Znanstveni radovi Jamesa Maxwella. Biografija Jamesa Maxwella

James Clerk Maxwell (1831.-1879.) izvanredna je figura škotskog prosvjetiteljstva, koji je učinio mnogo za ažuriranje naslijeđa Kelta, koji su s prostorom komunicirali s pozicije boje i svjetla. Maxwell je dao neprocjenjiv doprinos razumijevanju drevnih kultura. Osim toga, njegovi radovi o elektrodinamici temelj su doktrine razvoja i kontrole ljudske svijesti putem elektromagnetskih valova.

Maxwell je stvorio bitni sustav teorija svjetlosti, koja je u to vrijeme bila ispred, a i danas je ispred sposobnosti čovjeka da doživi boju. Znanstveno je dokazao važnost razumijevanja upravo osam frekvencijskih karakteristika boje, koje određuju mogućnosti naše svijesti. Posebno je važno istaknuti njegovo proučavanje osme boje - bijele, 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, on je stvorio veliku teoriju o geometriji boja, koja nije postala tražena od strane društva za razvoj čovjeka, već je otišla u znanstvenu razinu - rad s različitim fluktuacijama frekvencije. Ali bijela boja je zapravo jednakokračni trokut sa središtem rotacije (ujedno je i točka miješanja triju boja). Naše tijelo radi na sličan način ako ga shvatimo kao trokut (ali to je samo ako ga shvatimo kao trokut). Ako ponovno stvorimo sličnu točku miješanja u tijelu, tada možemo dobiti najviši frekvencijski odziv povezan s bijelom bojom. To nije samo elektromagnetski učinak, već mogućnost življenja našeg duha.

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 izgradnje, gdje možete dokazati bezgraničnost razvoja našeg tijela i svijesti. A dobro poznato gimlet pravilo koje proučavamo tehnički nosi potpuno drugačije konceptualno razumijevanje.

Jao, veliko Maxwellovo znanje još uvijek se netočno predaje i tumači. Ali ovdje se objašnjava mogućnost razumijevanja, odnosno percepcije. fizičko stanje os kao organ koji je obdaren električni indikatori posebnom učestalošću.

Prisutnost ove osi omogućuje osobi da pomakne sve svoje energetske karakteristike, da stvori unutarnji "vrh", što je, usput rečeno, Maxwell dokazao ne samo kroz svoju teoriju boja, već i kroz iskustvo bacanja mačke ( njegova sposobnost da sleti na četiri noge).

Ali zašto nam je boja toliko važna u tom pogledu? Zato što je reakcija na boje u mozgu zasjenila sve druge reakcije u našem tijelu. Bez učenja percipirati boju i ispravno reagirati na nju, i dalje ćemo ovisiti o ovoj reakciji, a ona će ometati sve druge percepcije. Boja je osnova našeg vida, a vid je osnova našeg duha, odnosno ljudski duh se primarno hrani bojom. Najvažnije je nositi se s tri boje - crvenom, zelenom i ljubičastom (plavom).

Jasno je da se Maxwell nije udubljivao u ono što je otkrio, ali je važno da je to naznačio, budući da je tu postavljen temelj ljudskog obrazovanja i razvoja njegove kvalitete zapažanja. Što god radili, ovisimo o boji - kako u mjestu u kojem živimo tako iu odjeći koju nosimo. Pa čak i u hrani koju jedemo. Ovo je pravi sustav sa fizički pokazatelji i odgovarajuća sila. Dakle, ovaj veliki Škot ne samo da je dao čovječanstvu ključeve znanja o prirodi, već je također objasnio ideju tartana (boja stanica tkiva u škotskim obiteljima i organizacijama), klanski sustav Škota, gdje je kombinacija klana razvoj je skriven. Tartan je formula koja ima svoje frekvencijske pokazatelje.

Država: Velika Britanija

Područje djelovanja: Znanost, fizika

Najveće postignuće: Postao je utemeljitelj elektrodinamike.

Otkako je znanost otkrivena cijelom čovječanstvu, svatko je pokušavao pronaći nešto novo u njoj. I upiši svoje ime u povijest. Naravno, ljudi koji su ljubitelji humanističkih znanosti ne znaju imena fizičara, kemičara i matematičara. Ali, ipak, postoje neke ličnosti za koje svatko čuje, čak i osoba koja nema pojma što je fizika. James Maxwell jedan je od takvih znanstvenika koji je ostavio traga u povijesti matematike i fizike.

