JAMES KONTORIST MAXWELL: BIOGRAFI OG BIDRAG TIL VIDENSKAB - KULTURORDFORRÅD - 2025

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

Han blev betragtet som en af ​​de vigtigste videnskabsmænd, der blev registreret, og blev især anerkendt for sin formulering af teorien om elektromagnetisk stråling. Hans idé lagde det grundlag, hvorpå den radio, der er kendt i dag, er bygget.

Uidentificeret fotograf. Smithsonian Institution fra USA, via Wikimedia Commons

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

Clerk Maxwells opdagelser var med til at lægge grundlaget for moderne fysik. Mange eksperter på området betragter ham som den mest indflydelsesrige forsker fra det 19. århundrede inden for det fysiske felt fra det 20. århundrede.

De bidrag, han gav på det videnskabelige område, betragtes med samme vigtighedsniveau som dem, der blev leveret af Isaac Newton og Albert Einstein.

Biografi

Tidlige år

James Clerk Maxwell blev født den 13. juni 1831 i Edinburgh, Skotland, i en middelklassefamilie. Han var det eneste barn af et par, der giftede sig sent i livet; hans mor havde ham i 40-års alderen.

Hans far, John Clerk Maxwell fra Middlebie, en fremtrædende advokat, arvet sit efternavn fra en vigtig familie på den tid. James efternavn var synonymt med det skotske højsamfund. Frances Cay var navnet på hans mor, en kvinde, der tilhørte en familie med en høj position i datidens samfund.

Kort efter kontoristens fødsel flyttede familien ind i et landsted kaldet Glenlair House, som lå i Middlebie Village og Parish.

Første undersøgelser

Da Maxwell var cirka otte år gammel, i 1839, døde hans mor efter at have led af mavekræft. Efter begivenheden begyndte Clerk at modtage klasser fra en tutor, der hævdede, at den unge mand havde problemer med at lære på grund af den tid, det tog ham at huske informationen.

Clerk Maxwell viste imidlertid stor nysgerrighed i en tidlig alder og en bemærkelsesværdig evne til at lære nye ideer. Kort efter at han begyndte at se privatundervisning, sendte hans tante ham til skolen på Edinburgh Academy i 1841, hvor han blev venner med mennesker, der formede hans fremtid.

På trods af hans bemærkelsesværdige nysgerrighed til at lære, interesserede det studieprogram, han modtog i skolen, ham ikke. Af denne grund begyndte han at læne sig mod videnskaben, til det tidspunkt, at han offentliggjorde sin første artikel relateret til dette område, da han kun var 14 år gammel.

I essayet beskrev Clerk Maxwell en serie af ovale kurver, der kunne spores 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

Som 16-årig begyndte James Clerk Maxwell studier på University of Edinburgh, en af ​​de vigtigste i Skotland. I den periode, hvor han forblev på denne institution, udgav han to videnskabelige artikler om sit eget forfatterskab.

Derudover afsatte fysikeren flere timers undersøgelse ud over 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 denne praksis hjalp ham med at opdage fotoelasticitet (et middel, der bestemmer fordelingen af ​​stress i fysiske strukturer).

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

Fire år efter begyndelsen af ​​sine studier på denne institution i 1854 blev han tildelt Smith's Prize. Denne prestigefyldte pris blev tildelt ham for at gennemføre et essay om original videnskabelig forskning.

Derudover blev han valgt til et stipendium, en mulighed, som han afviste for at vende tilbage til Skotland for at pleje sin far, der var i en usikker sundhedsmæssig situation.

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 betydeligt tab for fysikeren på grund af de stærke bånd, der forenede ham med sin far.

Videnskabsmanden var cirka 15 år yngre end de andre professorer, der underviste ved Colegio Marischal; dette var imidlertid ikke en hindring for ham at skabe et stærkt engagement i den stilling, han havde indtaget. Han udviklede ivrigt nye studieprogrammer og planlagte konferencer med studerende.

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

Fremskridt inden for det professionelle område

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

Derudover udførte han også teoretisk og eksperimentelt arbejde med gaskens viskositet. Den betydning, han fik 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 forening. Hans bidrag inden for videnskabsområdet førte til oprettelsen af ​​National Physics Laboratory.

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

Bidrag til videnskab

I 1865 trak fysikeren sig fra sit job ved King's College for at gå på pension til hans ejendom i Glenlair. Han foretog flere ture til London og Italien og begyndte et par år senere at skrive en afhandling om elektricitet og magnetisme.

