James Clerk Maxwell biografie en bijdragen aan de wetenschap

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) was een wetenschapper van Schotse afkomst die zich specialiseerde op het gebied van de wiskundige fysica en wiens bijdragen een voor en na gemarkeerd in de geschiedenis van deze wetenschap.

Beschouwd als een van de belangrijkste wetenschappers die een record heeft gehad, werd vooral erkend voor de formulering van de theorie van elektromagnetische straling. Zijn idee legde de basis waarop de tegenwoordig bekende radio is gebouwd.

Daarnaast ontwikkelde deze fysicus ook theorieën over de reden voor de stabiliteit van de ringen van Saturnus, een van de planeten van het zonnestelsel; hij werkte met de kinetica van gassen, en staat erom bekend de eerste persoon te zijn geweest die een kleurenfoto heeft afgedrukt.

De ontdekkingen van Clerk Maxwell hebben bijgedragen aan de basis gelegd voor de moderne natuurkunde. Veel experts in het gebied beschouwen hem als de 19e-eeuwse wetenschapper die de grootste invloed had op het gebied van de twintigste-eeuwse natuurkunde..

De bijdragen die hij op wetenschappelijk gebied heeft geleverd, worden beschouwd als van hetzelfde belang als die van Isaac Newton en Albert Einstein.

index

• 1 Biografie
  • 1.1 Eerste jaren
  • 1.2 Eerste studies
  • 1.3 Hoger onderwijs
  • 1.4 Persoonlijk verlies en huwelijk
  • 1.5 Vooruitgang op professioneel gebied
• 2 Bijdragen aan de wetenschap
  • 2.1 Onderzoeken
  • 2.2 Dood
• 3 Bijdragen aan de wetenschap
  • 3.1 Elektromagnetisme
  • 3.2 Gegevens over de ringen van Saturnus
  • 3.3 Onderzoek naar de kinetische theorie van gassen
  • 3.4 Kleurvisie
• 4 Referenties

biografie

Eerste jaren

James Clerk Maxwell werd geboren op 13 juni 1831 in Edinburgh, Schotland, tot een middenklassefamilie. Hij was het enige kind van een echtpaar dat op hoge leeftijd trouwde; zijn moeder had hem op 40-jarige leeftijd.

Zijn vader, John Clerk Maxwell van Middlebie, een prominente advocaat, heeft zijn familienaam geërfd van een belangrijke familie uit die tijd. De achternaam van James was een synoniem voor de Schotse high society. Frances Cay was de naam van haar moeder, een vrouw die tot een familie behoorde met een hoge positie in de samenleving van die tijd.

Kort na de geboorte van de klerk verhuisde het gezin naar een huisje genaamd Glenlair House, dat zich in het dorp Middlebie en de parochie bevond.

Eerste studies

Toen Maxwell ongeveer acht jaar oud was, in 1839, stierf zijn moeder na het lijden aan buikkanker. Na het evenement begon de klerk lessen te krijgen van een tutor die beweerde dat de jongeman problemen had met leren vanwege de hoeveelheid tijd die het kostte om de informatie te onthouden.

Echter, bediende Maxwell toonde op jonge leeftijd grote nieuwsgierigheid en een opmerkelijk vermogen om nieuwe ideeën te leren. Kort nadat hij privélessen begon te zien, stuurde zijn tante hem in 1841 naar de Academie van Edinburgh, waar hij vrienden maakte met mensen die zijn toekomst hadden gemarkeerd.

Ondanks zijn opmerkelijke nieuwsgierigheid om te leren, interesseerde hij zich niet voor de studie die hij op school ontving. Om deze reden begon hij te leunen naar de wetenschap, in die mate dat hij zelfs zijn eerste artikel publiceerde over dit gebied toen hij nog maar 14 jaar oud was..

In het essay beschreef bediende Maxwell een reeks ovale curven die analoog met pinnen en draden konden worden getekend, met een ellips. Zijn interesse in geometrie en mechanische modellen bleef gedurende zijn hele leven als student bestaan ​​en hielp hem tijdens zijn tijd als onderzoeker.

Hoger onderwijs

Op 16-jarige leeftijd begon James Clerk Maxwell met studeren aan de Universiteit van Edinburgh, een van de belangrijkste in Schotland. Gedurende de periode dat hij in deze instelling bleef, publiceerde hij twee wetenschappelijke artikelen van zijn eigen auteurschap.

Daarnaast besteedde de fysicus enkele uren extra studie aan degenen die hij op de universiteit ontving. Hij kwam experimenteren met de improvisatie van chemische, elektrische en magnetische apparaten in het huis waar hij woonde.

Een deel van deze praktijken diende om de foto-elasticiteit te ontdekken (middel dat de verdeling van stress in fysieke structuren bepaalt).

In 1850, toen de fysicus ongeveer 19 jaar oud was, ging hij naar de universiteit van Cambridge en zijn intellectuele vermogens werden erkend. In de instelling van Cambridge had als professor in de wiskunde William Hopkins, die Maxwell beschouwde als een van zijn belangrijkste studenten.

Vier jaar na zijn beginstudie aan deze instelling, in 1854, ontving hij de Smith's Prize. Deze prestigieuze prijs werd hem toegekend voor het houden van een essay over een origineel wetenschappelijk onderzoek.

Bovendien werd hij gekozen om een ​​studiebeurs te krijgen, een kans die hij weigerde om terug te keren naar Schotland om voor zijn vader te zorgen, die in een precaire gezondheidssituatie verkeerde..

Persoonlijk verlies en huwelijk

In 1856 werd hij benoemd tot hoogleraar natuurfilosofie aan het Marischal College, maar zijn vader stierf vóór zijn benoeming, wat een belangrijk verlies betekende voor de fysicus vanwege de sterke banden die hem aan zijn vader bonden..

De wetenschapper was ongeveer 15 jaar jonger dan de andere leraren die lesgaven aan het Marischal College; Dit was echter geen belemmering om een ​​sterke betrokkenheid te genereren bij de positie die hij had aangenomen. Hij ontwikkelde nieuwe studieprogramma's en programmaconferenties met studenten..

Twee jaar later, in 1858, trouwde hij met Katherine Mary Dewar, de dochter van de directeur van het Marischal College. Ze hebben nooit kinderen samen gehad. Jaren later werd hij benoemd tot hoogleraar natuurlijke filosofie aan het King's College in Londen, Engeland.

Vooruitgang op professioneel gebied

De volgende vijf jaar waren het meest positief in zijn carrière dankzij de wetenschappelijke prestaties die hij realiseerde. In deze periode publiceerde hij twee artikelen over het onderwerp van het elektromagnetische veld en maakte hij de demonstratie van kleurenfotografie.

Daarnaast heeft hij ook een theoretisch en experimenteel werk verricht met betrekking tot de viscositeit van gassen. Het belang dat hij op wetenschappelijk gebied verwierf, maakte hem waardig lid te zijn van de Royal Scientific Society in 1861.

Aan de andere kant was hij verantwoordelijk voor het toezicht op de experimentele bepaling van elektrische eenheden voor de British Association. Zijn bijdragen op het gebied van de wetenschap leidden tot de oprichting van het National Physics Laboratory.

Hij heeft ook belangrijke bijdragen geleverd aan de theorieën van de snelheid van het licht, dankzij de meting van het aandeel van elektromagnetische en elektrostatische eenheden van elektriciteit.

Bijdragen aan de wetenschap

In 1865 stopte de natuurkundige zijn baan bij King's College om zich terug te trekken naar zijn landgoed Glenlair. Hij maakte meerdere reizen naar Londen en Italië en begon een paar jaar later met het schrijven van een verhandeling over elektriciteit en magnetisme.

onderzoek

Maxwells onderzoek naar elektromagnetisme was zo belangrijk dat de wetenschapper als een van de belangrijkste in de geschiedenis werd beschouwd.

In de Verdrag over elektriciteit en magnetisme, die werd gepubliceerd in 1873, het belangrijkste doel was de omzetting van de fysieke ideeën van Michael Faraday in een wiskundige formule. Hij probeerde de ideeën van Faraday begrijpelijk te illustreren.

Het onderzoek dat hij met betrekking tot deze wet uitvoerde, stelde de wetenschapper in staat om belangrijke ontdekkingen te doen voor het gebied van de fysica, voor zover het de overeenkomstige informatie over de snelheid van het licht betreft.

De wetenschapper werd gekozen in het jaar 1871, zodat hij als professor oefende in een nieuwe stoel die in Cambridge was geopend. Na dit voorstel begon hij het Cavendish-laboratorium te ontwerpen en hield hij toezicht op de bouw ervan. Ondanks dat hij maar weinig studenten onder zijn hoede had, had hij een groep gerenommeerde wetenschappers van die tijd.

dood

Acht jaar later, in 1879, begon Maxwell verschillende keren aan ziekten te lijden. Kort daarna keerde hij terug naar Glenlair; zijn gezondheid verbeterde echter niet.

De wetenschapper stierf op 5 november 1879 na een korte ziekte. Zijn begrafenis had geen openbare eer; werd begraven op een klein kerkhof in Schotland.

Bijdragen aan de wetenschap

electromagnetisme

De studies die Maxwell zich realiseerde op de wet van inductie van Faraday, die aan de orde stelde dat een magnetisch veld kan veranderen in één elektromagnetische omgeving, maakte het mogelijk dat belangrijke ontdekkingen in dit wetenschappelijke bereik werden gerealiseerd.

Bij het proberen een illustratie van deze wet te maken, bereikte de wetenschapper de constructie van een mechanisch model dat aanleiding gaf tot een "verplaatsingsstroom", die de basis zou kunnen zijn van transversale golven.

De fysicus maakte een berekening van de snelheid van deze golven en ontdekte dat ze heel dicht bij de snelheid van het licht waren. Dit leidde tot een theorie die suggereerde dat elektromagnetische golven konden worden gegenereerd in een laboratorium, wat jaren later werd aangetoond door de wetenschapper Heinrich Hertz.

Deze studie, uitgevoerd door Maxwell, stond toe dat door de jaren heen de radio die we vandaag kennen, kan worden gemaakt.

Feiten over de ringen van Saturnus

Tijdens de jeugd van de wetenschapper werd prioriteit gegeven aan het uitleggen waarom de ringen van Saturnus coherent rond de planeet draaiden.

Maxwell's onderzoek resulteerde in de rechtszaak Over de stabiliteit van de beweging van de ringen van Saturnus. De ontwikkeling van dit essay maakte Maxwell waardig voor een wetenschappelijke prijs.

Het werk concludeerde dat de ringen van Saturnus gevormd moeten worden door massa's materie die niet aan elkaar gerelateerd waren. De studie werd beloond voor de belangrijke bijdrage aan de wetenschap die betekende.

Maxwell's conclusies over dit onderwerp werden meer dan 100 jaar later, in 1980, geverifieerd door een ruimtesonde die naar de planeet werd gestuurd. De sonde is de herkende reiziger, verzonden door NASA.

Onderzoek naar de kinetische theorie van gassen

Maxwell was de eerste wetenschapper die de methoden van waarschijnlijkheid en statistiek toepaste om de eigenschappen van een reeks moleculen te beschrijven, zodat hij kon aantonen dat de snelheden van de moleculen van een gas een statistische verdeling moeten hebben.

De distributie ervan was kort daarna bekend als de wet van distributie van Maxwell-Boltzmann. Daarnaast heeft de fysicus de eigenschappen onderzocht die toelaten dat een gas wordt getransporteerd op basis van veranderingen in temperatuur en druk op viscositeit, thermische geleidbaarheid en diffusie..

Kleur visie

Net als andere wetenschappers van die tijd, had Maxwell een opmerkelijke interesse in psychologie, met name in kleurenvisie.

Gedurende ongeveer 17 jaar, tussen 1855 en 1872, publiceerde hij een reeks onderzoeken die hij deed naar de perceptie van kleur, het onvermogen om kleuren en theorieën over dit gebied te zien. Dankzij hen ontving hij een medaille voor een van zijn essays, getiteld Over de theorie van kleurenvisie.

Het onderzoek van enkele belangrijke wetenschappers zoals Isaac Newton en Thomas Young diende als basis voor het uitvoeren van onderzoek met betrekking tot het onderwerp. De natuurkundige had echter een bijzondere interesse in de perceptie van kleur in fotografie.

Na een psychologisch onderzoek naar de waarneming van kleur, stelde hij vast dat, als de som van drie lichten elke door de mens waarneembare kleur kon reproduceren, kleurenfoto's konden worden geproduceerd met behulp van speciale filters om dit te bereiken..

Maxwell stelde voor dat als een foto in zwart-wit werd genomen met behulp van rode, groene en blauwe filters, de transparante afdrukken van de afbeeldingen op een scherm konden worden geprojecteerd met behulp van drie protectors die waren uitgerust met vergelijkbare filters..

Het resultaat van het experiment met kleurenvisie

Op het moment dat Mawell het beeld op het scherm superponeerde, realiseerde hij zich dat het menselijk oog het resultaat zou waarnemen als een volledige weergave van alle kleuren die op het toneel verschenen waren.

Jaren later, in 1861, presenteerde de wetenschapper tijdens een lezing bij de Royal Intitution over de kleurentheorie de eerste demonstratie ter wereld over het gebruik van kleur in fotografie. Hij gebruikte de resultaten van zijn analyse om zijn ideeën te rechtvaardigen.

De resultaten van het experiment waren echter niet zoals verwacht, vanwege een verschil in pigmentatie tussen de filters die werden gebruikt om de kleur toe te voegen.

Ondanks het feit dat hij niet de gewenste resultaten had bereikt, diende zijn onderzoek naar het gebruik van kleur in fotografie enkele jaren later als basis voor het maken van kleurenfotografie..

referenties

1. James Clerk Maxwell, Publishers of Encyclopedia Britannica, (2018). Gemaakt van britannica.com
2. James Clerk Maxwell, Portal Famous Scientist, (n.d.). Genomen van famousscientists.org
3. James Clerk Maxwell, Portal Undiscovered Scotland, (n.d.). Genomen uit onontdekte scotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia in Engels, (n.d.). Genomen van en.wikipedia.org
5. Wie was James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell at Glenlair Trust, (n.d.). Genomen van org.uk