Biografi James Clerk Maxwell dan sumbangan kepada sains

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) adalah seorang saintis asal Scotland yang khusus dalam bidang fizik matematik dan sumbangannya menandakan sebelum dan selepas dalam sejarah sains ini.

Dianggap sebagai salah seorang saintis yang paling penting yang telah direkodkan, diiktiraf terutamanya untuk perumusan teori radiasi elektromagnetik. Ideanya meletakkan dasar di mana radio yang diketahui hari ini dibina.

Di samping itu, ahli fizik ini juga membangun teori mengenai sebab kestabilan cincin Saturnus, salah satu planet sistem solar; dia bekerja dengan kinetik gas, dan dikenali sebagai orang pertama yang mencetak gambar warna.

Penemuan Clerk Maxwell menyumbang untuk meletakkan dasar-dasar yang memberi jalan kepada fizik moden. Ramai pakar di kawasan itu menganggapnya sebagai saintis abad ke-19 yang mempunyai pengaruh terbesar dalam bidang fizik abad kedua puluh..

Sumbangan yang dibuatnya dalam bidang saintifik dianggap dengan tahap kepentingan yang sama seperti yang dibuat oleh Isaac Newton dan Albert Einstein.

Indeks

• 1 Biografi
  • 1.1 Tahun pertama
  • 1.2 Pengajian pertama
  • 1.3 Pengajian tinggi
  • 1.4 Kehilangan peribadi dan perkahwinan
  • 1.5 Pendahuluan di kawasan profesional
• 2 Sumbangan kepada sains
  • 2.1 Penyiasatan
  • 2.2 Kematian
• 3 Sumbangan kepada sains
  • 3.1 Elektromagnetisme
  • 3.2 Data mengenai cincin Saturnus
  • 3.3 Penyiasatan teori kinetik gas
  • 3.4 penglihatan warna
• 4 Rujukan

Biografi

Tahun pertama

James Clerk Maxwell dilahirkan pada 13 Jun 1831 di Edinburgh, Scotland, menjadi keluarga kelas menengah. Beliau adalah satu-satunya anak pasangan yang berkahwin pada usia lanjut; Ibunya mempunyai umur 40 tahun.

Bapanya, John Clerk Maxwell dari Middlebie, seorang peguam terkemuka, mewarisi nama keluarganya dari keluarga penting pada masa itu. Nama keluarga James itu sinonim dengan masyarakat tinggi Scotland. Frances Cay adalah nama ibunya, seorang wanita yang dipunyai oleh keluarga yang mempunyai kedudukan tinggi dalam masyarakat masa itu.

Tidak lama selepas kelahiran Kerani, keluarganya berpindah ke sebuah pondok yang dipanggil Glenlair House, yang terletak di desa Middlebie dan paroki.

Kajian pertama

Apabila Maxwell berumur lapan tahun, pada tahun 1839, ibunya meninggal dunia selepas mengalami kanser perut. Selepas majlis itu, Kerani mula menerima kelas dari tutor yang mendakwa bahawa lelaki muda itu mempunyai masalah pembelajaran kerana jumlah masa yang diperlukan untuk menghafal maklumat.

Walau bagaimanapun, Kerani Maxwell menunjukkan rasa ingin tahu yang sangat baik pada usia awal dan keupayaan yang luar biasa untuk mempelajari idea-idea baru. Tidak lama selepas memulakan kelas persendirian, ibu saudaranya menghantarnya ke sekolah di Akademi Edinburgh pada tahun 1841, di mana dia berteman dengan orang yang menandakan masa depannya.

Walaupun minatnya untuk belajar, program pengajian yang dia terima di sekolah tidak menarik minatnya. Atas sebab ini, dia mula bersandar ke sains, sehingga ia menerbitkan artikel pertamanya yang berkaitan dengan kawasan ini ketika berusia 14 tahun..

Dalam esei, Clerk Maxwell menggambarkan satu siri lengkung bujur yang boleh ditarik dengan pin dan benang dengan analogi, dengan elips. Kepentingannya dalam geometri dan model mekanikal terus sepanjang hayatnya sebagai seorang pelajar dan membantunya sepanjang masa sebagai seorang penyelidik.

Pendidikan tinggi

Pada usia 16 tahun, James Clerk Maxwell mula belajar di University of Edinburgh, salah satu yang paling penting di Scotland. Sepanjang tempoh dia tetap di institusi ini, dia menerbitkan dua artikel saintifik pengarangnya sendiri.

Di samping itu, ahli fizik menumpukan beberapa jam pengajian tambahan kepada mereka yang diterima di universiti. Dia datang untuk bereksperimen dengan penambahbaikan peranti kimia, elektrik dan magnet di dalam rumah tempat dia tinggal.

Sebahagian daripada amalan ini berfungsi untuk menemui photoelasticity (bermakna yang menentukan pembahagian stres dalam struktur fizikal).

Pada tahun 1850, apabila ahli fizik berusia kira-kira 19 tahun, beliau memasuki Universiti Cambridge dan kebolehan intelektualnya mula dikenali. Di institusi Cambridge telah menjadi profesor matematik William Hopkins, yang menganggap Maxwell sebagai salah seorang pelajarnya yang paling penting.

Empat tahun selepas memulakan pengajian di institusi ini, pada tahun 1854, beliau dianugerahkan Hadiah Smith. Anugerah berprestij ini diberikan kepadanya untuk menjalankan esei tentang penyelidikan saintifik yang asal.

Di samping itu, beliau dipilih untuk mendapatkan biasiswa, peluang yang beliau enggan untuk kembali ke Scotland untuk menjaga ayahnya, yang berada dalam keadaan kesihatan yang tidak menentu..

Kerugian peribadi dan perkahwinan

Pada tahun 1856 beliau telah dilantik sebagai profesor falsafah semula jadi di Marischal College, tetapi bapanya meninggal dunia sebelum pelantikannya, yang bermakna satu kehilangan besar untuk fizikal kerana hubungan erat yang menyatukan dengan bapanya.

Saintis berusia 15 tahun lebih muda daripada guru lain yang mengajar di Marischal College; Walau bagaimanapun, ini bukan halangan untuk menjana komitmen yang kuat terhadap kedudukan yang dia anggap. Beliau telah membangunkan program pengajian baru dan kuliah program dengan pelajar.

Dua tahun kemudian, pada tahun 1858, beliau berkahwin dengan Katherine Mary Dewar, anak perempuan pengarah Marischal College. Mereka tidak pernah bersama anak-anak. Bertahun-tahun kemudian, beliau dilantik sebagai profesor falsafah semulajadi di King's College London, England.

Pendahuluan di kawasan profesional

Lima tahun akan datang adalah yang paling positif dalam kerjayanya terima kasih kepada pencapaian saintifik yang dicapainya. Dalam tempoh ini, beliau menerbitkan dua artikel yang membincangkan subjek medan elektromagnetik dan membuat demonstrasi fotografi warna.

Di samping itu, beliau juga membuat kerja teori dan eksperimen mengenai kelikatan gas. Kepentingan yang diperolehnya di kawasan saintifik menjadikannya layak untuk menjadi anggota Royal Scientific Society pada tahun 1861.

Sebaliknya, beliau bertanggungjawab menyelia penentuan eksperimen unit elektrik untuk Persatuan British. Sumbangan beliau dalam bidang sains membawa kepada penciptaan Makmal Fizik Kebangsaan.

Beliau juga membuat sumbangan penting kepada teori-teori kelajuan cahaya, terima kasih kepada pengukuran perkadaran elektromagnetik dan elektrostatik unit elektrik.

Sumbangan kepada sains

Pada tahun 1865, ahli fizik itu berhenti kerja di King's College untuk bersara ke ladang Glenlair. Dia membuat pelbagai perjalanan ke London dan Itali dan beberapa tahun kemudiannya menulis risalah mengenai tenaga elektrik dan kemagnetan.

Siasatan

Penyelidikan Maxwell tentang elektromagnetisme sangat penting bahawa saintis mula dianggap salah satu yang paling penting dalam sejarah.

Dalam Perjanjian mengenai tenaga elektrik dan kemagnetan, yang diterbitkan pada tahun 1873, matlamat utama adalah penukaran idea fizikal Michael Faraday ke dalam formula matematik. Dia cuba menggambarkan idea-idea Faraday dengan teliti.

Penyiasatan yang dilakukannya berkenaan dengan undang-undang ini membenarkan saintis membuat penemuan penting untuk bidang fizik, sejauh maklumat yang berkaitan dengan kelajuan cahaya berkenaan.

Ahli sains itu telah dipilih pada tahun 1871 supaya dia menggunakan profesor di sebuah kerusi baru yang telah dibuka di Cambridge. Selepas cadangan ini, beliau mula merancang Laboratorium Cavendish dan mengawasi pembinaannya. Walaupun mempunyai sedikit pelajar dalam pertuduhannya, beliau mempunyai sekumpulan saintis yang terkenal pada masa itu.

Kematian

Lapan tahun kemudian, pada tahun 1879, Maxwell mula mengalami penyakit beberapa kali. Tidak lama selepas dia kembali ke Glenlair; Walau bagaimanapun, kesihatannya tidak bertambah baik.

Saintis meninggal dunia pada 5 November 1879 selepas mengalami penyakit yang pendek. Pengkebumiannya tidak mempunyai penghormatan awam; telah dikebumikan di tanah perkuburan kecil yang terletak di Scotland.

Sumbangan kepada sains

Elektromagnetisme

Kajian-kajian yang Maxwell menyedari undang-undang induksi Faraday, yang menimbulkan bahawa medan magnet boleh berubah menjadi satu elektromagnetik, membolehkan ia menyedari penemuan-penemuan penting dalam skop ilmiah ini.

Apabila cuba membuat ilustrasi undang-undang ini, saintis mencapai pembinaan model mekanikal yang menimbulkan "arus anjakan", yang boleh menjadi asas gelombang melintang.