James Clerk Maxwell, škotski fizičar, najpoznatiji po svojoj formulaciji elektromagnetske teorije. Većina modernih fizičara smatra ga znanstvenikom iz 19. stoljeća koji je imao najveći utjecaj na fiziku 20. stoljeća, a svrstava se uz Isaaca Newtona i zbog fundamentalne prirode njegovih doprinosa.

ranih godina

Budući fizičar rođen je 13. lipnja 1831. u Edinburghu. Izvorno prezime bilo je Clerk, dodatno prezime koje je dodao njegov otac, koji je radio kao odvjetnik i naslijedio imanje Middleby. James je bio jedinac. Roditelji su mu se tada prilično kasno vjenčali, a majka je u vrijeme njegova rođenja imala 40 godina. Dječak je proveo djetinjstvo na imanju Middleby, koje je preimenovano u Glenlar.

Majka mu je umrla 1839. od raka trbušne šupljine, a otac je postao glavna figura u obrazovanju. Zahvaljujući njemu, mladi James se zainteresirao za egzaktne znanosti. U školi je pokazivao veliku znatiželju ranoj dobi i imao je fenomenalno pamćenje. Godine 1841. poslan je na školovanje na Akademiju u Edinburghu. Ostali studenti bili su njegov budući biograf Lewis Campbell i njegov prijatelj Peter Guthrie Tate.

Maxwellovi interesi daleko su nadilazili okvire školskog programa, a rezultatima ispita nije se previše obazirao. Njegov prvi znanstveni rad, objavljen kada je imao samo 14 godina, opisao je generalizirani niz ovalnih krivulja koje se mogu iscrtati pribadačama i koncem na sličan način kao elipsa. Ova fascinacija geometrijom i mehaničkim modelima nastavila se tijekom njegove karijere i bila je od velike pomoći njegovim kasnijim istraživanjima.

Sa 16 godina upisao se na Sveučilište u Edinburghu, gdje je halapljivo čitao knjige iz svih predmeta i objavio još dva znanstvena rada. Godine 1850. upisao je Cambridge. Nakon diplome, Jamesu je ponuđeno mjesto učitelja. U to vrijeme zanimaju ga elektricitet i boje koje će kasnije biti temelj prve fotografije u boji.

Karijera i otkrića Jamesa Muskwella

Godine 1854. nastavio je raditi na Trinity Collegeu, ali kako se očevo zdravlje pogoršalo, morao se vratiti u Škotsku. Godine 1856. imenovan je profesorom prirodne filozofije na koledžu Marischal u Aberdeenu, ali to je imenovanje zasjenila tužna vijest o očevoj smrti. Bio je to veliki osobni gubitak za Maxwella, jer je imao blizak odnos sa svojim ocem. U lipnju 1858. Maxwell se oženio s Katherine Dewar, kćeri ravnatelja koledža u kojem je počeo raditi. Supružnici nisu imali djece, ali postojali su odnosi povjerenja i međusobno poštovanje.

Godine 1860. Marischal i King's College spojili su se u Sveučilište u Aberdeenu. Maxwell je zamoljen da napusti položaj. Prijavio se za mjesto na Sveučilištu u Edinburghu, ali ga je odbio njegov školski prijatelj Tate. Nakon što je odbijen, James se seli u London.

Sljedećih pet godina nedvojbeno su bile najplodnije u njegovoj karijeri. U tom su razdoblju objavljena dva njegova klasična rada o elektromagnetskom polju, a prikazana je i njegova fotografija u boji. Maxwell je vodio eksperimentalna definicija električne jedinice za Britansku udrugu za napredak znanosti, a ovo mjerenje i standardizacija doveli su do stvaranja Nacionalnog fizikalnog laboratorija.

Maxwellovo istraživanje elektromagnetizma učinilo ga je imenom među velikim znanstvenicima povijesti. U predgovoru svoje Rasprave o elektricitetu i magnetizmu (1873.), Maxwell je izjavio da je njegov glavni zadatak transformirati Faradayeve fizičke ideje u matematički oblik. U pokušaju da ilustrira Faradayev zakon indukcije (da promjenjivo magnetsko polje proizvodi inducirano elektromagnetsko polje), Maxwell je izgradio mehanički model. Otkrio je da je model generirao odgovarajuću "struju pomaka" u dielektričnom mediju, koji bi onda mogao biti mjesto posmičnih valova. Izračunavši brzinu tih valova, otkrio je da su vrlo blizu brzine svjetlosti.

Maxwellova teorija sugerira da se elektromagnetski valovi mogu generirati u laboratoriju, što je mogućnost koju je prvi pokazao Heinrich Hertz 1887., osam godina nakon Maxwellove smrti. Uz svoju elektromagnetsku teoriju, Maxwell je dao veliki doprinos drugim područjima fizike. Već u dobi od 20 godina pokazao je svoje majstorstvo klasične fizike pisanjem eseja o prstenovima Saturna 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 dosegla prstenasti planet.

posljednje godine života

Godine 1871. Maxwell je izabran za novog profesora na koledžu Cavendish u Cambridgeu. Prionuo je projektiranju lokalnog laboratorija i nadzirao njegovu izgradnju. Maxwell je imao nekoliko učenika, ali oni su bili vrhunskog kalibra i uključivali su Williama D. Nivena, Johna Ambrosea (kasnije Sir Johna Ambrosea), Richarda Tetleya Glazebrooka, Johna Henryja Poyntinga i Arthura Schustera.

