Arritjet e James Maxwell. Punimet shkencore të James Maxwell

Krijues i elektrodinamikës klasike, një nga themeluesit e fizikës statistikore.

Maxwell James Clerk (13.6.1831, Edinburg - 5.11.1879, Kembrixh), fizikan anglez, krijues i elektrodinamikës klasike, një nga themeluesit e fizikës statistikore. Anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Londrës (1860). Djali i një fisniku skocez nga një familje fisnike nëpunësish. Ai studioi në universitetet e Edinburgut (1847-50) dhe të Kembrixhit (1850-54). Profesor në Kolegjin Marischal, Aberdeen (1856-60), më pas në Universitetin e Londrës (1860-65). Nga viti 1871 u bë profesor në Universitetin e Kembrixhit, ku M. themeloi laboratorin e parë fizik të pajisur posaçërisht në Britaninë e Madhe - Laboratorin Cavendish, drejtor i të cilit nga viti 1871.

Aktivitetet shkencore të M. mbulojnë probleme të elektromagnetizmit, teorisë kinetike të gazeve, optikës, teorisë së elasticitetit dhe shumë më tepër. M. e përfundoi veprën e tij të parë, "Mbi vizatimin e ovaleve dhe ovaleve me shumë hile", kur nuk ishte ende 15 vjeç (1846, botuar më 1851). Disa nga kërkimet e tij të para ishin puna mbi fiziologjinë dhe fizikën e vizionit të ngjyrave dhe kolorimetrisë (1852-72, shih Matjet e ngjyrave). Në 1861, M. ishte i pari që demonstroi një imazh me ngjyra të marrë nga projeksioni i njëkohshëm i rrëshqitjeve të kuqe, jeshile dhe blu në një ekran, duke vërtetuar kështu vlefshmërinë e teorisë me tre komponentë të vizionit të ngjyrave dhe në të njëjtën kohë duke përshkruar mënyrat. për të krijuar fotografi me ngjyra. Ai krijoi një nga instrumentet e para për matjen sasiore të ngjyrës, i cili u quajt disku i M. Në vitet 1857-59, M. kreu një studim teorik të qëndrueshmërisë së unazave të Saturnit dhe tregoi se unazat e Saturnit mund të jenë të qëndrueshme vetëm nëse përbëhen nga grimca të ngurta të palidhura.

Në kërkimin mbi elektricitetin dhe magnetizmin (artikujt "Mbi linjat e forcës Faradiane", 1855-56; "Për linjat fizike të forcës", 1861-62; "Teoria dinamike e fushës elektromagnetike", 1864; themelor me dy vëllime "Traktat mbi Electricity and Magnetism”, 1873 ) M. zhvilloi matematikisht pikëpamjet e M. Faraday mbi rolin e mediumit të ndërmjetëm në ndërveprimet elektrike dhe magnetike. Ai u përpoq (duke ndjekur Faradein) ta interpretonte këtë medium si një eter gjithëpërfshirës botëror, por këto përpjekje nuk ishin të suksesshme. Zhvillimi i mëtejshëm i fizikës tregoi se bartës i ndërveprimeve elektromagnetike është fusha elektromagnetike, teorinë e së cilës (në fizikën klasike) e krijoi M. Në këtë teori, M. përmblodhi të gjitha faktet e elektrodinamikës makroskopike të njohura në atë kohë dhe për herë të parë prezantoi idenë e një rryme zhvendosëse që gjeneron një fushë magnetike si një rrymë e zakonshme (rrymë përcjellëse, ngarkesa elektrike lëvizëse). Ligjet e fushës elektromagnetike M. i shprehu në formën e një sistemi prej 4 ekuacionesh diferenciale të pjesshme (shih ekuacionet e Maksuellit). Natyra e përgjithshme dhe gjithëpërfshirëse e këtyre ekuacioneve u shfaq në faktin se analiza e tyre bëri të mundur parashikimin e shumë fenomeneve dhe modeleve të panjohura më parë. Kështu, prej tyre pasoi ekzistenca e valëve elektromagnetike, të cilat më vonë u zbuluan eksperimentalisht nga G. Hertz. Duke studiuar këto ekuacione, M. arriti në përfundimin për natyrën elektromagnetike të dritës (1865) dhe tregoi se shpejtësia e çdo valë tjetër elektromagnetike në vakum është e barabartë me shpejtësinë e dritës. Ai mati (me saktësi më të madhe se W. Weber dhe F. Kohlrausch në 1856) raportin e njësisë elektrostatike të ngarkesës me atë elektromagnetike dhe konfirmoi barazinë e saj me shpejtësinë e dritës. Nga teoria e M. rrjedh se valët elektromagnetike prodhojnë presion. Presioni i lehtë u krijua eksperimentalisht në 1899 nga P. N. Lebedev.

Teoria e elektromagnetizmit ka marrë konfirmim të plotë eksperimental dhe është bërë baza klasike e pranuar përgjithësisht e fizikës moderne. Roli i kësaj teorie u përshkrua qartë nga A. Ajnshtajni: “... këtu ndodhi një kthesë e madhe, e cila lidhet përgjithmonë me emrat e Faraday, Maxwell, Hertz. Pjesa e luanit në këtë revolucion i takon Maxwellit... Pas Maksuellit, realiteti fizik u konceptua në formën e fushave të vazhdueshme që nuk mund të shpjegohen mekanikisht... Ky ndryshim në konceptin e realitetit është më i thelli dhe më frytdhënësi nga ata që fizika. ka përjetuar që nga koha e Njutonit” (Vepra shkencore të mbledhura, vëll. 4, M., 1967, f. 138).

Në studimet mbi teorinë molekulare kinetike të gazeve (artikujt "Shpjegime të teorisë dinamike të gazeve", 1860 dhe "Teoria dinamike e gazeve", 1866), M. ishte i pari që zgjidhi problemin statistikor të shpërndarjes së shpejtësisë së molekulave të një gazi ideal (shih shpërndarjen e Maxwell). M. llogariti varësinë e viskozitetit të gazit nga shpejtësia dhe rruga mesatare e lirë e molekulave (1860), duke llogaritur vlerën absolute të kësaj të fundit dhe nxori një sërë marrëdhëniesh të rëndësishme termodinamike (1860). Matur në mënyrë eksperimentale koeficientin e viskozitetit të ajrit të thatë (1866). Në 1873-74 M. zbuloi dukurinë e përthyerjes së dyfishtë në një rrjedhje (M. efekt).

