bilimsel denklemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır ve fiziğin birçok alanında önemli uygulamalara sahiptir.
Bu buluş, çalışması elektromanyetik dalgalar aracılığıyla veri iletimi ilkesine dayanan her türlü mobil iletişim dahil olmak üzere kablosuz bilgi iletimi, radyo ve televizyon için modern teknolojilerin temeli haline geldi. Elektromanyetik alanın gerçekliğinin deneysel olarak doğrulanmasından sonra, temel bir bilimsel keşif yapıldı: farklı madde türleri vardır ve bunların her birinin, Newton'un mekanik yasalarına indirgenemeyen kendi yasaları vardır.
Amerikalı fizikçi R. Feynman, Maxwell'in bilimin gelişmesindeki rolü hakkında mükemmel bir şekilde konuştu: “İnsanlık tarihinde (örneğin on bin yıl sonra bakarsanız), on dokuzuncu yüzyılın en önemli olayı şüphesiz Maxwell'in olayı olacaktır. Elektrodinamik yasalarının keşfi. Bu önemli bilimsel keşfin arka planında, aynı on yıldaki Amerikan İç Savaşı bir eyalet olayı gibi görünecek.
Maxwell, James Clerk - İskoç kökenli İngiliz matematikçi ve fizikçi. Modern klasik elektrodinamiğin kurucusu, gazların kinetik teorisi. Termodinamik ve moleküler fizik alanında çok sayıda önemli çalışma yürüttü. Kantitatif renk teorisinin yaratıcısı, renkli fotoğrafçılığın ilkelerinin temellerini attı.
Biyografi
James Clerk Maxwell, 13 Haziran 1831'de İskoçya'nın başkenti Edinburgh'da doğdu. Baba, John Clerk Maxwell. Barın bir üyesiydi ve Güney İskoçya'da bir mülkü vardı. Anne Frances Kay, Amirallik Mahkemesi yargıcının kızıydı.
James'in annesi o sekiz yaşındayken öldü. Babam onu tek başına büyütmek zorunda kaldı. Hayatı boyunca James, onunla gerçekten her zaman ilgilenen babasına karşı çok sıcak duygular besledi.
James'in eğitim alma zamanı geldiğinde öğretmenler öncelikle evine davet edildi. Ancak bu hocalar cahil ve kabaydı, başkaları da bulunamadı. Bu nedenle baba, oğlunu Edinburgh Akademisine göndermeye karar verdi.
İlk başta genç Maxwell akademide okumak konusunda oldukça temkinliydi ama yavaş yavaş akademiye dahil oldu. Dersler ona gerçekten ilgi uyandırdı ve geometri özel ilgi gördü. Maxwell'in gelecekteki tüm bilimsel başarılarının temelini oluşturan şey bu bilimdi.
Maxwell akademiye bir veda marşı verdi ve bu marş daha sonra birden fazla nesil öğrenci tarafından zevkle söylendi. James daha sonra Edinburgh Üniversitesi'ne girer. Burada esneklik teorisini inceliyor, bu çalışmanın sonuçları uzmanlar tarafından büyük beğeni topluyor.
1850'de Maxwell, babasının bu karardan memnun olmamasına rağmen Cambridge'e gitti. Önce St. College'da okuyor. Peter's'a gider, daha sonra Trinity College'a taşınır. Bilgisiyle öğretmenleri hayrete düşürdü ve mezuniyette ikinci oldu. Lisans derecesini aldıktan sonra Maxwell, öğretmen olarak çalışmak üzere Trinity College'da kaldı. Bu dönemde renkler, geometri ve elektrik problemlerini inceledi. 1854 yılında bir arkadaşına yazdığı mektupta
James "elektriğe saldırma" niyetini açıkladı. Bu başarılı oldu - kısa süre sonra Maxwell'in en büyük üç eserinden biri olan "Faraday Kuvvet Hatları Üzerine" çalışması yayınlandı. Bilim adamının yaşamının bu döneminin ana eseri renk teorisinin yaratılmasıydı. Renklerin nasıl karıştığını deneysel olarak kanıtladı. Bu çalışmalar daha sonra renkli fotoğrafçılığın temelini oluşturdu.
