Джеймс Клерк Максвелл — физик: краткая биография, олимпиада и особенности

Джеймс Максвелл — физик, который первым сформулировал основы классической электродинамики. Их применяют до сих пор. Известно знаменитое уравнение Максвелла, именно он ввел в эту науку такие понятия, как ток смещения, электромагнитное поле, предсказал электромагнитные волны, природу и давление света, сделал множество других важных открытий.

Детство физика

image

Физик Максвелл родился в XIX веке, в 1831 году. Он появился на свет в шотландском Эдинбурге. Герой нашей статьи происходил из рода Клерков, его отец владел фамильным имением в Южной Шотландии. В 1826 году он нашел себе супругу по имени Фрэнсис Кей, они сыграли свадьбу, а через 5 лет у них родился Джеймс.

В младенчестве Максвелл с родителями переехал в имение Миддлби, здесь он и провел детство, которое было сильно омрачено смертью матери от рака. Еще в первые годы жизни он активно интересовался окружающим миром, увлекался поэзией, его окружали так называемые «научные игрушки». Например, предшественник кинематографа «магический диск».

В 10-летнем возрасте он начал заниматься с домашним учителем, но это оказалось неэффективным, тогда в 1841 году он переехал в Эдинбург к своей тете. Здесь он начал посещать Эдинбургскую академию, в которой упор делался на классическое образование.

Учеба в Эдинбургском университете

image

В 1847 году будущий физик Джеймс Максвелл начинает учиться в Эдинбургском университете. Тут он изучал труды по физике, магнетизму и философии, ставил многочисленные лабораторные опыты. Больше всего его интересовали механические свойства материалов. Он их исследовал с помощью поляризованного света. Такая возможность у физика Максвелла появилась после того, как его коллега Уильям Николь подарил ему два собственноручно собранных поляризационных прибора.

В то время он изготавливал большое количество моделей из желатина, подвергал их деформациям, следил за цветными картинами в поляризованном свете. Сравнивая свои опыты с теоретическими изысканиями, Максвелл вывел много новых закономерностей и проверил старые. В то время результаты этой работы были чрезвычайно важны для строительной механики.

Максвелл в Кембридже

В 1850 году Максвелл желает продолжить образование, хотя отец и не в восторге от этой затеи. Ученый отправляется в Кембридж. Там он поступает в недорогой колледж Питерхаус. Имевшаяся там учебная программа не удовлетворяла Джеймса, к тому же учеба в Питерхаусе не давала никаких перспектив.

Только в конце первого семестра ему удалось убедить отца и перевестись в более престижный Тринити-колледж. Через два года он становится стипендиатом, получает отдельную комнату.

При этом Максвелл практически не занимается научной деятельностью, больше читает и посещает лекции видных ученых своего времени, пишет стихи, участвует в интеллектуальной жизни университета. Герой нашей статьи много общается с новыми людьми, за счет этого компенсирует природную застенчивость.

Интересным был распорядок дня Максвелла. С 7 утра до 5 вечера он трудился, затем засыпал. Снова вставал в 21.30, читал, а с двух до полтретьего ночи занимался бегом прямо в коридорах общежития. После этого снова ложился, чтобы проспать до самого утра.

Работы по электричеству

Во время пребывания в Кембридже физик Максвелл всерьез увлекается проблемами электричества. Он исследует магнетизм, природу магнитных и электрических эффектов.

К тому времени Майкл Фарадей выдвинул теорию электромагнитной индукции, силовых линий, способных соединять отрицательный и положительный электрические заряды. Однако такая концепция действия на расстоянии не нравилась Максвелла, интуиция ему подсказывала, что где-то есть противоречия. Поэтому он решил построить математическую теорию, которая объединила бы результаты, полученные сторонниками дальнодействия, и представление Фарадея. Он использовал метод аналогии и применил результаты, которых ранее добился Уильямом Томсоном при анализе процессов теплопередачи в твердом теле. Так он впервые дал аргументированное математическое обоснование тому, как идет передача электрического действия в определенной среде.

