DŽEIMSA IERĒDNIS MAKSVELS: BIOGRĀFIJA UN IEGULDĪJUMS ZINĀTNĒ - KULTŪRAS VĀRDNĪCA - 2025

Džeimss Klerks Maksvels (1831 - 1879) bija Skotijas izcelsmes zinātnieks, kurš specializējās matemātiskās fizikas jomā un kura ieguldījums iezīmēja pirms un pēc šīs zinātnes vēstures.

Uzskatot par vienu no vissvarīgākajiem reģistrētajiem zinātniekiem, viņš tika atzīts īpaši par elektromagnētiskā starojuma teorijas formulējumu. Viņa ideja lika pamatus, uz kuriem tiek būvēts mūsdienās zināmais radio.

Neidentificēts fotogrāfs. Smitsona institūts no Amerikas Savienotajām Valstīm, izmantojot Wikimedia Commons

Turklāt šis fiziķis izstrādāja arī teorijas par Saturna gredzenu stabilitātes iemeslu, kas ir viena no Saules sistēmas planētām; Viņš strādāja ar gāzu kinētiku, un, kā zināms, viņa bija pirmā persona, kas izdrukāja krāsainu fotogrāfiju.

Lietveža Maksvela atklājumi palīdzēja likt pamatus mūsdienu fizikai. Daudzi jomas eksperti viņu uzskata par ietekmīgāko 19. gadsimta zinātnieku 20. gadsimta fizikas jomā.

Viņa ieguldījums zinātnes jomā tiek uzskatīts par tikpat svarīgu kā Īzaka Ņūtona un Alberta Einšteina ieguldījums.

Biogrāfija

Pirmajos gados

Džeimss Klerks Maksvels dzimis 1831. gada 13. jūnijā Edinburgā, Skotijā, vidusšķiras ģimenē. Viņš bija vienīgais pāra bērns, kurš apprecējās vēlīnā dzīves laikā; māte viņu ieguva 40 gadu vecumā.

Viņa tēvs, ievērojamais jurists Džons Klerks Maksvels no Midlbeja, savu uzvārdu mantoja no tā laika nozīmīgas ģimenes. Džeimsa uzvārds bija Skotijas augstās sabiedrības sinonīms. Frančs Kejs bija viņa mātes vārds, sieviete, kas piederēja ģimenei, kurai tā laika sabiedrībā bija augsta vieta.

Neilgi pēc lietveža dzimšanas ģimene pārcēlās uz lauku māju ar nosaukumu Glenlair House, kas atradās Vidbjū ciematā un pagastā.

Pirmie pētījumi

Kad Maksvelam bija aptuveni astoņi gadi, 1839. gadā viņa māte mira pēc ciešanas no vēdera vēža. Pēc pasākuma lietvedis sāka saņemt nodarbības no pasniedzēja, kurš apgalvoja, ka jauneklim ir grūtības mācīties, jo viņam bija nepieciešams laiks informācijas iegaumēšanai.

Tomēr lietvedis Maksvels agrā bērnībā izrādīja lielu zinātkāri un ievērojamu spēju apgūt jaunas idejas. Neilgi pēc tam, kad viņš sāka redzēt privātstundas, viņa tante nosūtīja viņu uz skolu Edinburgas akadēmijā 1841. gadā, kur viņš draudzējās ar cilvēkiem, kuri veidoja viņa nākotni.

Neskatoties uz viņa ievērojamo zinātkāri mācīties, studiju programma, kuru viņš saņēma skolā, viņu neinteresēja. Šī iemesla dēļ viņš sāka pievērsties zinātnei līdz tādam līmenim, ka, kad viņam bija tikai 14 gadu, viņš publicēja savu pirmo rakstu, kas saistīts ar šo jomu.

Esejā ierēdnis Maksvels aprakstīja virkni ovālu izliekumu, kurus pēc tapām un vītnēm pēc analoģijas varēja izsekot ar elipsi. Viņa interese par ģeometriju un mehāniskiem modeļiem turpinājās visu viņa studenta dzīvi un palīdzēja viņam pētnieka laikā.

Augstākā izglītība

Pēc 16 gadu vecuma Džeimss Klerks Maksvels sāka studijas Edinburgas universitātē, kas ir viens no vissvarīgākajiem Skotijā. Laika posmā, kurā viņš palika šajā iestādē, viņš publicēja divus zinātniskus rakstus par savu autorību.

Turklāt fiziķis veltīja vairākas stundas studijām papildus tām, kuras viņš saņēma universitātē. Viņš ieradās eksperimentēt ar ķīmisko, elektrisko un magnētisko ierīču improvizāciju mājā, kurā viņš dzīvoja.

Daļa no šīm praksēm palīdzēja viņam atklāt fotoelastību (līdzeklis, kas nosaka stresa sadalījumu fiziskajās struktūrās).

1850. gadā, kad fiziķim bija aptuveni 19 gadu, viņš iestājās Kembridžas universitātē, un viņa intelektuālās spējas sāka atzīt. Kembridžas iestādē viņam bija matemātikas profesors Viljams Hopkinss, kurš uzskatīja Maksvelu par vienu no viņa svarīgākajiem studentiem.