1856'da Maxwell, Aberdeen Marischal College'da doğa felsefesi profesörü oldu. Aslında buradaki fizik bölümünü sıfırdan kurdu. 1858'de Maxwell, Marischal Koleji başkanının kızı Catherine Mary Dewar ile evlendi.
Bu dönemde bilim adamı, Satürn'ün halkalarının hareketini hesaplamakla meşguldü ve "Satürn'ün halkalarının hareketinin stabilitesi üzerine" bir inceleme yayınladı. Bu çalışma daha sonra bir klasik haline geldi.
Maxwell aynı zamanda gazların kinetik teorisine de odaklandı. Haziran 1860'da İngiliz Birliği'nin Oxford'daki toplantısında bu konuyla ilgili bir rapor verdi.
Aynı 1860 yılında Maxwell, Marischal College'daki profesörlüğüne veda etmek zorunda kaldı. Bundan kısa bir süre sonra King's College'a doğa felsefesi bölümünde profesör pozisyonuna davet edildi.
17 Mayıs 1861'de bilim adamı dünyanın ilk renkli fotoğrafını gösterdi. Yüz yıl sonra Kodak şirketi, Maxwell'in o zamanlar çok şanslı olduğunu kanıtladı; onun yöntemini kullanarak yeşil ve kırmızı görüntüler elde etmek imkansızdı; bu renkler tesadüfen oluştu. Ancak ilkeler, küçük hatalara rağmen hâlâ doğruydu.
Bundan sonra Maxwell elektromanyetizma çalışmalarına odaklanıyor. “Fiziksel Kuvvet Hatları Üzerine” ve “Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi” çalışmaları yayınlandı. O zamandan hayatının sonuna kadar bilim adamı elektriksel ölçüm problemleri üzerinde çalıştı.
1865'te Maxwell'in sağlığı kötüleşti ve ertesi yıl Glenlar'daki malikanesine gitmek üzere Londra'dan ayrıldı. Sağlığını iyileştirmek için 1867'de İtalya'ya gitti. Bu dönemde “Isı Teorisi” ve “Isı Teorisi” kitapları yayımlandı.
1871'de Maxwell Cambridge Üniversitesi'nde profesör oldu. İki yıl sonra, bilim adamı tüm hayatının çalışmasını - iki ciltlik Elektrik ve Manyetizma Üzerine İnceleme'yi bitirir. Daha sonra “Madde ve Hareket” kitapları yayımlandı.
1874'ten 1879'a kadar Maxwell, Devonshire Dükü tarafından kendisine ciddiyetle sunulan Henry Cavendish'in eserlerini işledi.
Bu zamana kadar sağlığı büyük ölçüde kötüleşiyordu. Çok geçmeden kanser teşhisi konuldu. 5 Kasım 1879'da James Clerk Maxwell öldü. Cenazesi Parton köyünde ailesinin yanına gömüldü.
Maxwell'in ana başarıları
- Maxwell'in yaşamı boyunca birçok eseri gerektiği gibi takdir edilmedi, ancak daha sonra çalışmaları bilim tarihinde haklı yerini aldı.
- Elektromanyetik alan teorisi alanındaki araştırmalar, 20. yüzyıl fiziğinde alan fikrinin temelini oluşturdu. Bu, aralarında Leopold Infeld, Albert Einstein ve Rudolf Peierls'in de bulunduğu birçok bilim adamı tarafından işaret edildi.
- Moleküler kinetik teorisine katkı.
- İstatistik mekaniğinin gelişimine katkıda bulunan istatistiksel yöntemlerin geliştirilmesi. “İstatistiksel mekanik” terimini tanıttı.
- Renk teorisinin oluşturulması. Işığın elektromanyetik teorisi.
- Gazların dinamik teorisinin gelişimi.
Maxwell'in biyografisindeki önemli tarihler
- 13 Haziran 1831 - Edinburgh'da.
- 1841 - Edinburg Akademisi'ne kabul.
- 1846 - “Çok odaklı ovallerin ve eğrilerin özellikleri üzerine” ilk bilimsel çalışma.
- 1847 - Edinburgh Üniversitesi'ne kabul.
- 1850 – “Elastik cisimlerin dengesi üzerine” raporu. Cambridge Üniversitesi'ne giriş.
- 1854 – üniversiteden mezuniyet. Profesörlük faaliyetinin başlangıcı.