Цветные снимки

В 1856 году Максвелл отправляется в Абердин, где вскоре женится. В июне 1860 году на съезде Британской ассоциации, который проходит в Оксфорде, герой нашей статьи делает важный доклад о своих исследования в области теории цветов, подкрепляя их конкретными экспериментами с помощью цветового ящика. В том же году его награждают медалью за работу над соединением оптики и цветов.

В 1861 году он предоставляет в Королевском институте неопровержимые доказательства верности своей теории — это цветная фотография, над которой он работал еще с 1855 года. Такого в мире еще никто не делал. Негативы он снял через несколько фильтров — синий, зеленый и красный. Освещая негативы через те же фильтры, ему удается получить цветное изображение.

Уравнение Максвелла

Сильное влияние в биографии Джеймса Клерка Максвелла на него оказали физики Фарадей и Томсон. В результате он приходит к заключению, что магнетизм обладает вихревой природой, а электрический ток — поступательной. Он создает механическую модель, чтобы наглядно все продемонстрировать.

В результате ток смещения привел к знаменитому уравнению непрерывности, которое до сих пор используется для электрического заряда. По мнению современников, это открытие стало самым значимым вкладом Максвелла в современную физику.

Последние годы жизни

Последние годы своей жизни Максвелл провел в Кембридже на различных административных должностях, становился президентом философского общества. Вместе с учениками исследовал распространение волн в кристаллах.

Сотрудники, которые с ним работали, неоднократно отмечали, что он был максимально прост в общении, всецело отдавался исследованиям, имел уникальную способность проникать в суть самой проблемы, был очень проницательным, при этом адекватно реагировал на критику, никогда не стремился стать знаменитым, но в то же время был способен на весьма утонченный сарказм.

Первые симптомы серьезного заболевания у него проявились в 1877 году, когда Максвеллу исполнилось всего 46 лет. Он все чаще стал задыхаться, ему трудно было есть и проглатывать пищу, возникали сильные боли.

Уже через два года ему было совсем тяжело читать лекции, выступать на публике, он очень быстро уставал. Врачи отмечали, что его состояние постоянно ухудшалось. Диагноз медиков был неутешителен — рак брюшной полости. В конце года, окончательно ослабев, он вернулся из Гленлэра в Кембридж. Облегчить его страдания пытался доктор Джеймс Паджет, известный в то время.

В ноябре 1879 году Максвелл умер. Гроб с его телом перевезли из Кембриджа в фамильное имение, похоронив рядом с родителями на небольшом деревенском кладбище в Партоне.

Олимпиада в честь Максвелла

Память о Максвелле сохранилась в названиях улиц, зданий, астрономических объектов, наград и благотворительных фондов. Также ежегодно в Москве проходит олимпиада по физике имени Максвелла.

Она проходит для учеников с 7 по 11 классы включительно. Для школьников 7-8 классов результаты олимпиады Максвелла по физике являются заменой регионального и Всероссийского этапа олимпиады школьников по физике.

Чтобы участвовать в региональном этапе, нужно получить достаточное количество баллов на предварительном отборе. Региональный и финальный этапы олимпиады Максвелла по физике проходят в два этапа. Один из них теоретический, а второй — экспериментальный.

Интересно, что задания олимпиады Максвелла по физике на всех этапах совпадают по уровню сложности с испытаниями финальных этапов Всероссийской олимпиады школьников.

Джеймс Максвелл

биография

13 июня 1831г. в Эдинбурге в доме номер 14 по улице Индии Франсез Кей, дочь эдинбургского судьи, после замужества — миссис Клерк Максвелл, родила сына Джеймса. В этот день во всем мире не произошло ничего сколько-нибудь значительного, еще не свершилось главное событие 1831 года. Но уже одиннадцать лет гениальный Фарадей пытается постичь тайны электромагнетизма, и лишь сейчас, летом 1831 года, он напал на след ускользающей электромагнитной индукции, и Джеймсу будет всего лишь четыре месяца, когда Фарадей подведет итог своему эксперименту «по получению электричества из магнетизма». И тем самым откроет новую эпоху — эпоху электричества. Эпоху, для которой предстоит жить и творить маленькому Джеймсу, потомку славных родов шотландских Клерков и Максвеллов.