Četrus gadus pēc studiju uzsākšanas šajā iestādē, 1854. gadā, viņam tika piešķirta Smita balva. Šī prestižā balva tika piešķirta viņam par esejas vadīšanu par oriģinālzinātniskiem pētījumiem.

Turklāt viņu izvēlējās saņemt stipendiju, iespēju, kuru viņš noraidīja, lai atgrieztos Skotijā, lai rūpētos par savu tēvu, kura veselības stāvoklis bija nedrošs.

Personīgi zaudējumi un laulība

1856. gadā viņu iecēla par dabas filozofijas profesoru Mārišela koledžā, bet viņa tēvs nomira pirms iecelšanas amatā, kas nozīmēja ievērojamus zaudējumus fiziķim spēcīgo saišu dēļ, kas viņu apvienoja ar tēvu.

Zinātnieks bija aptuveni 15 gadus jaunāks par citiem profesoriem, kuri mācīja Kolegio Marišalu; tomēr tas viņam nebija šķērslis, lai viņš stingri iestātos par ieņemamo amatu. Viņš ar nepacietību izstrādāja jaunas studiju programmas un plānoja konferences ar studentiem.

Divus gadus vēlāk, 1858. gadā, viņš apprecējās ar Katrīnu Mariju Devaru, Marischal koledžas direktora meitu. Viņiem nekad nebija bērnu kopā. Gadu vēlāk viņš tika iecelts par dabas filozofijas profesoru King's College Londonā, Anglijā.

Jaunumi profesionālajā jomā

Nākamie pieci gadi bija pozitīvākie viņa karjerā, pateicoties sasniegtajiem zinātniskajiem sasniegumiem. Šajā laika posmā viņš publicēja divus rakstus, kuros tika apskatīts elektromagnētiskā lauka temats un veica krāsu fotogrāfijas demonstrāciju.

Turklāt viņš veica arī teorētiskus un eksperimentālus darbus par gāzu viskozitāti. Svarīgums, ko viņš ieguva zinātniskajā jomā, ļāva viņam kļūt par Karaliskās zinātniskās biedrības locekli 1861. gadā.

No otras puses, viņš bija atbildīgs par Britu asociācijas elektrisko bloku eksperimentālās noteikšanas uzraudzību. Viņa ieguldījums zinātnes jomā noveda pie Nacionālās fizikas laboratorijas izveidošanas.

Viņš arī deva nozīmīgu ieguldījumu gaismas ātruma teorijās, pateicoties elektrības elektromagnētisko un elektrostatisko vienību proporcijas mērīšanai.

Ieguldījums zinātnē

1865. gadā fiziķis atteicās no darba Kinga koledžā, lai dotos pensijā uz savu īpašumu Glenlairā. Viņš veica vairākus braucienus uz Londonu un Itāliju un dažus gadus vēlāk sāka rakstīt traktātu par elektrību un magnētismu.

Pētījumi

Maksvela pētījumiem par elektromagnētismu bija tik liela nozīme, ka zinātnieku sāka uzskatīt par vienu no vissvarīgākajiem vēsturē.

1873. gadā publicētajā traktātā par elektrību un magnētismu viņa galvenais mērķis bija Maikla Faradija fizisko ideju pārvēršana matemātiskā formulā. Viņš centās saprotami attēlot Faraday idejas.

Pētījumi, ko viņš veica attiecībā uz šo likumu, ļāva zinātniekam veikt svarīgus atklājumus fizikas jomā, ciktāl tas attiecas uz atbilstošo informāciju par gaismas ātrumu.

Zinātnieku izvēlējās 1871. gadā, lai kalpotu par profesoru jaunā krēslā, kas tika atvērts Kembridžā. Pēc šī priekšlikuma viņš sāka projektēt Kavendišas laboratoriju un uzraudzīja tās būvniecību. Neskatoties uz to, ka viņa pārziņā bija maz studentu, viņam bija tā laika atzītu zinātnieku grupa.

Nāve

Astoņus gadus vēlāk, 1879. gadā, Maksvels vairākas reizes sāka ciest no slimībām. Neilgi pēc tam, kad viņš atgriezās Glenlairā; tomēr viņa veselība neuzlabojās.

Zinātnieks nomira 1879. gada 5. novembrī pēc īsas slimības. Viņa apbedīšanai nebija publisku pagodinājumu; Viņš tika apbedīts nelielā kapsētā, kas atrodas Skotijā.

Ieguldījums zinātnē

Elektromagnētisms

Pētījumi, kurus Maksvels veica par Faradejas indukcijas likumu, kurā tika teikts, ka magnētiskais lauks var mainīties uz elektromagnētisko, ļāva viņam veikt svarīgus atklājumus šajā zinātnes jomā.

Mēģinot izdarīt šī likuma ilustrāciju, zinātniekam izdevās izveidot mehānisku modeli, kura rezultātā tika iegūta "pārvietojuma strāva", kas varētu būt šķērsvirzienu viļņu pamatā.