- 1856 - babanın ölümü. Maxwell, Edinburgh Kraliyet Cemiyeti'nin bir üyesi oldu.
- 1857 - "Faraday'ın kuvvet hatları üzerine" çalışması.
- 1858 - Katherine Mary Dewar ile evlendi.
- 1859 - Gazların kinetik teorisi üzerine ilk makale.
- 1860 - Londra Üniversitesi'nde Fizik Profesörü.
- 1860 - Optik ve renk araştırmalarından dolayı Rumford Madalyası'nı aldı.
- 1861 - dünyanın ilk renkli fotoğrafı.
- 1861-1864 - “Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi”, “Kuvvetlerin Fiziksel Hatları Üzerine” çalışmalarının yayınlanması.
- 1865 - Glenlare'ye taşındı.
- 1867 - İtalya'ya gezi.
- 1871 - Cambridge Üniversitesi'nde Deneysel Fizik Profesörü.
- 1873 - “Madde ve Hareket”, “Elektrik ve Manyetizma Üzerine İnceleme” eserlerinin yayınlanması.
- 1874 - Cavendish Laboratuvarı çalışmalarına başladı.
- 1878-1879 - "Sıcaklık eşitsizliği nedeniyle seyreltilmiş gazlarda ortaya çıkan gerilimler üzerine", "Harmonik analiz" makalelerinin yayınlanması.
- 5 Kasım 1879 - James Clerk Maxwell Cambridge'deki evinde öldü.
- Adını bir erkekten alan Venüs kabartmasının tek özelliği James Maxwell sıradağlarıdır.
- Maxwell okulda çok az aritmetik biliyordu.
- Cambridge Üniversitesi'ndeki bir törene katılımın zorunlu olduğuna dair bir mesaj aldıktan sonra şunları söyledi: "Şu anda yatmaya gidiyorum."
- Gitarla kendisine eşlik ederek İskoç şarkılarını çalmayı severdi.
- Sekiz yaşındayken Mezmurlar Kitabı'ndan neredeyse her ayeti alıntılayabiliyordu.
(13.06.1831 - 05.11.1879)
((1831-1879), İngiliz fizikçi, klasik elektrodinamiğin yaratıcısı, istatistiksel fiziğin kurucularından biri. 13 Haziran 1831'de Edinburgh'da soylu Katip ailesinden İskoç bir asilzadenin ailesinde doğdu. Önce Edinburgh'da (1847-1850), ardından Cambridge (1850-1854) Üniversitesi'nde okudu. 1855'te Trinity College konseyinin üyesi oldu, 1856-1860'da Aberdeen Üniversitesi Marischal College'da doğa felsefesi profesörü oldu ve 1860'tan itibaren Londra Üniversitesi King's College'da fizik ve astronomi bölümünün başkanlığını yaptı. 1865 yılında ciddi bir hastalık nedeniyle Maxwell sandalyeden istifa etti ve Edinburgh yakınlarındaki Glenlare'deki aile mülküne yerleşti. Burada bilim okumaya devam etti ve fizik ve matematik üzerine birkaç makale yazdı.
1871'de Cambridge Üniversitesi'nde Maxwell'in işgal etmeyi kabul ettiği bir deneysel fizik kürsüsü kuruldu. Burada, İngiltere'nin ilk fiziksel laboratuvarı olan bölümde bir araştırma laboratuvarı kurma yükünü üstlendi. Yaratılışı için fon, Üniversitenin Lord Şansölyesi Devonshire Dükü tarafından bağışlandı, ancak tüm organizasyonel çalışmalar Maxwell'in gözetimi ve talimatları altında gerçekleştirildi (ayrıca, buna çok sayıda kişisel fon yatırdı). Laboratuvar 16 Haziran 1874'te açıldı ve 18. yüzyılın sonlarındaki dikkat çekici İngiliz bilim adamının onuruna Cavendish adını aldı. Dük'ün büyük yeğeni olduğu G. Cavendish. Laboratuvar hem bilimsel çalışmalar hem de ders gösterileri için uyarlandı. Daha sonra dünyanın en ünlü fizik laboratuvarlarından biri haline geldi.