Отец Джеймса, Джон Клерк Максвелл, адвокат по профессии, ненавидел юриспруденцию и питал неприязнь, как сам он говорил, к «грязным адвокатским делишкам». Как только случалась возможность, Джон прекращал бесконечное шарканье по мраморным вестибюлям Эдинбургского суда и посвящал себя научным экспериментам, которыми он между делом, по-любительски занимался. Он был дилетантом, сознавал это и тяжело переживал. Джон был влюблен в науку, в ученых, в людей практической сметки, в своего ученого деда Джорджа. Именно опыты сконструировать воздуходувные мехи, которые проводились совместно с братом Франсез Кей, свели его с будущей женой; свадьба состоялась 4 октября 1826 года. Воздуходувные мехи так никогда и не заработали, зато на свет появился сын Джеймс.

Когда Джеймсу было восемь, скончалась его мать, и он остался жить с отцом. Его детство заполнено природой, общением с отцом, книгами, рассказами о родных, «научными игрушками», первыми «открытиями». Родных Джеймса беспокоило то, что он не получает систематического образования: случайное чтение всего того, что есть в доме, уроки астрономии на крыльце дома и в гостиной, где Джеймс вместе с отцом построил «небесный глобус». После неудачной попытки обучения у частного преподавателя, от которого Джеймс часто сбегал к более увлекательным занятиям, было решено отправить его учиться в Эдинбург.

Несмотря на домашнее образование, Джеймс удовлетворял высоким требованиям Эдинбургской академии и был зачислен туда в ноябре 1841 года. Его успехи в классе были далеко не блестящи. Он легко мог бы выполнять задания лучше, но дух соревнования в малоприятных занятиях был для него глубоко чуждым. После первого же школьного дня он не сошелся с одноклассниками, и, поэтому, больше всего на свете Джеймс любил бывать один и рассматривать окружающие предметы. Одним из самых ярких событий, несомненно, скрасившее унылые школьные дни, было посещение вместе с отцом Эдинбургского королевского общества, где были выставлены первые «электромагнетические машины».

Эдинбургское королевское общество изменило жизнь Джеймса: именно там он получил первые понятия о пирамиде, кубе, других правильных многогранниках. Совершенство симметрии, закономерные превращения геометрических тел изменили понятие Джеймса об учении — он увидел в учении зерно красоты и совершенства. Когда пришло время экзаменов, ученики академии поразились — «Дуралей», как они называли Максвелла, стал одним из первых.

Делись добром 😉

Главная Коллекция «Otherreferats» История и исторические личности Джеймс Максвелл. Биография

Детство и школьные годы Джеймса Максвелла, первое открытие. Студенческие годы: оптико-механические исследования, занятия электричеством. Первая премия, работа над теорией газов, механическая модель Максвелла. Мировое признание британского физика.

Рубрика История и исторические личности
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 13.09.2015
Размер файла 20,7В K

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу.