M. ishte një popullarizues i madh. Ai shkroi një numër artikujsh për Enciklopedinë Britannica, libra të njohur [si "Teoria e nxehtësisë" (1870), "Materia dhe Lëvizja" (1873), "Elektriciteti në Ekspozitën Elementare" (1881), të përkthyer në Rusisht]. Një kontribut i rëndësishëm në historinë e fizikës është botimi nga M. i dorëshkrimeve të veprave të G. Cavendish mbi energjinë elektrike (1879) me komente të gjera nga M.

MAXWELL James Clerk (Maxwell James Clerk) (13. VI.1831 - 5. XI.1879) - Fizikan anglez, anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Edinburgut (1855) dhe Londrës (1861). R. në Edinburg. Ai studioi në Edinburg (1847-50) dhe në Kembrixh (1850-54) shkollën e mesme. Pas këtij të fundit, ai dha mësim për një periudhë të shkurtër në Kolegjin Trinity, në 1856 - 60 - profesor në Universitetin e Aberdeen, në 1860 - 65 - në King's College në Londër dhe nga 1871 - profesori i parë i fizikës eksperimentale në Kembrixh. Nën drejtimin e tij, në Kembrixh u krijua Laboratori i famshëm Cavendish, të cilin ai e drejtoi deri në fund të jetës së tij.

Punimet i kushtohen elektrodinamikës, fizikës molekulare, statistikës së përgjithshme, optikës, mekanikës dhe teorisë së elasticitetit. Maxwell dha kontributin e tij më të rëndësishëm në fizikën molekulare dhe elektrodinamikën.
Në teorinë kinetike të gazeve, një nga themeluesit e së cilës ai ishte, ai vendosi në 1859 një ligj statistikor që përshkruan shpërndarjen e shpejtësisë së molekulave të gazit (shpërndarja e Maxwell-it). Në 1866, ai dha një derivim të ri të funksionit të shpërndarjes së shpejtësisë së molekulave, bazuar në marrjen në konsideratë të përplasjeve të drejtpërdrejta dhe të kundërta, zhvilloi teorinë e transferimit në një formë të përgjithshme, duke e zbatuar atë në proceset e difuzionit, përçueshmërisë termike dhe fërkimit të brendshëm. dhe prezantoi konceptin e kohës së relaksimit.
Në 1867, i pari tregoi natyrën statistikore të ligjit të dytë të termodinamikës ("demoni i Maxwell"), dhe në 1878 ai prezantoi termin "mekanikë statistikore".

Arritja më e madhe shkencore e Maxwell është teoria e fushës elektromagnetike që ai krijoi në 1860 - 65, të cilën ai e formuloi në formën e një sistemi me disa ekuacione (ekuacionet e Maxwell-it), duke shprehur të gjitha ligjet themelore të fenomeneve elektromagnetike (ekuacionet e para diferenciale të fushës ishin shkruar nga Maxwell në 1855 - 56). Në teorinë e tij të fushës elektromagnetike, Maxwell përdori (1861) një koncept të ri - rrymë zhvendosëse, dha (1864) një përkufizim të fushës elektromagnetike dhe parashikoi (1865) një efekt të ri të rëndësishëm: ekzistencën në hapësirën e lirë të rrezatimit elektromagnetik (elektromagnetik). valët) dhe përhapja e tij në hapësirë ​​me shpejtësinë e dritës. Kjo e fundit i dha atij arsye për të konsideruar (1865) dritën një nga llojet e rrezatimit elektromagnetik (ideja e natyrës elektromagnetike të dritës) dhe për të zbuluar lidhjen midis dukurive optike dhe elektromagnetike. Llogaritur teorikisht presionin e dritës (1873). Vendosni raportin ε = n 2 (1860).
Parashikoi efektet e Stewart - Tolman dhe Einstein - de Haas (1878), efekti i lëkurës.

Ai gjithashtu formuloi një teoremë në teorinë e elasticitetit (teorema e Maxwell-it), vendosi marrëdhënie midis parametrave kryesorë termofizikë (marrëdhëniet termodinamike të Maxwell), zhvilloi teorinë e vizionit të ngjyrave dhe studioi qëndrueshmërinë e unazave të Saturnit, duke treguar se unazat nuk janë të ngurta. ose të lëngshme, por janë një tufë meteorësh.
Projektuar një numër pajisjesh.
Ai ishte një popullarizues i famshëm i njohurive fizike.
Botoi për herë të parë (1879) dorëshkrimet e G. Cavendish .

Ese:

1. Punime të zgjedhura mbi Teorinë e Fushës Elektromagnetike. - Shtëpia Botuese Shtetërore e Letërsisë Teknike dhe Teorike. M., 1952 (Seria "Klasikët e Shkencave të Natyrës").
2. Fjalimet dhe artikujt. Shtëpia botuese shtetërore e letërsisë teknike dhe teorike. M.-L., 1940 (Seria "Klasikët e Shkencave të Natyrës").
3. Materia dhe Lëvizja. - Izhevsk, Qendra Kërkimore "Dinamika e rregullt dhe kaotike", 2001.
4. Traktat mbi energjinë elektrike dhe magnetizmin. - M., Shkenca, 1989 (Seria "Klasikët e shkencës"). Vëllimi 1. Vëllimi 2.
5. Fragmente nga punimet:

Literatura:

1. V. Kartsev. Maxwell. Jeta e njerëzve të mrekullueshëm. Roje e re; Moska; 1974

Filmat:

James Maxwell (1831-1879).

James Clerk Maxwell lindi në Edinburg më 13 qershor 1831. Menjëherë pas lindjes së djalit, prindërit e tij e çuan në pasurinë e tyre në Glenlair. Që nga ajo kohë, "strofulla në një grykë të ngushtë" u vendos fort në jetën e Maxwell. Këtu jetuan dhe vdiqën prindërit e tij, dhe ai vetë jetoi dhe u varros këtu për një kohë të gjatë.

