(13.06.1831 - 05.11.1879)

((1831-1879), anglický fyzik, tvůrce klasické elektrodynamiky, jeden ze zakladatelů statistické fyziky. Narozen 13. června 1831 v Edinburghu v rodině skotského šlechtice ze šlechtického rodu Clerks. Studoval nejprve v Edinburghu (1847-1850), poté na Cambridge (1850-1854) University. V roce 1855 se stal členem rady Trinity College, v letech 1856-1860 byl profesorem přírodní filozofie na Marischal College, University of Aberdeen, a od roku 1860 vedl katedru fyziky a astronomie na King's College, University of London. V roce 1865, kvůli vážné nemoci, Maxwell odstoupil z křesla a usadil se na svém rodinném panství Glenlare poblíž Edinburghu. Zde pokračoval ve studiu přírodních věd a napsal několik esejů o fyzice a matematice.

V roce 1871 byla na univerzitě v Cambridge zřízena katedra experimentální fyziky, jejíž obsazení Maxwell souhlasil. Zde na sebe vzal břímě organizace výzkumné laboratoře na katedře, první fyzikální laboratoře v Anglii. Prostředky na její vytvoření věnoval vévoda z Devonshire, lord kancléř univerzity, ale veškeré organizační práce probíhaly pod dohledem a pokyny Maxwella (navíc do toho investoval spoustu osobních prostředků). Laboratoř byla otevřena 16. června 1874 a byla pojmenována Cavendish – na počest pozoruhodného anglického vědce konce 18. století. G. Cavendish, kterému byl vévoda prasynovcem. Laboratoř byla přizpůsobena jak pro vědeckou práci, tak pro přednáškové demonstrace. Následně se stala jednou z nejznámějších fyzikálních laboratoří na světě.

V posledních letech svého života strávil Maxwell spoustu času přípravami na tisk a publikováním Cavendishova obrovského ručně psaného dědictví – jeho teoretických a experimentálních prací o elektřině. Dva velké svazky byly vydány v říjnu 1879. Maxwell zemřel v Cambridge 5. listopadu 1879. Po pohřební službě v kapli Trinity College byl pohřben na rodinném hřbitově ve Skotsku.

Maxwell dokončil svou první vědeckou práci ještě na škole: v 15 letech přišel na jednoduchý způsob, jak kreslit oválné tvary. Tato práce byla ohlášena na zasedání Královské společnosti a dokonce publikována v jejím Proceedings. Když byl členem Trinity College, zabýval se experimenty s teorií barev a působil jako pokračovatel Jungovy teorie a Helmholtzovy teorie tří základních barev. Ve svých experimentech s mícháním barev Maxwell používal speciální vršek, jehož disk byl rozdělen na sektory natřené různými barvami ("Maxwellův disk"). Když se vršek rychle otáčel, barvy se spojily: ​​pokud byl disk namalován stejným způsobem jako barvy spektra, vypadal jako bílý; byla-li jedna polovina natřena červeně a druhá žlutě, vypadala oranžově; smícháním modré a žluté vznikl dojem zelené. Různé kombinace barev produkovaly různé odstíny. O něco později Maxwell úspěšně demonstroval toto zařízení na svých přednáškách v Royal Society. V roce 1860 mu byla udělena Rumfordova medaile za práci na vnímání barev a optice.

V roce 1857 vyhlásila Cambridgeská univerzita soutěž o nejlepší práci o stabilitě Saturnových prstenců, které se Maxwell rozhodl zúčastnit. Tyto útvary objevil Galileo na počátku 17. století. a představoval úžasnou záhadu přírody: zdálo se, že planeta je obklopena třemi spojitými soustřednými prstenci, které se skládají z látky neznámé povahy. Laplace dokázal, že nemohou být pevné. Po provedení matematické analýzy byl Maxwell přesvědčen, že nemohou být kapalné, a dospěl k závěru, že taková struktura je stabilní pouze tehdy, pokud se skládá z roje nepříbuzných meteoritů. Stabilita prstenců je zajištěna jejich přitažlivostí k Saturnu a vzájemným pohybem planety a meteoritů. Za tuto práci obdržel Maxwell cenu J. Adamse a okamžitě se stal lídrem v matematické fyzice.