Ahli fizik membuat pengiraan laju gelombang ini dan mendapati bahawa mereka sangat dekat dengan kelajuan cahaya. Ini membawa kepada teori yang mencadangkan bahawa gelombang elektromagnetik boleh dijana dalam makmal, yang telah ditunjukkan beberapa tahun kemudian oleh saintis Heinrich Hertz.

Kajian yang dijalankan oleh Maxwell membenarkan bahawa selama bertahun-tahun, radio yang kita kenal sekarang boleh diwujudkan.

Fakta mengenai cincin Saturnus

Semasa belia saintis, keutamaan diberikan untuk menjelaskan mengapa cincin Saturnus terus berputar di sekeliling planet ini.

Penyelidikan Maxwell menyebabkan perbicaraan bertajuk Mengenai kestabilan pergerakan cincin Saturnus. Perkembangan esei ini menjadikan Maxwell layak mendapat hadiah saintifik.

Kerja ini menyimpulkan bahawa cincin-cincin Saturnus mesti dibentuk oleh jisim perkara yang tidak berkaitan dengan satu sama lain. Kajian ini dianugerahkan untuk sumbangan penting kepada sains yang dimaksudkan.

Kesimpulan Maxwell mengenai subjek ini telah disahkan lebih daripada 100 tahun kemudian, pada tahun 1980, oleh siasatan angkasa dihantar ke planet ini. Siasatan adalah yang diiktiraf Voyager, dihantar oleh NASA.

Siasatan teori kinetik gas

Maxwell adalah saintis pertama yang menggunakan kaedah kebarangkalian dan statistik untuk menggambarkan sifat-sifat satu set molekul, supaya dia dapat menunjukkan bahawa halaju molekul gas mesti mempunyai pengedaran statistik.

Pengedarannya diketahui tidak lama selepas undang-undang pengedaran Maxwell-Boltzmann. Di samping itu, ahli fizik menyiasat sifat-sifat yang membolehkan gas diangkut berdasarkan perubahan suhu dan tekanan pada kelikatan, kekonduksian terma dan penyebaran..

Penglihatan warna

Seperti saintis lain pada masa itu, Maxwell mempunyai minat yang luar biasa dalam psikologi, terutamanya dalam penglihatan warna.

Selama kira-kira 17 tahun, antara 1855 dan 1872, beliau menerbitkan satu siri penyelidikan yang dilakukannya mengenai persepsi warna, ketidakmampuan untuk melihat warna dan teori tentang bidang ini. Terima kasih kepada mereka, dia menerima pingat untuk salah satu daripada esei beliau, yang berhak Mengenai teori penglihatan warna.

Siasatan beberapa saintis penting seperti Isaac Newton dan Thomas Young berkhidmat sebagai asas untuk menjalankan penyelidikan yang berkaitan dengan subjek. Walau bagaimanapun, ahli fizik mempunyai kepentingan tertentu dalam persepsi warna dalam fotografi.

Selepas melakukan kerja psikologi mengenai persepsi warna, dia menentukan bahawa, jika jumlah tiga lampu dapat menghasilkan semula warna apa pun yang dapat dilihat oleh manusia, gambar berwarna boleh dihasilkan menggunakan penapis khas untuk mencapainya..

Maxwell mencadangkan jika gambar diambil dalam warna hitam dan putih dengan menggunakan penapis merah, hijau dan biru, kesan telus imej boleh diproyeksikan pada skrin menggunakan tiga pelindung yang dilengkapi dengan penapis serupa..

Hasil eksperimen pada penglihatan warna

Pada masa Mawell menumpahkan imej pada skrin, dia menyedari bahawa mata manusia akan melihat hasilnya sebagai pembiakan lengkap semua warna yang ada di tempat kejadian.

Tahun-tahun kemudian, pada tahun 1861, semasa kuliah di Pengenalan Diraja mengenai teori warna, saintis membentangkan demonstrasi pertama di dunia tentang penggunaan warna dalam fotografi. Dia menggunakan hasil analisisnya untuk membenarkan ideanya.

Walau bagaimanapun, keputusan eksperimen tidak seperti yang diharapkan, disebabkan perbezaan pigmentasi antara penapis yang digunakan untuk menambah warna.

Meskipun tidak mencapai hasil yang diinginkannya, penyelidikan tentang penggunaan warna dalam fotografi menjadi asas untuk menimbulkan fotografi warna beberapa tahun kemudian..

Rujukan

1. James Clerk Maxwell, Penerbit Encyclopedia Britannica, (2018). Diambil dari britannica.com
2. James Clerk Maxwell, Portal Saintis Terkenal, (n.d.). Diambil dari famousscientists.org
3. James Clerk Maxwell, Portal Undiscovered Scotland, (n.d.). Diambil dari undiscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia dalam bahasa Inggeris, (n.d.). Diambil dari en.wikipedia.org
5. Siapa James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell di Glenlair Trust, (n.d.). Diambil dari org.uk