Kur James ishte tetë vjeç, fatkeqësia erdhi në shtëpi: nëna e tij u sëmur rëndë dhe së shpejti vdiq. Tani edukatori i vetëm i James ishte babai i tij, për të cilin ai ruajti një ndjenjë dashurie dhe miqësie të butë gjatë gjithë jetës së tij. John Maxwell nuk ishte vetëm babai dhe edukatori i djalit të tij, por edhe shoku i tij më besnik.

Së shpejti erdhi koha kur djali duhej të fillonte të studionte. Së pari, mësuesit u ftuan në shtëpitë e tyre. Por mësuesit e shtëpisë skoceze ishin po aq të vrazhdë dhe injorantë sa edhe kolegët e tyre anglezë, të përshkruar me një sarkazëm dhe urrejtje të tillë nga Dickens. Prandaj, u vendos që të dërgohej James në një shkollë të re, e cila mbante emrin me zë të lartë të Edinburgh Academy.

Djali gradualisht u përfshi në jetën shkollore. Filloi t'i merrte mësimet me shumë interes. I pëlqente veçanërisht gjeometria. Ajo mbeti një nga hobet më të forta të Maxwell gjatë gjithë jetës së tij. Imazhet dhe modelet gjeometrike luajtën një rol të madh në punën e tij shkencore. Rruga shkencore e Maxwell filloi me të.

Maxwell u diplomua nga akademia në një nga klasat e para të diplomimit. Për t'i dhënë lamtumirën shkollës së tij të dashur, ai kompozoi himnin e Akademisë së Edinburgut, i cili u këndua njëzëri dhe me entuziazëm nga studentët e saj. Tani dyert e Universitetit të Edinburgut janë hapur para tij.

Si student, Maxwell kreu kërkime serioze mbi teorinë e elasticitetit, e cila u vlerësua shumë nga specialistët. Dhe tani ai u përball me pyetjen e perspektivës së studimeve të tij të mëtejshme në Kembrixh.

Kolegji më i vjetër në Kembrixh ishte St. Peter's (Peterhouse), dhe më i famshmi është St. Kolegji Trinity (Trinity College), i themeluar në 1546. Famën e këtij kolegji e krijoi studenti i tij i famshëm Isaac Newton. Peterhouse dhe Trinity College ishin me radhë vendet e banimit të të riut Maxwell në Kembrixh. Pas një qëndrimi të shkurtër në Peterhouse, Maxwell u transferua në Trinity College.

Vëllimi i njohurive të Maxwell, fuqia e intelektit dhe të menduarit të pavarur e lejuan atë të arrinte një vend të lartë në diplomimin e tij. Ai zuri vendin e dytë.

Bachelor i ri u mbajt në Trinity College si mësues. Por ai ishte i shqetësuar për problemet shkencore. Përveç magjepsjes së tij të vjetër me gjeometrinë dhe problemin e ngjyrave, të cilat ai filloi të studionte që në vitin 1852, Maxwell u interesua për energjinë elektrike.

Më 20 shkurt 1854, Maxwell informoi Thomson për qëllimin e tij për të "sulmuar energjinë elektrike". Rezultati i "sulmit" ishte eseja "Mbi linjat e forcës së Faradeit" - e para nga tre veprat kryesore të Maxwell kushtuar studimit të fushës elektromagnetike. Fjala "fushë" u shfaq për herë të parë në të njëjtën letër drejtuar Tomsonit, por as në këtë dhe as në esenë e mëvonshme mbi vijat e fushës. Maxwell nuk e përdor atë. Ky koncept do të shfaqet përsëri vetëm në 1864 në veprën "Teoria Dinamike e Fushës Elektromagnetike".

Në vjeshtën e vitit 1856, Maxwell mori postin e tij si Profesor i Filozofisë Natyrore në Kolegjin Marischal, Aberdeen. Departamenti i filozofisë natyrore, d.m.th., departamenti i fizikës në Aberdeen, në thelb nuk ekzistonte para Maksuellit, dhe profesori i ri duhej të organizonte punë edukative dhe shkencore në fizikë.

Qëndrimi i tij në Aberdeen u shënua nga një ngjarje e rëndësishme në jetën personale të Maxwell: ai u martua me vajzën e kreut të Kolegjit Marischal, Daniel Dewar, Catherine Mary Dewar. Kjo ngjarje ndodhi në vitin 1858. Që nga ajo kohë deri në fund të jetës së tyre, çifti Maxwell eci dorë për dore në rrugën e jetës.

Në 1857-1859, shkencëtari kreu llogaritjet e tij të lëvizjes së unazave të Saturnit. Ai tregoi se unaza e lëngshme, kur rrotullohet, do të shkatërrohet nga valët që dalin në të dhe do të ndahet në satelitë të veçantë. Maxwell konsideroi lëvizjen e një numri të kufizuar satelitësh të tillë. Hulumtimi i tij më i vështirë matematikor i solli atij çmimin Adams dhe famën e një matematikani të klasit të parë. Vepra fituese e çmimit u botua në 1859 nga Universiteti i Kembrixhit.

Nga studimi i unazave të Saturnit ishte krejtësisht e natyrshme të kalonim në shqyrtimin e lëvizjeve të molekulave të gazit. Periudha Aberdeen e jetës së Maxwell përfundoi me fjalimin e tij në takimin e Shoqatës Britanike në 1859 me një raport "Mbi teorinë dinamike të gazeve". Ky dokument shënoi fillimin e kërkimeve shumëvjeçare të frytshme të Maxwell në fushën e teorisë kinetike të gazeve dhe fizikës statistikore.

Meqenëse departamenti ku punonte Maxwell ishte i mbyllur, shkencëtari duhej të kërkonte një punë të re. Në 1860, Maxwell u zgjodh profesor i filozofisë natyrore në King's College në Londër.

Periudha e Londrës u shënua nga botimi i një artikulli të madh, "Shpjegimet e Teorisë Dinamike të Gazeve", i cili u botua në revistën kryesore angleze të fizikës, The Philosophical Journal, në 1860. Me këtë artikull, Maxwell dha një kontribut të madh në një degë të re të fizikës teorike - fizikën statistikore. Themeluesit e fizikës statistikore në formën e saj klasike konsiderohen të jenë Maxwell, Boltzmann dhe Gibbs.

