Naučni radovi Jamesa Maxwella. Biografija Jamesa Maxwella

Džejms Klerk Maksvel (1831–1879) je izuzetna figura škotskog prosvetiteljstva, koji je učinio mnogo na ažuriranju nasleđa Kelta, koji su komunicirali sa prostorom sa pozicije boje i svetlosti. Maxwell je dao neprocjenjiv doprinos razumijevanju drevnih kultura. Osim toga, njegovi radovi o elektrodinamici su osnova doktrine o razvoju i kontroli ljudske svijesti putem elektromagnetnih valova.

Maxwell je stvorio suštinski sistem teorija svjetlosti, koja je u to vrijeme bila ispred, a i danas je ispred sposobnosti čovjeka da doživi boju. Naučno je dokazao važnost razumijevanja upravo osam frekvencijskih karakteristika boje koje određuju mogućnosti naše svijesti. Posebno je važno istaći njegovu studiju o osmoj boji – bijeloj, koju je prikazao kao figuru koja se sastoji od frekvencijskih karakteristika crvene, zelene i ljubičasto cvijeće. To znači da se formiraju tri boje koje određuju indikatore najniže, najviše i srednje frekvencije Bijela boja.

Zapravo, stvorio je veliku teoriju geometrije boja, koja nije postala tražena u društvu za ljudski razvoj, već je prešla u naučnu ravan - rad sa različitim frekvencijskim vibracijama. Ali bijela boja je, u stvari, jednakokraki trokut sa centrom rotacije (također je tačka miješanja tri boje). Naše tijelo funkcionira na sličan način ako ga shvatimo kao trokut (ali to je samo ako ga shvatimo kao trokut). Ako ponovo stvorimo sličnu tačku miješanja u tijelu, tada možemo dobiti najviši frekvencijski odziv povezan s bijelom. Ovo nije samo elektromagnetski efekat, već mogućnost da živimo svoj duh.

Ovako mijenjamo ponašanje molekularne veze unutar našeg tijela i možemo se suprotstaviti magnetskom polju. Ali najvažnije je da je Maxwell pokazao progresivnost ovog pokreta, odnosno nadogradnje, gdje se može dokazati bezgraničnost razvoja našeg tijela i svijesti. A dobro poznato pravilo gimleta koje proučavamo tehnički nosi potpuno drugačije konceptualno razumijevanje.

Avaj, veliko Maksvelovo znanje se i dalje uči i tumači pogrešno. Ali ovdje se objašnjava mogućnost razumijevanja, odnosno percepcije. psihičko stanje osovina kao organ koji je obdaren električni indikatori sa posebnom frekvencijom.

Prisutnost ove ose omogućava osobi da pomjeri sve svoje energetske karakteristike, da stvori unutrašnji "vrh", što je, inače, Maxwell dokazao ne samo kroz svoju teoriju boja, već i kroz iskustvo bacanja mačke dolje ( sposobnost da sleti na četiri noge).

Ali zašto nam je boja toliko važna u tom pogledu? Zato što je reakcija na boju u mozgu zasjenila sve druge reakcije u našem tijelu. Ako ne naučimo da percipiramo boju i pravilno reagujemo na nju, i dalje ćemo zavisiti od ove reakcije, a ona će ometati sve druge percepcije. Boja je osnova našeg vida, a vizija je osnova našeg duha, odnosno ljudski duh se hrani prvenstveno bojom. Najvažnije je da se nosite sa tri boje - crvenom, zelenom i ljubičastom (plavom).

Jasno je da se Maxwell nije upuštao u ono što je otkrio, ali je važno da je na to ukazao, jer se tu postavlja temelj ljudskog obrazovanja i razvoja njegovog kvaliteta zapažanja. Šta god da radimo, zavisimo od boje – kako u mestu gde živimo, tako i u odeći koju nosimo. Čak iu hrani koju jedemo. Ovo je pravi sistem sa fizički pokazatelji i odgovarajuću silu. Dakle, ovaj veliki Škot ne samo da je čovječanstvu dao ključeve poznavanja prirode, već je objasnio i ideju tartana (boja ćelija tkiva u škotskim porodicama i organizacijama), klanskog sistema Škota, gdje je kombinacija klanova razvoj je skriven. Tartan je formula koja ima svoje indikatore učestalosti.

država: Velika britanija

Područje djelatnosti: Nauka, fizika

Najveće dostignuće: Postao je osnivač elektrodinamike.

Otkad je nauka otkrivena cijelom čovječanstvu, svi su se trudili da u njoj pronađu nešto novo. I upiši svoje ime u istoriju. Naravno, ljudi koji vole humanističke nauke ne znaju imena fizičara, hemičara i matematičara. Ali, ipak, postoje neke ličnosti koje svi čuju, čak i osoba koja nema pojma šta je fizika. Džejms Maksvel je jedan od takvih naučnika koji je ostavio trag u istoriji matematike i fizike.

