Джеймс Клерк Максвелл ($1831$ — $1879$) — британский физик, математик и механик.
Биография
Джеймс Клерк Максвелл родился $13$ июня $1831$ года в Эдинбурге, Шотландия.
Его отец был адвокатом, а его мать умерла, когда ему было всего восемь лет.
Он учился в средней школе в Эдинбурге - где он опубликовал свою первую научную статью в возрасте всего $14$ лет.
В $1847$ году он поступил в Эдинбургский университет, где он посещал под руководством сэра Уильяма Гамильтона занятия по логике, математике и естественной философии. Однако, как и в школе, он был более заинтересован в проведении своих исследований за пределами учебного плана. Он исследовал свойства поляризованного света и призм, а главное сделал свои ранние исследования с помощью электрических и магнитных установок.
В возрасте $19$ лет, Максвелл переехал в Кембриджский университет, изучая математику, и стал членом Тринити-колледжа.
Он женился на Кэтрин Мэри Дьюара в $1858$. Его жена, дочь руководителя колледжа, помогал ему в его экспериментах. У пары не было детей, и был очень предан по отношению друг к другу.
В $1860$ году в возрасте $29$ лет он принял профессуру в Королевском колледже в Лондоне. Максвелл остался в Лондоне до $1865$ года, выполняя большую часть своей самой известной работы. Затем он вернулся к своей семье в Шотландию и в течение шести лет он проводил эксперименты и расчеты.
В $1871$ году он стал профессором в Кембриджском университете, где он оставался до самой своей смерти.
Джеймс Клерк Максвелл заболел раком брюшной полости и умер $5$ ноября $1879$ году в возрасте $48$ лет назад, его мать умерла от той же болезни и в том же возрасте.
Его открытия проложили путь для большей части технологических новшеств современного мира и продолжали оказывать влияние на физику и в следующем столетии.
Научные достижения
Кольца Сатурна
В $1855$ году темой четвертой премии Адамса в Кембридже было объявлено как исследование движений и устойчивости колец Сатурна. Некоторые расчеты о кольцах Сатурна, были сделаны Лапласом еще в $1787$ году. Максвелл пришел к выводу, что кольца должны состоять из множества мелких частиц, которые независимо друг от друга, вращаются вокруг Сатурна. За это открытие он получил $130$ фунтов и премию Адамса.
Кинетическая теория и термодинамика
Максвелл является одним из основателей кинетической теории газов, и в $1860$ году выводит закон, описывающий статистическое распределение молекул газа, в зависимости от их скорости. В соответствии со своей теорией Максвелл объясняет закон Авогадро, диффузию, теплопроводность и внутреннее трение.
Распределение Максвелла-Больцмана является одним из его больших вкладов в физику. Такое распределение скоростей частиц описано в идеализированных газах, где частицы движутся свободно и имеют краткие столкновений друг с другом.
Работы Максвелла по термодинамике помогли ему прийти к мысленному эксперименту, который стал известен, как «Демон Максвелла», где второй закон термодинамики нарушается воображаемым способом.
Самый большой прорыв Максвелла состоялся в $1871$ году, когда он установил термодинамические соотношения Максвелла, которые являются утверждением равенства между вторыми производными термодинамических потенциалов относительно различных термодинамических переменных.
Они выражают основные закономерности электромагнитных явлений и теперь занимают центральное место в физике - являются основой электричества и радио.
Видение цвета
Может быть, не так популярны его вклады в науку фотографии, в частности, открытие того, что цветное изображение может быть получено путем деления световых фильтров красного, зеленого и синего. В $1861$ году он представил концепцию цветной фотографии на лекции в Королевском институте. Строго говоря, эта демонстрация только иллюстрирует концепцию цвета по принципу аддитивного смешения цветов, не приводя к истинной цветовой картине, но считается, что Максвелл изобрел цветную фотографию.
Между $1855$ и $1872$ годами он продолжил свои исследования, связанные с восприятием цвета и дальтонизмом, и первым был награжден медалью Румфорда.
