James Clerk Maxwell βιογραφία και συνεισφορές στην επιστήμη

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) ήταν επιστήμονας σκωτικής προέλευσης που ειδικεύτηκε στον τομέα της μαθηματικής φυσικής και η συμβολή του οποίου σηματοδότησε πριν και μετά την ιστορία αυτής της επιστήμης.

Θεωρείται ότι είναι ένας από τους σημαντικότερους επιστήμονες που είχε ρεκόρ, αναγνωρίστηκε ιδιαίτερα για τη διατύπωση της θεωρίας της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η ιδέα του έθεσε τα θεμέλια πάνω στα οποία είναι χτισμένο το ραδιόφωνο που είναι γνωστό σήμερα.

Επιπλέον, αυτός ο φυσικός ανέπτυξε επίσης θεωρίες σχετικά με τον λόγο της σταθερότητας των δακτυλίων του Κρόνου, ενός από τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος. εργάστηκε με την κινητική των αερίων και είναι γνωστό ότι ήταν ο πρώτος που εκτυπώνει μια έγχρωμη φωτογραφία.

Οι ανακαλύψεις του Clerk Maxwell συνέβαλαν στη δημιουργία των θεμελίων που έδωσαν τη θέση τους στη σύγχρονη φυσική. Πολλοί ειδικοί στην περιοχή τον θεωρούν ως τον επιστήμονα του 19ου αιώνα που είχε τη μεγαλύτερη επιρροή στον τομέα της φυσικής του εικοστού αιώνα..

Οι συνεισφορές που έκανε στον επιστημονικό τομέα θεωρούνται με το ίδιο επίπεδο σπουδαιότητας με αυτές που έγιναν από τους Isaac Newton και Albert Einstein.

Ευρετήριο

• 1 Βιογραφία
  • 1.1 Πρώτα χρόνια
  • 1.2 Πρώτες μελέτες
  • 1.3 Τριτοβάθμια εκπαίδευση
  • 1.4 Προσωπική απώλεια και γάμος
  • 1.5 Προκαταβολές στον επαγγελματικό τομέα
• 2 Εισφορές στην επιστήμη
  • 2.1 Έρευνες
  • 2.2 Θάνατος
• 3 Εισφορές στην επιστήμη
  • 3.1 Ηλεκτρομαγνητισμός
  • 3.2 Στοιχεία για δαχτυλίδια του Κρόνου
  • 3.3 Διερεύνηση της κινητικής θεωρίας των αερίων
  • 3.4 Χρώμα όρασης
• 4 Αναφορές

Βιογραφία

Πρώτα χρόνια

Ο James Clerk Maxwell γεννήθηκε στις 13 Ιουνίου 1831 στο Εδιμβούργο της Σκωτίας σε οικογένεια μεσαίας τάξης. Ήταν το μοναδικό παιδί ενός ζευγαριού που παντρεύτηκε σε προχωρημένη ηλικία. η μητέρα του τον είχε ηλικία 40 ετών.

Ο πατέρας του John Clerk Maxwell του Middlebie, εξέχων δικηγόρος, κληρονόμησε το οικογενειακό του όνομα από μια σημαντική οικογένεια της εποχής. Το επώνυμο του James ήταν συνώνυμο της υψηλής κοινωνίας της Σκωτίας. Ο Frances Cay ήταν το όνομα της μητέρας της, μιας γυναίκας που ανήκε σε μια οικογένεια με υψηλή θέση στην κοινωνία της εποχής.

Λίγο μετά τη γέννηση του υπάλληλου, η οικογένεια μετακόμισε σε ένα εξοχικό σπίτι που ονομάζεται Glenlair House, το οποίο βρισκόταν στο χωριό Middlebie και ενορία.

Πρώτες μελέτες

Όταν ο Maxwell ήταν περίπου οκτώ ετών, το 1839, η μητέρα του πέθανε αφού υπέφερε από καρκίνο της κοιλιάς. Μετά την εκδήλωση, ο Clerk άρχισε να παρακολουθεί μαθήματα από έναν δάσκαλο ο οποίος ισχυριζόταν ότι ο νεαρός άνδρας είχε προβλήματα μάθησης λόγω του χρόνου που τον χρειάστηκε για να απομνημονεύσει τις πληροφορίες.

