เจมส์ เคลิร์ก แม็กซ์เวลล์ ดิสคัฟเวอรี่ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 19

James Clerk Maxwell (1831-79) - นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ผู้สร้างอิเล็กโทรไดนามิกส์แบบคลาสสิกหนึ่งในผู้ก่อตั้งฟิสิกส์เชิงสถิติ ผู้จัดงานและผู้อำนวยการคนแรก (ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2414) ของห้องปฏิบัติการคาเวนดิช ทำนายการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เสนอแนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงแม่เหล็กไฟฟ้า ก่อตั้งกฎสถิติข้อแรก - กฎหมาย ของการกระจายตัวของโมเลกุลด้วยความเร็วซึ่งตั้งชื่อตามเขา

เมื่อปรากฏการณ์สามารถอธิบายเป็นกรณีพิเศษของหลักการทั่วไปบางประการที่ใช้กับปรากฏการณ์อื่นได้ พวกเขากล่าวว่าปรากฏการณ์นี้ได้รับคำอธิบายแล้ว

แม็กซ์เวลล์ เจมส์ เคลิร์ก

การพัฒนาแนวคิดของ Michael Faraday เขาสร้างทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (สมการของ Maxwell); แนะนำแนวคิดของกระแสการกระจัด ทำนายการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เสนอแนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง สร้างการแจกแจงทางสถิติที่ตั้งชื่อตามเขา ตรวจสอบความหนืด การแพร่ และการนำความร้อนของก๊าซ Maxwell แสดงให้เห็นว่าวงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยร่างกายแต่ละส่วน การดำเนินการเกี่ยวกับการมองเห็นสีและการวัดสี (ดิสก์ของแม็กซ์เวลล์) ทัศนศาสตร์ (เอฟเฟกต์ของแม็กซ์เวลล์) ทฤษฎีความยืดหยุ่น (ทฤษฎีบทของแม็กซ์เวลล์ แผนภาพแม็กซ์เวลล์-ครีโมนา) อุณหพลศาสตร์ ประวัติฟิสิกส์ ฯลฯ

ครอบครัว. ปีของการศึกษา

James Maxwell เกิดเมื่อวันที่ 13 มิถุนายน พ.ศ. 2374 ที่เมืองเอดินเบอระ เขาเป็นลูกชายคนเดียวของขุนนางและทนายความชาวสก็อตแลนด์ จอห์น เคลิร์ก ผู้ซึ่งได้รับมรดกจากภรรยาของญาติ née Maxwell ได้เพิ่มชื่อนี้ในนามสกุลของเขา หลังจากให้กำเนิดลูกชาย ครอบครัวก็ย้ายไปอยู่ที่สกอตแลนด์ตอนใต้ เพื่อไปยังที่ดิน Glenlar (“ที่พักพิงในหุบเขา”) ของตนเอง ซึ่งเด็กชายใช้ชีวิตในวัยเด็ก

จากสมมติฐานทั้งหมด… เลือกข้อที่ไม่ขัดขวางการคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่กำลังตรวจสอบ

แม็กซ์เวลล์ เจมส์ เคลิร์ก

ในปี พ.ศ. 2384 พ่อของเขาส่งเจมส์ไปโรงเรียนชื่อเอดินเบอระอะคาเดมี ที่นี่ เมื่ออายุได้ 15 ปี แม็กซ์เวลล์เขียนบทความทางวิทยาศาสตร์เรื่องแรกของเขาเรื่อง "On the Drawing of Ovals" ในปี พ.ศ. 2390 เขาเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระซึ่งเขาเรียนเป็นเวลาสามปี และในปี พ.ศ. 2393 ย้ายไปมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สำเร็จการศึกษาในปี พ.ศ. 2397 มาถึงตอนนี้ เจมส์ แม็กซ์เวลล์เป็นนักคณิตศาสตร์ชั้นหนึ่งที่มีสัญชาตญาณของนักฟิสิกส์ที่พัฒนาอย่างดีเยี่ยม .

การสร้างห้องปฏิบัติการคาเวนดิช งานสอน

หลังจากสำเร็จการศึกษา เจมส์ แมกซ์เวลล์ถูกทิ้งไว้ที่เคมบริดจ์เพื่อทำงานสอน ในปี 1856 เขาได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ที่ Marishall College ที่มหาวิทยาลัยอเบอร์ดีน (สกอตแลนด์) ในปี พ.ศ. 2403 เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกของราชสมาคมแห่งลอนดอน ในปีเดียวกันเขาย้ายไปลอนดอนโดยรับข้อเสนอให้ดำรงตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ที่ King's College, London University ซึ่งเขาทำงานจนถึงปี พ.ศ. 2408

เมื่อกลับมาที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในปี พ.ศ. 2414 แม็กซ์เวลล์ได้จัดตั้งและเป็นหัวหน้าห้องทดลองที่มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับการทดลองทางกายภาพแห่งแรกในบริเตนใหญ่ ซึ่งรู้จักกันในชื่อห้องทดลองคาเวนดิช (ตามชื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เฮนรี คาเวนดิช) การก่อตัวของห้องปฏิบัติการนี้ซึ่งในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 19-20 กลายเป็นหนึ่งในศูนย์วิทยาศาสตร์โลกที่ใหญ่ที่สุด Maxwell อุทิศชีวิตในช่วงปีสุดท้ายของเขา

ในการดำเนินการทางวิทยาศาสตร์อย่างถูกต้องผ่านการทดลองอย่างเป็นระบบและการสาธิตที่ถูกต้อง จำเป็นต้องมีศิลปะเชิงกลยุทธ์

แม็กซ์เวลล์ เจมส์ เคลิร์ก

โดยทั่วไปไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับชีวิตของแม็กซ์เวลล์ ขี้อาย สงบเสงี่ยม เขาพยายามใช้ชีวิตอย่างสันโดษและไม่เก็บบันทึกประจำวัน ในปีพ. ศ. 2401 เจมส์แม็กซ์เวลล์แต่งงาน แต่ชีวิตครอบครัวไม่ประสบความสำเร็จทำให้ความไม่เข้าสังคมแย่ลงทำให้เขาแปลกแยกจากเพื่อนเก่าของเขา มีข้อสันนิษฐานว่าเนื้อหาสำคัญหลายอย่างเกี่ยวกับชีวิตของ Maxwell สูญหายระหว่างเหตุไฟไหม้ในปี 1929 ในบ้าน Glenlar ของเขา 50 ปีหลังจากการตายของเขา เขาเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งเมื่ออายุ 48 ปี

กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์

ขอบเขตความสนใจทางวิทยาศาสตร์ที่กว้างผิดปกติของแมกซ์เวลล์ครอบคลุมทฤษฎีปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ทฤษฎีจลน์ของก๊าซ ออปติก ทฤษฎีความยืดหยุ่น และอื่นๆ อีกมากมาย หนึ่งในผลงานชิ้นแรกของเขาคือการวิจัยเกี่ยวกับสรีรวิทยาและฟิสิกส์ของการมองเห็นสีและการวัดสี ซึ่งเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2395 ในปี พ.ศ. 2404 เจมส์ แม็กซ์เวลล์ได้ภาพสีเป็นครั้งแรกโดยการฉายแผ่นใสสีแดง เขียว และน้ำเงินบนหน้าจอในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้ได้พิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีการมองเห็นแบบสามองค์ประกอบและแนวทางที่ร่างไว้เพื่อสร้างภาพถ่ายสี ในงานปี 1857-59 แมกซ์เวลล์ได้ตรวจสอบความเสถียรของวงแหวนดาวเสาร์ในทางทฤษฎี และแสดงให้เห็นว่าวงแหวนของดาวเสาร์จะเสถียรได้ก็ต่อเมื่อพวกมันประกอบด้วยอนุภาค (วัตถุ) ที่ไม่เกี่ยวข้องกัน

ในปี พ.ศ. 2398 ดี. แม็กซ์เวลล์ได้เริ่มวงจรของงานหลักของเขาเกี่ยวกับอิเล็กโทรไดนามิกส์ มีการเผยแพร่บทความ "บนเส้นแรงของฟาราเดย์" (พ.ศ. 2398-56), "บนเส้นแรงทางกายภาพ" (พ.ศ. 2404-62), "ทฤษฎีไดนามิกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า" (พ.ศ. 2412) การวิจัยเสร็จสมบูรณ์ด้วยการตีพิมพ์เอกสารสองเล่ม บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก (พ.ศ. 2416)

ผู้ชายที่ยิ่งใหญ่ทุกคนเป็นหนึ่งเดียวกัน ในกระบวนการทางประวัติศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ แต่ละคนมีหน้าที่เฉพาะของตนเองและสถานที่เฉพาะของตนเอง

แม็กซ์เวลล์ เจมส์ เคลิร์ก

การสร้างทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

เมื่อเจมส์ แมกซ์เวลล์เริ่มค้นคว้าเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กในปี พ.ศ. 2398 หลายคนได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กฎของการทำงานร่วมกันของประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง (กฎของคูลอมบ์) และกระแส (กฎของแอมแปร์) ได้รับการก่อตั้งขึ้น ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กเป็นปฏิสัมพันธ์ของประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในสมัยนั้นเชื่อว่าการโต้ตอบจะถูกส่งผ่านทันทีผ่านความว่างเปล่า (ทฤษฎีระยะไกล)

ไมเคิล ฟาราเดย์ หันมาใช้ทฤษฎีการกระทำระยะสั้นอย่างเด็ดขาดในช่วงทศวรรษที่ 1930 ศตวรรษที่ 19 ตามแนวคิดของฟาราเดย์ ประจุไฟฟ้าจะสร้างสนามไฟฟ้าในพื้นที่รอบๆ เขตข้อมูลของประจุหนึ่งทำหน้าที่กับอีกอันหนึ่งและในทางกลับกัน ปฏิสัมพันธ์ของกระแสจะดำเนินการโดยใช้สนามแม่เหล็ก ฟาราเดย์อธิบายการกระจายของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในอวกาศด้วยความช่วยเหลือของเส้นแรง ซึ่งตามความเห็นของเขา คล้ายกับเส้นยืดหยุ่นธรรมดาในสื่อสมมุติ - โลกอีเธอร์

Maxwell ยอมรับแนวคิดของ Faraday อย่างเต็มที่เกี่ยวกับการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นคือ เกี่ยวกับความเป็นจริงของกระบวนการในอวกาศใกล้กับประจุและกระแส เขาเชื่อว่าร่างกายไม่สามารถทำงานได้ในที่ที่ไม่มีอยู่

สิ่งแรกที่ D.K. Maxwell - ให้แนวคิดของ Faraday ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวดซึ่งจำเป็นในวิชาฟิสิกส์ ปรากฎว่าด้วยการแนะนำแนวคิดของสนาม กฎของคูลอมบ์และแอมแปร์เริ่มแสดงออกอย่างเต็มที่ ลึกซึ้ง และงดงามที่สุด ในปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า แม็กซ์เวลล์เห็นคุณสมบัติใหม่ของสนาม: สนามแม่เหล็กสลับสร้างสนามไฟฟ้าในพื้นที่ว่างที่มีเส้นแรงปิด (เรียกว่าสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน)

ขั้นตอนต่อไปและขั้นตอนสุดท้ายในการค้นพบคุณสมบัติพื้นฐานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้านั้นดำเนินการโดย Maxwell โดยไม่ต้องพึ่งพาการทดลองใดๆ เขาเดาได้อย่างยอดเยี่ยมว่าสนามไฟฟ้ากระแสสลับสร้างสนามแม่เหล็กเช่นเดียวกับกระแสไฟฟ้าทั่วไป (สมมติฐานของกระแสการกระจัด) ในปี พ.ศ. 2412 กฎพื้นฐานทั้งหมดที่ควบคุมพฤติกรรมของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการจัดตั้งขึ้นและกำหนดเป็นระบบสมการสี่สมการที่เรียกว่าสมการของแมกซ์เวลล์

ศูนย์กลางที่แท้จริงของวิทยาศาสตร์ไม่ใช่ผลงานทางวิทยาศาสตร์จำนวนมาก แต่เป็นความคิดที่มีชีวิตของบุคคล และเพื่อให้วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า จำเป็นต้องนำความคิดของมนุษย์เข้าสู่ช่องทางทางวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้สามารถทำได้หลายวิธี: โดยการประกาศการค้นพบ ปกป้องความคิดที่ขัดแย้งกัน หรือประดิษฐ์วลีทางวิทยาศาสตร์ หรือวางระบบของหลักคำสอน

แม็กซ์เวลล์ เจมส์ เคลิร์ก

สมการของแมกซ์เวลล์เป็นสมการพื้นฐานของพลศาสตร์ไฟฟ้าด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบคลาสสิกที่อธิบายปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวกลางตามอำเภอใจและในสุญญากาศ สมการของ Maxwell ได้มาจาก J.K. Maxwell ในช่วงทศวรรษที่ 60 ศตวรรษที่ 19 อันเป็นผลมาจากการสรุปกฎของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่พบจากประสบการณ์

ข้อสรุปพื้นฐานตามสมการของแมกซ์เวลล์: ความจำกัดของความเร็วการแพร่กระจายของอันตรกิริยาแม่เหล็กไฟฟ้า นี่คือสิ่งสำคัญที่ทำให้ทฤษฎีของการกระทำในระยะสั้นแตกต่างจากทฤษฎีของการกระทำในระยะไกล ความเร็วกลายเป็นเท่ากับความเร็วแสงในสุญญากาศ: 300,000 กม. / วินาที จากนี้ Maxwell สรุปว่าแสงเป็นรูปแบบหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีจลนพลศาสตร์โมเลกุลของก๊าซ

