JAMES KONTORIST MAXWELL: BIOGRAFI OCH BIDRAG TILL VETENSKAP - KULTURORDFÖRRÅD - 2025

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) var en forskare av skotskt ursprung som specialiserade sig på området matematisk fysik och vars bidrag präglade en före och efter i denna vetenskaps historia.

Han ansågs vara en av de viktigaste forskarna på rekord, och han var särskilt erkänd för sin formulering av teorin om elektromagnetisk strålning. Hans idé lägger grunden för vilken radion som är känd idag är byggd.

Oidentifierad fotograf. Smithsonian Institution från USA, via Wikimedia Commons

Dessutom utvecklade denna fysiker teorier om orsaken till stabiliteten hos Saturns ringar, en av solsystemets planeter; Han arbetade med gasernas kinetik och är känd för att ha varit den första som skrev ut ett färgfotografi.

Clerk Maxwells upptäckter hjälpte till att lägga grunden för modern fysik. Många experter på området anser honom som den mest inflytelserika 1800-talsforskaren inom området för 1900-talets fysik.

De bidrag som han gjorde på det vetenskapliga området betraktas med samma betydelse som de som gjorts av Isaac Newton och Albert Einstein.

Biografi

Tidiga år

James Clerk Maxwell föddes den 13 juni 1831 i Edinburgh, Skottland, i en medelklassfamilj. Han var det enda barnet till ett par som gifte sig sent i livet; hans mor hade honom vid 40 års ålder.

Hans far, John Clerk Maxwell från Middlebie, en framstående advokat, ärvde sitt efternamn från en viktig familj i tiden. James efternamn var synonymt med det skotska högsamhället. Frances Cay var namnet på hans mor, en kvinna som tillhörde en familj med en hög position i tidens samhälle.

Strax efter kontoristens födelse flyttade familjen till ett hus på landet som heter Glenlair House, som låg i Middlebie Village och Parish.

Första studier

När Maxwell var ungefär åtta år gammal, 1839, dödade hans mor efter att ha lidit av bukcancer. Efter evenemanget började Clerk att ta emot lektioner från en handledare som hävdade att den unge mannen hade problem med att lära sig på grund av den tid det tog honom att memorera informationen.

Clerk Maxwell visade dock stor nyfikenhet i en tidig ålder och en anmärkningsvärd förmåga att lära sig nya idéer. Strax efter att han började se privata lektioner skickade hans moster honom till skolan vid Edinburgh Academy 1841, där han blev vän med människor som formade hans framtid.

Trots hans anmärkningsvärda nyfikenhet att lära, intresserade det studiet som han fick i skolan inte honom. Av denna anledning började han luta sig mot vetenskapen, till den grad att han publicerade sin första artikel om detta område när han bara var 14 år gammal.

I uppsatsen beskrev Clerk Maxwell en serie ovala kurvor som kan spåras med stift och trådar analogt, med en ellips. Hans intresse för geometri och mekaniska modeller fortsatte hela livet som student och hjälpte honom under sin tid som forskare.

Högre utbildning

Vid 16 års ålder började James Clerk Maxwell studier vid University of Edinburgh, en av de viktigaste i Skottland. Under den tid som han stannade vid denna institution publicerade han två vetenskapliga artiklar av sitt eget författarskap.

Dessutom ägnade fysikern flera timmars studier utöver de som han fick vid universitetet. Han kom att experimentera med improvisation av kemiska, elektriska och magnetiska enheter inuti huset där han bodde.

En del av dessa metoder hjälpte honom att upptäcka fotoelasticitet (ett medel som bestämmer fördelningen av stress i fysiska strukturer).

1850, när fysikern var ungefär 19 år gammal, gick han in i University of Cambridge och hans intellektuella förmågor började erkännas. På Cambridge-institutionen hade han William Hopkins som professor i matematik, som ansåg Maxwell som en av hans viktigaste studenter.