Jednou z prvních Maxwellových prací, která nejvíce přispěla vědě, byla jeho kinetická teorie plynů. V roce 1859 přednesl na schůzi Britské asociace zprávu, ve které odvodil rozložení molekul podle rychlosti (Maxwellova distribuce). Maxwell rozvinul myšlenky svého předchůdce ve vývoji kinetické teorie plynů R. Clausiem, který zavedl koncept „střední volné dráhy“ (průměrná vzdálenost, kterou urazí molekula plynu mezi její srážkou s jinou molekulou). Maxwell vycházel z myšlenky plynu jako souboru mnoha ideálně pružných kuliček, které se chaoticky pohybují v uzavřeném prostoru a podstupují pouze elastické srážky. Kuličky (molekuly) mohou být rozděleny do skupin podle rychlosti, zatímco ve stacionárním stavu zůstává počet molekul v každé skupině konstantní, i když mohou opouštět a vstupovat do skupin. Z této úvahy vyplynulo, že „částice jsou distribuovány rychlostí podle stejného zákona, podle kterého se rozdělují pozorovací chyby v teorii metody nejmenších čtverců, tedy v souladu s Gaussovou statistikou“. Statistika tak poprvé vstoupila do popisu fyzikálních jevů. Maxwell v rámci své teorie vysvětlil Avogadrův zákon, difúzi, tepelnou vodivost, vnitřní tření (teorie přenosu).

V roce 1867 ukázal statistickou povahu druhého termodynamického zákona („Maxwellův démon“). V roce 1831, v roce Maxwellova narození, provedl M. Faraday klasické experimenty, které ho přivedly k objevu elektromagnetické indukce. Maxwell začal studovat elektřinu a magnetismus asi o 20 let později, kdy existovaly dva pohledy na povahu elektrických a magnetických jevů. Vědci jako A. M. Ampere a F. Neumann se drželi konceptu působení na velkou vzdálenost, přičemž elektromagnetické síly považovali za analog gravitační přitažlivosti mezi dvěma hmotami. Faraday byl zastáncem myšlenky siločar, které spojují kladné a záporné elektrické náboje nebo severní a jižní pól magnetu. Vyplňují celý okolní prostor (pole, Faradayovou terminologií) a určují elektrické a magnetické interakce. Maxwell studoval Faradayovu práci nejpečlivěji a rozvíjel terénní nápady téměř po celý svůj tvůrčí život.

Po Faradayovi vyvinul hydrodynamický model siločar a vyjádřil tehdy známé vztahy elektrodynamiky v matematickém jazyce odpovídajícím Faradayovým mechanickým modelům. Hlavní výsledky tohoto výzkumu se odrážejí v díle Faraday's Lines of Force, směřovaném Faradayovi v roce 1857. V letech 1860-1865 vytvořil Maxwell teorii elektromagnetického pole, kterou formuloval ve formě soustavy rovnic (Maxwellovy rovnice ) popisující všechny základní zákony elektromagnetické jevy: 1. rovnice vyjádřená Faradayovou elektromagnetickou indukcí 2. - magnetoelektrická indukce, objevená Maxwellem a založená na konceptech posuvných proudů 3. - zákon zachování množství el myšlenek magnetického pole dospěl Maxwell k závěru, že jakékoli změny v elektrických a magnetických polích by měly způsobit změny siločar pronikající okolním prostorem, tj. měly by se v prostředí šířit impulsy (nebo vlny). šíření těchto vln (elektromagnetického rušení) závisí na dielektrické a magnetické permeabilitě prostředí a rovná se poměru elektromagnetické jednotky elektřiny k elektrostatické. Podle Maxwella a dalších badatelů je tento poměr 3x1010 cm/s, což je velmi blízko rychlosti světla, kterou o sedm let dříve naměřil francouzský fyzik A. Fizeau.

V říjnu 1861 Maxwell informoval Faradaye o svém objevu: světlo je elektromagnetické rušení šířící se v nevodivém prostředí, tzn. druh elektromagnetického vlnění. Tato konečná fáze se odrazila v Maxwellově díle Dynamická teorie elektromagnetického pole (Pojednání o elektřině a magnetismu, 1864) a výsledek jeho práce o elektrodynamice shrnul slavné Pojednání o elektřině a magnetismu (1873). Experimentální a technický problém získávání a využití elektromagnetických vln v širokém spektrálním rozsahu, ve kterém viditelné světlo tvoří jen malou část, byl úspěšně vyřešen následujícími generacemi vědců a inženýrů. Aplikace Maxwellovy teorie daly světu všechny druhy rádiové komunikace, včetně rozhlasového a televizního vysílání, radarových a navigačních pomůcek a prostředků k ovládání raket a satelitů. 1831-1879), anglický fyzik, tvůrce klasické elektrodynamiky, jeden ze zakladatelů statistické fyziky.