บทบาทของ James Maxwell ในการพัฒนาและการพัฒนาของทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุล (ชื่อสมัยใหม่คือกลศาสตร์ทางสถิติ) นั้นยอดเยี่ยมมาก Maxwell เป็นคนแรกที่แถลงเกี่ยวกับลักษณะทางสถิติของกฎธรรมชาติ ในปี พ.ศ. 2409 เขาค้นพบกฎทางสถิติข้อแรก - กฎของการกระจายตัวของโมเลกุลด้วยความเร็ว (การกระจายตัวของแมกซ์เวลล์) นอกจากนี้เขายังคำนวณค่าความหนืดของก๊าซขึ้นอยู่กับความเร็วและค่าเฉลี่ยของเส้นทางอิสระของโมเลกุล และได้รับความสัมพันธ์ทางอุณหพลศาสตร์จำนวนหนึ่ง

การกระจายของแมกซ์เวลล์ - การกระจายความเร็วของโมเลกุลของระบบในสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ (โดยมีเงื่อนไขว่าการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุลอธิบายโดยกฎของกลศาสตร์คลาสสิก) ก่อตั้งโดย J.K. Maxwell ในปี 1859

แม็กซ์เวลล์เป็นผู้เผยแพร่วิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยม เขาเขียนบทความจำนวนหนึ่งสำหรับสารานุกรมบริแทนนิกาและหนังสือยอดนิยม: ทฤษฎีความร้อน (พ.ศ. 2413), สสารและการเคลื่อนที่ (พ.ศ. 2416), ไฟฟ้าในงานนำเสนอเบื้องต้น (พ.ศ. 2424) ซึ่งแปลเป็นภาษารัสเซีย บรรยายและรายงานเกี่ยวกับหัวข้อทางกายภาพสำหรับผู้ชมจำนวนมาก แม็กซ์เวลล์ยังแสดงความสนใจอย่างมากในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ ในปี พ.ศ. 2422 เขาได้เผยแพร่ผลงานของ G. Cavendish เกี่ยวกับไฟฟ้า โดยแสดงความคิดเห็นอย่างกว้างขวาง

ชื่นชมผลงานของ Maxwell

ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้รับการชื่นชมจากคนรุ่นราวคราวเดียวกัน แนวคิดเกี่ยวกับการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าดูเหมือนไม่มีกฎเกณฑ์และไม่ก่อผล หลังจากที่ Heinrich Hertz ได้พิสูจน์การมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ Maxwell ทำนายไว้ในปี 1886-89 ทฤษฎีของเขาก็ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป มันเกิดขึ้นสิบปีหลังจากการตายของแม็กซ์เวลล์

หลังจากการทดลองยืนยันความเป็นจริงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานก็เกิดขึ้น: สสารมีหลายประเภท และแต่ละประเภทมีกฎของตัวเองซึ่งไม่สามารถลดทอนให้เป็นกฎของกลศาสตร์นิวตันได้ อย่างไรก็ตาม ตัว Maxwell เองแทบไม่ได้ตระหนักถึงเรื่องนี้อย่างชัดเจน และในตอนแรก เขาพยายามสร้างแบบจำลองเชิงกลของปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า

Richard Feynman นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันกล่าวอย่างยอดเยี่ยมเกี่ยวกับบทบาทของ Maxwell ในการพัฒนาวิทยาศาสตร์: "ในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ (ถ้าคุณดูมันพูดในหนึ่งหมื่นปี) เหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ 19 จะเป็นอย่างไม่ต้องสงสัย การค้นพบโดย Maxwell เกี่ยวกับกฎของไฟฟ้าพลศาสตร์ เบื้องหลังของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญนี้ สงครามกลางเมืองอเมริกาในทศวรรษเดียวกันจะดูเหมือนเป็นเหตุการณ์ในต่างจังหวัด

เจมส์ แม็กซ์เวลล์ เสียชีวิตแล้ว 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2422 เคมบริดจ์ เขาไม่ได้ถูกฝังอยู่ในหลุมฝังศพของผู้ยิ่งใหญ่แห่งอังกฤษ - Westminster Abbey - แต่อยู่ในหลุมฝังศพที่เรียบง่ายถัดจากโบสถ์อันเป็นที่รักของเขาในหมู่บ้านชาวสก็อตซึ่งอยู่ไม่ไกลจากที่ดินของครอบครัว

เจมส์ เคลิร์ก แม็กซ์เวลล์ - คำคม

ในการทำงานทางวิทยาศาสตร์อย่างถูกต้องผ่านการทดลองอย่างเป็นระบบและการสาธิตที่ถูกต้อง จำเป็นต้องมีทักษะเชิงกลยุทธ์

จากสมมติฐานทั้งหมด ให้เลือกสมมติฐานที่ไม่ขัดขวางการคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่กำลังศึกษาอยู่

สำหรับการพัฒนาวิทยาศาสตร์นั้น จำเป็นในทุกยุคทุกสมัย ไม่เพียงแต่ผู้คนจะคิดโดยทั่วไปเท่านั้น แต่ยังต้องมุ่งความคิดไปที่ส่วนนั้นของสาขาวิทยาศาสตร์อันกว้างใหญ่ ซึ่งต้องการการพัฒนาในช่วงเวลาหนึ่ง

แม็กซ์เวลล์ เจมส์ เคลิร์ก (แม็กซ์เวลล์ เจมส์ เคลิร์ก (13. วี.ไอ.1831 - 5. จิน.1879) - นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ สมาชิกของ Edinburgh (1855) และ London (1861) Royal Society อาร์ในเอดินเบอระ เขาเรียนที่เอดินเบอระ (พ.ศ. 2390-50) และเคมบริดจ์ (พ.ศ. 2393-54) รองเท้าบู้ทขนสัตว์สูง ในตอนท้ายของช่วงสั้น ๆ สุดท้ายเขาสอนที่ Trinity College ในปี 1856 - 60 - ศาสตราจารย์ที่ Aberdeen University ในปี 1860 - 65 - King's College London จาก 1871 - ศาสตราจารย์คนแรกของฟิสิกส์ทดลองที่ Cambridge ภายใต้การนำของเขา ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชที่มีชื่อเสียงในเคมบริดจ์ได้ถูกสร้างขึ้นซึ่งเขามุ่งหน้าไปจนถึงวาระสุดท้ายของชีวิต

ฟิสิกส์โมเลกุล สถิติทั่วไป ทัศนศาสตร์ กลศาสตร์ ทฤษฎีความยืดหยุ่น การมีส่วนร่วมที่สำคัญที่สุดของ Maxwell คือฟิสิกส์โมเลกุลและอิเล็กโทรไดนามิกส์
ในทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของก๊าซ ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งทฤษฎีนี้ เขาได้สร้างกฎทางสถิติขึ้นในปี พ.ศ. 2402 ซึ่งอธิบายถึงการกระจายตัวของโมเลกุลของก๊าซตามความเร็ว (การแจกแจงแมกซ์เวลล์) ในปี พ.ศ. 2409 เขาได้ให้กำเนิดใหม่ของฟังก์ชันการกระจายความเร็วของโมเลกุล โดยพิจารณาจากการชนไปข้างหน้าและข้างหลัง พัฒนาทฤษฎีการถ่ายโอนในรูปแบบทั่วไป นำไปใช้กับกระบวนการแพร่ การนำความร้อน และแรงเสียดทานภายใน และ นำเสนอแนวคิดของช่วงเวลาแห่งการพักผ่อน
ในปี พ.ศ. 2410 กฎข้อแรกแสดงลักษณะทางสถิติของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ("ปีศาจของแม็กซ์เวลล์") ในปี พ.ศ. 2421 เขาได้แนะนำคำว่า "กลศาสตร์สถิติ"

ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของแมกซ์เวลล์คือทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เขาสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1860–65 ซึ่งเขาได้กำหนดเป็นระบบสมการหลายสมการ (สมการของแมกซ์เวลล์) ซึ่งแสดงกฎพื้นฐานทั้งหมดของปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้า –56). ในทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของเขา Maxwell ใช้ (1861) แนวคิดใหม่ - กระแสการกระจัด, ให้ (1864) คำจำกัดความของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและทำนาย (1865) ผลกระทบใหม่ที่สำคัญ: การมีอยู่ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ใน พื้นที่ว่างและการแพร่กระจายในอวกาศด้วยความเร็วแสง ประการหลังทำให้เขามีเหตุผลที่จะพิจารณา (พ.ศ. 2408) แสงเป็นหนึ่งในประเภทของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (แนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงแม่เหล็กไฟฟ้า) และเพื่อเปิดเผยความเชื่อมโยงระหว่างปรากฏการณ์ทางแสงและปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า คำนวณความดันของแสงในทางทฤษฎี (พ.ศ. 2416) กำหนดอัตราส่วน ε = n 2 (1860)
ทำนายผลกระทบของ Stewart - Tolman และ Einstein - de Haas (1878) ผลกระทบทางผิวหนัง

นอกจากนี้เขายังได้กำหนดทฤษฎีบทในทฤษฎีบทความยืดหยุ่น (ทฤษฎีบทของแม็กซ์เวลล์) สร้างความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์หลัก (ความสัมพันธ์ทางอุณหพลศาสตร์ของแม็กซ์เวลล์) พัฒนาทฤษฎีการมองเห็นสี ศึกษาความเสถียรของวงแหวนดาวเสาร์ ซึ่งแสดงว่าวงแหวนไม่แข็งหรือ ของเหลว แต่เป็นฝูงอุกกาบาต
ออกแบบอุปกรณ์หลายอย่าง
เขาเป็นผู้มีชื่อเสียงในด้านความรู้ทางกายภาพ
เขาตีพิมพ์เป็นครั้งแรก (พ.ศ. 2422) ต้นฉบับของ G. คาเวนดิช .

องค์ประกอบ:

1. งานเขียนเฉพาะเรื่องทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า. - สำนักพิมพ์ของรัฐของวรรณคดีทางเทคนิคและเชิงทฤษฎี M. , 1952 (ซีรี่ส์ "คลาสสิกของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ")
2. สุนทรพจน์และบทความ. สำนักพิมพ์ของรัฐของวรรณคดีทางเทคนิคและเชิงทฤษฎี ม.-ล., 2483 (ชุด "คลาสสิกของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ").
3. สสารและการเคลื่อนที่. - Izhevsk ศูนย์วิจัย "พลวัตปกติและวุ่นวาย", 2544
4. บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก - M. , Nauk, 1989 (ซีรี่ส์ "วิทยาศาสตร์คลาสสิก") เล่ม 1. เล่ม 2.
5. ข้อความที่ตัดตอนมาจากผลงาน:

วรรณกรรม:

1. วี. คาร์ตเซฟ. แม็กซ์เวลล์. ชีวิตของผู้คนที่ยอดเยี่ยม ยามหนุ่ม ; มอสโก; 2517

ภาพยนตร์:

สิ่งพิมพ์และวารสารทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากเพิ่งตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับความสำเร็จทางฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ และสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับนักฟิสิกส์ในอดีตนั้นหายาก เราต้องการแก้ไขสถานการณ์นี้และระลึกถึงนักฟิสิกส์ที่โดดเด่นคนหนึ่งของศตวรรษที่ผ่านมา เจมส์ เคลิร์ก แม็กซ์เวลล์ นี่คือนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษที่มีชื่อเสียง บิดาแห่งอิเล็กโทรไดนามิกส์คลาสสิก ฟิสิกส์เชิงสถิติ และทฤษฎี สูตรทางกายภาพ และสิ่งประดิษฐ์อื่นๆ อีกมากมาย แม็กซ์เวลล์กลายเป็นผู้ก่อตั้งและหัวหน้าคนแรกของห้องปฏิบัติการคาเวนดิช

ดังที่คุณทราบ Maxwell มาจากเอดินบะระและเกิดในปี 1831 ในตระกูลขุนนางซึ่งมีความสัมพันธ์กับ Clerks of Penicuik ชาวสก็อต วัยเด็กของ Maxwell ใช้เวลาอยู่ในที่ดิน Glenlar บรรพบุรุษของเจมส์เป็นนักการเมือง กวี นักดนตรี และนักวิทยาศาสตร์ อาจเป็นไปได้ว่าเขาได้รับความชอบในวิทยาศาสตร์

เจมส์ถูกเลี้ยงดูมาโดยไม่มีแม่ (ตั้งแต่เธอเสียชีวิตเมื่อเขาอายุ 8 ขวบ) โดยพ่อที่ดูแลเด็กชาย พ่อต้องการให้ลูกชายเรียนวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เจมส์ตกหลุมรักเทคโนโลยีทันทีและพัฒนาทักษะเชิงปฏิบัติอย่างรวดเร็ว แม็กซ์เวลล์ตัวน้อยเรียนบทเรียนแรกที่บ้านด้วยความอุตสาหะเพราะเขาไม่ชอบวิธีการศึกษาที่รุนแรงที่ครูใช้ การฝึกอบรมเพิ่มเติมเกิดขึ้นในโรงเรียนของชนชั้นสูงซึ่งเด็กชายแสดงความสามารถทางคณิตศาสตร์ที่ยอดเยี่ยม Maxwell ชอบรูปทรงเรขาคณิตเป็นพิเศษ

สำหรับผู้ยิ่งใหญ่หลายๆ คน เรขาคณิตดูเหมือนจะเป็นวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่ง และเมื่ออายุได้ 12 ปี เขาก็พูดถึงตำราเรขาคณิตว่าเป็นหนังสือศักดิ์สิทธิ์ แม็กซ์เวลล์ชอบเรขาคณิตเช่นเดียวกับผู้ทรงคุณวุฒิทางวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ แต่เขามีความสัมพันธ์ที่ไม่ดีกับเพื่อนร่วมโรงเรียน พวกเขามักจะสร้างชื่อเล่นที่ไม่เหมาะสมให้กับเขา และหนึ่งในเหตุผลก็คือเสื้อผ้าที่ไร้สาระของเขา พ่อของแม็กซ์เวลล์ถูกมองว่าเป็นคนนอกรีตและซื้อเสื้อผ้าที่ทำให้เขายิ้มได้