Ωστόσο, ο Clerk Maxwell έδειξε μεγάλη περιέργεια σε νεαρή ηλικία και αξιοσημείωτη ικανότητα να μάθει νέες ιδέες. Λίγο μετά την έναρξη ιδιωτικών μαθημάτων, η θεία του τον έστειλε στο σχολείο στην Ακαδημία του Εδιμβούργου το 1841, όπου έκανε φίλους με ανθρώπους που σημάδεψαν το μέλλον του.

Παρά την αξιοθαύμαστη περιέργεια του να μάθει, το πρόγραμμα σπουδών που έλαβε στο σχολείο δεν τον ενδιέφερε. Για το λόγο αυτό, άρχισε να στρέφεται προς την επιστήμη, σε τέτοιο βαθμό που δημοσίευσε ακόμη και το πρώτο του άρθρο σχετικά με την περιοχή όταν ήταν μόλις 14 χρονών..

Στο δοκίμιο, ο Clerk Maxwell περιέγραψε μια σειρά ωοειδών καμπυλών που μπορούσαν να σχεδιαστούν με καρφίτσες και κλωστές κατ 'αναλογία, με μια ελλειπτική. Το ενδιαφέρον του για τη γεωμετρία και τα μηχανικά μοντέλα συνέχισε καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής του ως φοιτητής και τον βοήθησε κατά τη διάρκεια του χρόνου του ως ερευνητής.

Ανώτατη εκπαίδευση

Στα 16 του χρόνια, ο James Clerk Maxwell άρχισε σπουδές στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, ένα από τα πιο σημαντικά στη Σκωτία. Κατά τη διάρκεια της χρονικής περιόδου που παρέμεινε σε αυτό το ίδρυμα, δημοσίευσε δύο επιστημονικά άρθρα της δικής του πατρότητας.

Επιπλέον, ο φυσικός αφιέρωσε αρκετές ώρες πρόσθετης μελέτης σε εκείνους που έλαβε στο πανεπιστήμιο. Ήρθε να πειραματιστεί με τον αυτοσχεδιασμό χημικών, ηλεκτρικών και μαγνητικών συσκευών μέσα στο σπίτι όπου ζούσε.

Μέρος αυτών των πρακτικών χρησίμευσε για την ανακάλυψη της φωτοελαστικότητας (μέσο που καθορίζει την κατανομή του στρες στις φυσικές δομές).

Το 1850, όταν ο φυσικός ήταν περίπου 19 ετών, μπήκε στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ και άρχισαν να αναγνωρίζονται οι πνευματικές του ικανότητες. Στο ίδρυμα του Κέιμπριτζ είχε ως καθηγητής των μαθηματικών William Hopkins, ο οποίος θεωρούσε Maxwell ως έναν από τους σπουδαιότερους σπουδαστές του.

Τέσσερα χρόνια μετά την έναρξη των σπουδών του στο ίδρυμα αυτό, το 1854 του απονεμήθηκε το βραβείο Smith. Αυτό το διάσημο βραβείο του δόθηκε για τη διεξαγωγή ενός δοκίμιου για μια πρωτότυπη επιστημονική έρευνα.

Επιπλέον, επελέγη για να λάβει υποτροφία, μια ευκαιρία που αρνήθηκε να επιστρέψει στη Σκωτία για να φροντίσει τον πατέρα του, ο οποίος βρισκόταν σε επισφαλή κατάσταση υγείας..

Προσωπική απώλεια και γάμος

Το 1856 διορίστηκε καθηγητής φυσικής φιλοσοφίας στο Κολλέγιο Marischal, αλλά ο πατέρας του πέθανε πριν από το διορισμό του, γεγονός που σήμανε σημαντική απώλεια για τον φυσικό λόγω των ισχυρών δεσμών που τον έδεσαν στον πατέρα του..

