Chia sẻ:
Tiểu sử James Clerk Maxwell và những đóng góp cho khoa học
James Clerk Maxwell (1831 - 1879) là một nhà khoa học gốc Scotland, chuyên về lĩnh vực vật lý toán học và có những đóng góp đánh dấu trước và sau trong lịch sử của ngành khoa học này.
Được coi là một trong những nhà khoa học quan trọng nhất đã được ghi nhận, đặc biệt được công nhận cho việc xây dựng lý thuyết về bức xạ điện từ. Ý tưởng của ông đã đặt nền móng cho đài phát thanh được biết đến ngày nay được xây dựng.
Ngoài ra, nhà vật lý này cũng đã phát triển lý thuyết về lý do cho sự ổn định của các vành đai Sao Thổ, một trong những hành tinh của hệ mặt trời; ông đã làm việc với động lực học của khí và được biết đến là người đầu tiên in một bức ảnh màu.
Những khám phá của Clerk Maxwell đã góp phần đặt nền móng nhường chỗ cho vật lý hiện đại. Nhiều chuyên gia trong khu vực coi ông là nhà khoa học thế kỷ 19, người có ảnh hưởng lớn nhất trong lĩnh vực vật lý thế kỷ XX..
Những đóng góp của ông trong lĩnh vực khoa học được coi là có mức độ quan trọng tương đương với những đóng góp của Isaac Newton và Albert Einstein.
Chỉ số
- 1 Tiểu sử
- 1.1 Năm đầu tiên
- 1.2 Nghiên cứu đầu tiên
- 1.3 Giáo dục đại học
- 1.4 Mất mát cá nhân và hôn nhân
- 1.5 Những tiến bộ trong lĩnh vực chuyên môn
- 2 Đóng góp cho khoa học
- 2.1 Điều tra
- 2.2 Cái chết
- 3 đóng góp cho khoa học
- 3.1 Điện từ
- 3.2 Dữ liệu về vành đai Sao Thổ
- 3.3 Khảo sát lý thuyết động học của chất khí
- Tầm nhìn màu 3,4
- 4 tài liệu tham khảo
Tiểu sử
Năm đầu
James Clerk Maxwell sinh ngày 13 tháng 6 năm 1831 tại Edinburgh, Scotland, trong một gia đình trung lưu. Anh là đứa con duy nhất của một cặp vợ chồng kết hôn ở tuổi cao; mẹ anh đã có anh ở tuổi 40.
Cha của anh, John Clerk Maxwell của Middlebie, một luật sư nổi tiếng, thừa hưởng tên gia đình của anh từ một gia đình quan trọng thời bấy giờ. Họ của James đồng nghĩa với xã hội cao cấp Scotland. Frances Cay là tên của mẹ cô, một người phụ nữ thuộc về một gia đình có vị trí cao trong xã hội thời bấy giờ.
Không lâu sau khi Thư ký ra đời, gia đình chuyển đến một ngôi nhà tên là Glenlair House, nằm ở làng Middlebie và giáo xứ.
Nghiên cứu đầu tiên
Khi Maxwell được khoảng tám tuổi, năm 1839, mẹ anh qua đời sau khi bị ung thư bụng. Sau sự kiện, Thư ký bắt đầu nhận các lớp học từ một gia sư, người tuyên bố rằng chàng trai trẻ gặp vấn đề trong học tập do thời gian cần thiết để ghi nhớ thông tin.
Tuy nhiên, Clerk Maxwell cho thấy sự tò mò lớn ngay từ khi còn nhỏ và khả năng học hỏi những ý tưởng mới đáng chú ý. Không lâu sau khi bắt đầu thấy các lớp học riêng, dì của anh đã gửi anh đến trường tại Học viện Edinburgh vào năm 1841, nơi anh kết bạn với những người đánh dấu tương lai của anh.
Mặc dù rất tò mò muốn học, nhưng chương trình học mà anh nhận được ở trường không khiến anh hứng thú. Vì lý do này, anh bắt đầu nghiêng về khoa học, đến mức anh thậm chí đã xuất bản bài báo đầu tiên liên quan đến lĩnh vực này khi anh chỉ mới 14 tuổi..