แม็กซ์เวลล์ในวัยเด็กแสดงให้เห็นสัญญาที่ดีในด้านวิทยาศาสตร์ ในปี 1814 เขาถูกส่งไปเรียนที่ Edinburgh Grammar School และในปี 1846 เขาได้รับเหรียญสำหรับความดีความชอบในวิชาคณิตศาสตร์ พ่อของเขาภูมิใจในตัวลูกชายและได้รับโอกาสให้นำเสนอหนึ่งในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ของลูกชายต่อหน้าคณะกรรมการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเอดินเบอระ งานนี้เกี่ยวข้องกับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ของรูปวงรี จากนั้นงานนี้ถูกเรียกว่า "ในการวาดวงรีและวงรีด้วยเทคนิคมากมาย" มันถูกเขียนขึ้นในปี 1846 และเผยแพร่สู่สาธารณชนในปี 1851

แม็กซ์เวลล์เริ่มเรียนฟิสิกส์อย่างเข้มข้นหลังจากย้ายไปเรียนที่มหาวิทยาลัยเอดินเบอระ Kalland, Forbes และคนอื่นๆ กลายเป็นครูของเขา พวกเขาเห็นทันทีว่าเจมส์มีศักยภาพทางปัญญาสูงและความปรารถนาอันแรงกล้าที่จะศึกษาฟิสิกส์ ก่อนหน้าช่วงเวลานี้ แม็กซ์เวลล์ได้ศึกษาฟิสิกส์บางสาขาและศึกษาทัศนศาสตร์ ในเรื่องนี้เขาได้รับความช่วยเหลือจากนักฟิสิกส์ชื่อดัง William Nicol ซึ่งครั้งหนึ่งเคยประดิษฐ์ปริซึม

แน่นอนว่าวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ นั้นไม่ได้แปลกไปจาก Maxwell และเขาให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการศึกษาปรัชญา ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ และสุนทรียศาสตร์

ในปี พ.ศ. 2393 เขาเข้าสู่เคมบริดจ์ซึ่งครั้งหนึ่งนิวตันเคยทำงาน และในปี พ.ศ. 2397 ได้รับปริญญาทางวิชาการ หลังจากนั้นงานวิจัยของเขาได้สัมผัสกับด้านไฟฟ้าและการติดตั้งระบบไฟฟ้า และในปี พ.ศ. 2398 เขาได้รับอนุมัติให้เป็นสมาชิกสภาของ Trinity College

งานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญชิ้นแรกของ Maxwell คือ On Faraday's Lines of Force ซึ่งปรากฏในปี พ.ศ. 2398 ครั้งหนึ่ง Boltzmann กล่าวถึงบทความของ Maxwell ว่างานนี้มีความหมายลึกซึ้งและแสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์เข้าหางานทางวิทยาศาสตร์อย่างมีจุดมุ่งหมายเพียงใด Boltzmann เชื่อว่า Maxwell ไม่เพียงเข้าใจประเด็นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังมีส่วนสนับสนุนพิเศษในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีอีกด้วย Maxwell สรุปไว้ในบทความของเขาเกี่ยวกับแนวโน้มทั้งหมดในวิวัฒนาการของฟิสิกส์ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า ต่อมา Kirchhoff, Mach และ ได้ข้อสรุปเดียวกัน

ห้องทดลองคาเวนดิชเกิดขึ้นได้อย่างไร?

หลังจากจบการศึกษาที่เคมบริดจ์ เจมส์ แมกซ์เวลล์ยังคงอยู่ที่นี่ในฐานะครู และในปี พ.ศ. 2403 เขาก็ได้เป็นสมาชิกของราชสมาคมแห่งลอนดอน ในเวลาเดียวกัน เขาย้ายไปลอนดอนซึ่งเขาได้รับตำแหน่งเป็นหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ที่คิงส์คอลเลจ มหาวิทยาลัยลอนดอน เขาทำงานในตำแหน่งนี้เป็นเวลา 5 ปี

ในปี พ.ศ. 2414 แม็กซ์เวลล์กลับมาที่เคมบริดจ์และสร้างห้องทดลองแห่งแรกในอังกฤษสำหรับการวิจัยในสาขาฟิสิกส์ ซึ่งเรียกว่าห้องปฏิบัติการคาเวนดิช (เพื่อเป็นเกียรติแก่เฮนรี คาเวนดิช) แม็กซ์เวลล์อุทิศชีวิตที่เหลือให้กับการพัฒนาห้องปฏิบัติการซึ่งกลายเป็นศูนย์กลางของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง

ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับชีวิตของ Maxwell เนื่องจากเขาไม่จดบันทึกหรือไดอารี่ เขาเป็นคนถ่อมตัวและขี้อาย แม็กซ์เวลล์เสียชีวิตเมื่ออายุ 48 ปีด้วยโรคมะเร็ง

มรดกทางวิทยาศาสตร์ของ James Maxwell คืออะไร?

กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของแมกซ์เวลล์ครอบคลุมหลายสาขาในฟิสิกส์: ทฤษฎีปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซ ออปติก ทฤษฎีความยืดหยุ่น และอื่นๆ สิ่งแรกที่ James Maxwell สนใจคือการศึกษาและดำเนินการวิจัยทางสรีรวิทยาและฟิสิกส์ของการมองเห็นสี

เป็นครั้งแรกที่แม็กซ์เวลล์จัดการเพื่อให้ได้ภาพสีซึ่งได้มาจากการฉายภาพช่วงสีแดง เขียว และน้ำเงินพร้อมกัน ด้วยเหตุนี้ Maxwell จึงพิสูจน์ให้โลกเห็นอีกครั้งว่าภาพสีของการมองเห็นนั้นขึ้นอยู่กับทฤษฎีสามองค์ประกอบ การค้นพบนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการสร้างสรรค์ภาพถ่ายสี ในช่วงปี 1857-1859 Maxwell สามารถตรวจสอบความมั่นคงของวงแหวนของดาวเสาร์ได้ ทฤษฎีของเขากล่าวว่าวงแหวนของดาวเสาร์จะเสถียรภายใต้เงื่อนไขเดียวเท่านั้น นั่นคือความไม่เชื่อมโยงกันของอนุภาคหรือวัตถุ

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2398 แม็กซ์เวลล์ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับงานด้านอิเล็กโทรไดนามิกส์ มีงานทางวิทยาศาสตร์หลายชิ้นในยุคนี้ "บนเส้นแรงของฟาราเดย์" "บนเส้นแรงทางกายภาพ" "ตำราเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก" และ "ทฤษฎีไดนามิกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า"

Maxwell และทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

เมื่อแม็กซ์เวลล์เริ่มศึกษาปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก หลายคนได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีแล้ว ถูกสร้าง กฎของคูลอมบ์, กฎของแอมแปร์นอกจากนี้ยังได้รับการพิสูจน์ว่าปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กนั้นเชื่อมโยงกันด้วยการกระทำของประจุไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์หลายคนในสมัยนั้นสนับสนุนทฤษฎีพิสัยไกล ซึ่งระบุว่าปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นทันทีและในพื้นที่ว่าง