Ο επιστήμονας ήταν περίπου 15 χρόνια νεότερος από τους άλλους καθηγητές που δίδαξαν στο Κολλέγιο Marischal. Ωστόσο, αυτό δεν αποτελούσε εμπόδιο στη δημιουργία ισχυρής δέσμευσης για τη θέση που είχε αναλάβει. Ανέπτυξε νέα προγράμματα σπουδών και διαλέξεις προγραμμάτων με φοιτητές.

Δύο χρόνια αργότερα, το 1858 παντρεύτηκε την Katherine Mary Dewar, την κόρη του διευθυντή του Κολλεγίου Marischal. Ποτέ δεν είχαν παιδιά μαζί. Χρόνια αργότερα, διορίστηκε καθηγητής φυσικής φιλοσοφίας στο King's College του Λονδίνου, Αγγλία.

Προκαταβολές στον επαγγελματικό τομέα

Τα επόμενα πέντε χρόνια ήταν τα πιο θετικά της καριέρας του χάρη στα επιστημονικά επιτεύγματα που πέτυχε. Σε αυτό το χρονικό διάστημα, δημοσίευσε δύο άρθρα που αφορούσαν το θέμα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και έκαναν την επίδειξη της έγχρωμης φωτογραφίας.

Επιπλέον, πραγματοποίησε επίσης μια θεωρητική και πειραματική εργασία σχετικά με το ιξώδες των αερίων. Η σημασία που απέκτησε στην επιστημονική περιοχή τον έκανε άξια να είναι μέλος της Βασιλικής Επιστημονικής Εταιρείας το 1861.

Από την άλλη πλευρά, ήταν υπεύθυνος για την εποπτεία του πειραματικού προσδιορισμού ηλεκτρικών μονάδων για τη βρετανική ένωση. Οι συνεισφορές του στον τομέα της επιστήμης οδήγησαν στη δημιουργία του Εθνικού Εργαστηρίου Φυσικής.

Επίσης, συνέβαλε σημαντικά στις θεωρίες της ταχύτητας του φωτός, χάρη στη μέτρηση της αναλογίας ηλεκτρομαγνητικών και ηλεκτροστατικών μονάδων ηλεκτρισμού.

Συνεισφορές στην επιστήμη

Το 1865, ο φυσικός εγκατέλειψε τη δουλειά του στο King's College για να συνταξιοδοτηθεί στο κτήμα του Glenlair. Έκανε πολλές εκδρομές στο Λονδίνο και την Ιταλία και λίγα χρόνια αργότερα άρχισε να γράφει μια πραγματεία για την ηλεκτρική ενέργεια και το μαγνητισμό.

Έρευνες

Η έρευνα του Maxwell για τον ηλεκτρομαγνητισμό ήταν τόσο σημαντική που ο επιστήμονας άρχισε να θεωρείται από τα πιο σημαντικά στην ιστορία.

Στο Συνθήκη για την ηλεκτρική ενέργεια και το μαγνητισμό, που δημοσιεύθηκε το 1873, ο κύριος στόχος ήταν η μετατροπή των φυσικών ιδεών του Michael Faraday σε μαθηματική φόρμουλα. Προσπάθησε να καταδείξει με σαφήνεια τις ιδέες του Faraday.

Οι έρευνες που διενήργησε σε σχέση με αυτόν τον νόμο επέτρεψαν στον επιστήμονα να κάνει σημαντικές ανακαλύψεις στον τομέα της φυσικής, όσον αφορά τις αντίστοιχες πληροφορίες για την ταχύτητα του φωτός.

Ο επιστήμονας επιλέχτηκε το έτος 1871 για να ασκήσει ως καθηγητής σε μια νέα καρέκλα που είχε ανοίξει στο Cambridge. Μετά από αυτή την πρόταση, άρχισε να σχεδιάζει το εργαστήριο Cavendish και εποπτεύει την κατασκευή του. Παρά το γεγονός ότι είχε λίγους μαθητές υπό την ευθύνη του, είχε μια ομάδα γνωστών επιστημόνων της εποχής.