Maxwells kaluan verën e vitit 1860 para fillimit të semestrit të vjeshtës në Londër në pronën familjare të Glenlair. Sidoqoftë, Maxwell nuk ishte në gjendje të pushonte dhe të fitonte forcë. Ai u sëmur rëndë nga lija. Mjekët kishin frikë për jetën e tij. Por guximi dhe durimi i jashtëzakonshëm i Katerinës së tij të përkushtuar, e cila bëri gjithçka për t'u kujdesur për burrin e saj të sëmurë, i ndihmuan ata të mposhtin sëmundjen e tmerrshme. Jeta e tij në Londër filloi me një provë kaq të vështirë. Gjatë kësaj periudhe të jetës së tij, Maxwell botoi një artikull të madh mbi ngjyrat, si dhe veprën "Shpjegime mbi teorinë dinamike të gazeve". Por puna kryesore e jetës së tij iu kushtua teorisë së energjisë elektrike.

Ai botoi dy vepra kryesore mbi teorinë e fushës elektromagnetike që krijoi: "Mbi linjat fizike të forcës" (1861-1862) dhe "Teoria dinamike e fushës elektromagnetike" (1864-1865). Gjatë dhjetë viteve, Maxwell u rrit në një shkencëtar të madh, krijuesi i teorisë themelore të fenomeneve elektromagnetike, e cila, së bashku me mekanikën, termodinamikën dhe fizikën statistikore, u bë një nga themelet e fizikës teorike klasike.

Gjatë të njëjtës periudhë të jetës së tij, Maxwell filloi punën në matjet elektrike. Ai ishte veçanërisht i interesuar për një sistem racional të njësive elektrike, pasi teoria elektromagnetike e dritës që ai krijoi bazohej vetëm në koincidencën e raportit të njësive elektrostatike dhe elektromagnetike të energjisë elektrike me shpejtësinë e dritës. Ishte krejt e natyrshme që ai të bëhej një nga anëtarët aktivë të “Komisionit të Njësive” të Shoqatës Britanike. Përveç kësaj, Maxwell e kuptoi thellë lidhjen e ngushtë midis shkencës dhe teknologjisë, rëndësinë e këtij bashkimi si për përparimin e shkencës ashtu edhe për përparimin teknologjik. Prandaj nga vitet gjashtëdhjetë e deri në fund të jetës punoi pa u lodhur në fushën e matjeve elektrike.

Jeta e ngarkuar në Londër ndikoi në shëndetin e Maxwell dhe gruas së tij, dhe ata vendosën të jetonin në pasurinë e tyre familjare, Glenlare. Ky vendim u bë i pashmangshëm pas sëmundjes së rëndë të Maxwell në fund të pushimeve verore në 1865, të cilën ai, si zakonisht, e shpenzoi në pasurinë e tij. Maxwell la shërbimin në Londër dhe jetoi në Glenlare për pesë vjet (nga 1866 deri në 1871), duke udhëtuar herë pas here në Kembrixh për provime dhe vetëm në 1867, me këshillën e mjekëve, ai udhëtoi për në Itali. Ndërsa ishte i angazhuar në çështjet ekonomike në Glenlare, Maxwell nuk i braktisi studimet e tij shkencore. Ai punoi shumë në veprën kryesore të jetës së tij, "Traktat mbi energjinë elektrike dhe magnetizmin", shkroi librin "Teoria e nxehtësisë", një vepër e rëndësishme për rregullatorët, një numër artikujsh mbi teorinë kinetike të gazeve dhe mori pjesë në takime të Shoqatës Britanike. Jeta krijuese e Maksuellit në fshat vazhdoi intensivisht si në qytetin universitar.

Në 1871, Maxwell botoi Teorinë e nxehtësisë në Londër. Ky libër shkollor ishte shumë i njohur. Shkencëtari shkroi se qëllimi i librit të tij "Teoria e nxehtësisë" ishte të paraqiste doktrinën e nxehtësisë "në sekuencën në të cilën ajo u zhvillua".

Menjëherë pas botimit të Theory of Heat, Maxwell mori një ofertë për të zënë departamentin e sapokrijuar të fizikës eksperimentale në Kembrixh. Ai ra dakord dhe më 8 mars 1871, u emërua profesor Cavendish në Universitetin e Kembrixhit.

Më 1873, u botuan "Traktat mbi energjinë elektrike dhe magnetizmin" (në dy vëllime) dhe libri "Materia dhe lëvizja".

"Materia dhe Lëvizja" është një libër i vogël kushtuar prezantimit të bazave të mekanikës.

"Traktat mbi energjinë elektrike dhe magnetizmin" është vepra kryesore e Maxwell dhe kulmi i krijimtarisë së tij shkencore. Në të, ai përmblodhi rezultatet e punës shumëvjeçare për elektromagnetizmin, e cila filloi në fillim të 1854. Parathënia e Traktatit mban datën 1 shkurt 1873. Maxwell punoi për nëntëmbëdhjetë vjet në punën e tij themelore!

Maxwell rishikoi të gjithë njohuritë mbi elektricitetin dhe magnetizmin e kohës së tij, duke filluar me faktet themelore të elektrostatikës dhe duke përfunduar me teorinë elektromagnetike të dritës që ai krijoi. Ai përmblodhi luftën midis teorive të veprimit me rreze të gjatë dhe veprimit me rreze të shkurtër, e cila filloi gjatë jetës së Njutonit, duke ia kushtuar kapitullin e fundit të librit të tij shqyrtimit të teorive të veprimit në distancë. Maxwell nuk i kundërshtoi haptazi teoritë e elektricitetit që ekzistonin para tij; ai e paraqiti konceptin e Faradeit si të barabartë me teoritë mbizotëruese, por e gjithë fryma e librit të tij, qasja e tij ndaj analizës së fenomeneve elektromagnetike ishte aq e re dhe e pazakontë sa bashkëkohësit e tij refuzuan ta kuptonin librin.

Në parathënien e famshme të Traktatit, Maxwell e karakterizon qëllimin e punës së tij si më poshtë: të përshkruajë fenomenet më të rëndësishme elektromagnetike, të tregojë se si mund të maten dhe "të gjurmojë marrëdhëniet matematikore midis sasive të matura". Ai tregon se do të përpiqet “të ndriçojë, nëse është e mundur, lidhjen midis formës matematikore të kësaj teorie dhe dinamikës së përgjithshme, në mënyrë që të përgatitet deri në një masë për përcaktimin e atyre ligjeve dinamike, ndër të cilat duhet të kërkojmë ilustrime ose shpjegimet e dukurive elektromagnetike.