Tijekom Uskrsa 1879. Maxwell se ozbiljno razbolio - pokazalo se da je riječ o raku abdomena. Ona od koje mu je majka umrla. Budući da nije mogao držati predavanja kao prije, vratio se u Glenlare u lipnju, ali stanje mu se nije popravilo. veliki fizičar James Maskwell umro je 5. studenog 1879. godine. Ironično, Maxwell nije dobio nikakve javne počasti i tiho je pokopan na malom groblju u selu Parton u Škotskoj.

Mnoge znanstvene publikacije i časopisi u zadnje vrijeme objavljuju članke o dostignućima u fizici i suvremenim znanstvenicima, a objave o fizičarima prošlosti su rijetke. Željeli bismo ispraviti ovu situaciju i prisjetiti se jednog od izvrsnih fizičara prošlog stoljeća, Jamesa Clerka Maxwella. Riječ je o poznatom engleskom fizičaru, ocu klasične elektrodinamike, statističke fizike i mnogih drugih teorija, fizikalnih formula i izuma. Maxwell je postao osnivač i prvi voditelj Laboratorija Cavendish.

Kao što znate, Maxwell je došao iz Edinburgha i rođen je 1831. u plemićkoj obitelji, koja je bila u srodstvu sa škotskim prezimenom Clerks of Penicuik. Maxwell je djetinjstvo proveo na imanju Glenlar. Jamesovi preci bili su političari, pjesnici, glazbenici i znanstvenici. Vjerojatno je naslijedio sklonost prema znanostima.

James je odgajan bez majke (jer je umrla kad je imao 8 godina) od strane oca koji se brinuo za dječaka. Otac je želio da mu sin studira prirodne znanosti. James se odmah zaljubio u tehnologiju i brzo je razvio praktične vještine. Mali Maxwell je uporno uzeo prve lekcije kod kuće, jer mu se nisu sviđale grube metode obrazovanja koje je koristio učitelj. Daljnja obuka održana je u aristokratskoj školi, gdje je dječak pokazao velike matematičke sposobnosti. Maxwell je posebno volio geometriju.

Mnogim se velikim ljudima geometrija činila nevjerojatnom znanošću, pa je već u dobi od 12 godina o udžbeniku geometrije govorio kao o svetoj knjizi. Maxwell je volio geometriju kao i druga znanstvena svjetla, ali je bio u lošim odnosima sa svojim školskim kolegama. Stalno su mu smišljali uvredljive nadimke, a jedan od razloga bila je i njegova smiješna odjeća. Maxwellov otac smatran je ekscentrikom i sinu je kupovao odjeću koja mu je izmamila osmijeh.

Maxwell je već u djetinjstvu pokazao velika obećanja na polju znanosti. Godine 1814. poslan je na studij u Edinburšku gimnaziju, a 1846. dobio je medalju za zasluge u matematici. Njegov otac bio je ponosan na svog sina i dobio je priliku predstaviti jedan od sinovljevih znanstvenih radova pred odborom Edinburške akademije znanosti. Ovaj se rad bavio matematičkim izračunima eliptičnih figura. Tada se ovaj rad zvao "O crtanju ovala i o ovalima s mnogo trikova". Napisana je 1846., a javno objavljena 1851.

Maxwell je počeo intenzivno proučavati fiziku nakon prelaska na Sveučilište u Edinburghu. Kalland, Forbes i drugi postali su njegovi učitelji. U Jamesu su odmah vidjeli visok intelektualni potencijal i neodoljivu želju za proučavanjem fizike. Prije tog razdoblja Maxwell se bavio pojedinim granama fizike i proučavao optiku (puno vremena posvetio je polarizaciji svjetlosti i Newtonovim prstenovima). U tome mu je pomoglo slavni fizičar William Nicol, koji je svojedobno izumio prizmu.

Dakako, Maxwellu nisu bile strane ni druge prirodne znanosti, a on Posebna pažnja posvetio studiju filozofije, povijesti znanosti i estetike.

Godine 1850. upisao se na Cambridge, gdje je Newton nekoć radio, a 1854. dobio je akademski stupanj. Nakon toga njegova istraživanja dotakla su područje elektrike i električnih instalacija. A 1855. dobio je članstvo u vijeću Trinity Collegea.

Maxwellovo prvo značajno znanstveno djelo bilo je On Faraday's Lines of Force, koje se pojavilo 1855. godine. Svojedobno je Boltzmann za Maxwellov članak rekao da ovo djelo ima duboko značenje i pokazuje koliko svrhovito mladi znanstvenik pristupa znanstvenom radu. Boltzmann je vjerovao da Maxwell ne samo da razumije problematiku prirodnih znanosti, već je dao i poseban doprinos teorijskoj fizici. Maxwell je u svom članku ocrtao sve trendove u evoluciji fizike za sljedećih nekoliko desetljeća. Kasnije su Kirchhoff, Mach i. došli do istog zaključka.