James Clerk Maxwell, škotski fizičar, najpoznatiji po svojoj formulaciji elektromagnetne teorije. Većina modernih fizičara ga smatra naučnikom iz 19. veka koji je imao najveći uticaj na fiziku 20. veka, a svrstava se sa Isakom Njutnom i po fundamentalnoj prirodi svog doprinosa.

ranim godinama

Budući fizičar rođen je 13. juna 1831. godine u Edinburgu. Prvobitno prezime je bilo Clerk, dodatno prezime koje je dodao njegov otac, koji je radio kao advokat i naslijedio imanje Middleby. Džejms je bio jedino dete. Njegovi roditelji su se tih dana vjenčali prilično kasno, a majka je u vrijeme njegovog rođenja imala 40 godina. Dječak je proveo djetinjstvo na imanju Middleby, koje je preimenovano u Glenlar.

Njegova majka je umrla 1839. od raka trbušne duplje, a otac je postao glavna figura u obrazovanju. Zahvaljujući njemu mladi Džejms se zainteresovao za egzaktne nauke. U školi je pokazivao veliku radoznalost rane godine i imao je fenomenalno pamćenje. Godine 1841. poslan je u školu na Akademiju u Edinburgu. Među ostalim studentima su bili njegov budući biograf Lewis Campbell i njegov prijatelj Peter Guthrie Tate.

Maxwellova interesovanja išla su daleko izvan školskog programa i nije obraćao mnogo pažnje na rezultate ispita. Njegov prvi naučni rad, objavljen kada je imao samo 14 godina, opisao je generalizovani niz ovalnih krivulja koje su se mogle pratiti iglama i koncem na sličan način kao elipsa. Ova fascinacija geometrijom i mehaničkim modelima nastavila se kroz njegovu karijeru i bila je od velike pomoći u njegovim kasnijim istraživanjima.

Sa 16 godina upisao se na Univerzitet u Edinburgu, gde je halapljivo čitao knjige iz svih predmeta i objavio još dva naučna rada. Godine 1850. upisao je Cambridge. Nakon diplomiranja, Jamesu je ponuđeno mjesto profesora. U to vrijeme zanimali su ga struja i boje, koje će kasnije biti osnova prve fotografije u boji.

Karijera i otkrića Jamesa Muskwella

Godine 1854. nastavio je da radi na Triniti koledžu, ali kako se zdravlje njegovog oca pogoršalo, morao je da se vrati u Škotsku. Godine 1856. imenovan je za profesora prirodne filozofije na koledžu Marischal u Aberdinu, ali je ovo imenovanje zasjenjeno tužnom viješću o smrti njegovog oca. Bio je to veliki lični gubitak za Maxwella, jer je imao blizak odnos sa svojim ocem. U junu 1858. Maxwell se oženio Katherine Dewar, kćerkom direktora koledža na kojem je počeo raditi. Supružnici nisu imali djece, ali su postojali odnosi povjerenja i međusobno poštovanje.

Godine 1860. Marischal i King's College su se spojili i formirali Univerzitet u Aberdinu. Maxwell je zamoljen da napusti poziciju. Prijavio se za poziciju na Univerzitetu u Edinburgu, ali je odbijen u korist svog školskog druga Tejta. Nakon što je odbijen, Džejms se seli u London.

Sljedećih pet godina nesumnjivo su bile najplodnije u njegovoj karijeri. U tom periodu objavljena su dva njegova klasična rada o elektromagnetnom polju, a održana je i demonstracija njegove fotografije u boji. Maxwell je vodio eksperimentalna definicija električne jedinice za Britansko udruženje za unapređenje nauke, a ovaj rad na merenju i standardizaciji doveo je do stvaranja Nacionalne fizičke laboratorije.

Maksvelovo istraživanje elektromagnetizma učinilo ga je imenom među velikim naučnicima istorije. U predgovoru svojoj Raspravi o elektricitetu i magnetizmu (1873), Maxwell je izjavio da je njegov glavni zadatak bio da pretvori Faradejeve fizičke ideje u matematički oblik. U pokušaju da ilustruje Faradejev zakon indukcije (da promjenjivo magnetsko polje proizvodi indukovano elektromagnetno polje), Maxwell je izgradio mehanički model. Otkrio je da je model generirao odgovarajuću "struju pomjeranja" u dielektričnom mediju, koji bi tada mogao biti mjesto posmičnih valova. Izračunavajući brzinu ovih talasa, otkrio je da su oni veoma blizu brzini svetlosti.

Maxwellova teorija je sugerirala da se elektromagnetski valovi mogu generirati u laboratoriji, što je mogućnost koju je prvi pokazao Heinrich Hertz 1887. godine, osam godina nakon Maxwellove smrti. Pored svoje elektromagnetske teorije, Maksvel je dao veliki doprinos drugim oblastima fizike. Već u dobi od 20 godina pokazao je svoje majstorstvo klasične fizike tako što je napisao esej o Saturnovim prstenovima, u kojem je zaključio da prstenovi moraju biti sastavljeni od nepovezanih masa materije – zaključak koji je potvrđen više od 100 godina. kasnije, prva svemirska sonda Voyager koja je stigla do planete prstena.

poslednje godine života

Godine 1871. Maxwell je izabran za novog profesora na Cavendish koledžu u Kembridžu. Bavio se projektiranjem lokalne laboratorije i nadgledao njenu izgradnju. Maksvel je imao nekoliko učenika, ali oni su bili najvišeg kalibra i uključivali su Williama D. Nivena, Johna Ambrosea (kasnije Sir John Ambrosea), Richarda Tetleya Glazebrooka, Johna Henryja Poyntinga i Arthura Schustera.