บทบาทหลักในทฤษฎีการกระทำระยะสั้นเล่นโดยการศึกษาของ Michael Faraday (ยุค 30 ของศตวรรษที่ 19) ฟาราเดย์แย้งว่าธรรมชาติของประจุไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสนามไฟฟ้าที่อยู่รอบๆ สนามของประจุหนึ่งเชื่อมต่อกับสนามข้างเคียงในสองทิศทาง กระแสน้ำโต้ตอบกับความช่วยเหลือของสนามแม่เหล็ก จากข้อมูลของฟาราเดย์ เขาอธิบายสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าในรูปแบบของเส้นแรงซึ่งเป็นเส้นยืดหยุ่นในสื่อสมมุติ - ในอีเธอร์

Maxwell สนับสนุนทฤษฎีของ Faraday เกี่ยวกับการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นคือ เขาเป็นผู้สนับสนุนกระบวนการที่เกิดขึ้นใหม่รอบ ๆ ประจุและกระแส

Maxwell อธิบายแนวคิดของ Faraday ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ ซึ่งฟิสิกส์จำเป็นจริงๆ ด้วยการแนะนำแนวคิดสนาม กฎของคูลอมบ์และแอมแปร์จึงน่าเชื่อถือและมีความหมายลึกซึ้งยิ่งขึ้น ในแนวคิดของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า Maxwell สามารถพิจารณาคุณสมบัติของสนามได้ ภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กสลับในพื้นที่ว่าง สนามไฟฟ้าที่มีเส้นแรงปิดจะถูกสร้างขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน

การค้นพบครั้งต่อไปของ Maxwell คือสนามไฟฟ้ากระแสสลับสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้เหมือนกับกระแสไฟฟ้าทั่วไป ทฤษฎีนี้เรียกว่าสมมติฐานกระแสการกระจัด ในอนาคต แม็กซ์เวลล์แสดงพฤติกรรมของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในสมการของเขา

อ้างอิง.สมการของแมกซ์เวลล์เป็นสมการที่อธิบายปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวกลางและพื้นที่สุญญากาศต่างๆ และยังอ้างอิงถึงพลศาสตร์ไฟฟ้าด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบคลาสสิกด้วย นี่เป็นข้อสรุปเชิงตรรกะที่ได้จากการทดลองตามกฎของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก
ข้อสรุปหลักของสมการของแมกซ์เวลล์คือความจำกัดของการแพร่กระจายของอันตรกิริยาทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก ซึ่งจำกัดทฤษฎีอันตรกิริยาระยะสั้นและทฤษฎีอันตรกิริยาระยะยาว ลักษณะความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง 300,000 กม./วินาที สิ่งนี้ทำให้แมกซ์เวลล์มีเหตุผลในการโต้แย้งว่าแสงเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการกระทำของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ทฤษฎีจลนพลศาสตร์โมเลกุลของก๊าซของแมกซ์เวลล์

Maxwell มีส่วนร่วมในการศึกษาทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุล (ปัจจุบันเรียกวิทยาศาสตร์นี้ว่า กลศาสตร์สถิติ). แม็กซ์เวลล์เป็นคนแรกที่คิดแนวคิดเกี่ยวกับลักษณะทางสถิติของกฎของธรรมชาติ เขาสร้างกฎการกระจายตัวของโมเลกุลด้วยความเร็ว และเขายังสามารถคำนวณความหนืดของก๊าซที่สัมพันธ์กับตัวบ่งชี้ความเร็วและเส้นทางอิสระของโมเลกุลก๊าซ นอกจากนี้ ต้องขอบคุณงานของ Maxwell ทำให้เรามีความสัมพันธ์ทางอุณหพลศาสตร์หลายประการ

อ้างอิง.การกระจายแมกซ์เวลล์เป็นทฤษฎีของการกระจายความเร็วของโมเลกุลของระบบภายใต้สภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ สมดุลทางอุณหพลศาสตร์เป็นเงื่อนไขสำหรับการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุลที่อธิบายโดยกฎของพลศาสตร์แบบดั้งเดิม

แม็กซ์เวลล์มีผลงานทางวิทยาศาสตร์มากมายที่ตีพิมพ์: "ทฤษฎีความร้อน", "สสารและการเคลื่อนที่", "ไฟฟ้าในการนำเสนอเบื้องต้น" และอื่นๆ แม็กซ์เวลล์ไม่เพียงแต่นำวิทยาศาสตร์เข้ามาในยุคนั้นเท่านั้น แต่ยังสนใจในประวัติศาสตร์อีกด้วย ครั้งหนึ่งเขาสามารถเผยแพร่ผลงานของ G. Cavendish ซึ่งเขาได้เสริมด้วยความคิดเห็นของเขา

โลกจะจดจำอะไรเกี่ยวกับเจมส์ เคลิร์ก แม็กซ์เวลล์?

Maxwell มีบทบาทในการศึกษาสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ทฤษฎีการดำรงอยู่ของเขาไม่ได้รับการยอมรับทั่วโลกจนกระทั่งหนึ่งทศวรรษหลังจากการตายของเขา

แมกซ์เวลล์เป็นคนแรกที่จัดประเภทสสารและกำหนดกฎของมันเองให้กับแต่ละสสาร ซึ่งไม่ได้ลดลงไปเป็นกฎของกลศาสตร์นิวตัน

นักวิทยาศาสตร์หลายคนเขียนเกี่ยวกับแมกซ์เวลล์ นักฟิสิกส์ R. Feynman กล่าวถึงเขาว่า Maxwell ผู้ค้นพบกฎของอิเล็กโทรไดนามิกส์ได้มองผ่านหลายศตวรรษไปสู่อนาคต

บทส่งท้าย James Clerk Maxwell เสียชีวิตเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2422 ในเมืองเคมบริดจ์ เขาถูกฝังอยู่ในหมู่บ้านเล็ก ๆ ในสกอตแลนด์ใกล้กับโบสถ์โปรดของเขา ซึ่งตั้งอยู่ไม่ไกลจากที่ดินของครอบครัวเขา

James Maxwell เกิดเมื่อวันที่ 13 มิถุนายน พ.ศ. 2374 ในเมืองหลวงของสกอตแลนด์ เมืองเอดินเบอระ ในครอบครัวของทนายความและขุนนางตระกูล John Clerk Maxwell เจมส์ใช้ชีวิตในวัยเด็กในที่ดินของครอบครัวในสกอตแลนด์ตอนใต้ แม่ของเขาเสียชีวิตก่อนกำหนดและเด็กชายได้รับการเลี้ยงดูจากพ่อของเขา เขาเป็นคนที่ปลูกฝังความรักในวิทยาศาสตร์ด้านเทคนิคให้กับเจมส์ ในปี พ.ศ. 2384 เขาเข้าเรียนที่สถาบันเอดินเบอระ จากนั้นในปี พ.ศ. 2390 เขาศึกษาที่มหาวิทยาลัยเอดินเบอระเป็นเวลาสามปี ที่นี่ Maxwell ศึกษาและพัฒนาทฤษฎีความยืดหยุ่นทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ ในปี พ.ศ. 2393 - 2397 เรียนที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ซึ่งเขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี

หลังจากจบการศึกษา เจมส์ยังคงสอนที่เคมบริดจ์ ในเวลานี้เขาเริ่มทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีสีซึ่งต่อมาได้กลายเป็นพื้นฐานของการถ่ายภาพสี แม็กซ์เวลล์เริ่มสนใจเรื่องไฟฟ้าและผลแม่เหล็กด้วย

ในปี 1856 James Maxwell ได้เป็นศาสตราจารย์ที่ Marischal College ในเมือง Aberdeen ประเทศสกอตแลนด์ ซึ่งเขาทำงานจนถึงปี 1860 ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2401 แม็กซ์เวลล์ได้แต่งงานกับลูกสาวของอาจารย์ใหญ่ของวิทยาลัย การทำงานในอเบอร์ดีน เจมส์กำลังทำงานเกี่ยวกับความเสถียรของการเคลื่อนที่ของวงแหวนของดาวเสาร์ (พ.ศ. 2402) ซึ่งเป็นที่ยอมรับและรับรองโดยชุมชนวิทยาศาสตร์ ในเวลาเดียวกัน แม็กซ์เวลล์กำลังพัฒนาทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของก๊าซ ซึ่งเป็นพื้นฐานของกลศาสตร์สถิติสมัยใหม่ และต่อมาในปี พ.ศ. 2409 เขาค้นพบกฎของการกระจายความเร็วของโมเลกุล ซึ่งตั้งชื่อตามเขา

ในปี พ.ศ. 2403 - 2408 James Maxwell เป็นศาสตราจารย์ในภาควิชาปรัชญาธรรมชาติที่ King's College (ลอนดอน) ในปี พ.ศ. 2407 บทความของเขา "ทฤษฎีไดนามิกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า" ได้รับการตีพิมพ์ ซึ่งกลายเป็นงานหลักของแมกซ์เวลล์และกำหนดทิศทางการวิจัยต่อไปของเขาไว้ล่วงหน้า นักวิทยาศาสตร์มีส่วนร่วมในปัญหาของแม่เหล็กไฟฟ้าจนกระทั่งสิ้นสุดชีวิตของเขา

ในปี พ.ศ. 2414 แม็กซ์เวลล์กลับไปที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ซึ่งเขาเป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการแห่งแรกสำหรับการทดลองทางกายภาพ ซึ่งตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เฮนรี คาเวนดิช - ห้องปฏิบัติการคาเวนดิช เขาสอนวิชาฟิสิกส์ที่นั่นและเข้าร่วมในการเตรียมห้องปฏิบัติการ

ในปีพ. ศ. 2416 ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็เสร็จสิ้นการทำงานในบทความสองเล่มเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กซึ่งได้กลายเป็นมรดกสารานุกรมอย่างแท้จริงในสาขาฟิสิกส์

นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่เสียชีวิตเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2422 จากโรคมะเร็งและถูกฝังไว้ใกล้กับที่ดินของครอบครัวในหมู่บ้าน Parton ของสกอตแลนด์

คะแนนชีวประวัติ

ลูกเล่นใหม่! คะแนนเฉลี่ยที่ชีวประวัตินี้ได้รับ แสดงการให้คะแนน

แม็กซ์เวลล์, เจมส์ เคลิร์ก(แม็กซ์เวลล์, เจมส์ เคลิร์ก) (2374-2422) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เกิดเมื่อวันที่ 13 มิถุนายน พ.ศ. 2374 ในเอดินบะระในตระกูลขุนนางชาวสก็อตจากตระกูลเสมียนผู้สูงศักดิ์ เขาศึกษาครั้งแรกที่เอดินเบอระ (พ.ศ. 2390-2393) จากนั้นที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (พ.ศ. 2393-2397) ในปี พ.ศ. 2398 เขาได้เป็นสมาชิกของ Council of Trinity College ในปี พ.ศ. 2399-2403 เขาเป็นศาสตราจารย์ที่ Marishall College มหาวิทยาลัยอเบอร์ดีน จากปี พ.ศ. 2403 เขาเป็นหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่ King's College มหาวิทยาลัยลอนดอน ในปีพ.ศ. 2408 แมกซ์เวลล์ลาออกจากตำแหน่งเนื่องจากอาการป่วยหนักและตั้งรกรากอยู่ในที่ดินของครอบครัวเกลนลาร์ใกล้กับเอดินบะระ เขายังคงศึกษาวิทยาศาสตร์เขียนบทความเกี่ยวกับฟิสิกส์และคณิตศาสตร์หลายบทความ ในปี พ.ศ. 2414 เขานั่งเก้าอี้ฟิสิกส์ทดลองที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เขาจัดห้องปฏิบัติการวิจัยซึ่งเปิดเมื่อวันที่ 16 มิถุนายน พ.ศ. 2417 และตั้งชื่อว่าคาเวนดิชเพื่อเป็นเกียรติแก่จี. คาเวนดิช

Maxwell ทำงานทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกสำเร็จในขณะที่ยังอยู่ที่โรงเรียน โดยคิดค้นวิธีง่ายๆ ในการวาดรูปวงรี งานนี้ได้รับการรายงานในที่ประชุมของ Royal Society และตีพิมพ์ในรายงานการประชุม ในฐานะสมาชิกของ Council of Trinity College เขาได้ทดลองเกี่ยวกับทฤษฎีสี โดยทำหน้าที่เป็นผู้สืบทอดทฤษฎีของ Jung และทฤษฎีของ Helmholtz เกี่ยวกับแม่สีสามสี ในการทดลองผสมสี Maxwell ใช้ชั้นพิเศษซึ่งเป็นดิสก์ที่แบ่งออกเป็นส่วนที่ทาสีด้วยสีที่ต่างกัน (ดิสก์ของ Maxwell) เมื่อลูกข่างหมุนอย่างรวดเร็ว สีจะผสานกัน: หากดิสก์ถูกทาสีทับในลักษณะที่เป็นสีของสเปกตรัม ก็จะดูเหมือนเป็นสีขาว ถ้าครึ่งหนึ่งทาสีแดงและอีกครึ่งสีเหลืองจะปรากฏเป็นสีส้ม การผสมสีน้ำเงินและสีเหลืองทำให้เกิดความรู้สึกเป็นสีเขียว ในปี พ.ศ. 2403 แม็กซ์เวลล์ได้รับรางวัล Rumfoord Medal จากผลงานด้านการรับรู้สีและทัศนศาสตร์