Θάνατος

Οκτώ χρόνια αργότερα, το 1879, ο Maxwell άρχισε να υποφέρει από ασθένειες αρκετές φορές. Λίγο μετά την επιστροφή του στο Glenlair. Ωστόσο, η υγεία του δεν βελτιώθηκε.

Ο επιστήμονας πέθανε στις 5 Νοεμβρίου 1879 μετά από μια σύντομη ασθένεια. Η ταφή του δεν είχε δημόσιες τιμές. ήταν θαμμένος σε ένα μικρό νεκροταφείο που βρίσκεται στη Σκωτία.

Συνεισφορές στην επιστήμη

Ηλεκτρομαγνητισμός

Οι μελέτες που πραγματοποίησε ο Maxwell σχετικά με το νόμο της διέγερσης του Faraday, που ανέδειξαν ότι ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να αλλάξει σε ένα ηλεκτρομαγνητικό, επέτρεψε να συνειδητοποιήσει σημαντικές ανακαλύψεις σε αυτό το επιστημονικό πεδίο.

Όταν προσπαθεί να κάνει μια απεικόνιση αυτού του νόμου, ο επιστήμονας πέτυχε την κατασκευή ενός μηχανικού μοντέλου που προκάλεσε ένα "ρεύμα μετατόπισης", το οποίο θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση των εγκάρσιων κυμάτων.

Ο φυσικός έκανε έναν υπολογισμό της ταχύτητας αυτών των κυμάτων και ανακάλυψε ότι ήταν πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αυτό οδήγησε σε μια θεωρία που πρότεινε ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα θα μπορούσαν να δημιουργηθούν σε ένα εργαστήριο, το οποίο αποδείχθηκε χρόνια αργότερα από τον επιστήμονα Heinrich Hertz.

Αυτή η μελέτη που διεξήγαγε ο Maxwell επέτρεψε ότι, με την πάροδο των ετών, θα μπορούσε να δημιουργηθεί το ραδιόφωνο που γνωρίζουμε σήμερα.

Γεγονότα για δαχτυλίδια του Κρόνου

Κατά τη διάρκεια της νεολαίας του επιστήμονα, δόθηκε προτεραιότητα στην εξήγηση του γιατί τα δαχτυλίδια του Κρόνου συνέχιζαν να περιστρέφονται συνεκτικά γύρω από τον πλανήτη.

Η έρευνα του Maxwell είχε ως αποτέλεσμα την δίκη με τίτλο Σχετικά με τη σταθερότητα της κίνησης των δακτυλίων του Κρόνου. Η ανάπτυξη αυτού του δοκίμιου έκανε τον Maxwell άξιο ενός επιστημονικού βραβείου.

Η εργασία κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι δακτύλιοι του Κρόνου πρέπει να σχηματίζονται από μάζες ύλης που δεν είχαν σχέση μεταξύ τους. Η μελέτη απονεμήθηκε για τη σημαντική συμβολή στην επιστήμη που σήμαινε.

Τα συμπεράσματα του Maxwell για το θέμα αυτό επαληθεύτηκαν περισσότερο από 100 χρόνια αργότερα, το 1980, από έναν διαστημικό καθετήρα που στάλθηκε στον πλανήτη. Ο καθετήρας είναι ο αναγνωρισμένος Voyager, που αποστέλλονται από τη NASA.

Διερεύνηση της κινητικής θεωρίας των αερίων

Ο Maxwell ήταν ο πρώτος επιστήμονας που εφάρμοσε τις μεθόδους της πιθανότητας και των στατιστικών για να περιγράψει τις ιδιότητες ενός συνόλου μορίων, οπότε θα μπορούσε να αποδείξει ότι οι ταχύτητες των μορίων ενός αερίου πρέπει να έχουν μια στατιστική κατανομή.

Η διανομή του ήταν γνωστή λίγο αργότερα ως νόμος διανομής του Maxwell-Boltzmann. Επιπλέον, ο φυσικός διερεύνησε τις ιδιότητες που επιτρέπουν τη μεταφορά αερίου με βάση τις μεταβολές της θερμοκρασίας και της πίεσης στο ιξώδες, τη θερμική αγωγιμότητα και τη διάχυση..

