James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell
Ilustracja
Data i miejsce urodzenia13 czerwca 1831
Edynburg
Data i miejsce śmierci5 listopada 1879
Cambridge
Zawód, zajęciefizyk
Narodowośćszkocka
Faksymile

James Clerk Maxwell[a] (ur. 13 czerwca 1831 w Edynburgu, zm. 5 listopada 1879 w Cambridge) – szkocki fizyk i matematyk, laureat Medalu Rumforda (1860). Zajmował się elektrodynamiką, optyką i teorią barw, mechaniką nieba oraz termodynamiką, zwłaszcza kinetyczną teorią gazów. Maxwell uchodzi za największego fizyka XIX wieku i jednego z największych fizyków wszech czasów. W co najmniej dwóch rankingach znalazł się na podium – zaraz za Einsteinem i Newtonem[2][3].

Ukończył Edinburgh Academy, a następnie Trinity College na Uniwersytecie Cambridge.

Jest znany przede wszystkim jako ojciec kompletnej i jednolitej elektrodynamiki klasycznej – rozszerzył pierwotne prawo Ampère’a i stworzył tak układ równań nazwany jego nazwiskiem. Dzięki swojej teorii przewidział istnienie fal elektromagnetycznych. Poprawnie przyjął, że światło jest jedną z nich, rozwijając falowy model światła uznawany w jego czasach. Przewidział też istnienie innych zakresów częstotliwości jak potwierdzone potem fale radiowe. Pionier fotografii barwnej oraz fizyki statystycznej, dzięki której udowodniono atomizm. Badał też budowę pierścieni Saturna[4].

Otworzył epokę bezprzewodowej telekomunikacji opartej na radiotechnice. Jego teoria doprowadziła też do rewizji podstaw mechaniki Newtona – najpierw jako fundament teorii eteru Lorentza, a potem inspiracja do stworzenia szczególnej teorii względności przez Einsteina. Elektrodynamika Maxwella była też pierwszą relatywistyczną teorią pola, a przez to wzorcem dla innych modeli oddziaływań fundamentalnychogólnej teorii względności oraz teorii oddziaływań jądrowych.

Dorobek naukowy

Elektrodynamika

Maxwell dokonał unifikacji oddziaływań elektrycznych i magnetycznych, to znaczy udowodnił, że elektryczność i magnetyzm są dwoma rodzajami tego samego zjawiska – elektromagnetyzmu[5]. Wprowadzone przez niego w 1861 roku równania Maxwella pokazały, że pole elektryczne i magnetyczne rozchodzą się w próżni z prędkością światła w postaci fali. Doprowadziło go to do wniosku, że światło jest falą elektromagnetyczną[6].

Równania Maxwella są uważane za jeden z największych przełomów w historii fizyki. Na cześć ich odkrywcy jednostkę strumienia magnetycznego nazwano makswelem.

Termodynamika

Pierwsza fotografia barwna, wykonana przez Maxwella w 1861 roku

W 1866 roku z rozkładu Boltzmanna Maxwell wyznaczył rozkład prędkości cząsteczek gazu doskonałego, który pozwala ustalić jaka część cząsteczek gazu porusza się z daną prędkością w ustalonej temperaturze. Maxwell jest także twórcą demona Maxwella, eksperymentu myślowego, który zaprzecza drugiej zasadzie termodynamiki.

Teoria barw i fotografia

Maxwell odkrył, że kolorową fotografię można wykonać za pomocą czerwonych, niebieskich i zielonych filtrów optycznych. Pierwszą fotografię barwną zaprezentował w 1861 roku. Fotografia przedstawiała wstążkę tartanu.

Przekonania religijne

Maxwell był osobą głęboko wierzącą. Krytycznie podchodził do teorii ewolucji sformułowanej w 1859 r. przez Darwina[7].

Upamiętnienie

Terminy naukowe

Elektrodynamika:

Termodynamika:

Inne:

Inne nazwy

Uwagi

  1. Clerk to pierwsza część nazwiska, a nie drugie imię uczonego. Nazwisko Maxwell przyjął jeden z jego przodków George Clerk po ślubie z Dorothy Maxwell w XVIII wieku[1].

Przypisy

  1. Andrzej Kajetan Wróblewski, 200 uczonych w anegdocie, Warszawa: Świat Książki, 2010, s. 107–110, ISBN 978-83-247-2001-9.
  2. Einstein the greatest, BBC News, 29 listopada 1999 [dostęp 2022-01-07].
  3. Newton tops PhysicsWeb poll, physicsworld.com, 29 listopada 1999 [dostęp 2022-01-07] (ang.).
  4. Maxwell James (Clerk), [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-08-07].
  5. Gamow 1967 ↓, s. 160.
  6. Gamow 1967 ↓, s. 162.
  7. Henry F. Schaefer, Science and Christianity. Conflict or coherence?, Watkinsville, Ga.: Apollos Trust, 2003, s. 19–21, ISBN 0-9742975-0-X, OCLC 53334734 [dostęp 2022-01-07] (ang.).

Bibliografia

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Count Rumford.jpg
Portret Count Rumford (born Benjamin Thompson, 1753–1814) who was an American born soldier, statesman, scientist, inventor and social reformer.
James Clerk Maxwell sig.svg
Autor: unknown, Licencja:
Tartan Ribbon.jpg
Tartan Ribbon, photograph taken by James Clerk Maxwell in 1861. Considered the first durable colour photographic image, and the very first made by the three-colour method Maxwell first suggested in 1855. Maxwell had the photographer Thomas Sutton photograph a tartan ribbon three times, each time with a different colour filter (red, green, or blue-violet) over the lens. The three photographs were developed, printed on glass, then projected onto a screen with three different projectors, each equipped with the same colour filter used to photograph it. When superimposed on the screen, the three images formed a full-colour image. Maxwell's three-colour approach underlies nearly all forms of colour photography, whether film-based, analogue video, or digital. The three photographic plates now reside in a small museum at 14 India Street, Edinburgh, the house where Maxwell was born.