MAXWELL James Clerk (Maxwell James Clerk) (13. VI.1831 - 5. XI.1879) - anglický fyzik, člen edinburské (1855) a londýnské (1861) královské společnosti. R. v Edinburghu. Studoval na střední škole v Edinburghu (1847-50) a Cambridge (1850-54). Poté krátce učil na Trinity College, v letech 1856 - 60 - profesor na University of Aberdeen, v letech 1860 - 65 - na King's College London a od roku 1871 - první profesor experimentální fyziky v Cambridge. Pod jeho vedením vznikla v Cambridge slavná Cavendishova laboratoř, které vedl až do konce života.

Práce jsou věnovány elektrodynamice, molekulové fyzice, obecné statistice, optice, mechanice a teorii pružnosti. Maxwell učinil své nejvýznamnější příspěvky do molekulární fyziky a elektrodynamiky.
V kinetické teorii plynů, jejímž byl jedním ze zakladatelů, ustanovil v roce 1859 statistický zákon popisující rozložení rychlostí molekul plynu (Maxwellovo rozdělení). V roce 1866 podal novou derivaci distribuční funkce rychlostí molekul, založenou na úvahách o přímých a zpětných srážkách, vyvinul teorii přenosu v obecné podobě, aplikoval ji na procesy difúze, tepelné vodivosti a vnitřního tření, a zavedl pojem relaxační čas.
V roce 1867 první ukázal statistickou povahu druhého termodynamického zákona („Maxwellův démon“) a v roce 1878 zavedl termín „statistická mechanika“.

Maxwellovým největším vědeckým počinem je teorie elektromagnetického pole, kterou vytvořil v letech 1860 - 65, kterou zformuloval do podoby soustavy několika rovnic (Maxwellovy rovnice), vyjadřujících všechny základní zákony elektromagnetických jevů (první rovnice diferenciálního pole byly tzv. napsal Maxwell v letech 1855 - 56). Maxwell ve své teorii elektromagnetického pole použil (1861) nový pojem - posuvný proud, dal (1864) definici elektromagnetického pole a předpověděl (1865) nový důležitý efekt: existenci ve volném prostoru elektromagnetického záření (elektromagnetického vlny) a jeho šíření v prostoru rychlostí světla . Ten mu dal důvod považovat (1865) světlo za jeden z typů elektromagnetického záření (myšlenku elektromagnetické povahy světla) a odhalit souvislost mezi optickými a elektromagnetickými jevy. Teoreticky vypočítaný tlak světla (1873). Nastavte poměr ε = n2 (1860).
Předpověděl účinky Stewart - Tolman a Einstein - de Haas (1878), kožní efekt.

Také formuloval větu v teorii pružnosti (Maxwellova věta), stanovil vztahy mezi hlavními termofyzikálními parametry (Maxwellovy termodynamické vztahy), rozvinul teorii barevného vidění a studoval stabilitu Saturnových prstenců, ukázal, že prstence nejsou pevné. nebo kapalné, ale jsou to roje meteoritů.
Navrhl řadu zařízení.
Byl slavným popularizátorem fyzikálních znalostí.
Poprvé (1879) publikovány rukopisy G. Cavendish .

Eseje:

1. Vybrané práce z teorie elektromagnetického pole. - Státní nakladatelství technické a teoretické literatury. M., 1952 (řada "Klasika přírodních věd").
2. Projevy a články. Státní nakladatelství technické a teoretické literatury. M.-L., 1940 (Řada "Klasika přírodních věd").
3. Hmota a pohyb. - Iževsk, Výzkumné centrum "Pravidelná a chaotická dynamika", 2001.
4. Pojednání o elektřině a magnetismu. - M., Sciences, 1989 (řada "Classis of Science"). Svazek 1. Svazek 2.
5. Úryvky z děl:

Literatura:

1. V. Kartsev. Maxwell. Život úžasných lidí. Mladý strážce; Moskva; 1974

Filmy:

James Maxwell (1831-1879).

James Clerk Maxwell se narodil v Edinburghu 13. června 1831. Brzy poté, co se chlapec narodil, ho rodiče vzali na své panství Glenlair. Od té doby se „dup v úzké rokli“ pevně usadil v Maxwellově životě. Žili a zemřeli zde jeho rodiče a on sám zde dlouho žil a byl pohřben.