Maxwell i konsideron ligjet e mekanikës si ligjet bazë të natyrës. Nuk është rastësi që, pra, si një parakusht themelor për ekuacionet e tij bazë të teorisë elektromagnetike, ai parashtron parimet bazë të dinamikës. Por në të njëjtën kohë, Maxwell e kupton se teoria e fenomeneve elektromagnetike është një teori cilësisht e re që nuk mund të reduktohet në mekanikë, megjithëse mekanika lehtëson depërtimin në këtë zonë të re të fenomeneve natyrore.

Konkluzionet kryesore të Maxwell-it përfundojnë në sa vijon: një fushë magnetike e alternuar, e ngacmuar nga një rrymë në ndryshim, krijon një fushë elektrike në hapësirën përreth, e cila nga ana tjetër eksiton një fushë magnetike, etj. Fushat elektrike dhe magnetike në ndryshim, duke gjeneruar reciprokisht njëra-tjetrën , formojnë një fushë të vetme alternative të fushës elektromagnetike - valë elektromagnetike.

Ai nxori ekuacione që tregojnë se fusha magnetike e krijuar nga një burim aktual përhapet larg tij me një shpejtësi konstante. Pasi u ngrit, fusha elektromagnetike përhapet në hapësirë ​​me shpejtësinë e dritës prej 300,000 km/s, duke zënë gjithnjë e më shumë vëllim. D. Maxwell argumentoi se valët e dritës janë të së njëjtës natyrë si valët që lindin rreth një teli në të cilin ka një rrymë elektrike alternative. Ato ndryshojnë nga njëri-tjetri vetëm në gjatësi. Valët shumë të shkurtra janë dritë e dukshme.

Në 1874, ai filloi një punë të madhe historike: studimin e trashëgimisë shkencore të shkencëtarit të shekullit të 18-të Henry Cavendish dhe përgatitjen e saj për botim. Pas hulumtimit të Maxwell, u bë e qartë se Cavendish, shumë kohë përpara Faradeit, zbuloi ndikimin e dielektrikut në vlerën e kapacitetit elektrik dhe 15 vjet përpara se Kulombi të zbulonte ligjin e ndërveprimeve elektrike.

Puna e Cavendish mbi energjinë elektrike, me përshkrimet e eksperimenteve, zuri një vëllim të madh, të botuar në 1879 me titullin "Artikuj mbi energjinë elektrike të të nderuarit Henry Cavendish". Ky ishte libri i fundit i Maxwell i botuar gjatë jetës së tij. Më 5 nëntor 1879, ai vdiq në Kembrixh.

Shumë botime dhe revista shkencore kanë botuar kohët e fundit artikuj për arritjet në fizikë dhe shkencëtarët modernë, dhe botimet për fizikantët e së kaluarës janë të rralla. Ne do të dëshironim ta korrigjojmë këtë situatë dhe të kujtojmë një nga fizikantët e shquar të shekullit të kaluar, James Clerk Maxwell. Ky është një fizikan i famshëm anglez, babai i elektrodinamikës klasike, fizikës statistikore dhe shumë teorive të tjera, formulave fizike dhe shpikjeve. Maxwell u bë krijuesi dhe drejtori i parë i Laboratorit Cavendish.

Siç e dini, Maxwell erdhi nga Edinburgu dhe lindi në 1831 në një familje fisnike, e cila lidhej me mbiemrin skocez të Penicuik Clerks. Maxwell e kaloi fëmijërinë e tij në pasurinë Glenlare. Paraardhësit e James ishin politikanë, poetë, muzikantë dhe shkencëtarë. Ndoshta prirja e tij për shkencën është trashëguar prej tij.

James u rrit pa nënë (që kur ajo vdiq kur ai ishte 8 vjeç) nga një baba që kujdesej për djalin. Babai donte që djali i tij të studionte shkencat e natyrës. James menjëherë ra në dashuri me teknologjinë dhe zhvilloi shpejt aftësitë praktike. Maksuelli i vogël i mori mësimet e para në shtëpi me këmbëngulje, pasi nuk i pëlqenin metodat e ashpra të edukimit që përdorte mësuesi. Trajnimi i mëtejshëm u zhvillua në një shkollë aristokratike, ku djali tregoi aftësi të mëdha matematikore. Maksuellit i pëlqente veçanërisht gjeometria.

Për shumë njerëz të mëdhenj, gjeometria dukej një shkencë e mahnitshme, dhe madje në moshën 12-vjeçare ai foli për një libër gjeometrie sikur të ishte një libër i shenjtë. Maksuellit e donte gjeometrinë, si dhe ndriçuesit e tjerë shkencorë, por marrëdhëniet e tij me shokët e shkollës ishin të dobëta. I dilnin vazhdimisht pseudonime fyese dhe një nga arsyet ishin veshjet e tij qesharake. Babai i Maxwell u konsiderua një person i çuditshëm dhe i bleu djalit të tij rroba që e bënin të buzëqeshte.

Maxwell tashmë ka treguar premtime të mëdha në fushën e shkencës si fëmijë. Në 1814 ai u dërgua për të studiuar në Edinburgh Grammar School, dhe në 1846 iu dha një medalje për shërbimet në matematikë. Babai i tij ishte krenar për të birin dhe iu dha mundësia të paraqiste një nga veprat shkencore të të birit përpara bordit të Akademisë së Shkencave të Edinburgut. Kjo punë kishte të bënte me llogaritjet matematikore të figurave eliptike. Në atë kohë kjo vepër mbante titullin “Për vizatimin e ovaleve dhe ovaleve me shumë vatra”. Ajo u shkrua në 1846 dhe u botua për publikun e gjerë në 1851.

Maxwell filloi të studionte intensivisht fizikën pas transferimit në Universitetin e Edinburgut. Calland, Forbes dhe të tjerë u bënë mësuesit e tij. Ata panë menjëherë te James potencial të lartë intelektual dhe një dëshirë të pakontrollueshme për të studiuar fizikë. Para kësaj periudhe, Maxwell u ndesh me degë të caktuara të fizikës dhe studioi optikën (ai i kushtoi shumë kohë polarizimit të dritës dhe unazave të Njutonit). Në këtë ai u ndihmua nga fizikani i famshëm William Nicol, i cili në një kohë shpiku prizmin.