Tokom Uskrsa 1879. godine, Maxwell se ozbiljno razbolio - ispostavilo se da je riječ o karcinomu abdomena. Onaj od kojeg mu je umrla majka. Pošto nije mogao da drži predavanja kao ranije, vratio se u Glenlare u junu, ali mu se stanje nije poboljšalo. veliki fizičar Džejms Maskvel umro je 5. novembra 1879. Ironično, Maxwell nije dobio nikakve javne počasti i tiho je sahranjen na malom groblju u selu Parton u Škotskoj.

Mnoge naučne publikacije i časopisi su nedavno objavili članke o dostignućima u fizici i savremenim naučnicima, a retke su publikacije o fizičarima iz prošlosti. Željeli bismo da ispravimo ovu situaciju i podsjetimo na jednog od istaknutih fizičara prošlog stoljeća, Jamesa Clerka Maxwella. Ovo je poznati engleski fizičar, otac klasične elektrodinamike, statističke fizike i mnogih drugih teorija, fizičkih formula i izuma. Maxwell je postao osnivač i prvi šef Cavendish laboratorije.

Kao što znate, Maxwell je došao iz Edinburga i rođen je 1831. godine u plemićkoj porodici, koja je imala vezu sa škotskim prezimenom Clerks of Penicuik. Maxwellovo djetinjstvo proteklo je na imanju Glenlar. Džejmsovi preci su bili političari, pesnici, muzičari i naučnici. Vjerovatno je on naslijedio sklonost naukama.

Džejmsa je bez majke (pošto je umrla kada je on imao 8 godina) odgajao otac koji se brinuo o dečaku. Otac je želio da njegov sin uči prirodne nauke. James se odmah zaljubio u tehnologiju i brzo je razvio praktične vještine. Mali Maxwell je prve lekcije kod kuće uzeo uporno, jer mu se nisu sviđale oštre metode obrazovanja koje je koristio učitelj. Dalje školovanje odvijalo se u aristokratskoj školi, gdje je dječak pokazao velike matematičke sposobnosti. Maxwell je posebno volio geometriju.

Mnogim velikim ljudima geometrija se činila nevjerovatnom naukom, a čak je sa 12 godina govorio o udžbeniku geometrije kao o svetoj knjizi. Maksvel je voleo geometriju kao i druga naučna svetila, ali je imao loš odnos sa školskim drugovima. Stalno su mu smišljali uvredljive nadimke, a jedan od razloga je bila njegova smiješna odjeća. Maksvelovog oca smatrali su ekscentrikom i sinu je kupovao odeću koja mu je izmamila osmeh.

Maxwell je već u djetinjstvu pokazao velika obećanja na polju nauke. Godine 1814. poslan je da studira u Edinburškoj gimnaziji, a 1846. je nagrađen medaljom za zasluge u matematici. Njegov otac je bio ponosan na svog sina i dobio je priliku da predstavi jedan od naučnih radova svog sina pred odborom Edinburške akademije nauka. Ovaj rad se bavio matematičkim proračunima eliptičnih figura. Tada se ovaj rad zvao "O crtanju ovala i o ovalama s mnogo trikova". Napisana je 1846. godine i objavljena za široke narodne mase 1851. godine.

Maxwell je počeo intenzivno studirati fiziku nakon prelaska na Univerzitet u Edinburghu. Kalland, Forbes i drugi su postali njegovi učitelji. Odmah su u Jamesu vidjeli visok intelektualni potencijal i neodoljivu želju za proučavanjem fizike. Prije ovog perioda, Maxwell se bavio određenim granama fizike i proučavao optiku (posvetio je dosta vremena polarizaciji svjetlosti i Newtonovim prstenovima). U tome mu je pomoglo poznati fizičar William Nicol, koji je svojevremeno izumio prizmu.

Naravno, Maxwellu nisu bile strane druge prirodne nauke, a on Posebna pažnja posvećen proučavanju filozofije, istorije nauke i estetike.

Godine 1850. ušao je u Kembridž, gde je Njutn nekada radio, a 1854. je stekao akademsku diplomu. Nakon toga, njegova istraživanja dotiču se oblasti električne energije i električnih instalacija. A 1855. dobio je članstvo u vijeću Triniti koledža.

Maksvelov prvi značajan naučni rad bio je O Faradejevim linijama sile, koji se pojavio 1855. Svojevremeno je Boltzmann o Maxwellovom članku rekao da ovaj rad ima duboko značenje i pokazuje koliko svrsishodno mladi naučnik pristupa naučnom radu. Boltzmann je vjerovao da Maksvel ne samo da razumije pitanja prirodnih nauka, već je dao i poseban doprinos teorijskoj fizici. Maxwell je u svom članku iznio sve trendove u evoluciji fizike u narednih nekoliko decenija. Kasnije su Kirchhoff, Mach i. došli do istog zaključka.

Kako je nastala Cavendish laboratorija?

Po završetku studija na Kembridžu, Džejms Maksvel ostaje ovde kao učitelj, a 1860. godine postaje član Kraljevskog društva u Londonu. Istovremeno se preselio u London, gdje je dobio mjesto šefa odsjeka za fiziku na King's Collegeu na Univerzitetu u Londonu. Na ovoj poziciji radio je 5 godina.