Hayatının son yıllarında Maxwell, Cavendish'in el yazısıyla yazılmış devasa mirasını, elektrik üzerine teorik ve deneysel çalışmalarını basmak ve yayınlamak için çok zaman harcadı. Ekim 1879'da iki büyük cilt yayınlandı. Maxwell, 5 Kasım 1879'da Cambridge'de öldü. Trinity College şapelinde düzenlenen cenaze töreninin ardından İskoçya'daki aile mezarlığına gömüldü.
Maxwell ilk bilimsel çalışmasını henüz okuldayken tamamladı: 15 yaşındayken oval şekiller çizmenin basit bir yolunu buldu. Bu çalışma Kraliyet Cemiyeti'nin bir toplantısında bildirildi ve hatta Bildirilerinde yayınlandı. Trinity Koleji'nin bir üyesiyken, renk teorisi üzerine deneylerle uğraştı ve Jung'un teorisinin ve Helmholtz'un üç ana renk teorisinin devamı olarak hareket etti. Renkleri karıştırma deneylerinde Maxwell, diski farklı renklerle boyanmış sektörlere bölünmüş özel bir üst kısım ("Maxwell diski") kullandı. Üst kısım hızla döndüğünde renkler birleşti: Disk spektrumun renkleriyle aynı şekilde boyandıysa beyaz görünüyordu; yarısı kırmızıya, diğer yarısı sarıya boyanmışsa turuncu görünüyordu; mavi ve sarının karıştırılması yeşil izlenimi yarattı. Farklı renk kombinasyonları farklı tonlar üretti. Bir süre sonra Maxwell bu cihazı Royal Society'deki derslerinde başarıyla gösterdi. 1860 yılında renk algısı ve optik üzerine yaptığı çalışmalardan dolayı Rumford Madalyası ile ödüllendirildi.
1857'de Cambridge Üniversitesi, Satürn'ün halkalarının stabilitesi üzerine en iyi çalışma için Maxwell'in katılmaya karar verdiği bir yarışma duyurdu. Bu oluşumlar 17. yüzyılın başında Galileo tarafından keşfedilmiştir. ve doğanın şaşırtıcı bir gizemini sundu: Gezegen, doğası bilinmeyen bir maddeden oluşan, sürekli üç eşmerkezli halkayla çevrelenmiş gibiydi. Laplace bunların katı olamayacağını kanıtladı. Matematiksel bir analiz yaptıktan sonra Maxwell bunların sıvı olamayacaklarına ikna oldu ve böyle bir yapının ancak ilgisiz göktaşlarından oluşan bir sürüden oluşması durumunda kararlı olduğu sonucuna vardı. Halkaların stabilitesi, Satürn'e olan çekimleri ve gezegen ile meteorların karşılıklı hareketi ile sağlanır. Bu çalışma için Maxwell J. Adams Ödülü'nü aldı ve hemen matematiksel fizikte lider oldu.
Maxwell'in bilime en önemli katkıyı sağlayan ilk çalışmalarından biri gazların kinetik teorisiydi. 1859'da İngiliz Birliği'nin bir toplantısında moleküllerin hıza göre dağılımını (Maxwell dağılımı) çıkardığı bir rapor sundu. Maxwell, "ortalama serbest yol" (bir gaz molekülünün başka bir molekülle çarpışması arasında kat ettiği ortalama mesafe) kavramını ortaya atan R. Clausius tarafından gazların kinetik teorisinin geliştirilmesinde selefinin fikirlerini geliştirdi. Maxwell, gazın, kapalı bir alanda kaotik bir şekilde hareket eden ve yalnızca elastik çarpışmalara maruz kalan birçok ideal elastik topun bir topluluğu olduğu fikrinden yola çıktı. Toplar (moleküller) hıza göre gruplara ayrılabilirken, sabit bir durumda her gruptaki molekül sayısı sabit kalsa da gruplara girip çıkabiliyorlar. Bu değerlendirmeden şu sonuç çıktı: "Parçacıklar, gözlem hatalarının en küçük kareler yöntemi teorisinde, yani Gauss istatistiklerine göre dağıtılmasıyla aynı yasaya göre hıza göre dağıtılır." İstatistikler ilk kez fiziksel olayların tanımına bu şekilde girdi. Maxwell, teorisinin bir parçası olarak Avogadro yasasını, difüzyonu, termal iletkenliği, iç sürtünmeyi (transfer teorisi) açıkladı.