  • 11-10-2012, 08:27
  • 852

В  В  В В В В В  В В В В В  Максвелл родился в 1831 году, и вошел в мировую историю как выдающийся английский физик. Джеймс получил широкую известность за то, что сформулировал четыре уравнения. Эти уравнения стали основой базовых законов магнетизма и электричества. Электричество и магнетизм были известны задолго до жизни английского ученого, и всем было понятно, что эти два явления связанны между собой. Почти все законы, связанные с электричеством, известные в то время были истинными лишь для существования специфических условий. В В В  До Джеймса не существовало ни одной общей теории. С помощью четырех коротких, но очень сложных уравнений Максвелл сумел описать поведение и взаимодействие магнитных и электрических полей. Усилиями ученого два разных явления были трансформированы в общую теорию, которая нашла широкое применение в прикладных и теоретических науках. Из уравнений ученого можно сделать вывод, о том, что в электромагнитном поле существуют периодические колебания. Эти колебания, получили название электромагнитных волн, которые распространяются в пространстве, и их скорость равна скорости света, т.е. 300000 километров в секунду. Из этого наблюдения ученый сделал вывод, что сам свет состоит из электромагнитных волн. Впоследствии основные законы Максвелла являются не только законами электричества и магнетизма, но и оптики. Все ранее известные законы оптики, можно вывести из уравнений Джеймса. В В В В  Уравнения Максвелла – не единственный вклад ученого в мировую науку. Джеймс активно работал в области термодинамики и астрономии. Особого внимания ученого удостоилась кинетическая теория газов. Максвелл сделал вывод, что не все молекулы газа двигаются с одинаковой скоростью. Ученный разработал формулу, с помощью которой можно определить какая частица молекул будет двигаться с установленной скоростью. Формула, в учебниках физики, получила название – «распределение Максвелла». В В В В  Биография Максвелла мало, чем отличает от биографий других известных ученых. Всю жизнь он провел в труде. В 15 лет он отправил в Шотландское королевское общество свою первую научную разработку. Учился юноша в Эдинбургском университете, потом окончил еще и Кембридж. Джеймс много работал в качестве преподавателя, был талантливым лектором и педагогом. Умер ученый в 48 лет. Максвелл поистине гений своего времени, самый выдающийся ученый в периоде истории между Исааком Ньютоном и Альбертом Эйнштейном.

Нашли ошибку?Сообщите о ней

Комментарии:

of your page —>

imageДжон Максвелл — ведущий эксперт по вопросам лидерства, известный не только в Америке, но и в других странах, является учредителем группы IN JOY — организации, помогающей максимизировать их личный и лидерский потенциал.

Каждый год Максвелл выступает перед 250 тысячами слушателей и более одного миллиона человек являются его читателями, а также участниками семинаров, аудио- и видеокурсов. Он — автор 24 книг, в числе которых «21 неопровержимый законы лидерства», «Воспитай в себе лидера», «Создай команду лидеров», «Позиция победителя», «Путешествие от успеха к успеху» и другие. Годы служения Джона Максвелла в поместной церкви позволили ему посетить миссионеров и национальных христианских лидеров во всем мире. Он возвращался из поездок благодарным Богу за лидеров, за их страсть в деле распространения Евангелия, но также расстроенным, потому что он видел, что так многие из них, никогда не имели возможность в период их служения развивать лидерские навыки.

Во время одного такого путешествия, Джон был ободрен одним из христианских лидеров, чтобы взять лучшие из его материалов о лидерстве (он учил по ним в течение многих лет в Северной Америке) и преобразовать их, приготовив для глобальной презентации. Через этот вызов и подтверждения от других, Джон запустил EQUIP как некоммерческое общемировое миссионерское служение в 1996 году.

Убеждение Джона Максвелла — если Церковь надеется влиять на будущее поколение, то должно быть возвращение к стратегии Иисуса, а это есть — развитие лидеров. Джон часто утверждает, что целью прихода Иисуса на землю было желание найти и спасти погибших. Его публичное служение длилось только три с половиной года. В это время он не делал проповедующих путешествий вдоль Азии, и не исцелял всех больных, которых встречал. Самое величайшее количество времени Он посвятил на то, чтобы тренировать двенадцать лидеров влиять на мир, на грядущее поколение.

Видение Джона для EQUIP — это постоянное посвященное развитие лидеров с большим потенциалом, но не имеющих больших возможностей для обучения. Он абсолютно убежден, что если христианские лидеры по всему миру являются обученными, ободренными и имеющими ресурсы, то нет никакого ограничения в том, что может быть достигнуто для исполнения Великого Поручения.

Похожие записи

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий