JAMES CLERK MAXWELL: ELÄMÄKERTA JA PANOKSET TIETEESEEN - KULTTUURISANASTO - 2025

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) oli skotlantilaista alkuperää oleva tiedemies, joka erikoistui matemaattisen fysiikan alaan ja jonka panokset merkitsivat ennen ja jälkeen tämän tieteen historiassa.

Hänet pidettiin yhtenä tärkeimmistä tutkittavissa olevista tutkijoista, ja hänet tunnustettiin erityisesti sähkömagneettisen säteilyn teorian muotoilussa. Hänen ajatuksensa loi perustan, jolle tänään tunnettu radio rakennetaan.

Tunnistamaton valokuvaaja. Smithsonian Institution Yhdysvalloista, Wikimedia Commonsin kautta

Lisäksi tämä fyysikko kehitti myös teorioita Saturnuksen renkaiden vakauden syystä, joka on yksi aurinkokunnan planeetoista; Hän työskenteli kaasujen kinetiikan kanssa ja tiedetään olevan ensimmäinen henkilö, joka tulostaa värivalokuvan.

Clerk Maxwellin havainnot auttoivat luomaan perustan nykyaikaiselle fysiikalle. Monet alan asiantuntijat pitävät häntä vaikutusvaltaisimpana 1800-luvun tutkijana 1900-luvun fysiikan alalla.

Hänen panoksiaan tieteellisellä alalla pidetään yhtä tärkeänä kuin Isaac Newtonin ja Albert Einsteinin tekemiä.

Elämäkerta

Alkuvuosina

James Clerk Maxwell syntyi 13. kesäkuuta 1831 Edinburghissa, Skotlannissa, keskiluokan perheeseen. Hän oli parin ainoa lapsi, joka meni naimisiin myöhään. hänen äitinsä sai hänet 40-vuotiaana.

Hänen isänsä, kuuluisa asianajaja John Clerk Maxwell of Middlebie, peri sukunimensä tärkeältä ajanjaksolta. Jamesin sukunimi oli synonyymi Skotlannin korkealle yhteiskunnalle. Frances Cay oli hänen äitinsä nimi, nainen, joka kuului perheeseen, jolla oli korkea asema tuolloin yhteiskunnassa.

Pian virkamiehen syntymän jälkeen perhe muutti maalaistaloon nimeltä Glenlair House, joka sijaitsi Middlebyn kylässä ja seurakunnassa.

Ensimmäiset opinnot

Kun Maxwell oli noin kahdeksan vuotta vanha, vuonna 1839, hänen äitinsä kuoli kärsiessään vatsasyövästä. Tapahtuman jälkeen Clerk alkoi vastaanottaa tunteja ohjaajalta, joka väitti, että nuorella miehellä oli ongelmia oppimisessa, koska hänellä oli aikaa muistaa tiedot.

Clerk Maxwell osoitti kuitenkin suurta uteliaisuutta jo varhaisessa iässä ja merkittävää kykyä oppia uusia ideoita. Pian sen jälkeen kun hän alkoi nähdä yksityistunteja, tätinsä lähetti hänet kouluun Edinburghin akatemiassa vuonna 1841, missä hän ystävystyi ihmisten kanssa, jotka muokkasi hänen tulevaisuuttaan.

Huolimatta hänen huomattavasta uteliaisuudestaan ​​oppia, kouluun saamansa opinto-ohjelmat eivät kiinnostaneet häntä. Tästä syystä hän alkoi taipua tieteeseen siihen pisteeseen, että hän julkaisi ensimmäisen tätä alaa koskevan artikkelinsa vasta 14-vuotiaana.

Esseessä Clerk Maxwell kuvasi sarjan soikeita käyriä, jotka voitiin piirtää tapilla ja langoilla analogisesti ellipsin avulla. Hänen mielenkiintonsa geometriasta ja mekaanisista malleista jatkui opiskelijan koko elämän ajan ja auttoi häntä tutkijana.

Korkeampi koulutus

16-vuotiaana James Clerk Maxwell aloitti opinnot Edinburghin yliopistossa, joka on yksi Skotlannin tärkeimmistä. Aikanaan hän pysyi tässä instituutiossa, hän julkaisi kaksi tieteellistä artikkelia omasta kirjoituksestaan.

Lisäksi fyysikko vietti useita tunteja opiskelua yliopistossa saamiensa lukujen lisäksi. Hän tuli kokeilemaan kemiallisten, sähköisten ja magneettisten laitteiden improvisointia talossa, jossa hän asui.

Osa näistä käytännöistä auttoi häntä löytämään fotoelastisuus (keino, joka määrää stressin jakautumisen fyysisissä rakenteissa).

Vuonna 1850, kun fyysikko oli noin 19-vuotias, hän liittyi Cambridgen yliopistoon ja hänen älylliset kykynsä alkoivat tunnistaa. Cambridge-instituutiossa hänellä oli matematiikan professorina William Hopkins, joka piti Maxwellia yhdeksi tärkeimmistä opiskelijoistaan.

Neljä vuotta opintonsa aloittamisen jälkeen vuonna 1854 hän sai Smithin palkinnon. Tämä arvostettu palkinto myönnettiin hänelle esseen tekemisestä alkuperäisestä tieteellisestä tutkimuksesta.

Lisäksi hänelle valittiin stipendi, mahdollisuus, jonka hän hylkäsi palatakseen Skotlantiin hoitamaan isäänsä, joka oli epävakaassa terveystilanteessa.

Henkilökohtainen menetys ja avioliitto

Vuonna 1856 hänet nimitettiin luonnofilosofian professoriksi Marischalin yliopistossa, mutta hänen isänsä kuoli ennen nimitystään, mikä merkitsi merkittävää menetystä fyysikolle vahvien siteiden takia, jotka yhdistivät häntä isänsä kanssa.

Tiedemies oli noin 15 vuotta nuorempi kuin muut professorit, jotka opettivat Colegio Marischalissa; tämä ei kuitenkaan ollut hänelle este vahvan sitoutumisen saavuttamiselle asemaansa. Hän kehitti innokkaasti uusia opinto-ohjelmia ja ajoi konferensseja opiskelijoiden kanssa.

Kaksi vuotta myöhemmin, vuonna 1858, hän meni naimisiin Katherine Mary Dewarin, Marischal-yliopiston päämiehen tyttären kanssa. Heillä ei ole koskaan ollut lapsia yhdessä. Vuotta myöhemmin hänet nimitettiin luonnofilosofian professoriksi King's Collegessa, Lontoossa, Englannissa.

Edistymistä ammatillisella alueella

Seuraavat viisi vuotta olivat uransa positiivisimmat saavutuksensa ansiosta. Tänä aikana hän julkaisi kaksi artikkelia, joissa käsiteltiin sähkömagneettisen kentän aiheita ja toteutettiin värivalokuvien esittely.

Lisäksi hän teki teoreettisia ja kokeellisia töitä kaasujen viskositeetista. Merkitys, jonka hän sai tieteellisellä alueella, teki hänestä kelvollisen olla jäsenenä kuninkaallisessa tieteellisessä seurassa vuonna 1861.

Toisaalta hän vastasi Brittiläisen liiton sähköisten yksiköiden kokeellisen määrityksen valvonnasta. Hänen panoksensa tieteen alalla johti kansallisen fysiikan laboratorion perustamiseen.

Hän antoi myös merkittävän panoksen valonopeuden teorioihin sähkön sähkömagneettisten ja sähköstaattisten yksiköiden osuuden mittauksen ansiosta.

Osallistuminen tieteeseen

Vuonna 1865 fyysikko erosi tehtävästään King's Collegessa jäädäkseen eläkkeelle tilaansa Glenlairiin. Hän teki useita matkoja Lontooseen ja Italiaan ja muutama vuosi myöhemmin alkoi kirjoittaa tutkielmaa sähköstä ja magnetiikasta.

tutkimus

Maxwellin tutkimus sähkömagneettisuudesta oli niin tärkeä, että tutkijaa alettiin pitää yhtenä historian tärkeimmistä.

Vuonna 1873 julkaistussa tutkielmassa sähköstä ja magnetismista hänen päätavoitteenaan oli muuttaa Michael Faradayn fyysiset ideat matemaattisiksi kaavoiksi. Hän yritti kuvata Faradayn ideoita ymmärrettävästi.

Hänen tämän lain suhteen suorittamat tutkimukset antoivat tiedemiehelle mahdollisuuden tehdä tärkeitä löytöjä fysiikan alueella, kun kyseessä ovat vastaavat valon nopeutta koskevat tiedot.

Tiedemies valittiin vuonna 1871 toimimaan professorina uudessa tuolissa, joka oli avattu Cambridgessa. Tämän ehdotuksen seurauksena hän aloitti Cavendish-laboratorion suunnittelun ja valvoi sen rakentamista. Huolimatta siitä, että hänen vastuullaan oli vähän opiskelijoita, hänellä oli joukko tuon ajan tunnettuja tutkijoita.

kuolema

Kahdeksan vuotta myöhemmin, vuonna 1879, Maxwell alkoi kärsiä sairaudesta useita kertoja. Pian sen jälkeen kun hän palasi Glenlairiin; hänen terveytensä ei kuitenkaan parantunut.

Tutkija kuoli 5. marraskuuta 1879 kärsiessään lyhyestä sairaudesta. Hänen hautaamisellaan ei ollut julkisia kunnianosoituksia; Hänet haudattiin pieneen hautausmaalle, joka sijaitsee Skotlannissa.

Osallistuminen tieteeseen

sähkömagnetismi

Maxwellin Faradayn induktiolakiin suorittamat tutkimukset, joissa todettiin, että magneettikenttä voi muuttua sähkömagneettiseksi, antoi hänelle mahdollisuuden tehdä tärkeitä löytöjä tällä tieteenalalla.

Yrittäessään kuvata tätä lakia, tiedemies onnistui rakentamaan mekaanisen mallin, joka johti "siirtovirtaan", joka voisi olla perusta poikittaisaaltoille.

Fyysikko laski näiden aaltojen nopeuden ja huomasi, että ne olivat hyvin lähellä valon nopeutta. Tämä johti teoriaan, joka ehdotti, että sähkömagneettisia aaltoja voitaisiin tuottaa laboratoriossa, minkä tutkija Heinrich Hertz osoitti vuosia myöhemmin.

Tämä Maxwellin tutkimus antoi mahdolliseksi, että vuosien kuluessa voimme luoda tänään tunnetun radion.

Tietoja Saturnuksen renkaista

Tutkijan nuoruuden aikana etusijalla selitettiin miksi Saturnuksen renkaat pyörittivät jatkuvasti ympäri planeettaa.

Maxwellin tutkimus johti esseeseen Saturnuksen sormusten liikkeen vakaudesta. Tämän esseen kehittäminen ansaitsi Maxwellille tieteellisen palkinnon.

Työssä pääteltiin, että Saturnuksen renkaiden on muodostettava materiaalimassoista, jotka eivät liity toisiinsa. Tutkimus myönnettiin sen merkittävästä panoksesta tieteeseen.

Maxwellin johtopäätökset tästä aiheesta vahvistettiin yli 100 vuotta myöhemmin, vuonna 1980, planeettaa kohti lähetetyllä avaruustunnistimella. Anturi on NASA: n lähettämä tunnettu Voyager.

Kaasujen kineettisen teorian tutkimus

Maxwell oli ensimmäinen tiedemies, joka käytti todennäköisyys- ja tilastomenetelmiä kuvaamaan molekyylisarjan ominaisuuksia, joten hän pystyi osoittamaan, että kaasun molekyylien nopeuksilla on oltava tilastollinen jakauma.

Sen jakelu tuli pian pian tunnetuksi nimellä Maxwell-Boltzmann jakelulaki. Lisäksi fyysikko tutki ominaisuuksia, jotka sallivat kaasun kuljettamisen lämpötilan ja paineen muutoksina sen viskositeettiin, lämmönjohtavuuteen ja diffuusioon.

Värinäkö

Kuten muutkin aikakauden tutkijat, Maxwellilla oli huomattava kiinnostus psykologiaan, etenkin värinäkymään.

Noin 17 vuoden ajan, vuosina 1855–1872, hän julkaisi sarjan tutkimuksia, jotka hän teki värin havainnoinnista, kyvyttömyydestä nähdä värejä ja teorioita tästä alueesta. Heidän ansiostaan ​​hän sai mitalin yhdestä esseestään otsikolla Värinäön teoria.

Joidenkin asiaan liittyvien tutkijoiden, kuten Isaac Newtonin ja Thomas Youngin, tutkimukset toimivat perustana aiheeseen liittyvän tutkimuksen suorittamiselle. Fyysikolla oli kuitenkin erityinen kiinnostus värien havaitsemiseen valokuvauksessa.

Suoritettuaan psykologisen työn värien havaitsemisesta hän päätteli, että jos kolmen valon summa pystyy toistamaan minkä tahansa ihmisen havaittavan värin, värivalokuvat voitaisiin tuottaa erityisillä suodattimilla tämän saavuttamiseksi.

Maxwell ehdotti, että jos valokuva otettaisiin mustavalkoisena käyttämällä punaista, vihreää ja sinistä suodatinta, kuvien läpinäkyvät vaikutelmat voitaisiin projisoida näytölle kolmella samankaltaisilla suodattimilla varustetulla suojalla.

Värinäkökokeen tulos

Heti kun Mawell peitti kuvan näytöllä, hän huomasi, että ihmisen silmä havaitsisi tuloksen kaikkien kohtauksen värien täydellisenä kopiona.

Vuosia myöhemmin, vuonna 1861, kuninkaallisessa instituutiossa väriteoriaa käsittelevässä konferenssissa, tutkija esitteli maailman ensimmäisen värin käytön valokuvauksen värien käytöstä. Hän käytti analyysinsa tuloksia perustellakseen ideoitaan.

Kokeen tulokset eivät kuitenkaan olleet odotettuja, koska värin lisäämiseen käytettyjen suodattimien välillä oli pigmentointierot.

Huolimatta siitä, että hän ei ollut saavuttanut haluamiaan tuloksia, hänen tutkimuksensa värien käytöstä valokuvauksessa oli perustana värivalokuvauksen synnyttämiselle muutama vuosi myöhemmin.

Viitteet

1. James Clerk Maxwell, Encyclopedia Britannica -toimittajat, (2018). Otettu britannica.com-sivustolta
2. James Clerk Maxwell, kuuluisa tutkijaportaali, (nd). Otettu osoitteesta famousscientists.org
3. James Clerk Maxwell, löytämätön Skotlannin portaali, (nd). Otettu tuntemattomalta kotimaalta.co.uk
4. James Clerk Maxwell, englanninkielinen Wikipedia-portaali, (nd). Otettu osoitteesta en.wikipedia.org
5. Kuka oli James Clerk Maxwell, portaali The Maxwell Glenlair Trustissa, (nd). Otettu org.ukista