Kako je nastao Cavendish Laboratory?

Nakon završetka studija na Cambridgeu, James Maxwell ostaje ovdje kao učitelj, a 1860. postaje član Kraljevskog društva u Londonu. Istodobno se preselio u London, gdje je dobio mjesto voditelja odjela za fiziku na King's Collegeu Sveučilišta u Londonu. Na ovoj poziciji radio je 5 godina.

Godine 1871. Maxwell se vratio u Cambridge i stvorio prvi laboratorij u Engleskoj za istraživanje u području fizike, koji je nazvan Cavendish Laboratory (u čast Henry Cavendish). Razvoj laboratorija koji je postao pravi centar znanstveno istraživanje, Maxwell je posvetio ostatak svog života.

Malo se zna o Maxwellovom životu jer nije vodio nikakve bilješke niti dnevnike. Bio je skromna i stidljiva osoba. Maxwell je preminuo u dobi od 48 godina od raka.

Koja je znanstvena ostavština Jamesa Maxwella?

Maxwellova znanstvena djelatnost pokrivala je mnoga područja fizike: teoriju elektromagnetskih pojava, kinematičku teoriju plinova, optiku, teoriju elastičnosti i druga. Prva stvar koja je zanimala 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 dobivena istovremenom projekcijom crvenog, zelenog i plavog raspona. Time je Maxwell još jednom dokazao svijetu da se slika vida u boji temelji na trokomponentnoj teoriji. Ovo otkriće označilo je početak stvaranja fotografija u boji. U razdoblju od 1857. do 1859. Maxwell je uspio istražiti stabilnost Saturnovih prstenova. Njegova teorija kaže da će Saturnovi prstenovi biti stabilni samo pod jednim uvjetom - nepovezanost čestica ili tijela.

Od 1855. Maxwell je posebnu pozornost posvetio radu na području elektrodinamike. Nekoliko je znanstvenih djela iz ovog razdoblja "O Faradayevim linijama sile", "O fizičkim linijama sile", "Traktat o elektricitetu i magnetizmu" i "Dinamička teorija elektromagnetsko polje».

Maxwell i teorija elektromagnetskog polja.

Kad je Maxwell počeo proučavati električne i magnetske pojave, mnoge od njih već su bile dobro proučene. Kreiran je Coulombov zakon, Amperov zakon, također je dokazano da su magnetske interakcije povezane djelovanjem električnih naboja. Mnogi znanstvenici tog vremena bili su pristaše teorije dugog dometa, koja kaže da se interakcija događa trenutno iu praznom prostoru.

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

Maxwell je podržavao Faradayevu teoriju o postojanju elektromagnetskih polja, odnosno bio je pristaša nastajanja procesa oko naboja i struje.

Maxwell je objasnio Faradayeve ideje u matematičkom obliku, koji je fizici itekako bio potreban. Uvođenjem koncepta polja, Coulombovi i Ampereovi zakoni postali su uvjerljiviji i dublje smisleni. U konceptu elektromagnetske indukcije Maxwell je mogao razmotriti svojstva samog polja. Pod djelovanjem izmjeničnog magnetskog polja u praznom prostoru nastaje električno polje sa zatvorenim linijama sile. Ova pojava se naziva vrtložno električno polje.

Maxwellovo sljedeće otkriće bilo je da izmjenično električno polje može generirati magnetsko polje, slično običnoj električnoj struji. Ova teorija je nazvana hipotezom struje pomaka. U budućnosti, Maxwell je izrazio ponašanje elektromagnetskih polja u svojim jednadžbama.

Referenca. Maxwellove jednadžbe su jednadžbe koje opisuju elektromagnetske pojave u različitim medijima i vakuumskom prostoru, a odnose se i na klasičnu makroskopsku elektrodinamiku. Ovo je logičan zaključak izveden iz pokusa temeljenih na zakonima električnih i magnetskih pojava.
Glavni zaključak Maxwellovih jednadžbi je konačnost širenja električnih i magnetskih međudjelovanja, što razlikuje teoriju međudjelovanja kratkog dometa i teoriju međudjelovanja dugog dometa. Karakteristike brzine približile su se brzini svjetlosti od 300 000 km/s. To je Maxwellu dalo razloga da tvrdi da je svjetlost fenomen povezan s djelovanjem elektromagnetskih valova.

Molekularno-kinetička teorija Maxwellovih plinova.

Maxwell je pridonio proučavanju teorije molekularne kinetike (sada se ova znanost naziva 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 plinova u odnosu na pokazatelje brzine i srednji slobodni put molekula plina. Također, zahvaljujući radu Maxwella, imamo brojne termodinamičke relacije.