Když bylo Jamesovi osm let, přišlo do domu neštěstí: jeho matka vážně onemocněla a brzy zemřela. Nyní byl Jamesovým jediným vychovatelem jeho otec, ke kterému si po celý život zachoval něžnou náklonnost a přátelství. John Maxwell byl nejen otcem a vychovatelem svého syna, ale také jeho nejvěrnějším přítelem.

Brzy přišel čas, kdy chlapec musel začít studovat. Nejprve byli učitelé pozváni k nim domů. Ale skotští domácí učitelé byli stejně hrubí a ignoranti jako jejich anglické protějšky, popisované s takovým sarkasmem a nenávistí Dickensem. Proto bylo rozhodnuto poslat Jamese na novou školu, která nesla hlasité jméno Edinburgh Academy.

Chlapec se postupně zapojil do školního života. Své lekce začal brát s velkým zájmem. Obzvláště měl rád geometrii. Zůstala jedním z Maxwellových nejsilnějších koníčků po celý jeho život. Geometrické obrazy a modely hrály v jeho vědecké práci obrovskou roli. Maxwellova vědecká cesta začala u ní.

Maxwell absolvoval akademii v jedné z prvních absolventských tříd. Na rozloučení se svou milovanou školou složil hymnu Edinburské akademie, kterou její studenti jednohlasně a nadšeně zpívali. Nyní se před ním otevřely dveře University of Edinburgh.

Jako student prováděl Maxwell seriózní výzkum teorie pružnosti, který byl odborníky velmi chválen. A nyní stál před otázkou, jaká je perspektiva jeho dalšího studia na Cambridge.

Nejstarší vysoká škola v Cambridge byla St. Petra (Peterhouse), a nejznámější je sv. Trinity College (Trinity College), založená v roce 1546. Slávu této vysoké školy vytvořil její slavný student Isaac Newton. Peterhouse a Trinity College byly postupně bydlištěm mladého Maxwella v Cambridge. Po krátkém pobytu v Peterhouse se Maxwell přestěhoval na Trinity College.

Maxwellův objem znalostí, síla jeho intelektu a nezávislé myšlení mu umožnily dosáhnout vysokého místa v jeho promoci. Obsadil druhé místo.

Mladý bakalář zůstal na Trinity College jako učitel. Měl ale obavy z vědeckých problémů. Kromě své dávné fascinace geometrií a problémem barev, které začal studovat již v roce 1852, se Maxwell začal zajímat o elektřinu.

20. února 1854 Maxwell informoval Thomsona o svém záměru „zaútočit na elektřinu“. Výsledkem „útoku“ byla esej „O Faradayových liniích síly“ – první ze tří hlavních Maxwellových děl věnovaných studiu elektromagnetického pole. Slovo „pole“ se poprvé objevilo ve stejném dopise Thomsonovi, ale ani v tomto, ani v následném eseji o polních čarách. Maxwell to nepoužívá. Tento koncept se znovu objeví až v roce 1864 v díle „Dynamická teorie elektromagnetického pole“.

Na podzim roku 1856 se Maxwell ujal svého postu profesora přírodní filozofie na Marischal College v Aberdeenu. Katedra přírodní filozofie, tedy katedra fyziky v Aberdeenu, před Maxwellem v podstatě neexistovala a mladý profesor musel organizovat vzdělávací a vědeckou práci ve fyzice.

Jeho pobyt v Aberdeenu byl poznamenán důležitou událostí v Maxwellově osobním životě: oženil se s dcerou ředitele Marischal College, Danielem Dewarem, Catherine Mary Dewarovou. Tato událost se stala v roce 1858. Od té doby až do konce života kráčeli manželé Maxwellovi svou životní cestou ruku v ruce.

V letech 1857-1859 vědec provedl své výpočty pohybu Saturnových prstenců. Ukázal, že kapalný prstenec bude při rotaci zničen vlnami v něm vznikajícími a rozpadne se na samostatné satelity. Maxwell uvažoval o pohybu konečného počtu takových satelitů. Jeho nejtěžší matematický výzkum mu přinesl Adamsovu cenu a slávu prvotřídního matematika. Oceněnou práci publikovala v roce 1859 University of Cambridge.

Od studia prstenců Saturnu bylo zcela přirozené přejít k úvahám o pohybech molekul plynu. Období aberdeenského života Maxwella skončilo jeho projevem na zasedání Britské asociace v roce 1859 zprávou „O dynamické teorii plynů“. Tento dokument znamenal začátek Maxwellova mnohaletého plodného výzkumu v oblasti kinetické teorie plynů a statistické fyziky.