Forskning

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

I behandlingen om elektricitet og magnetisme, der blev offentliggjort i 1873, var hans hovedmål omdannelsen af ​​Michael Faradays fysiske ideer til en matematisk formel. Han forsøgte forståeligt at illustrere Faradays ideer.

De undersøgelser, han udførte med hensyn til denne lov, gjorde det muligt for videnskabsmanden at foretage vigtige opdagelser for fysikområdet, hvad angår de tilsvarende oplysninger om lysets hastighed.

Forskeren blev valgt i 1871 til at tjene som professor i en ny stol, der var åbnet i Cambridge. Efter dette forslag begyndte han at designe Cavendish Laboratory og overvågede konstruktionen af ​​det. På trods af at han havde få studerende under hans ansvar, havde han en gruppe af kendte videnskabsfolk på den tid.

Død

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

Forskeren døde den 5. november 1879 efter en kort sygdom. Hans begravelse havde ikke offentlig hædersbevisning; Han blev begravet på en lille kirkegård beliggende i Skotland.

Bidrag til videnskab

elektromagnetisme

Undersøgelserne, som Maxwell udførte på Faradays induktionslov, der sagde, at et magnetfelt kan skifte til et elektromagnetisk, gjorde det muligt for ham at gøre vigtige opdagelser inden for dette videnskabelige felt.

Ved at forsøge at illustrere denne lov lykkedes det videnskabsmanden at konstruere en mekanisk model, der resulterede i en "forskydningsstrøm", som kunne være grundlaget for tværgående bølger.

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

Denne undersøgelse af Maxwell tillader, at den radio, vi kender i dag, gennem årene kunne oprettes.

Fakta om Saturns ringe

Under forskerens ungdom blev prioritet forklaret, hvorfor Saturns ringe fortsatte med at rotere rundt om planeten.

Maxwells forskning førte til essayet om stabiliteten af ​​bevægelsen af ​​Saturns ringe. Udviklingen af ​​dette essay fik Maxwell en videnskabelig pris.

Arbejdet konkluderede, at Saturns ringe skal bestå af masser af stof, der ikke er relateret til hinanden. Undersøgelsen blev tildelt for det vigtige bidrag til videnskab, den gav.

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

Undersøgelse af den kinetiske teori om gasser

Maxwell var den første videnskabsmand, der anvendte metoderne for sandsynlighed og statistik for at beskrive egenskaberne for et sæt molekyler, så han var i stand til at vise, at hastighederne for molekylerne i en gas skal have en statistisk fordeling.

Dens distribution kort efter blev kendt som Maxwell-Boltzmann distributionsloven. Derudover undersøgte fysikeren de egenskaber, der gør det muligt at transportere en gas som en funktion af ændringer i temperatur og tryk på dets viskositet, termisk ledningsevne og diffusion.

Farvesyn

Som andre videnskabsmænd på den tid havde Maxwell en bemærkelsesværdig interesse i psykologi, især farvesyn.

I cirka 17 år, mellem 1855 og 1872, offentliggjorde han en række undersøgelser, som han gjorde på opfattelsen af ​​farve, manglende evne til at se farver og teorier om dette område. Takket være dem modtog han en medalje for et af sine essays med titlen Om teorien om farvesyn.

Forskningen fra nogle relevante videnskabsmænd som Isaac Newton og Thomas Young tjente som grundlag for udførelse af forskning i relation til emnet. Fysikeren havde imidlertid en særlig interesse i opfattelsen af ​​farve i fotografering.

Efter at have udført psykologisk arbejde med farveopfattelse, bestemte han sig for, at hvis summen af ​​tre lys kunne gengive enhver farve, som mennesker kunne se, kunne der fremstilles farvefotografier ved hjælp af specielle filtre for at opnå dette.

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

Resultatet af eksperimentet med farvesyn

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

År senere, i 1861, under en konference på Royal Institution om teorien om farve, præsenterede videnskabsmanden den første demonstration i verden om brugen af ​​farve i fotografering. Han brugte resultaterne af sin analyse til at retfærdiggøre sine ideer.

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

På trods af at han ikke havde opnået de resultater, han ønskede, tjente hans forskning på brug af farve i fotografering som basis for at føde farvefotografering et par år senere.

Referencer

1. James Clerk Maxwell, Encyclopedia Britannica Editors, (2018). Taget fra britannica.com
2. James Clerk Maxwell, den berømte videnskabsportal, (nd). Taget fra famousscientists.org
3. James Clerk Maxwell, Uopdaget Scotland Portal, (nd). Taget fra uopdaget cotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, engelsk Wikipedia-portal, (nd). Taget fra en.wikipedia.org
5. Hvem var James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell hos Glenlair Trust, (nd). Taget fra org.uk