Trong bài luận, Clerk Maxwell đã mô tả một loạt các đường cong hình bầu dục có thể được vẽ bằng ghim và các sợi bằng cách tương tự, với một hình elip. Ông quan tâm đến hình học và mô hình cơ học tiếp tục suốt đời khi còn là sinh viên và giúp ông trong suốt thời gian làm nhà nghiên cứu.
Giáo dục đại học
Năm 16 tuổi, James Clerk Maxwell bắt đầu học tại Đại học Edinburgh, một trong những trường quan trọng nhất ở Scotland. Trong thời gian ông ở lại tổ chức này, ông đã xuất bản hai bài báo khoa học về quyền tác giả của riêng mình.
Ngoài ra, nhà vật lý dành nhiều giờ học thêm cho những người mà anh ta nhận được tại trường đại học. Anh đến để thử nghiệm sự ngẫu hứng của các thiết bị hóa học, điện và từ tính trong ngôi nhà nơi anh sống.
Một phần của những thực hành này phục vụ cho việc khám phá tính quang hợp (có nghĩa là xác định sự phân bố ứng suất trong các cấu trúc vật lý).
Năm 1850, khi nhà vật lý xấp xỉ 19 tuổi, ông vào Đại học Cambridge và khả năng trí tuệ của ông bắt đầu được công nhận. Trong tổ chức của Cambridge có một giáo sư toán học William Hopkins, người đã coi Maxwell là một trong những sinh viên quan trọng nhất của mình.
Bốn năm sau khi bắt đầu nghiên cứu tại tổ chức này, vào năm 1854, ông đã được trao giải thưởng Smith's. Giải thưởng danh giá này đã được trao cho ông để thực hiện một bài tiểu luận về một nghiên cứu khoa học gốc.
Ngoài ra, anh được chọn để nhận học bổng, một cơ hội mà anh từ chối trở về Scotland để chăm sóc cha mình, người đang trong tình trạng sức khỏe bấp bênh..
Mất mát cá nhân và hôn nhân
Năm 1856, ông được bổ nhiệm làm giáo sư triết học tự nhiên tại Đại học Marischal, nhưng cha ông đã chết trước khi được bổ nhiệm, điều đó có nghĩa là một mất mát quan trọng đối với nhà vật lý do mối quan hệ chặt chẽ ràng buộc ông với cha mình..
Nhà khoa học trẻ hơn khoảng 15 tuổi so với các giáo viên khác giảng dạy tại Marischal College; Tuy nhiên, đây không phải là một trở ngại để tạo ra một cam kết mạnh mẽ đối với vị trí mà anh ta đã đảm nhận. Ông đã phát triển các chương trình học tập mới và các bài giảng chương trình với sinh viên.
Hai năm sau, vào năm 1858, ông kết hôn với Kinda Mary Dewar, con gái của giám đốc trường Marischal College. Họ không bao giờ có con với nhau. Nhiều năm sau, ông được bổ nhiệm làm giáo sư triết học tự nhiên tại King College London, Anh.
Những tiến bộ trong lĩnh vực chuyên môn
Năm năm tiếp theo là tích cực nhất trong sự nghiệp của ông nhờ những thành tựu khoa học mà ông đạt được. Trong khoảng thời gian này, ông đã xuất bản hai bài báo đề cập đến chủ đề của trường điện từ và thực hiện trình diễn nhiếp ảnh màu.
Ngoài ra, ông cũng thực hiện một công trình lý thuyết và thực nghiệm về độ nhớt của khí. Tầm quan trọng mà ông có được trong lĩnh vực khoa học khiến ông xứng đáng là thành viên của Hiệp hội Khoa học Hoàng gia vào năm 1861.
Mặt khác, ông chịu trách nhiệm giám sát việc xác định thử nghiệm các đơn vị điện cho Hiệp hội Anh. Những đóng góp của ông trong lĩnh vực khoa học đã dẫn đến việc thành lập Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia.
Ông cũng có những đóng góp quan trọng cho các lý thuyết về tốc độ ánh sáng, nhờ vào việc đo tỷ lệ các đơn vị điện và tĩnh điện.
Đóng góp cho khoa học
Năm 1865, nhà vật lý này đã bỏ công việc của mình tại trường cao đẳng King để nghỉ hưu tại khu đất Glenlair của mình. Ông đã thực hiện nhiều chuyến đi đến London và Ý và một vài năm sau đó bắt đầu viết một chuyên luận về điện và từ tính.
Điều tra
Nghiên cứu của Maxwell về điện từ có tầm quan trọng đến mức nhà khoa học bắt đầu được coi là một trong những người quan trọng nhất trong lịch sử.
Trong Hiệp ước về điện và từ, được xuất bản năm 1873, mục tiêu chính là chuyển đổi các ý tưởng vật lý của Michael Faraday thành một công thức toán học. Ông cố gắng minh họa một cách toàn diện những ý tưởng của Faraday.
Các cuộc điều tra mà ông thực hiện liên quan đến luật này cho phép nhà khoa học thực hiện những khám phá quan trọng đối với lĩnh vực vật lý, khi có liên quan đến thông tin tương ứng về tốc độ ánh sáng.
Nhà khoa học đã được chọn vào năm 1871 để ông ta làm giáo sư trong một chiếc ghế mới đã được mở ở Cambridge. Sau đề xuất này, anh bắt đầu thiết kế Phòng thí nghiệm Cavendish và giám sát việc xây dựng nó. Mặc dù có ít sinh viên phụ trách, ông có một nhóm các nhà khoa học nổi tiếng thời bấy giờ.
Cái chết
Tám năm sau, vào năm 1879, Maxwell bắt đầu bị bệnh nhiều lần. Ngay sau khi anh trở lại Glenlair; tuy nhiên, sức khỏe của anh không được cải thiện.
Nhà khoa học qua đời vào ngày 5 tháng 11 năm 1879 sau khi mắc một căn bệnh ngắn. An táng của ông không có danh dự công cộng; được chôn cất tại một nghĩa trang nhỏ nằm ở Scotland.
Đóng góp cho khoa học
Điện từ
Các nghiên cứu mà Maxwell nhận ra về định luật cảm ứng của Faraday, đã đưa ra rằng từ trường có thể thay đổi thành một điện từ, cho phép nó nhận ra những khám phá quan trọng trong phạm vi khoa học này.
Khi cố gắng minh họa cho định luật này, nhà khoa học đã đạt được việc xây dựng một mô hình cơ học tạo ra "dòng điện dịch chuyển", có thể là cơ sở của sóng ngang.
Nhà vật lý đã tính toán tốc độ của những sóng này và phát hiện ra rằng chúng rất gần với tốc độ ánh sáng. Điều này dẫn đến một lý thuyết cho rằng sóng điện từ có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm, được chứng minh nhiều năm sau đó bởi nhà khoa học Heinrich Hertz.
Nghiên cứu này được thực hiện bởi Maxwell cho phép, qua nhiều năm, đài phát thanh mà chúng ta biết ngày nay có thể được tạo ra.
Sự thật về vành đai Sao Thổ
Trong thời niên thiếu của nhà khoa học, người ta đã ưu tiên giải thích tại sao các vành đai của Sao Thổ liên tục quay vòng quanh hành tinh.
Nghiên cứu của Maxwell đã dẫn đến thử nghiệm mang tên Về sự ổn định của chuyển động của các vành đai Sao Thổ. Sự phát triển của bài tiểu luận này đã khiến Maxwell xứng đáng với giải thưởng khoa học.
Công trình kết luận rằng các vành đai Sao Thổ phải được hình thành bởi các khối vật chất không liên quan đến nhau. Nghiên cứu được trao cho sự đóng góp quan trọng cho khoa học có nghĩa là.
Kết luận của Maxwell về chủ đề này đã được xác minh hơn 100 năm sau, vào năm 1980, bởi một tàu thăm dò không gian được gửi đến hành tinh này. Đầu dò là cái được công nhận Hành trình, gửi bởi NASA.