Έγχρωμη όραση

Όπως και άλλοι επιστήμονες της εποχής, ο Maxwell είχε ένα αξιοσημείωτο ενδιαφέρον για την ψυχολογία, ιδιαίτερα στην έγχρωμη όραση.

Για περίπου 17 χρόνια, μεταξύ 1855 και 1872, δημοσίευσε μια σειρά από έρευνες που έκανε σχετικά με την αντίληψη του χρώματος, την αδυναμία να δει χρώματα και θεωρίες σχετικά με αυτήν την περιοχή. Χάρη σε αυτούς, έλαβε ένα μετάλλιο για ένα από τα δοκίμια του, με τίτλο Στη θεωρία της έγχρωμης όρασης.

Οι έρευνες ορισμένων σημαντικών επιστημόνων, όπως ο Isaac Newton και ο Thomas Young, χρησίμευαν ως βάση για τη διεξαγωγή έρευνας σχετικά με το θέμα. Ωστόσο, ο φυσικός είχε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την αντίληψη του χρώματος στη φωτογραφία.

Αφού έκανε ένα ψυχολογικό έργο σχετικά με την αντίληψη του χρώματος, διαπίστωσε ότι αν το άθροισμα των τριών φώτων μπορούσε να αναπαράγει οποιοδήποτε χρώμα γίνεται αντιληπτό από τον άνθρωπο, θα μπορούσαν να παραχθούν έγχρωμες φωτογραφίες χρησιμοποιώντας ειδικά φίλτρα για να επιτευχθεί αυτό..

Ο Maxwell πρότεινε ότι εάν μια φωτογραφία έγινε ασπρόμαυρη με τη χρήση κόκκινων, πράσινων και μπλε φίλτρων, οι διαφανείς εντυπώσεις των εικόνων θα μπορούσαν να προβάλλονται σε μια οθόνη χρησιμοποιώντας τρία προστατευτικά με παρόμοια φίλτρα..

Το αποτέλεσμα του πειράματος της έγχρωμης όρασης

Την στιγμή που ο Mawell υπερέβη την εικόνα στην οθόνη, συνειδητοποίησε ότι το ανθρώπινο μάτι θα αντιλαμβανόταν το αποτέλεσμα ως μια πλήρη αναπαραγωγή όλων των χρωμάτων που ήταν στη σκηνή.

Χρόνια αργότερα, το 1861, κατά τη διάρκεια μιας διάλεξης στο Βασιλικό Ίδρυμα για τη θεωρία του χρώματος, ο επιστήμονας παρουσίασε την πρώτη επίδειξη στον κόσμο σχετικά με τη χρήση του χρώματος στη φωτογραφία. Χρησιμοποίησε τα αποτελέσματα της ανάλυσής του για να δικαιολογήσει τις ιδέες του.

Ωστόσο, τα αποτελέσματα του πειράματος δεν ήταν όπως αναμενόταν, λόγω της διαφοράς στην χρωματισμό μεταξύ των φίλτρων που χρησιμοποιήθηκαν για την προσθήκη του χρώματος.

Παρά το γεγονός ότι δεν πέτυχε τα αποτελέσματα που ήθελε, η έρευνά του σχετικά με τη χρήση του χρώματος στη φωτογραφία χρησίμευσε ως βάση για την δημιουργία έγχρωμης φωτογραφίας λίγα χρόνια αργότερα..

Αναφορές

1. James Clerk Maxwell, Εκδότες Εγκυκλοπαίδειας Britannica, (2018). Λήψη από britannica.com
2. James Clerk Maxwell, Portal Διάσημος Επιστήμονας, (n.d.). Λαμβανόμενη από τους διάσημους δημοσιογράφους
3. James Clerk Maxwell, Portal Undiscovered Σκωτία, (n.d.). Λαμβάνεται από undiscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia στα αγγλικά (n.d.). Λαμβάνεται από en.wikipedia.org
5. Ποιος ήταν ο James Clerk Maxwell, Portal Ο Maxwell στο Glenlair Trust, (n.d.). Λήψη από org.uk