Vzhledem k tomu, že oddělení, kde Maxwell pracoval, bylo uzavřeno, musel si vědec hledat nové zaměstnání. V roce 1860 byl Maxwell zvolen profesorem přírodní filozofie na King's College v Londýně.

Londýnské období bylo poznamenáno vydáním velkého článku „Explanations of the Dynamic Theory of Gases“, který byl publikován v předním anglickém fyzikálním časopise The Philosophical Journal v roce 1860. Tímto článkem Maxwell výrazně přispěl k novému odvětví teoretické fyziky – statistické fyzice. Za zakladatele statistické fyziky v její klasické podobě jsou považováni Maxwell, Boltzmann a Gibbs.

Maxwellovi strávili léto 1860 před začátkem podzimního semestru v Londýně na rodinném sídle Glenlair. Maxwell si však nedokázal odpočinout a nabrat síly. Vážně onemocněl neštovicemi. Lékaři se báli o jeho život. Ale mimořádná odvaha a trpělivost jeho oddané Katherine, která dělala vše pro to, aby se starala o svého nemocného manžela, jim pomohla porazit strašlivou nemoc. Jeho londýnský život začal tak obtížnou zkouškou. Během tohoto období svého života publikoval Maxwell velký článek o barvách a také práci „Vysvětlení dynamické teorie plynů“. Ale hlavní dílo jeho života bylo věnováno teorii elektřiny.

Publikoval dvě hlavní práce o teorii elektromagnetického pole, které vytvořil: „O fyzikálních silových liniích“ (1861-1862) a „Dynamická teorie elektromagnetického pole“ (1864-1865). Maxwell během deseti let vyrostl ve významného vědce, tvůrce fundamentální teorie elektromagnetických jevů, která se spolu s mechanikou, termodynamikou a statistickou fyzikou stala jedním ze základů klasické teoretické fyziky.

Ve stejném období svého života začal Maxwell pracovat na elektrických měřeních. Zajímal se zejména o racionální systém elektrických jednotek, neboť jím vytvořená elektromagnetická teorie světla byla založena pouze na shodě poměru elektrostatických a elektromagnetických jednotek elektřiny s rychlostí světla. Bylo zcela přirozené, že se stal jedním z aktivních členů „Commission of Units“ Britské asociace. Maxwell navíc hluboce chápal úzké propojení vědy a techniky, důležitost tohoto spojení jak pro pokrok vědy, tak pro technologický pokrok. Proto od šedesátých let až do konce svého života neúnavně pracoval v oboru elektrických měření.

Rušný londýnský život si vybral svou daň na zdraví Maxwella a jeho ženy a rozhodli se žít na svém rodinném panství Glenlare. Toto rozhodnutí se stalo nevyhnutelným po Maxwellově těžké nemoci na konci letních prázdnin v roce 1865, které jako obvykle trávil na svém panství. Maxwell opustil službu v Londýně a žil v Glenlare po dobu pěti let (od roku 1866 do roku 1871), občas cestoval do Cambridge na zkoušky a teprve v roce 1867 na radu lékařů odcestoval do Itálie. Zatímco se zabýval ekonomickými záležitostmi v Glenlare, Maxwell neopustil svá vědecká studia. Tvrdě pracoval na hlavním díle svého života, „Pojednání o elektřině a magnetismu“, napsal knihu „Teorie tepla“, důležitou práci o regulátorech, řadu článků o kinetické teorii plynů a účastnil se setkání. britské asociace. Maxwellův tvůrčí život na vesnici pokračoval stejně intenzivně jako v univerzitním městě.

V roce 1871 vydal Maxwell v Londýně The Theory of Heat. Tato učebnice byla velmi oblíbená. Vědec napsal, že účelem jeho knihy „Teorie tepla“ bylo představit doktrínu tepla „v pořadí, v jakém se vyvíjela“.

Brzy po vydání Teorie tepla dostal Maxwell nabídku obsadit nově založené oddělení experimentální fyziky v Cambridge. Souhlasil a 8. března 1871 byl jmenován Cavendishem profesorem na Cambridgeské univerzitě.

V roce 1873 vyšlo „Pojednání o elektřině a magnetismu“ (ve dvou svazcích) a kniha „Hmota a pohyb“.

"Hmota a pohyb" je malá kniha věnovaná představení základů mechaniky.

„Pojednání o elektřině a magnetismu“ je Maxwellovým hlavním dílem a vrcholem jeho vědecké kreativity. Shrnul v ní výsledky mnohaleté práce na elektromagnetismu, která začala počátkem roku 1854. Předmluva k Pojednání je datována 1. února 1873. Maxwell na svém zásadním díle pracoval devatenáct let!

Maxwell zhodnotil celou skupinu znalostí o elektřině a magnetismu své doby, počínaje základními fakty elektrostatiky a konče elektromagnetickou teorií světla, kterou vytvořil. Shrnul boj mezi teoriemi akce na velké vzdálenosti a na krátkou vzdálenost, který začal ještě za Newtonova života, přičemž poslední kapitolu své knihy věnoval úvahám o teoriích akce na dálku. Maxwell otevřeně neoponoval teoriím elektřiny, které existovaly před ním; prezentoval Faradayův koncept jako rovnocenný s převládajícími teoriemi, ale celý duch jeho knihy, jeho přístup k analýze elektromagnetických jevů byl tak nový a neobvyklý, že jeho současníci odmítali knize rozumět.

Ve slavné předmluvě k Traktátu Maxwell charakterizuje účel své práce následovně: popsat nejdůležitější z elektromagnetických jevů, ukázat, jak je lze měřit, a „sledovat matematické vztahy mezi měřenými veličinami“. Naznačuje, že se pokusí „pokud možno osvětlit souvislost mezi matematickou podobou této teorie a obecnou dynamikou, abychom byli do určité míry připraveni na stanovení těch dynamických zákonitostí, mezi nimiž bychom měli hledat ilustrace, resp. vysvětlení elektromagnetických jevů“.

Maxwell považuje zákony mechaniky za základní přírodní zákony. Není náhodou, že proto jako základní předpoklad pro své základní rovnice elektromagnetické teorie vytyčuje základní principy dynamiky. Ale zároveň Maxwell chápe, že teorie elektromagnetických jevů je kvalitativně novou teorií, kterou nelze redukovat na mechaniku, ačkoli mechanika usnadňuje pronikání do této nové oblasti přírodních jevů.

Maxwellovy hlavní závěry se scvrkávaly na následující: střídavé magnetické pole, vybuzené měnícím se proudem, vytváří v okolním prostoru elektrické pole, které zase budí magnetické pole atd. Měnící se elektrická a magnetická pole, která se vzájemně generují , tvoří jediné střídavé pole elektromagnetického pole - elektromagnetické vlnění.

Odvodil rovnice ukazující, že magnetické pole vytvořené zdrojem proudu se od něj šíří konstantní rychlostí. Po svém vzniku se elektromagnetické pole šíří prostorem rychlostí světla 300 000 km/s a zabírá stále větší objem. D. Maxwell tvrdil, že světelné vlny jsou stejné povahy jako vlny, které vznikají kolem drátu, ve kterém je střídavý elektrický proud. Liší se od sebe pouze délkou. Velmi krátké vlny jsou viditelné světlo.

V roce 1874 zahájil významnou historickou práci: studoval vědecké dědictví vědce 18. století Henryho Cavendishe a připravoval je k publikaci. Po Maxwellově výzkumu vyšlo najevo, že Cavendish dávno před Faradayem objevil vliv dielektrika na hodnotu elektrické kapacity a 15 let před tím, než Coulomb objevil zákon elektrických interakcí.

Cavendishova práce o elektřině s popisy experimentů zabírala velký objem, publikovaná v roce 1879 pod názvem „Články o elektřině ctihodného Henryho Cavendishe“. Toto byla Maxwellova poslední kniha vydaná během jeho života. 5. listopadu 1879 zemřel v Cambridge.

James Maxwell je fyzik, který jako první formuloval základy klasické elektrodynamiky. Používají se dodnes. Známá je slavná Maxwellova rovnice, byl to on, kdo zavedl do této vědy pojmy jako posunový proud, elektromagnetické pole, předpověděl elektromagnetické vlny, povahu a tlak světla a učinil mnoho dalších důležitých objevů.

Fyzik z dětství

Fyzik Maxwell se narodil v 19. století, v roce 1831. Narodil se v Edinburghu ve Skotsku. Hrdina našeho článku pocházel z rodiny úředníků, jeho otec vlastnil rodinné panství v Jižním Skotsku. V roce 1826 si našel ženu jménem Frances Kay, vzali se a o 5 let později měli Jamese.

V dětství se Maxwell a jeho rodiče přestěhovali na panství Middleby, kde strávil své dětství, které bylo značně zastíněno smrtí jeho matky na rakovinu. Již v prvních letech svého života se aktivně zajímal o svět kolem sebe, měl rád poezii a byl obklopen takzvanými „vědeckými hračkami“. Například předchůdce kina "magic disc".

V 10 letech začal studovat u domácího učitele, ale to se ukázalo jako neúčinné, a tak se v roce 1841 přestěhoval do Edinburghu ke své tetě. Zde začal navštěvovat Edinburgh Academy, která kladla důraz na klasické vzdělání.

Studujte na University of Edinburgh

V roce 1847 zde začal studovat budoucí fyzik James Maxwell. Studoval práce o fyzice, magnetismu a filozofii a prováděl četné laboratorní experimenty. Nejvíce ho zajímaly mechanické vlastnosti materiálů. Zkoumal je pomocí polarizovaného světla. Fyzik Maxwell měl tuto příležitost poté, co mu jeho kolega William Nicol daroval dvě polarizační zařízení, která sám sestavil.

V té době vyráběl velké množství modelů ze želatiny, podroboval je deformacím a sledoval barevné malby v polarizovaném světle. Porovnáním svých experimentů s teoretickým výzkumem Maxwell odvodil mnoho nových zákonů a otestoval staré. V té době byly výsledky této práce pro stavební mechaniku nesmírně důležité.

Maxwell v Cambridge

V roce 1850 se chce Maxwell dále vzdělávat, i když jeho otec touto myšlenkou nadšený není. Vědec jde do Cambridge. Tam vstoupí na levnou Peterhouse College. Učební plán, který tam byl k dispozici, Jamese neuspokojoval a studium na Peterhouse nenabízelo žádné vyhlídky.

Až na konci prvního semestru se mu podařilo přesvědčit otce a přestoupit na prestižnější Trinity College. O dva roky později se stává stipendistou a dostává samostatný pokoj.

Maxwell se přitom prakticky nevěnuje vědecké činnosti, čte a navštěvuje přednášky významných vědců své doby, píše poezii a podílí se na intelektuálním životě univerzity. Hrdina našeho článku hodně komunikuje s novými lidmi, díky tomu kompenzuje svou přirozenou plachost.

Maxwellova denní rutina byla zajímavá. Od 7 do 17 hodin pracoval, pak usnul. Znovu jsem vstal ve 21.30, četl a od dvou do půl čtvrté ráno jsem chodil běhat přímo na chodby hostelu. Poté šel opět spát, aby spal až do rána.

Elektrikářské práce

Během pobytu v Cambridge se fyzik Maxwell vážně zajímal o problémy elektřiny. Zkoumá magnetické a elektrické efekty.

Do té doby Michael Faraday předložil teorii elektromagnetické indukce, siločáry schopné spojovat záporné a kladné elektrické náboje. Maxwellovi se však tento koncept jednání na dálku nelíbil, jeho intuice mu říkala, že někde jsou rozpory. Proto se rozhodl zkonstruovat matematickou teorii, která by spojila výsledky získané zastánci dálkového působení a Faradayovy reprezentace. Použil metodu analogie a aplikoval výsledky, kterých dříve dosáhl William Thomson při analýze procesů přenosu tepla v pevných látkách. Tak poprvé poskytl rozumné matematické zdůvodnění toho, jak dochází k přenosu elektrického působení v určitém prostředí.

Barevné fotografie

V roce 1856 odešel Maxwell do Aberdeenu, kde se brzy oženil. V červnu 1860 na kongresu Britské asociace, který se koná v Oxfordu, hrdina našeho článku podává důležitou zprávu o svém výzkumu v oblasti teorie barev a podporuje jej konkrétními experimenty pomocí barevného boxu. Ve stejném roce mu byla udělena medaile za práci na kombinování optiky a barev.

V roce 1861 v Royal Institution podal nezvratný důkaz o správnosti své teorie – jde o barevnou fotografii, na které pracoval od roku 1855. Nikdo na světě to ještě nikdy neudělal. Negativy nafotil přes několik filtrů – modrý, zelený a červený. Nasvícením negativů přes stejné filtry se mu podaří získat barevný obraz.

Maxwellova rovnice

V biografii Jamese Clerka Maxwella na něj měl Thomson také silný vliv. V důsledku toho dochází k závěru, že magnetismus má vírovou povahu a elektrický proud má translační povahu. Vytvoří mechanický model, aby vše názorně předvedl.

Výsledný posuvný proud vedl ke slavné rovnici kontinuity, která se dodnes používá pro elektrický náboj. Podle současníků se tento objev stal Maxwellovým nejvýznamnějším příspěvkem do moderní fyziky.

poslední roky života

Maxwell strávil poslední roky svého života v Cambridge na různých administrativních pozicích a stal se prezidentem Filosofické společnosti. Spolu se svými studenty studoval šíření vlnění v krystalech.

Zaměstnanci, kteří s ním spolupracovali, opakovaně konstatovali, že byl co nejsnáze komunikovatelný, věnoval se výhradně výzkumu, měl jedinečnou schopnost proniknout do podstaty problému samotného, ​​byl velmi bystrý a zároveň adekvátně reagoval na kritiku. , nikdy netoužil stát se slavným, ale zároveň byl schopen velmi rafinovaného sarkasmu.

První příznaky vážné nemoci se objevily v roce 1877, kdy bylo Maxwellovi pouhých 46 let. Začal se čím dál častěji dusit, bylo pro něj obtížné jíst a polykat jídlo a pociťoval silné bolesti.

Po dvou letech pro něj bylo velmi těžké přednášet, mluvit na veřejnosti, velmi rychle se unavil. Lékaři konstatovali, že se jeho stav neustále zhoršoval. Diagnóza lékařů byla zklamáním – rakovina břicha. Na konci roku se zcela oslabený vrátil z Glenlare do Cambridge. Dr. James Paget, slavný v té době, se snažil zmírnit jeho utrpení.

V listopadu 1879 Maxwell zemřel. Rakev s jeho tělem byla převezena z Cambridge na rodinné sídlo, pohřbena vedle svých rodičů na malém vesnickém hřbitově v Partonu.

olympiády na počest Maxwella

Vzpomínka na Maxwella je zachována v názvech ulic, budov, astronomických objektů, ocenění a charitativních nadací. V Moskvě se také každoročně koná Maxwellova fyzikální olympiáda.

Je určen pro žáky 7. až 11. ročníku včetně. Pro školáky 7. – 8. ročníku jsou výsledky Maxwellovy fyzikální olympiády náhradou za krajský a celoruský stupeň olympiády pro školáky ve fyzice.

Pro účast v krajské etapě je potřeba získat dostatečný počet bodů v předběžném výběru. Regionální a závěrečné fáze Maxwellovy olympiády ve fyzice se konají ve dvou fázích. Jedna z nich je teoretická a druhá je experimentální.

Je zajímavé, že úkoly Maxwellovy olympiády ve fyzice se na všech stupních obtížnosti shodují s testy závěrečných fází celoruské olympiády pro školáky.

V tomto článku je uveden stručný životopis anglického fyzika, tvůrce klasické elektrodynamiky, jednoho ze zakladatelů statistické fyziky, Jamese Maxwella.

Krátce životopis Jamese Clerka Maxwella

Maxwell James Clerk se narodil 13. června 1831 v Edinburghu do rodiny skotského šlechtice. Ve věku 10 let vstoupil na Edinburgh Academy, kde se stal prvním studentem.

V letech 1847 až 1850 studoval na univerzitě v Edinburghu. Zde jsem se začal zajímat o experimenty v chemii, optice, magnetismu a studoval jsem matematiku, fyziku a mechaniku. O tři roky později, aby pokračoval ve svém vzdělání, přešel James na Trinity College Cambridge a začal studovat elektřinu z knihy M. Faradaye. Poté zahájil experimentální výzkum elektřiny.
Po úspěšném absolvování vysoké školy (1854) byl mladý vědec přizván k výuce. O dva roky později napsal článek „O Faradayových liniích síly“.

Ve stejné době Maxwell rozvíjel kinetickou teorii plynů. Odvodil zákon, podle kterého jsou molekuly plynu distribuovány podle jejich rychlostí (Maxwellovo rozdělení).

V letech 1856-1860 Maxwell je profesorem na univerzitě v Aberdeenu; v letech 1860-1865 učil na King's College London, kde se poprvé setkal s Faradayem. V tomto období vznikla jeho hlavní práce „Dynamická teorie elektromagnetického pole“ (1864-1865), ve které byly jím objevené vzory vyjádřeny ve formě soustav čtyř diferenciálních rovnic (Maxwellovy rovnice). Vědec tvrdil, že měnící se magnetické pole vytváří vírové elektrické pole v okolních tělesech a ve vakuu, a to zase způsobuje vznik magnetického pole.
Tento objev se stal novou etapou v poznání světa. A. Poincaré považoval Maxwellovu teorii za vrchol matematického myšlení. Maxwell navrhl, že elektromagnetické vlny musí existovat a že jejich rychlost šíření je rovna rychlosti světla. To znamená, že světlo je druh elektromagnetického vlnění. Teoreticky zdůvodnil fenomén lehkého tlaku.