Khảo sát lý thuyết động học của chất khí
Maxwell là nhà khoa học đầu tiên áp dụng các phương pháp xác suất và thống kê để mô tả các tính chất của một tập hợp các phân tử, vì vậy ông có thể chứng minh rằng vận tốc của các phân tử của khí phải có phân phối thống kê.
Phân phối của nó được biết đến ngay sau đó là luật phân phối của Maxwell-Boltzmann. Ngoài ra, nhà vật lý đã nghiên cứu các tính chất cho phép khí được vận chuyển dựa trên sự thay đổi nhiệt độ và áp suất về độ nhớt, độ dẫn nhiệt và khuếch tán..
Tầm nhìn màu
Giống như các nhà khoa học khác cùng thời, Maxwell có một mối quan tâm đáng chú ý đến tâm lý học, đặc biệt là về tầm nhìn màu sắc.
Trong khoảng 17 năm, từ năm 1855 đến 1872, ông đã xuất bản một loạt nghiên cứu mà ông đã thực hiện về nhận thức về màu sắc, không thể nhìn thấy màu sắc và lý thuyết về lĩnh vực này. Nhờ họ, anh đã nhận được huy chương cho một trong những bài tiểu luận của mình, mang tên Về lý thuyết tầm nhìn màu.
Các cuộc điều tra của một số nhà khoa học quan trọng như Isaac Newton và Thomas Young là cơ sở để tiến hành nghiên cứu liên quan đến đề tài này. Tuy nhiên, nhà vật lý có mối quan tâm đặc biệt đến nhận thức về màu sắc trong nhiếp ảnh.
Sau khi thực hiện một công việc tâm lý về nhận thức màu sắc, ông xác định rằng, nếu tổng số ba ánh sáng có thể tái tạo bất kỳ màu nào mà con người cảm nhận được, các bức ảnh màu có thể được tạo ra bằng các bộ lọc đặc biệt để đạt được nó..
Maxwell đề xuất rằng nếu một bức ảnh được chụp với màu đen và trắng với việc sử dụng các bộ lọc màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương, thì những ấn tượng trong suốt của hình ảnh có thể được chiếu trên màn hình bằng ba bộ bảo vệ được trang bị các bộ lọc tương tự..
Kết quả của thí nghiệm về tầm nhìn màu
Khoảnh khắc Mawell chồng hình ảnh lên màn hình, anh nhận ra rằng mắt người sẽ cảm nhận được kết quả như một sự tái tạo hoàn toàn của tất cả các màu sắc có trong cảnh.
Nhiều năm sau, vào năm 1861, trong một bài giảng tại Hoàng gia về lý thuyết màu sắc, nhà khoa học đã trình bày cuộc biểu tình đầu tiên trên thế giới về việc sử dụng màu sắc trong nhiếp ảnh. Ông đã sử dụng kết quả phân tích của mình để biện minh cho ý tưởng của mình.
Tuy nhiên, kết quả của thí nghiệm không như mong đợi, do sự khác biệt về sắc tố giữa các bộ lọc được sử dụng để thêm màu.
Mặc dù không đạt được kết quả như mong muốn, nhưng nghiên cứu của ông về việc sử dụng màu sắc trong nhiếp ảnh là cơ sở để tạo ra nhiếp ảnh màu một vài năm sau đó..
Tài liệu tham khảo
- James Clerk Maxwell, Nhà xuất bản bách khoa toàn thư Britannica, (2018). Lấy từ britannica.com
- James Clerk Maxwell, Nhà khoa học nổi tiếng Portal, (n.d.). Lấy từ famousscientists.org
- James Clerk Maxwell, Cổng thông tin chưa được khám phá Scotland, (n.d.). Lấy từ uniscoveredscotland.co.uk
- James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia bằng tiếng Anh, (n.d.). Lấy từ en.wikipedia.org
- James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell tại Glenlair Trust, (n.d.). Lấy từ org.uk