Godine 1871. Maxwell se vratio u Cambridge i stvorio prvu laboratoriju u Engleskoj za istraživanja u oblasti fizike, koja je nazvana Cavendish Laboratory (u čast Henryja Cavendisha). Razvoj laboratorije, koja je postala pravi centar naučno istraživanje, Maxwell je posvetio ostatak svog života.

Malo se zna o Maksvelovom životu, jer nije vodio beleške ili dnevnike. Bio je skromna i stidljiva osoba. Maksvel je umro u 48. godini od raka.

Šta je naučno nasleđe Džejmsa Maksvela?

Maxwellova naučna aktivnost pokrivala je mnoga područja u fizici: teoriju elektromagnetnih pojava, kinematičku teoriju plinova, optiku, teoriju elastičnosti i dr. Prvo što je zanimalo Jamesa Maxwella bilo je proučavanje i provođenje istraživanja u fiziologiji i fizici vida boja.

Maxwell je po prvi put uspio dobiti sliku u boji, koja je dobijena zahvaljujući istovremenoj projekciji crvenog, zelenog i plavog raspona. Time je Maxwell još jednom dokazao svijetu da je slika vida u boji zasnovana na trokomponentnoj teoriji. Ovo otkriće označilo je početak stvaranja fotografija u boji. U periodu od 1857-1859, Maxwell je bio u mogućnosti da istraži stabilnost Saturnovih prstenova. Njegova teorija kaže da će prstenovi Saturna biti stabilni samo pod jednim uslovom - nepovezanošću čestica ili tijela.

Od 1855. Maksvel je posebnu pažnju posvetio radu u oblasti elektrodinamike. Postoji nekoliko naučnih radova iz ovog perioda "O Faradejevim linijama sile", "O fizičkim linijama sile", "Traktat o elektricitetu i magnetizmu" i "Dinamička teorija elektromagnetno polje».

Maxwell i teorija elektromagnetnog polja.

Kada je Maxwell počeo proučavati električne i magnetske fenomene, mnoge od njih su već bile dobro proučene. Je napravljeno Coulombov zakon, Amperov zakon, također je dokazano da su magnetske interakcije povezane djelovanjem električnih naboja. Mnogi naučnici tog vremena bili su pristalice teorije dugog dometa, koja kaže da se interakcija događa trenutno i u praznom prostoru.

Glavnu ulogu u teoriji akcije kratkog dometa odigrale su studije Michaela Faradaya (30-ih godina 19. stoljeća). Faraday je tvrdio da je priroda električnog naboja zasnovana na okolnom električnom polju. Polje jednog naboja povezano je sa susjednim u dva smjera. Struje međusobno djeluju uz pomoć magnetskog polja. Prema Faradeyu, magnetska i električna polja su opisana od njega u obliku linija sile, koje su elastične linije u hipotetičkom mediju - u eteru.

Maxwell je podržavao Faradayevu teoriju o postojanju elektromagnetnih polja, odnosno bio je pristalica procesa koji se pojavljuju oko naboja i struje.

Maksvel je objasnio Faradejeve ideje u matematičkom obliku, što je fizici zaista bilo potrebno. Uvođenjem koncepta polja, Coulombovi i Ampereovi zakoni postali su uvjerljiviji i dublji značajniji. U konceptu elektromagnetne indukcije, Maxwell je mogao razmotriti svojstva samog polja. Pod djelovanjem naizmjeničnog magnetnog polja u praznom prostoru nastaje električno polje sa zatvorenim linijama sile. Ova pojava se naziva vrtložno električno polje.

Maxwellovo sljedeće otkriće bilo je da naizmjenično električno polje može generirati magnetsko polje, slično kao obična električna struja. Ova teorija je nazvana hipoteza struje pomaka. U budućnosti, Maxwell je izrazio ponašanje elektromagnetnih polja u svojim jednačinama.

Referenca. Maxwellove jednadžbe su jednadžbe koje opisuju elektromagnetne pojave u različitim medijima i vakuumskom prostoru, a odnose se i na klasičnu makroskopsku elektrodinamiku. Ovo je logičan zaključak izvučen iz eksperimenata zasnovanih na zakonima električnih i magnetskih fenomena.
Glavni zaključak Maxwellovih jednadžbi je konačnost širenja električnih i magnetskih interakcija, što je razgraničilo teoriju interakcije kratkog dometa i teoriju interakcije dugog dometa. Karakteristike brzine su se približile brzini svjetlosti od 300.000 km/s. To je Maxwellu dalo razlog da tvrdi da je svjetlost fenomen povezan s djelovanjem elektromagnetnih valova.

Molekularno-kinetička teorija Maksvelovih gasova.

Maxwell je doprinio proučavanju molekularne kinetičke teorije (sada se ova nauka zove statistička mehanika). Maxwell je prvi došao na ideju o statističkoj prirodi zakona prirode. Stvorio je zakon raspodjele molekula po brzinama, a uspio je izračunati i viskoznost gasova u odnosu na indikatore brzine i srednju slobodnu putanju molekula gasa. Takođe, zahvaljujući Maxwellovom radu, imamo niz termodinamičkih odnosa.

Referenca. Maksvelova distribucija je teorija distribucije brzina molekula sistema u uslovima termodinamičke ravnoteže. Termodinamička ravnoteža je uslov za translaciono kretanje molekula opisano zakonima klasične dinamike.

Maksvel je imao mnogo naučnih radova koji su objavljeni: „Teorija toplote“, „Materija i kretanje“, „Električnost u elementarnoj prezentaciji“ i drugi. Maksvel nije samo preselio nauku u to razdoblje, već je bio zainteresovan i za njegovu istoriju. Svojevremeno je uspio da objavi radove G. Cavendisha, koje je dopunio svojim komentarima.

Šta će svijet pamtiti o Jamesu Clerku Maxwellu?

Maxwell je bio aktivan u proučavanju elektromagnetnih polja. Njegova teorija o njihovom postojanju nije dobila svjetsko priznanje sve do jedne decenije nakon njegove smrti.

Maksvel je prvi klasifikovao materiju i svakoj dodelio sopstvene zakone, koji nisu svedeni na zakone Njutnove mehanike.

Mnogi naučnici su pisali o Maksvelu. Fizičar R. Feynman je za njega rekao da je Maksvel, koji je otkrio zakone elektrodinamike, gledao kroz vekove u budućnost.

Epilog. James Clerk Maxwell umro je 5. novembra 1879. u Kembridžu. Sahranjen je u malom škotskom selu u blizini njegove omiljene crkve, koja se nalazi nedaleko od njegovog porodičnog imanja.

James Maxwell (1831-1879).

James Clerk Maxwell rođen je u Edinburgu 13. juna 1831. godine. Ubrzo nakon rođenja dječaka, roditelji su ga odveli na svoje imanje Glenlar. Od tada je "brlog u uskoj klisuri" čvrsto ušao u život Maksvela. Ovdje su mu živjeli i umrli roditelji, ovdje je on sam živio i dugo bio sahranjen.

Kada je Džejms imao osam godina, nesreća je došla u kuću: njegova majka se teško razbolela i ubrzo umrla. Sada je jedini Džejmsov vaspitač bio njegov otac, prema kome je zadržao osećaj nežne naklonosti i prijateljstva do kraja života. Džon Maksvel nije bio samo otac i vaspitač svog sina, već i njegov najverniji prijatelj.

Ubrzo je došlo vrijeme kada je dječak morao početi učiti. U početku su učitelji bili pozvani u kuću. Ali škotski kućni učitelji bili su jednako grubi i neuki kao i njihovi engleski kolege, koje je Dikens opisao sa takvim sarkazmom i mržnjom. Stoga je odlučeno da se James pošalje u novu školu, koja je nosila glasno ime Edinburške akademije.

Dječak se postepeno uključio u školski život. Postao je više zainteresovan za lekcije. Posebno je volio geometriju. Ona je ostala jedan od Maxwellovih najjačih hobija do kraja života. Geometrijske slike i modeli igrali su veliku ulogu u njegovom naučnom radu. Maxwellov naučni put je započeo s njom.

Maxwell je diplomirao na akademiji u jednoj od prvih diploma. Na rastanku sa voljenom školom komponovao je himnu Akademije u Edinburgu, koju su složno i sa oduševljenjem pevali njeni učenici. Sada su vrata Univerziteta u Edinburghu bila širom otvorena pred njim.

Kao student, Maxwell je izvršio ozbiljna istraživanja teorije elastičnosti, što su stručnjaci visoko cijenili. A sada je bio suočen sa pitanjem perspektiva njegovog daljeg studiranja na Kembridžu.

Osnovan 1284. godine, St. Petra (Peterhouse), a najpoznatiji je College of St. Triniti koledž (Trinity College), osnovan 1546. godine. Slavu ovog koledža stvorio je njegov slavni učenik Isaac Newton. Peterhouse i Trinity College su uzastopno bili boravak mladog Maxwella u Kembridžu. Nakon kratkog boravka u Peterhouseu, Maxwell se prebacio na Trinity College.

Obim Maksvelovog znanja, snaga njegovog intelekta i nezavisnost misli omogućili su mu da postigne visoko mesto u svom oslobađanju. Zauzeo je drugo mjesto.

Mladi prvostupnik je ostavljen na Triniti koledžu kao nastavnik. Ali bio je zabrinut naučni problemi. Pored svoje stare fascinacije geometrijom i problemom boja, koje je počeo proučavati još 1852. godine, Maksvel se zainteresovao za elektricitet.

20. februara 1854. Maxwell obavještava Thomsona o svojoj namjeri da "napadne električnu energiju". Rezultat "napada" bio je esej "O Faradayevim linijama sile" - prvi od tri glavna Maxwellova rada posvećena proučavanju elektromagnetnog polja. Riječ "polje" prvi put se pojavila u tom istom pismu Thomsonu, ali ni u ovom ni u kasnijem radu o linijama sile. Maxwell ga ne koristi. Ovaj koncept se ponovo pojavljuje tek 1864. godine u djelu "Dinamička teorija elektromagnetnog polja".

U jesen 1856. Maxwell je preuzeo mjesto profesora prirodne filozofije na Marischal College u Aberdeenu. Odsjek za prirodnu filozofiju, odnosno Odsjek za fiziku u Aberdeenu, prije Maxwella nije postojao, te je mladi profesor morao organizirati obrazovnu i naučni rad u fizici.