Referenca. Maxwellova distribucija je teorija raspodjele brzina molekula sustava u uvjetima termodinamičke ravnoteže. Termodinamička ravnoteža je uvjet za translatorno gibanje molekula opisano zakonima klasične dinamike.

Maxwell je imao mnogo znanstvenih radova koji su objavljeni: "The Theory of Heat", "Matter and Motion", "Electricity in Elementary Presentation" i drugi. Maxwell ne samo da je preselio znanost u to razdoblje, nego se također zanimao za njezinu povijest. Svojedobno je uspio objaviti djela G. Cavendisha, koja je dopunio svojim komentarima.

Što će svijet pamtiti o Jamesu Clerku Maxwellu?

Maxwell je bio aktivan u proučavanju elektromagnetskih polja. Njegova teorija o njihovom postojanju dobila je svjetsko priznanje tek desetljeće nakon njegove smrti.

Maxwell je prvi klasificirao materiju i svakoj dodijelio svoje zakone koji se nisu sveli na zakone Newtonove mehanike.

O Maxwellu su pisali mnogi znanstvenici. O njemu je fizičar R. Feynman rekao da je Maxwell, koji je otkrio zakone elektrodinamike, gledao kroz stoljeća u budućnost.

Epilog. James Clerk Maxwell umro je 5. studenog 1879. u Cambridgeu. Pokopan je u malom škotskom selu u blizini svoje omiljene crkve, koja se nalazi nedaleko od njegova obiteljskog imanja.

James Maxwell (1831-1879).

James Clerk Maxwell rođen je u Edinburghu 13. lipnja 1831. godine. Ubrzo nakon rođenja dječaka, roditelji su ga odveli na svoje imanje Glenlar. Od tog vremena, "jazbina u uskom klancu" čvrsto je ušla u Maxwellov život. Ovdje su njegovi roditelji živjeli i umrli, ovdje je on sam živio i dugo je bio sahranjen.

Kad je Jamesu bilo osam godina, u kuću je stigla nesreća: majka mu se teško razboljela i ubrzo umrla. Sada je jedini Jamesov odgajatelj bio njegov otac, prema kojem je zadržao osjećaj nježne ljubavi i prijateljstva do kraja života. John Maxwell nije bio samo otac i odgojitelj svoga sina, već i njegov najvjerniji prijatelj.

Uskoro je došlo vrijeme kada je dječak morao početi učiti. U početku su u kuću pozivani učitelji. Ali škotski kućni učitelji bili su jednako grubi i neuki kao i njihovi engleski kolege, koje je Dickens opisao s takvim sarkazmom i mržnjom. Stoga je odlučeno poslati Jamesa u novu školu, koja je nosila glasno ime Akademije u Edinburghu.

Dječak se postupno uključivao u školski život. Počeo se više zanimati za nastavu. Posebno je volio geometriju. Ona je ostala jedan od Maxwellovih najjačih hobija do kraja života. Geometrijske slike i modeli odigrali su veliku ulogu u njegovom znanstvenom radu. S njom je započeo Maxwellov znanstveni put.

Maxwell je diplomirao na akademiji u jednoj od prvih diploma. Na rastanku s voljenom školom skladao je himnu Edinburške akademije, koju su složno i s oduševljenjem pjevali njezini učenici. Sada su se pred njim širom otvorila vrata Sveučilišta u Edinburghu.

Maxwell je kao student proveo ozbiljno istraživanje teorije elastičnosti, što su stručnjaci visoko cijenili. A sada se suočio s pitanjem perspektive svog daljnjeg studiranja na Cambridgeu.

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

Opseg Maxwellovog znanja, snaga njegovog intelekta i neovisnost misli omogućili su mu da postigne visoko mjesto u svom izdanju. Zauzeo je drugo mjesto.

Mladi neženja ostavljen je na Trinity Collegeu kao učitelj. Ali bio je zabrinut znanstveni problemi. Uz staru fascinaciju geometrijom i problemom boja, koje je počeo proučavati još 1852., Maxwell se počeo zanimati za elektricitet.

20. veljače 1854. Maxwell obavještava Thomsona o svojoj namjeri da "napadne elektricitet". Rezultat "napada" bio je esej "O Faradayevim linijama sile" - prvi od tri glavna Maxwellova djela posvećena proučavanju elektromagnetskog 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. Taj se koncept ponovno pojavljuje tek 1864. u djelu "Dinamička teorija elektromagnetskog polja".

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

Boravak u Aberdeenu bio je obilježen važan događaj i u Maxwellovom osobnom životu: oženio je kćer voditelja koledža Marischal, Daniela Dewara, Katherine Mary Dewar. Ovaj događaj zbio se 1858. Od tada do kraja života Maxwellovi su svoj životni put koračali ruku pod ruku.