ในปี พ.ศ. 2400 มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ประกาศการแข่งขันเพื่อหาผลงานที่ดีที่สุดเกี่ยวกับความมั่นคงของวงแหวนของดาวเสาร์ การก่อตัวเหล่านี้ถูกค้นพบโดยกาลิเลโอเมื่อต้นศตวรรษที่ 17 และเป็นตัวแทนของความลึกลับที่น่าทึ่งของธรรมชาติ: ดาวเคราะห์ดูเหมือนจะถูกล้อมรอบด้วยวงแหวนที่มีศูนย์กลางต่อเนื่องกันสามวง ซึ่งประกอบด้วยสสารที่ไม่รู้จักในธรรมชาติ Laplace พิสูจน์แล้วว่าพวกมันไม่สามารถแข็งได้ หลังจากทำการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์แล้ว Maxwell ก็เชื่อมั่นว่าพวกมันไม่สามารถเป็นของเหลวได้ และสรุปได้ว่าโครงสร้างดังกล่าวจะเสถียรได้ก็ต่อเมื่อมันประกอบด้วยอุกกาบาตจำนวนมากที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ความเสถียรของวงแหวนนั้นรับประกันได้จากแรงดึงดูดของดาวเสาร์และการเคลื่อนที่ร่วมกันของดาวเคราะห์และอุกกาบาต สำหรับงานนี้ Maxwell ได้รับรางวัล J. Adams Prize

หนึ่งในผลงานชิ้นแรกของ Maxwell คือทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของก๊าซ ในปี พ.ศ. 2402 นักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอในที่ประชุมของ British Association ซึ่งเขาได้ให้การกระจายของโมเลกุลด้วยความเร็ว (การกระจายของ Maxwellian) แม็กซ์เวลล์พัฒนาแนวคิดของบรรพบุรุษของเขาในการพัฒนาทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของก๊าซโดยอาร์ เคลาเซียส ผู้แนะนำแนวคิดของ แม็กซ์เวลล์เริ่มต้นจากแนวคิดที่ว่าแก๊สคือกลุ่มของลูกบอลที่ยืดหยุ่นได้อย่างสมบูรณ์แบบซึ่งเคลื่อนที่แบบสุ่มในพื้นที่ปิด ลูกบอล (โมเลกุล) สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามความเร็วของมัน ในขณะที่อยู่ในสถานะนิ่ง จำนวนของโมเลกุลในแต่ละกลุ่มจะคงที่ แม้ว่าพวกมันสามารถออกจากกลุ่มและเข้าไปในพวกมันได้ จากการพิจารณาดังกล่าว เป็นไปตามที่ "อนุภาคถูกกระจายตามความเร็วตามกฎเดียวกันกับข้อผิดพลาดในการสังเกตที่กระจายอยู่ในทฤษฎีของวิธีกำลังสองน้อยที่สุด นั่นคือ ตามสถิติเกาส์เซียน” ภายในทฤษฎีของเขา Maxwell ได้อธิบายกฎของ Avogadro, การแพร่กระจาย, การนำความร้อน, แรงเสียดทานภายใน (ทฤษฎีการขนส่ง) ในปี พ.ศ. 2410 เขาได้แสดงลักษณะทางสถิติของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ("ปีศาจของแม็กซ์เวลล์")

ในปี พ.ศ. 2374 ซึ่งเป็นปีเกิดของแม็กซ์เวลล์ เอ็ม ฟาราเดย์ได้ทำการทดลองแบบคลาสสิกซึ่งนำเขาไปสู่การค้นพบการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า Maxwell เริ่มศึกษาไฟฟ้าและแม่เหล็กประมาณ 20 ปีต่อมา เมื่อมีมุมมองสองประการเกี่ยวกับธรรมชาติของผลกระทบจากไฟฟ้าและแม่เหล็ก นักวิทยาศาสตร์เช่น A.M. Ampere และ F. Neumann ยึดมั่นในแนวคิดของการกระทำในระยะไกล โดยพิจารณาว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นอุปมาอุปไมยของแรงดึงดูดระหว่างมวลสองมวล ฟาราเดย์เป็นผู้เสนอแนวคิดเรื่องเส้นแรงที่เชื่อมต่อประจุไฟฟ้าบวกและลบ หรือขั้วเหนือและขั้วใต้ของแม่เหล็ก เส้นแรงเติมพื้นที่โดยรอบทั้งหมด (สนาม ตามศัพท์เฉพาะของฟาราเดย์) และกำหนดปฏิกิริยาทางไฟฟ้าและแม่เหล็ก หลังจากฟาราเดย์ แม็กซ์เวลล์ได้พัฒนาแบบจำลองอุทกพลศาสตร์ของเส้นแรง และแสดงความสัมพันธ์ที่รู้จักของอิเล็กโทรไดนามิกในภาษาคณิตศาสตร์ที่สอดคล้องกับแบบจำลองเชิงกลของฟาราเดย์ ผลลัพธ์หลักของการศึกษานี้สะท้อนให้เห็นในงาน เส้นแรงของฟาราเดย์ (เส้นแรงของฟาราเดย์, 2400). ในปี พ.ศ. 2403-2408 แมกซ์เวลล์ได้สร้างทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเขาได้กำหนดเป็นระบบสมการ (สมการของแมกซ์เวลล์) ซึ่งอธิบายกฎพื้นฐานของปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้า: สมการที่ 1 แสดงการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ 2nd - การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ค้นพบโดย Maxwell และขึ้นอยู่กับแนวคิดของกระแสการกระจัด อันดับ 3 - กฎการอนุรักษ์ปริมาณไฟฟ้า 4 - ธรรมชาติของกระแสน้ำวนของสนามแม่เหล็ก

จากการพัฒนาแนวคิดเหล่านี้อย่างต่อเนื่อง Maxwell ได้ข้อสรุปว่าการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กควรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเส้นแรงที่ทะลุผ่านพื้นที่โดยรอบ เช่น จะต้องมีแรงกระตุ้น (หรือคลื่น) แพร่กระจายในตัวกลาง ความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นเหล่านี้ (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) ขึ้นอยู่กับการซึมผ่านของไดอิเล็กตริกและแม่เหล็กของตัวกลางและเท่ากับอัตราส่วนของหน่วยแม่เหล็กไฟฟ้าต่อหน่วยไฟฟ้าสถิต จากข้อมูลของ Maxwell และนักวิจัยคนอื่นๆ อัตราส่วนนี้คือ 3×10 10 cm/s ซึ่งใกล้เคียงกับความเร็วแสงที่วัดได้เมื่อ 7 ปีก่อนโดย A. Fizeau นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2404 แม็กซ์เวลล์แจ้งให้ฟาราเดย์ทราบถึงการค้นพบของเขาว่าแสงเป็นการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในตัวกลางที่ไม่นำไฟฟ้า กล่าวคือ ชนิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ขั้นตอนสุดท้ายของการวิจัยได้อธิบายไว้ในงานของ Maxwell ทฤษฎีไดนามิกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กพ.ศ. 2407) และผลงานของเขาเกี่ยวกับอิเล็กโทรไดนามิกส์ได้รับการสรุปโดยผู้มีชื่อเสียง บทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก (1873).

ในช่วงปีสุดท้ายของชีวิต แม็กซ์เวลล์มีส่วนร่วมในการเตรียมการพิมพ์และจัดพิมพ์ต้นฉบับมรดกของคาเวนดิช ตีพิมพ์เล่มใหญ่สองเล่มในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2422 แม็กซ์เวลล์เสียชีวิตในเคมบริดจ์เมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2422