Fiziķis veica šo viļņu ātruma aprēķinu un atklāja, ka tie ir ļoti tuvu gaismas ātrumam. Tas noveda pie teorijas, kas ierosināja, ka elektromagnētiskos viļņus var ģenerēt laboratorijā, ko vairākus gadus vēlāk parādīja zinātnieks Heinrihs Hercs.

Šis Maksvela pētījums ļāva gadu gaitā radīt mūsdienās zināmo radio.

Fakti par Saturna gredzeniem

Zinātnieka jaunības laikā prioritāte tika piešķirta izskaidrošanai, kāpēc Saturna gredzeni nepārtraukti rotēja ap planētu.

Maksvela pētījumu rezultātā tika izstrādāta eseja par Saturna gredzenu kustības stabilitāti. Šīs esejas izstrāde nopelnīja Maksvelam zinātnisku balvu.

Darbā secināts, ka Saturna gredzeni jāveido no tādu masu masām, kas nav savstarpēji saistītas. Pētījums tika piešķirts par nozīmīgo ieguldījumu zinātnē.

Maksvela secinājumus par šo tēmu vairāk nekā 100 gadus vēlāk, 1980. gadā, pārbaudīja kosmosa zonde, kas tika nosūtīta uz planētu. Zonde ir slavenais Voyager, ko nosūtījusi NASA.

Gāzu kinētiskās teorijas izpēte

Maksvels bija pirmais zinātnieks, kurš izmantoja varbūtību un statistikas metodes, lai aprakstītu molekulu kopas īpašības, tāpēc viņš varēja parādīt, ka gāzes molekulu ātrumiem ir jābūt statistiski sadalītam.

Tā izplatīšana drīz pēc tam kļuva pazīstama kā Maksvela-Boltsmana izplatīšanas likums. Turklāt fiziķis izpētīja īpašības, kas ļauj transportēt gāzi atkarībā no temperatūras izmaiņām un spiediena uz tā viskozitāti, siltumvadītspēju un difūziju.

Krāsu redze

Tāpat kā citiem tā laika zinātniekiem, Maksvelam bija ievērojama interese par psiholoģiju, īpaši krāsu redzi.

Aptuveni 17 gadu laikā, no 1855. līdz 1872. gadam, viņš publicēja virkni pētījumu, ko veica par krāsas uztveri, nespēju redzēt krāsas un teorijas par šo teritoriju. Pateicoties viņiem, viņš saņēma medaļu par vienu no esejām ar nosaukumu Par krāsu redzes teoriju.

Dažu attiecīgu zinātnieku, piemēram, Īzaka Ņūtona un Tomasa Younga, pētījumi kalpoja par pamatu ar šo tēmu saistītu pētījumu veikšanai. Tomēr fizikam bija īpaša interese par krāsu uztveri fotogrāfijā.

Pēc psiholoģiskā darba par krāsu uztveri viņš nolēma, ka, ja trīs gaismu summa varētu reproducēt jebkuru krāsu, ko cilvēki uztver, krāsu sasniegšanai to var izgatavot, izmantojot īpašus filtrus.

Maksvels ierosināja, ka, ja fotogrāfija tiktu uzņemta melnbaltā krāsā, izmantojot sarkanos, zaļos un zilos filtrus, attēlu caurspīdīgos iespaidus varētu projicēt uz ekrāna, izmantojot trīs aizsargus, kas aprīkoti ar līdzīgiem filtriem.

Krāsu redzes eksperimenta rezultāts

Brīdī, kad Mavels pārklāja attēlu uz ekrāna, viņš saprata, ka cilvēka acs rezultātu uztvers kā pilnīgu visu krāsu, kas atradās ainā, reproducēšanu.

Gadu vēlāk, 1861. gadā, konferencē Karaliskajā institūcijā par krāsu teoriju zinātnieks sniedza pirmo demonstrāciju pasaulē par krāsas izmantošanu fotogrāfijā. Lai pamatotu savas idejas, viņš izmantoja analīzes rezultātus.

Tomēr eksperimenta rezultāti nebija tādi, kā gaidīts, jo krāsu pievienošanai izmantoto filtru pigmentācija atšķīrās.

Neskatoties uz to, ka viņš nebija sasniedzis vēlamos rezultātus, dažus gadus vēlāk viņa veiktie pētījumi par krāsas izmantošanu fotogrāfijā kalpoja par pamatu krāsu fotografēšanai.

Atsauces

1. Džeimss Klerks Maksvels, enciklopēdijas Britannica redaktori, (2018). Ņemts no britannica.com
2. Džeimss Klerks Maksvels, slaveno zinātnieku portāls, (nd). Paņemts no famousscientists.org
3. Džeimss Klerks Maksvels, neatklāts Skotijas portāls, (nd). Pārņemts no neatklātas vietnes Skotija
4. Džeimss Klerks Maksvels, angļu Vikipēdijas portāls, (nd). Paņemts no en.wikipedia.org
5. Kas bija Džeimss Klerks Maksvels, portāls The Maxwell at Glenlair Trust, (nd). Ņemts no org.uk