Natyrisht, Maxwell nuk ishte i huaj për shkencat e tjera natyrore, dhe ai i kushtoi vëmendje të veçantë studimit të filozofisë, historisë së shkencës dhe estetikës.

Në 1850 ai hyri në Kembrixh, ku dikur punonte Njutoni, dhe në 1854 mori një diplomë akademike. Pas kësaj, hulumtimi i tij kishte të bënte me fushën e energjisë elektrike dhe instalimeve elektrike. Dhe në 1855 iu dha anëtarësimi në këshillin e Kolegjit Trinity.

Puna e parë e rëndësishme shkencore e Maxwell ishte On Lines of Force e Faraday, e cila u shfaq në 1855. Në një kohë, Boltzmann tha për artikullin e Maxwell se kjo punë ka kuptim të thellë dhe tregon se sa me qëllim shkencëtari i ri i qaset punës shkencore. Boltzmann besonte se Maxwell jo vetëm që kuptonte çështjet e shkencës natyrore, por gjithashtu dha një kontribut të veçantë në fizikën teorike. Maxwell nënvizoi në artikullin e tij të gjitha tendencat në evolucionin e fizikës për dekadat e ardhshme. Më vonë, Kirchhoff, Mach dhe të tjerët dolën në të njëjtin përfundim.

Si u formua Laboratori Cavendish?

Pas përfundimit të studimeve në Kembrixh, James Maxwell mbeti këtu si mësues dhe në 1860 u bë anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Londrës. Në të njëjtën kohë, ai u transferua në Londër, ku iu dha një pozicion si shef i departamentit të fizikës në King's College, Universiteti i Londrës. Ai punoi në këtë pozicion për 5 vjet.

Në 1871, Maxwell u kthye në Kembrixh dhe krijoi laboratorin e parë në Angli për kërkime në fushën e fizikës, i cili u quajt Laboratori Cavendish (për nder të Henry Cavendish). Maxwell i kushtoi pjesën tjetër të jetës së tij zhvillimit të laboratorit, i cili u bë një qendër e vërtetë e kërkimit shkencor.

Dihet pak për jetën e Maxwell, pasi ai nuk mbante shënime apo ditarë. Ai ishte një njeri modest dhe i turpshëm. Maxwell vdiq në moshën 48-vjeçare nga kanceri.

Cila është trashëgimia shkencore e James Maxwell?

Veprimtaria shkencore e Maksuellit mbuloi shumë fusha në fizikë: teoria e fenomeneve elektromagnetike, teoria kinematike e gazeve, optika, teoria e elasticitetit dhe të tjera. Gjëja e parë që i interesoi James Maxwell ishte studimi dhe kryerja e kërkimeve në fiziologjinë dhe fizikën e vizionit me ngjyra.

Maxwell ishte i pari që mori një imazh me ngjyra, i cili u përftua përmes projeksionit të njëkohshëm të gamës së kuqe, jeshile dhe blu. Me këtë, Maxwell edhe një herë i dëshmoi botës se imazhi me ngjyra i vizionit bazohet në teorinë tre-komponente. Ky zbulim shënoi fillimin e krijimit të fotografive me ngjyra. Në periudhën 1857-1859, Maxwell ishte në gjendje të studionte qëndrueshmërinë e unazave të Saturnit. Teoria e tij sugjeron që unazat e Saturnit do të jenë të qëndrueshme vetëm në një kusht - shkëputjen e grimcave ose trupave nga njëri-tjetri.

Që nga viti 1855, Maxwell i kushtoi vëmendje të veçantë punës në fushën e elektrodinamikës. Ka disa vepra shkencore të kësaj periudhe: “Mbi linjat e forcës së Faradeit”, “Për linjat fizike të forcës”, “Traktat mbi elektricitetin dhe magnetizmin” dhe “Teoria dinamike e fushës elektromagnetike”.

Maxwell dhe teoria e fushës elektromagnetike.

Kur Maxwell filloi të studionte fenomenet elektrike dhe magnetike, shumë prej tyre tashmë ishin studiuar mirë. Ishte krijuar Ligji i Kulombit, Ligji i Amperit, është vërtetuar gjithashtu se bashkëveprimet magnetike lidhen me veprimin e ngarkesave elektrike. Shumë shkencëtarë të asaj kohe ishin përkrahës të teorisë së veprimit me rreze të gjatë, e cila thotë se ndërveprimi ndodh në çast dhe në hapësirën boshe.

Rolin kryesor në teorinë e ndërveprimit me rreze të shkurtër e ka luajtur hulumtimi i Michael Faraday (vitet 30 të shekullit të 19-të). Faraday argumentoi se natyra e ngarkesës elektrike bazohej në fushën elektrike përreth. Fusha e një ngarkese është e lidhur me atë fqinje në dy drejtime. Rrymat ndërveprojnë duke përdorur një fushë magnetike. Sipas Faraday, ai përshkroi fushat magnetike dhe elektrike në formën e linjave të forcës, të cilat janë linja elastike në një mjedis hipotetik - eter.

Maxwell mbështeti teorinë e Faradeit për ekzistencën e fushave elektromagnetike, domethënë, ai ishte një mbështetës i proceseve në zhvillim rreth ngarkesës dhe rrymës.

Maxwell shpjegoi idetë e Faradeit në formë matematikore, diçka që fizikës i nevojitej vërtet. Me prezantimin e konceptit të fushës, ligjet e Kulombit dhe Amperit u bënë më bindës dhe thellësisht kuptimplotë. Në konceptin e induksionit elektromagnetik, Maxwell ishte në gjendje të merrte në konsideratë vetitë e vetë fushës. Nën ndikimin e një fushe magnetike alternative, në hapësirën boshe krijohet një fushë elektrike me vija të mbyllura të forcës. Ky fenomen quhet fushë elektrike vorbull.

Zbulimi tjetër i Maxwell ishte se një fushë elektrike alternative mund të gjenerojë një fushë magnetike, të ngjashme me një rrymë elektrike të zakonshme. Kjo teori u quajt hipoteza e rrymës së zhvendosjes. Më pas, Maxwell shprehu sjelljen e fushave elektromagnetike në ekuacionet e tij.

Referenca. Ekuacionet e Maxwell-it janë ekuacione që përshkruajnë fenomenet elektromagnetike në media të ndryshme dhe hapësirën vakum, dhe gjithashtu lidhen me elektrodinamikën makroskopike klasike. Ky është një përfundim logjik i nxjerrë nga eksperimentet e bazuara në ligjet e fenomeneve elektrike dhe magnetike.
Përfundimi kryesor i ekuacioneve të Maksuellit është fundi i përhapjes së ndërveprimeve elektrike dhe magnetike, i cili bën dallimin midis teorisë së veprimit me rreze të shkurtër dhe teorisë së veprimit me rreze të gjatë. Karakteristikat e shpejtësisë i afroheshin shpejtësisë së dritës 300,000 km/s. Kjo i dha Maxwell arsye për të argumentuar se drita është një fenomen i lidhur me veprimin e valëve elektromagnetike.

Teoria kinetike molekulare e gazeve të Maksuellit.

Maxwell kontribuoi në studimin e teorisë kinetike molekulare (tani kjo shkencë quhet mekanika statistikore). Maxwell ishte i pari që doli me idenë e natyrës statistikore të ligjeve të natyrës. Ai krijoi një ligj për shpërndarjen e molekulave sipas shpejtësisë, dhe gjithashtu arriti të llogarisë viskozitetin e gazrave në lidhje me treguesit e shpejtësisë dhe rrugën e lirë të molekulave të gazit. Gjithashtu, falë punës së Maxwell-it, ne kemi një sërë marrëdhëniesh termodinamike.

Referenca. Shpërndarja e Maksuellit është një teori e shpërndarjes së shpejtësisë së molekulave të një sistemi në kushtet e ekuilibrit termodinamik. Ekuilibri termodinamik është një kusht për lëvizjen përkthimore të molekulave të përshkruara nga ligjet e dinamikës klasike.

Maksuelli kishte shumë vepra shkencore që u botuan: "Teoria e nxehtësisë", "Materia dhe lëvizja", "Elektriciteti në ekspozimin elementar" etj. Maxwell jo vetëm që e përparoi shkencën gjatë periudhës, por ishte gjithashtu i interesuar për historinë e saj. Dikur, ai arriti të botojë veprat e G. Cavendish, të cilat i plotësoi me komentet e tij.

Çfarë kujton bota për James Clerk Maxwell?

Maxwell ishte duke punuar në mënyrë aktive në studimin e fushave elektromagnetike. Teoria e tij për ekzistencën e tyre u njoh në mbarë botën vetëm një dekadë pas vdekjes së tij.

Maksuelli ishte i pari që e klasifikoi lëndën dhe i caktoi secilës ligjet e veta, të cilat nuk ishin të reduktueshme me ligjet e mekanikës së Njutonit.

Shumë shkencëtarë kanë shkruar për Maxwell. Fizikani R. Feynman tha për të se Maxwell, i cili zbuloi ligjet e elektrodinamikës, shikoi shekuj në të ardhmen.

Epilogu. James Clerk Maxwell vdiq më 5 nëntor 1879 në Kembrixh. Ai u varros në një fshat të vogël skocez pranë kishës së tij të preferuar, e cila nuk është shumë larg nga pasuria e tij familjare.

Maxwell, James Clerk - matematikan dhe fizikant anglez me origjinë skoceze. Themelues i elektrodinamikës moderne klasike, teorisë kinetike të gazeve. Kryen një numër studimesh të rëndësishme në termodinamikën dhe fizikën molekulare. Krijuesi i teorisë sasiore të ngjyrave, hodhi themelet e parimeve të fotografisë me ngjyra.

Biografia

James Clerk Maxwell lindi më 13 qershor 1831 në kryeqytetin skocez të Edinburgut. Babai, John Clerk Maxwell. Ai ishte anëtar i barit dhe zotëronte një pronë në Skocinë e Jugut. Nëna, Frances Kay, ishte vajza e një gjyqtari të Gjykatës së Admiralitetit.

Nëna e James vdiq kur ai ishte tetë vjeç. Babai im duhej ta rriste vetë. Gjatë gjithë jetës së tij, James ruajti ndjenja shumë të ngrohta për të atin, i cili me të vërtetë kujdesej gjithmonë për të.

Kur erdhi koha që James të merrte një arsim, mësuesit u ftuan fillimisht në shtëpinë e tij. Mirëpo, këta mësues ishin injorantë dhe të pasjellshëm dhe të tjerë nuk gjendeshin. Prandaj, babai vendosi ta dërgonte djalin e tij në Akademinë e Edinburgut.

Në fillim, Maxwell i ri ishte mjaft i kujdesshëm për të studiuar në akademi, por gradualisht u përfshi. Mësimet ngjallën interes të vërtetë tek ai dhe gjeometria tërhoqi vëmendje të veçantë. Ishte kjo shkencë që u bë baza mbi të cilën u rritën të gjitha arritjet e ardhshme shkencore të Maxwell.

Maxwell i dha akademisë një himn ndarës, i cili më pas u këndua me kënaqësi nga më shumë se një brez studentësh. James pastaj hyn në Universitetin e Edinburgut. Këtu ai studion teorinë e elasticitetit, rezultatet e kësaj pune vlerësohen shumë nga specialistët.

Në 1850, Maxwell u largua për në Kembrixh, pavarësisht nga pakënaqësia e babait të tij për këtë vendim. Fillimisht studion në Kolegjin St. Peter's, më pas kalon në Trinity College. Ai thjesht i mahniti mësuesit me njohuritë e tij dhe zuri vendin e dytë në diplomim. Pasi mori diplomën e tij bachelor, Maxwell mbeti në Trinity College për të punuar si mësues. Gjatë kësaj periudhe ai studioi problemin e ngjyrave, gjeometrisë dhe elektricitetit. Në 1854, në një letër drejtuar një prej miqve të tij

James njoftoi qëllimin e tij për të "sulmuar energjinë elektrike". Kjo ishte e suksesshme - së shpejti u botua vepra "On Faraday Lines of Force", një nga tre veprat më të mëdha të Maxwell. Puna kryesore e kësaj periudhe të jetës së shkencëtarit ishte krijimi i teorisë së ngjyrave. Ai provoi eksperimentalisht se si ngjyrat përzihen. Këto studime më pas formuan bazën e fotografisë me ngjyra.