Fyra år efter att han började sina studier vid denna institution, 1854, tilldelades han Smith's Prize. Denna prestigefyllda pris tilldelades honom för att ha genomfört en uppsats om originalvetenskaplig forskning.

Dessutom valdes han till ett stipendium, en möjlighet som han avvisade att återvända till Skottland för att ta hand om sin far, som befann sig i en osäker hälsosituation.

Personlig förlust och äktenskap

1856 utnämndes han till professor i naturfilosofi vid Marischal College, men hans far dog innan hans utnämning, vilket innebar en betydande förlust för fysikern på grund av de starka band som förenade honom med sin far.

Forskaren var cirka 15 år yngre än de andra professorerna som undervisade på Colegio Marischal; emellertid var detta inte ett hinder för honom att skapa ett starkt engagemang för den position han hade antagit. Han utvecklade ivrigt nya studieprogram och planerade konferenser med studenter.

Två år senare, 1858, gifte han sig med Katherine Mary Dewar, dotter till rektor vid Marischal College. De hade aldrig barn tillsammans. År senare utnämndes han till professor i naturfilosofi vid King's College, London, England.

Framsteg inom yrkesområdet

De kommande fem åren var de mest positiva i hans karriär tack vare de vetenskapliga resultat han uppnådde. Under denna tidsperiod publicerade han två artiklar som behandlade ämnet för det elektromagnetiska fältet och genomförde demonstrationen av färgfotografi.

Dessutom utförde han också teoretiskt och experimentellt arbete med gasens viskositet. Den vikt han fick på det vetenskapliga området gjorde honom värd att vara medlem i Royal Scientific Society 1861.

Å andra sidan var han ansvarig för att övervaka den experimentella bestämningen av elektriska enheter för British Association. Hans bidrag inom vetenskapsområdet ledde till skapandet av National Physics Laboratory.

Han gav också viktiga bidrag till teorierna om ljusets hastighet tack vare mätningen av andelen elektromagnetiska och elektrostatiska elenheter.

Bidrag till vetenskap

1865 avgick fysikern från sitt jobb på King's College för att gå i pension till hans gods i Glenlair. Han gjorde flera resor till London och Italien och några år senare började han skriva en avhandling om el och magnetism.

Forskning

Maxwells forskning om elektromagnetism var så viktigt att forskaren började betraktas som en av de viktigaste i historien.

I avhandlingen om elektricitet och magnetism, som publicerades 1873, var hans huvudmål omvandlingen av Michael Faradays fysiska idéer till en matematisk formel. Han försökte förståeligt illustrera Faradays idéer.

De undersökningar som han utförde med avseende på denna lag gjorde det möjligt för forskaren att göra viktiga upptäckter för fysikområdet när det gäller motsvarande information om ljusets hastighet.

Forskaren valdes 1871 för att fungera som professor i en ny stol som öppnades i Cambridge. Efter detta förslag började han designa Cavendish Laboratory och övervakade dess konstruktion. Trots att han hade få studenter under hans ledning hade han en grupp kända forskare från tiden.

Död

Åtta år senare, 1879, började Maxwell drabbas av sjukdom flera gånger. Strax efter att han återvände till Glenlair; men hans hälsa förbättrades inte.

Forskaren dog den 5 november 1879 efter en kort sjukdom. Hans begravning hade inga offentliga utmärkelser; Han begravdes på en liten kyrkogård i Skottland.

Bidrag till vetenskap

Elektro

De studier som Maxwell utförde på Faradays induktionslag, som förklarade att ett magnetfält kan ändras till ett elektromagnetiskt, gjorde att han kunde göra viktiga upptäckter inom detta vetenskapliga område.

Genom att försöka göra en illustration av denna lag lyckades forskaren att konstruera en mekanisk modell som resulterade i en "förskjutningsström", som kan vara grunden för tvärgående vågor.