Godine 1857.-1859., znanstvenik je izvršio svoje izračune kretanja Saturnovih prstenova. Pokazao je da će tekući prsten tijekom rotacije biti uništen valovima koji nastaju u njemu i da će se razbiti u zasebne satelite. Maxwell je razmatrao kretanje konačnog broja takvih satelita. Najteža matematička istraživanja donijela su mu nagradu Adams i slavu prvorazrednog matematičara. Nagrađeni esej 1859. godine objavilo je Sveučilište u Cambridgeu.

Od proučavanja Saturnovih prstenova bilo je sasvim prirodno prijeći na razmatranje gibanja molekula plina. Aberdeensko razdoblje Maxwellova života završilo je njegovim govorom na skupu British Associationa 1859. s izvješćem "O dinamičkoj teoriji plinova". Ovaj dokument označio je početak Maxwellovih višegodišnjih plodnih istraživanja na području kinetičke teorije plinova i statističke fizike.

Budući da je odjel u kojem je Maxwell radio bio zatvoren, znanstvenik je morao tražiti novi posao. Godine 1860. Maxwell je izabran za profesora prirodne filozofije na King's Collegeu u Londonu.

Londonsko razdoblje obilježeno je objavljivanjem velikog članka "Explanations to the Dynamic Theory of Gases" koji je 1860. godine objavljen u vodećem engleskom fizikalnom časopisu Philosophical Journal. Ovim člankom Maxwell je dao golem doprinos novoj grani teorijske fizike - statističkoj fizici. Utemeljitelji statističke fizike u njenom klasičnom obliku su Maxwell, Boltzmann i Gibbs.

Maxwellovi su proveli ljeto 1860. na imanju obitelji Glenlar prije početka jesenskog semestra u Londonu. Međutim, Maxwell se nije uspio odmoriti i smoći snage. Obolio je od velikih boginja u teškom obliku. Doktori su strahovali za njegov život. Ali izvanredna 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. Takav težak test započeo je njegov život u Londonu. U tom razdoblju svog života Maxwell je objavio veliki članak o bojama, kao i djelo "Objašnjenja dinamičke teorije plinova". Ali glavno djelo njegova života bilo je posvećeno teoriji elektriciteta.

Objavljuje dva velika djela o teoriji elektromagnetskog polja koju je stvorio: "O fizikalnim linijama sile" (1861-1862) i "Dinamička teorija elektromagnetskog polja" (1864-1865). Tijekom deset godina Maxwell je izrastao u istaknutog znanstvenika, tvorca temeljne teorije elektromagnetskih pojava, koja je uz mehaniku, termodinamiku i statističku fiziku postala jedan od temelja klasične teorijske fizike.

U istom razdoblju svog života, Maxwell je počeo raditi na električnim mjerenjima. Posebno ga je zanimao racionalni sustav električnih jedinica, budući da se elektromagnetska teorija svjetlosti koju je stvorio temeljila samo na podudarnosti omjera elektrostatskih i elektromagnetskih jedinica elektriciteta s brzinom svjetlosti. Sasvim je prirodno da je postao jedan od aktivnih članova "Commission of Units" Britanske udruge. Osim toga, Maxwell je duboko razumio blisku vezu između znanosti i tehnologije, važnost ove zajednice kako za napredak znanosti tako i za tehnički napredak. Stoga je od šezdesetih godina do kraja života neumorno radio na području električnih mjerenja.

Stresan život u Londonu utjecao je na zdravlje Maxwella i njegove supruge te su odlučili živjeti na svom obiteljskom imanju Glenlar. Ova je odluka postala neizbježna nakon ozbiljna bolest Maxwell na kraju ljetni praznici 1865., koje je po običaju proveo na svom imanju. Maxwell je napustio službu u Londonu i živio pet godina (od 1866. do 1871.) u Glenlareu, povremeno putujući u Cambridge na preglede, a tek 1867., po savjetu liječnika, otputovao je u Italiju. Baveći se ekonomskim poslovima u Glenlaru, Maxwell nije napustio znanstvene studije. Naporno je radio na glavnom djelu svog života, "Rasprava o elektricitetu i magnetizmu", napisao je knjigu "Teorija topline", važan posao o regulatorima, niz članaka o kinetičkoj teoriji plinova, sudjelovao na sastancima British Association. kreativni život Maxwell na selu nastavio se jednako intenzivno kao iu sveučilišnom gradu.

Godine 1871. Maxwell je objavio The Theory of Heat u Londonu. Ovaj udžbenik je bio vrlo popularan. Znanstvenik je napisao da je svrha njegove knjige "Teorija topline" bila predstaviti doktrinu topline "u slijedu u kojem se razvijala".

Ubrzo nakon objavljivanja Teorije topline, Maxwell je dobio ponudu da preuzme novoorganiziranu katedru eksperimentalne fizike na Cambridgeu. On je pristao i 8. ožujka 1871. imenovan je profesorom Cavendisha na Sveučilištu u Cambridgeu.

Godine 1873. objavljena je Rasprava o elektricitetu i magnetizmu (u dva sveska) i knjiga Materija i gibanje.

"Materija i gibanje" je mala knjiga posvećena prikazu osnova mehanike.

"Traktat o elektricitetu i magnetizmu" - glavno Maxwellovo djelo i vrhunac njegova znanstvenog rada. U njemu je sažeo rezultate dugogodišnjeg rada na elektromagnetizmu koji je započeo još početkom 1854. godine. Predgovor "Raspravi" datiran je 1. veljače 1873. godine. Devetnaest godina Maxwell je radio na svom temeljnom djelu!

Maxwell je pregledao cjelokupno znanje o elektricitetu i magnetizmu svog vremena, počevši od osnovnih činjenica elektrostatike i završavajući elektromagnetskom teorijom svjetlosti koju je stvorio. Sažeo je borbu između teorija djelovanja na velike udaljenosti i djelovanja na kratke udaljenosti, koja je započela još za Newtonova života, posvetivši posljednje poglavlje svoje knjige razmatranju teorija djelovanja na daljinu. Maxwell nije otvoreno govorio protiv teorija o elektricitetu koje su postojale prije njega; predstavio je Faradayev koncept kao jednak glavnim teorijama, ali cijeli duh njegove knjige, njegov pristup analizi elektromagnetskih fenomena, bio je toliko nov i neobičan da su suvremenici odbijali razumjeti knjigu.

U poznatom predgovoru Raspravi, Maxwell opisuje svrhu svog rada na sljedeći način: opisati najvažnije elektromagnetske pojave, pokazati kako se mogu mjeriti i "ući u trag matematičkim odnosima između izmjerenih veličina." Naznačuje da će pokušati "koliko god je to moguće rasvijetliti vezu između matematičkog oblika ove teorije i opće dinamike, kako bi se u određenoj mjeri pripremio za definiranje onih dinamičkih zakona, među kojima treba tražiti za ilustracije ili objašnjenja elektromagnetskih pojava."

Maxwell smatra zakone mehanike osnovnim zakonima prirode. Nije slučajno što, stoga, kao temeljni preduvjet svojim temeljnim jednadžbama elektromagnetske teorije postavlja temeljne odredbe dinamike. Ali u isto vrijeme, Maxwell razumije da je teorija elektromagnetskih fenomena kvalitativno nova teorija, koja se ne svodi na mehaniku, iako mehanika olakšava prodor u to novo područje prirodnih pojava.

Maxwellovi glavni zaključci svode se na sljedeće: izmjenično magnetsko polje pobuđeno promjenjivom strujom stvara električno polje u okolnom prostoru, koje zauzvrat pobuđuje magnetsko polje itd. Promjena električnog i magnetska polja, međusobno generirajući, tvore jedno promjenjivo elektromagnetsko polje - elektromagnetski val.

Izveo je jednadžbe koje pokazuju da se magnetsko polje koje stvara izvor struje širi od njega konstantnom brzinom. Nastankom, elektromagnetsko polje se širi u prostoru brzinom svjetlosti od 300 000 km/s, zauzimajući sve veći i veći volumen. D. Maxwell je tvrdio da su valovi svjetlosti iste prirode kao i valovi koji nastaju oko žice u kojoj postoji varijabla struja. Međusobno se razlikuju samo po dužini. Vrlo kratke valne duljine su vidljiva svjetlost.

Godine 1874. započinje veliko povijesno djelo: proučavanje znanstvene baštine osamnaestostoljetnog znanstvenika Henryja Cavendisha i priprema ga za objavljivanje. Nakon Maxwellovih istraživanja postalo je jasno da je puno prije Faradaya Cavendish otkrio utjecaj dielektrika na veličinu električnog kapaciteta, a 15 godina prije Coulomba zakon o električnim međudjelovanjima.

Cavendishev rad o elektricitetu s opisom pokusa uzeo je veliki volumen, objavljen 1879. pod naslovom "Papers on Electricity by the Honorable Henry Cavendish". Ovo je Maxwellova posljednja knjiga objavljena za njegova života. 5. studenoga 1879. umire u Cambridgeu.

Najvažniji čimbenik mijenjanja lica svijeta je širenje horizonata znanstvenih spoznaja. Ključno obilježje razvoja znanosti ovog razdoblja je raširena uporaba električne energije u svim granama proizvodnje. I ljudi više nisu mogli odbiti korištenje električne energije, osjećajući njezine značajne prednosti. U to su vrijeme znanstvenici počeli pomno proučavati elektromagnetske valove i njihov učinak na različite materijale.

Veliko dostignuće znanosti u 19. stoljeću. iznio je engleski znanstvenik D. Maxwell elektromagnetsku teoriju svjetlosti (1865.), koja je sažela istraživanja i teorijske zaključke mnogih fizičara. različite zemlje u područjima elektromagnetizma, termodinamike i optike.

Maxwell je poznat po tome što je formulirao četiri jednadžbe koje su bile izraz osnovnih zakona elektriciteta i magnetizma. Ova su dva područja opsežno istraživana prije Maxwella tijekom godina i bilo je dobro poznato da su međusobno povezana. Međutim, iako su različiti zakoni elektriciteta već bili otkriveni i vrijedili za specifične uvjete, nije postojala opća i jedinstvena teorija prije Maxwella.

D. Maxwell došao je do ideje o jedinstvu i međusobnoj povezanosti električnih i magnetskih polja, stvorio je na temelju toga teoriju elektromagnetskog polja, prema kojoj se, nastanući u bilo kojoj točki prostora, elektromagnetsko polje širi u njemu na brzina jednaka brzina Sveta. Tako je uspostavio vezu između svjetlosnih pojava i elektromagnetizma.

U svoje četiri jednadžbe, kratke ali prilično složene, Maxwell je uspio točno opisati ponašanje i međudjelovanje električnog i magnetskog polja. Tako je ovaj složeni fenomen pretočio u jednu, razumljivu teoriju. Maxwellove jednadžbe bile su široko korištene u prošlom stoljeću u teorijskim i primijenjenim znanostima. Glavna prednost Maxwellovih jednadžbi bila je u tome što su opće jednadžbe upotrebljiv u svim okolnostima. Svi dosad poznati zakoni elektriciteta i magnetizma mogu se izvesti iz Maxwellovih jednadžbi, kao i mnogi drugi dosad nepoznati rezultati.

Najvažnije od ovih rezultata izveo je sam Maxwell. Iz njegovih jednadžbi možemo zaključiti da postoji periodično titranje elektromagnetskog polja. Nakon što započnu, takve oscilacije, nazvane elektromagnetski valovi, širit će se u svemiru. Iz svojih jednadžbi Maxwell je uspio zaključiti da bi brzina takvih elektromagnetskih valova bila približno 300 000 kilometara (186 000 milja) u sekundi.Maxwell je vidio da je ta brzina jednaka brzini svjetlosti. Iz toga je ispravno zaključio da se sama svjetlost sastoji od elektromagnetskih valova. Dakle, Maxwellove jednadžbe nisu samo osnovni zakoni elektriciteta i magnetizma, one su osnovni zakoni optike. Doista, iz njegovih jednadžbi mogu se izvesti svi dosad poznati zakoni optike, baš kao i dosad nepoznati rezultati i odnosi. Vidljiva svjetlost nije samo moguća vrsta elektromagnetska radijacija.

Maxwellove jednadžbe pokazale su da bi mogli postojati i drugi elektromagnetski valovi koji se razlikuju od vidljive svjetlosti po valnoj duljini i frekvenciji. Ove teorijske zaključke kasnije je uvelike potvrdio Heinrich Hertz, koji je uspio stvoriti i izravnati nevidljive valove, čije je postojanje Maxwell predvidio.

Prvi put u praksi uspio je njemački fizičar G. Hertz (1883.) promatrati širenje elektromagnetskih valova. Također je utvrdio da je brzina njihovog širenja 300 tisuća km / s. Paradoksalno, vjerovao je da elektromagnetski valovi neće imati praktična aplikacija. A nekoliko godina kasnije, na temelju 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-zrake, gama zrake, infracrvene zrake, ultraljubičaste zrake još su jedan primjer elektromagnetskog zračenja. Sve se to može proučavati kroz Maxwellove jednadžbe. Iako je Maxwell dobio priznanje uglavnom zbog svojih spektakularnih doprinosa elektromagnetizmu i optici, također je dao doprinos drugim područjima znanosti, uključujući astronomsku teoriju i termodinamiku (proučavanje topline). Predmet njegova posebnog interesa bila je kinetička teorija plinova. Maxwell je shvatio da se sve molekule plina ne kreću istom brzinom. Neke se molekule kreću sporije, druge se kreću brže, a neke se kreću vrlo velikim brzinama. Maxwell je izveo formulu koja određuje koja će se čestica molekule određenog plina kretati bilo kojom zadanom brzinom. Ova formula, nazvana "Maxwellova distribucija", široko se koristi u znanstvenim jednadžbama i ima značajne primjene u mnogim područjima fizike.

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

O ulozi Maxwella u razvoju znanosti izvrsno je rekao američki fizičar R. Feynman: “U povijesti čovječanstva (ako je promatrate, recimo, kroz deset tisuća godina), najznačajniji događaj devetnaestog stoljeća bit će nesumnjivo biti Maxwellovo otkriće zakona elektrodinamike. U pozadini ovog važnog znanstvenog otkrića Građanski rat u Americi će u istom desetljeću izgledati kao provincijski incident.