Në 1856, Maxwell u bë profesor i filozofisë natyrore në Kolegjin Aberdeen Marischal. Ai, në fakt, krijoi departamentin e fizikës këtu nga e para. Në 1858, Maxwell u martua me Catherine Mary Dewar, e cila ishte vajza e kreut të Kolegjit Marischal.

Gjatë kësaj periudhe, shkencëtari u angazhua në llogaritjen e lëvizjes së unazave të Saturnit, duke botuar një traktat "Mbi qëndrueshmërinë e lëvizjes së unazave të Saturnit". Kjo vepër më vonë u bë klasike.

Në të njëjtën kohë, Maxwell u përqendrua në teorinë kinetike të gazeve. Në qershor 1860, ai dha një raport mbi këtë temë në takimin e Shoqatës Britanike në Oksford.

Gjithashtu në 1860, Maxwell duhej t'i thoshte lamtumirë postit të tij profesor në Kolegjin Marischal. Menjëherë pas kësaj, ai u ftua në King's College në pozicionin e profesorit në departamentin e filozofisë natyrore.

Më 17 maj 1861, shkencëtari demonstroi fotografinë e parë me ngjyra në botë. Njëqind vjet më vonë, kompania Kodak vërtetoi se Maxwell ishte thjesht me fat në atë kohë - ishte e pamundur të merreshin imazhe jeshile dhe të kuqe duke përdorur metodën e tij; këto ngjyra u formuan rastësisht. Megjithatë, parimet ishin ende të sakta, megjithëse me gabime të vogla.

Pas kësaj, Maxwell fokusohet në studimin e elektromagnetizmit. Publikohen veprat “Mbi linjat fizike të forcës” dhe “Teoria dinamike e fushës elektromagnetike”. Që nga ajo kohë deri në fund të jetës së tij, shkencëtari punoi në problemet e matjeve elektrike.

Në 1865, shëndeti i Maxwell u përkeqësua dhe vitin e ardhshëm ai u largua nga Londra për në pronën e tij në Glenlar. Më 1867 shkoi në Itali për të përmirësuar shëndetin. Në këtë periudhë u botuan librat “Teoria e nxehtësisë” dhe “Teoria e nxehtësisë”.

Në 1871, Maxwell u bë profesor në Universitetin e Kembrixhit. Dy vjet më vonë, shkencëtari përfundon punën e gjithë jetës së tij - Traktatin me dy vëllime mbi energjinë elektrike dhe magnetizmin. Më pas u botuan librat "Materia dhe Lëvizja",

Nga viti 1874 deri në 1879, Maxwell përpunoi veprat e Henry Cavendish, të cilat iu prezantuan atij në mënyrë solemne nga Duka i Devonshire.

Në këtë kohë, shëndeti i tij po përkeqësohej shumë. Së shpejti u bë një diagnozë e kancerit. Më 5 nëntor 1879, James Clerk Maxwell vdiq. Trupi i tij u varros në fshatin Parton, pranë prindërve të tij.

Arritjet kryesore të Maxwell

• Gjatë jetës së Maxwell, shumë nga veprat e tij nuk u vlerësuan siç duhet, por më vonë vepra e tij zuri vendin e merituar në historinë e shkencës.
• Kërkimet në fushën e teorisë së fushës elektromagnetike u bënë baza e idesë së fushës në fizikën e shekullit të 20-të. Kjo u vu në dukje nga shumë shkencëtarë, duke përfshirë Leopold Infeld, Albert Einstein dhe Rudolf Peierls.
• Kontributi në teorinë kinetike molekulare.
• Zhvillimi i metodave statistikore që kontribuan në zhvillimin e mekanikës statistikore. Skrijoi termin "mekanika statistikore".
• Krijimi i teorisë së ngjyrave. Teoria elektromagnetike e dritës.
• Zhvillimi i teorisë dinamike të gazeve.

Data të rëndësishme në biografinë e Maxwell

• 13 qershor 1831 - në Edinburg.
• 1841 - pranimi në Akademinë e Edinburgut.
• 1846 - puna e parë shkencore "Mbi vetitë e ovaleve dhe kthesave me shumë vatra".
• 1847 - pranimi në Universitetin e Edinburgut.
• 1850 - raporti "Për ekuilibrin e trupave elastikë". Pranimi në Universitetin e Kembrixhit.
• 1854 - diplomimi nga universiteti. Fillimi i veprimtarisë pedagogjike.
• 1856 - vdekja e babait. Maxwell bëhet anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Edinburgut.
• 1857 - vepra "Për linjat e forcës së Faradeit".
• 1858 - u martua me Katherine Mary Dewar.
• 1859 - artikulli i parë mbi teorinë kinetike të gazeve.
• 1860 – Profesor i Fizikës në Universitetin e Londrës.
• 1860 - Merr Medaljen Rumford për kërkime në optikë dhe ngjyra.
• 1861 - fotografia e parë me ngjyra në botë.
• 1861-1864 – botimi i veprave “Teoria dinamike e fushës elektromagnetike”, “Mbi linjat fizike të forcave”.
• 1865 - zhvendoset në Glenlare.
• 1867 - udhëtim në Itali.
• 1871 – Profesor i Fizikës Eksperimentale në Universitetin e Kembrixhit.
• 1873 - botimi i veprave "Materia dhe Lëvizja", "Traktati për energjinë elektrike dhe magnetizmin".
• 1874 - Laboratori Cavendish filloi punën e tij.
• 1878-1879 - botimi i artikujve "Mbi sforcimet që lindin në gazrat e rralluar për shkak të pabarazisë së temperaturës", "Analiza harmonike".
• 5 nëntor 1879 - James Clerk Maxwell vdiq në shtëpinë e tij në Kembrixh.

• Karakteristika e vetme e relievit të Venusit me emrin e një njeriu është vargmalet e James Maxwell.
• Në shkollë, Maxwell dinte shumë pak aritmetikë.
• Pasi mori një mesazh për pjesëmarrjen e detyrueshme në një shërbim në Universitetin e Kembrixhit, ai tha: "Unë thjesht po shkoj në shtrat në këtë kohë."
• Atij i pëlqente të performonte këngë skoceze, duke e shoqëruar veten në kitarë.
• Në moshën tetë vjeç, ai mund të citonte pothuajse çdo varg nga Libri i Psalmeve.