1867'de termodinamiğin ikinci yasasının ("Maxwell'in şeytanı") istatistiksel doğasını gösterdi. Maxwell'in doğduğu 1831 yılında M. Faraday, kendisini elektromanyetik indüksiyonun keşfine yönlendiren klasik deneyler gerçekleştirdi. Maxwell, elektrik ve manyetik etkilerin doğası hakkında iki görüşün ortaya çıktığı yaklaşık 20 yıl sonra, elektrik ve manyetizma üzerine çalışmaya başladı. A.M. Ampere ve F. Neumann gibi bilim adamları, elektromanyetik kuvvetleri iki kütle arasındaki çekimsel çekimin bir benzeri olarak düşünerek uzun menzilli etki kavramına bağlı kaldılar. Faraday, pozitif ve negatif elektrik yüklerini veya bir mıknatısın kuzey ve güney kutuplarını birbirine bağlayan kuvvet çizgileri fikrinin savunucusuydu. Çevredeki tüm alanı (Faraday terminolojisinde alan) doldururlar ve elektriksel ve manyetik etkileşimleri belirlerler. Maxwell, Faraday'ın çalışmalarını çok dikkatli bir şekilde inceledi ve neredeyse tüm yaratıcı yaşamı boyunca alan fikirleri geliştirdi.
Faraday'ın ardından kuvvet çizgilerinin hidrodinamik modelini geliştirdi ve o zamanlar bilinen elektrodinamik ilişkilerini Faraday'ın mekanik modellerine karşılık gelen bir matematik dilinde ifade etti. Bu araştırmanın ana sonuçları, 1857'de Faraday'a yönelik Faraday'ın Kuvvet Çizgileri adlı eserine yansıtılmıştır. 1860-1865'te Maxwell, bir denklem sistemi (Maxwell denklemleri) şeklinde formüle ettiği elektromanyetik alan teorisini yarattı. ) elektromanyetik olayların tüm temel yasalarını açıklar: 1. denklem Faraday'ın elektromanyetik indüksiyonunu ifade eder; 2. - Maxwell tarafından keşfedilen ve yer değiştirme akımları kavramlarına dayanan manyetoelektrik indüksiyon; 3. - elektrik miktarının korunumu yasası 4. - girdap doğası; Manyetik alan fikirlerinden yola çıkarak Maxwell, elektrik ve manyetik alanlardaki herhangi bir değişikliğin çevredeki uzaya nüfuz eden kuvvet çizgilerinde değişikliklere neden olması gerektiği, yani ortamda yayılan darbeler (veya dalgalar) olması gerektiği sonucuna vardı. Bu dalgaların yayılma hızı (elektromanyetik bozulmalar) ortamın dielektrik ve manyetik geçirgenliğine bağlıdır ve elektromanyetik elektrik biriminin elektrostatik olana oranına eşittir. Maxwell ve diğer araştırmacılara göre bu oran 3x1010 cm/s olup, Fransız fizikçi A. Fizeau'nun yedi yıl önce ölçtüğü ışık hızına çok yakındır.
Ekim 1861'de Maxwell, Faraday'a keşfini bildirdi: ışık, iletken olmayan bir ortamda yayılan elektromanyetik bir rahatsızlıktır; bir çeşit elektromanyetik dalga. Bu son aşama, Maxwell'in Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi (Elektrik ve Manyetizma Üzerine İnceleme, 1864) adlı eserine yansıdı ve elektrodinamik üzerine yaptığı çalışmanın sonucu, ünlü Elektrik ve Manyetizma Üzerine İnceleme (1873) tarafından özetlendi. Görünür ışığın yalnızca küçük bir kısmı oluşturduğu geniş bir spektral aralıkta elektromanyetik dalgaların elde edilmesi ve kullanılmasına ilişkin deneysel ve teknik problem, sonraki nesil bilim adamları ve mühendisler tarafından başarıyla çözüldü. Maxwell'in teorisinin uygulamaları dünyaya radyo ve televizyon yayıncılığı, radar ve navigasyon yardımcıları ve roketleri ve uyduları kontrol etme araçları da dahil olmak üzere her türlü radyo iletişimini sağladı. 1831-1879), İngiliz fizikçi, klasik elektrodinamiğin yaratıcısı, istatistiksel fiziğin kurucularından biri.