Fysikern utförde en beräkning av hastigheten på dessa vågor och upptäckte att de var mycket nära ljusets hastighet. Detta ledde till en teori som antydde att elektromagnetiska vågor kunde genereras i ett laboratorium, vilket visades år senare av forskaren Heinrich Hertz.

Denna undersökning av Maxwell tillät att genom åren kunde den radio vi känner idag skapas.

Fakta om Saturnus ringar

Under forskarens ungdom prioriterades att förklara varför Saturnus ringar fortsatte att rotera runt planeten.

Maxwells forskning ledde till uppsatsen On the Stability of the Motion of Saturns Rings. Utvecklingen av denna uppsats fick Maxwell en vetenskaplig utmärkelsen.

Arbetet drog slutsatsen att Saturnus ringar måste bestå av massor av materia som inte är relaterade till varandra. Studien tilldelades för det viktiga bidraget till vetenskapen den gjorde.

Maxwells slutsatser om detta ämne verifierades mer än 100 år senare, 1980, av en rymdsond som skickades mot planeten. Sonden är den berömda Voyager som skickas av NASA.

Undersökning av den kinetiska teorin om gaser

Maxwell var den första forskaren som använde metoderna för sannolikhet och statistik för att beskriva egenskaperna hos en uppsättning molekyler, så han kunde visa att hastigheterna för molekylerna i en gas måste ha en statistisk fördelning.

Distributionen kort efter blev känd som distributionslagen Maxwell-Boltzmann. Dessutom undersökte fysikern de egenskaper som gör det möjligt att transportera en gas som en funktion av förändringar i temperatur och tryck på dess viskositet, värmeledningsförmåga och diffusion.

Färgsyn

Liksom andra tidens forskare hade Maxwell ett anmärkningsvärt intresse för psykologi, särskilt färgvision.

I ungefär 17 år, mellan 1855 och 1872, publicerade han en serie utredningar som han gjorde på uppfattningen av färg, oförmågan att se färger och teorier om detta område. Tack vare dem fick han en medalj för en av sina uppsatser, med titeln Om teorin om färgvision.

Forskningen från vissa relevanta forskare som Isaac Newton och Thomas Young fungerade som en grund för att utföra forskning relaterad till ämnet. Emellertid hade fysikern ett särskilt intresse för uppfattningen av färg i fotografering.

Efter att ha utfört psykologiskt arbete med färguppfattning bestämde han att, om summan av tre lampor skulle kunna återge alla färger som människor kan se, kan fotografier framställas med hjälp av specialfilter för att uppnå detta.

Maxwell föreslog att om ett fotografi togs i svartvitt med röda, gröna och blå filter, kunde de transparenta intryck av bilderna projiceras på en skärm med hjälp av tre skydd utrustade med liknande filter.

Resultatet av experimentet med färgvision

I det ögonblick Mawell överlagrade bilden på skärmen, insåg han att det mänskliga ögat skulle uppfatta resultatet som en fullständig reproduktion av alla färger som var i scenen.

År senare, 1861, under en konferens vid Royal Institution om teorin om färg, presenterade forskaren den första demonstrationen i världen om användningen av färg i fotografi. Han använde resultaten från sin analys för att motivera sina idéer.

Resultaten av experimentet var emellertid inte som förväntat på grund av en skillnad i pigmentering mellan filtren som användes för att tillsätta färgen.

Trots att han inte hade uppnått de resultat han ville ha, fungerade hans forskning om färganvändning i fotografiet som bas för att födda färgfotografering några år senare.

referenser

1. James Clerk Maxwell, Encyclopedia Britannica Editors, (2018). Hämtad från britannica.com
2. James Clerk Maxwell, berömd forskarportal, (nd). Hämtad från famousscientists.org
3. James Clerk Maxwell, Oupptäckt Scotland Portal, (nd). Hämtad från undiscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, English Wikipedia Portal, (nd). Hämtad från en.wikipedia.org
5. Vem var James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell på Glenlair Trust, (nd). Hämtad från org.uk