Obilježen je boravak u Aberdinu važan događaj iu Maxwellovom privatnom životu: oženio se kćerkom šefa Marischal Collegea Daniela Dewara, Katherine Mary Dewar. Ovaj događaj se zbio 1858. Od tog vremena do kraja života, Maxwellovi su koračali svojim životnim putem ruku pod ruku.

1857-1859, naučnik je izvršio svoje proračune kretanja Saturnovih prstenova. Pokazao je da će tečni prsten tokom rotacije biti uništen talasima koji nastaju u njemu i da će se razbiti na zasebne satelite. Maxwell je razmatrao kretanje konačnog broja takvih satelita. Najteže matematičko istraživanje donijelo mu je Adamsovu nagradu i slavu kao prvoklasnog matematičara. Nagrađeni esej je 1859. objavio Univerzitet u Kembridžu.

Sa proučavanja Saturnovih prstenova, bilo je sasvim prirodno preći na razmatranje kretanja molekula gasa. Period Maksvelovog života u Aberdeenu završio se njegovim govorom na sastanku Britanskog udruženja 1859. godine sa izveštajem "O dinamičkoj teoriji gasova". Ovaj dokument je označio početak Maksvelovog dugogodišnjeg plodnog istraživanja u oblasti kinetičke teorije gasova i statističke fizike.

Pošto je odjel u kojem je Maxwell radio bio zatvoren, naučnik je morao tražiti novi posao. Godine 1860. Maxwell je izabran za profesora prirodne filozofije na King's College London.

Londonski period obilježilo je objavljivanje velikog članka "Objašnjenja dinamičke teorije plinova", koji je objavljen u vodećem engleskom časopisu za fiziku, Philosophical Journal, 1860. godine. Maksvel je ovim člankom dao ogroman doprinos novoj grani teorijske fizike – statističkoj fizici. Osnivači statističke fizike u njenom klasičnom obliku su Maxwell, Boltzmann i Gibbs.

Maxwellovi su ljeto 1860. proveli na imanju porodice Glenlar prije početka jesenjeg semestra u Londonu. Međutim, Maxwell nije uspio da se odmori i dobije snagu. Razbolio se od velikih boginja u teškom obliku. Ljekari su se plašili za njegov život. Ali izuzetna hrabrost i strpljenje Katarine, koja mu je bila odana, koja je učinila sve da izvuče svog bolesnog muža, pomogla im je da poraze strašna bolest. Tako težak test započeo je njegov život u Londonu. Tokom ovog perioda svog života, Maksvel je objavio veliki članak o bojama, kao i delo "Objašnjenja dinamičke teorije gasova". Ali glavni rad njegovog života bio je posvećen teoriji elektriciteta.

Objavljuje dva velika rada o teoriji elektromagnetnog polja koju je stvorio: "O fizičkim linijama sile" (1861-1862) i "Dinamička teorija elektromagnetnog polja" (1864-1865). Maksvel je za deset godina izrastao u istaknutog naučnika, tvorca fundamentalne teorije elektromagnetskih pojava, koja je, uz mehaniku, termodinamiku i statističku fiziku, postala jedan od temelja klasične teorijske fizike.

U istom periodu svog života, Maxwell je počeo raditi na električnim mjerenjima. Posebno ga je zanimao racionalni sistem električnih jedinica, budući da se elektromagnetska teorija svjetlosti koju je stvorio zasnivala samo na podudarnosti odnosa elektrostatičkih i elektromagnetskih jedinica elektriciteta sa brzinom svjetlosti. Sasvim je prirodno da je postao jedan od aktivnih članova "Komisije jedinica" Britanskog udruženja. Osim toga, Maxwell je duboko shvatio blisku vezu između nauke i tehnologije, važnost ove zajednice kako za napredak nauke tako i za tehnički napredak. Stoga je od šezdesetih godina do kraja života neumorno radio na polju električnih mjerenja.

Stresan život u Londonu uzeo je danak na zdravlje Maxwella i njegove supruge, te su odlučili živjeti na svom porodičnom imanju Glenlar. Ova odluka je nakon toga postala neizbježna ozbiljna bolest Maxwell na kraju letnji odmor 1865. koju je, kao i obično, proveo na svom imanju. Maksvel je napustio službu u Londonu i živio pet godina (od 1866. do 1871.) u Glenlaru, povremeno putujući u Kembridž na preglede, a tek 1867. godine, po savetu lekara, otputovao je u Italiju. Baveći se ekonomskim poslovima u Glenlaru, Maxwell nije napustio naučne studije. Naporno je radio na glavnom djelu svog života, "Razprava o elektricitetu i magnetizmu", napisao je knjigu "Teorija topline", važan posao o regulatorima, niz članaka o kinetičkoj teoriji gasova, učestvovao na sastancima Britanskog udruženja. kreativnog života Maxwell je na selu nastavio jednako intenzivno kao i u univerzitetskom gradu.

Maksvel je 1871. objavio Teoriju toplote u Londonu. Ovaj udžbenik je bio veoma popularan. Naučnik je napisao da je svrha njegove knjige "Teorija toplote" bila da predstavi doktrinu toplote "u redosledu kojim se razvijala".

Ubrzo nakon objavljivanja Teorije toplote, Maksvel je dobio ponudu da preuzme novoorganizovanu katedru eksperimentalne fizike na Kembridžu. On se složio i 8. marta 1871. imenovan je za profesora Kevendiša na Univerzitetu u Kembridžu.

Godine 1873. objavljeni su Traktat o elektricitetu i magnetizmu (u dva toma) i knjiga Materija i kretanje.

"Materija i kretanje" je mala knjiga posvećena predstavljanju osnova mehanike.

"Traktat o elektricitetu i magnetizmu" - glavno Maxwellovo djelo i vrhunac njegovog naučnog rada. U njemu je sumirao rezultate dugogodišnjeg rada na elektromagnetizmu, koji je započeo još početkom 1854. godine. Predgovor "Traktatu" je datiran 1. februara 1873. godine. Devetnaest godina Maksvel je radio na svom fundamentalnom delu!

Maxwell je pregledao cjelokupno znanje o elektricitetu i magnetizmu svog vremena, počevši od osnovnih činjenica o elektrostatici i završavajući s elektromagnetskom teorijom svjetlosti koju je stvorio. Borbu između teorija dugog dometa i akcije kratkog dometa, koja je počela još za Njutnovog života, sažeo je, posvetivši poslednje poglavlje svoje knjige razmatranju teorija dejstva na daljinu. Maxwell nije otvoreno govorio protiv teorija elektriciteta koje su postojale prije njega; predstavio je Faradejev koncept kao jednak prevladavajućim teorijama, ali cijeli duh njegove knjige, njegov pristup analizi elektromagnetnih pojava, bio je toliko nov i neobičan da su savremenici odbijali da shvate knjigu.

U čuvenom predgovoru Traktatu, Maksvel karakteriše svrhu svog rada na sledeći način: da opiše najvažnije elektromagnetne pojave, da pokaže kako se oni mogu izmeriti i „pratiti matematičke odnose između izmerenih veličina“. Ističe da će nastojati „što je više moguće rasvijetliti vezu između matematičke forme ove teorije i opće dinamike, kako bi se u određenoj mjeri pripremio za definiciju tih dinamičkih zakona, među kojima treba tražiti za ilustracije ili objašnjenja elektromagnetnih pojava."

Maxwell zakone mehanike smatra osnovnim zakonima prirode. Nije slučajno što, stoga, kao temeljnu premisu svojih osnovnih jednačina elektromagnetske teorije, postavlja osnovne odredbe dinamike. Ali u isto vrijeme, Maxwell razumije da je teorija elektromagnetnih pojava kvalitativno nova teorija, koja se ne svodi na mehaniku, iako mehanika olakšava prodor u ovo novo polje prirodnih fenomena.

Maxwellovi glavni zaključci svode se na sljedeće: naizmjenično magnetsko polje pobuđeno promjenjivom strujom stvara električno polje u okolnom prostoru, koje zauzvrat pobuđuje magnetsko polje, itd. Promjena električnih i magnetna polja, međusobno generirajući jedno drugo, formiraju jedno promjenjivo elektromagnetno polje - elektromagnetski val.

Izveo je jednadžbe koje pokazuju da se magnetsko polje koje stvara izvor struje širi iz njega konstantnom brzinom. Nakon što je nastalo, elektromagnetno polje se širi u svemiru brzinom svjetlosti od 300.000 km/s, zauzimajući sve veći i veći volumen. D. Maksvel je tvrdio da su talasi svetlosti iste prirode kao i talasi koji nastaju oko žice u kojoj postoji promenljiva struja. Razlikuju se jedni od drugih samo po dužini. Vrlo kratke talasne dužine vidljiva je svjetlost.

Godine 1874. počinje veliki istorijski rad: proučavanje naučnog nasleđa naučnika iz osamnaestog veka Henrija Kevendiša i priprema ga za objavljivanje. Nakon Maxwellovog istraživanja, postalo je jasno da je mnogo prije Faradaya Cavendish otkrio utjecaj dielektrika na veličinu električnog kapaciteta, a 15 godina prije nego što je Coulomb otkrio zakon električnih interakcija.

Cavendishov rad o elektricitetu s opisom eksperimenata je preuzeo veliki volumen, objavljen 1879. pod naslovom "Radovi o elektricitetu od časnog Henryja Cavendisha". Ovo je bila posljednja Maxwellova knjiga objavljena za njegovog života. 5. novembra 1879. umro je u Kembridžu.

Najvažniji faktor u promeni lica sveta je širenje horizonata naučnog znanja. Ključna karakteristika u razvoju nauke ovog perioda je široka upotreba električne energije u svim granama proizvodnje. I ljudi više nisu mogli odbiti da koriste električnu energiju, osjećajući njene značajne prednosti. U to vrijeme, naučnici su počeli pomno proučavati elektromagnetne valove i njihov utjecaj na različite materijale.

Veliko dostignuće nauke u 19. veku. iznio je engleski naučnik D. Maxwell elektromagnetnu teoriju svjetlosti (1865.), koja je rezimirala istraživanja i teorijske zaključke mnogih fizičara različite zemlje u oblastima elektromagnetizma, termodinamike i optike.

Maksvel je poznat po tome što je formulisao četiri jednačine koje su bile izraz osnovnih zakona elektriciteta i magnetizma. Ove dvije oblasti su bile opsežno istraživane prije Maxwella tokom godina i bilo je dobro poznato da su međusobno povezane. Međutim, iako su različiti zakoni elektriciteta već bili otkriveni i bili su istiniti za specifične uslove, prije Maxwella nije postojala opća i jednoobrazna teorija.

D. Maxwell je došao do ideje o jedinstvu i međusobnoj povezanosti električnih i magnetskih polja, stvorivši na osnovu toga teoriju elektromagnetnog polja, prema kojoj se, nakon što je nastalo u bilo kojoj tački prostora, elektromagnetno polje širi u njemu na brzina jednaka brzina Sveta. Tako je uspostavio vezu između svjetlosnih pojava i elektromagnetizma.

U svoje četiri jednačine, kratke ali prilično složene, Maksvel je bio u stanju da precizno opiše ponašanje i interakciju električnih i magnetnih polja. Tako je ovaj složeni fenomen transformisao u jednu, razumljivu teoriju. Maksvelove jednačine su se široko koristile u prošlom veku kako u teorijskim tako i u primenjenim naukama. Glavna prednost Maxwellovih jednadžbi bila je u tome što jesu opšte jednačine upotrebljiv u svim okolnostima. Svi prethodno poznati zakoni elektriciteta i magnetizma mogu se izvesti iz Maxwellovih jednačina, kao i mnogih drugih ranije nepoznatih rezultata.

Najvažnije od ovih rezultata izveo je sam Maxwell. Iz njegovih jednačina možemo zaključiti da postoji periodična oscilacija elektromagnetnog polja. Počevši, takve oscilacije, zvane elektromagnetski valovi, širit će se u svemiru. Maksvel je iz svojih jednačina mogao da zaključi da bi brzina takvih elektromagnetnih talasa bila približno 300.000 kilometara (186.000 milja) u sekundi.Maksvel je video da je ta brzina jednaka brzini svetlosti. Iz ovoga je izveo ispravan zaključak da se sama svjetlost sastoji od elektromagnetnih valova. Dakle, Maxwellove jednačine nisu samo osnovni zakoni elektriciteta i magnetizma, već su i osnovni zakoni optike. Zaista, svi prethodno poznati zakoni optike mogu se izvesti iz njegovih jednačina, baš kao i ranije nepoznati rezultati i odnosi. Vidljiva svjetlost nije samo moguća vrsta elektromagnetno zračenje.

Maxwellove jednačine su pokazale da mogu postojati i drugi elektromagnetski valovi koji se razlikuju od vidljive svjetlosti po talasnoj dužini i frekvenciji. Ove teorijske zaključke je kasnije uveliko potvrdio Hajnrih Herc, koji je bio u stanju da stvori i ispravi nevidljive talase, čije je postojanje predvideo Maksvel.

Po prvi put u praksi, nemački fizičar G. Herc (1883) uspeo je da posmatra širenje elektromagnetnih talasa. Također je utvrdio da je brzina njihovog širenja 300 hiljada km/s. Paradoksalno, vjerovao je da elektromagnetski valovi neće imati praktična primjena. I nekoliko godina kasnije, na osnovu ovog otkrića, A.S. Popov ih je koristio za prijenos prvog radiograma na svijetu. Sastojao se od samo dvije riječi: "Heinrich Hertz".

Danas ih uspješno koristimo za televiziju. X-zraci, gama zraci, infracrveni zraci, ultraljubičasti zraci su još jedan primjer elektromagnetnog zračenja. Sve ovo se može proučavati kroz Maxwellove jednačine. Iako je Maksvel postigao priznanje uglavnom za svoje spektakularne doprinose elektromagnetizmu i optici, dao je doprinos i drugim oblastima nauke, uključujući astronomsku teoriju i termodinamiku (proučavanje toplote). Predmet njegovog posebnog interesovanja bila je kinetička teorija gasova. Maxwell je shvatio da se svi molekuli plina ne kreću istom brzinom. Neki se molekuli kreću sporije, drugi brže, a neki se kreću vrlo velikom brzinom. Maxwell je izveo formulu koja određuje koja će se čestica molekula određenog plina kretati bilo kojom brzinom. Ova formula, nazvana "Maxwellova distribucija", široko se koristi u naučnim jednačinama i ima značajnu primjenu u mnogim područjima fizike.

Ovaj izum je postao osnova za moderne tehnologije bežični prijenos informacija, radio i televizija, uključujući sve vrste mobilnih komunikacija, koji se zasnivaju na principu prijenosa podataka pomoću elektromagnetnih valova. Nakon eksperimentalne potvrde realnosti elektromagnetnog polja, došlo je do temeljnog naučnog otkrića: postoje različite vrste materije, a svaka od njih ima svoje zakone koji se ne mogu svesti na zakone Njutnove mehanike.

Američki fizičar R. Feynman je odlično rekao o ulozi Maksvela u razvoju nauke: „U istoriji čovečanstva (ako je pogledate, recimo, za deset hiljada godina), najznačajniji događaj devetnaestog veka će nesumnjivo biti Maxwellovo otkriće zakona elektrodinamike. Na pozadini ovog važnog naučnog otkrića Građanski rat u Americi će u istoj deceniji izgledati kao provincijski incident.