Jeyms Maksvell yutuqlari. Jeyms Maksvellning eng qiziqarli kashfiyotlari

1831 yil 13 iyunda Edinburgda eski Klerk oilasidan aristokrat oilasida Jeyms ismli bola tug'ildi. Uning otasi, advokatlik a'zosi Jon Klerk Maksvell oliy ma'lumotga ega bo'lgan, lekin o'z kasbini yoqtirmas, bo'sh vaqtida texnologiya va fanga qiziqardi. Jeymsning onasi Frensis Kay sudyaning qizi edi. Bola tug'ilgandan so'ng, oila Shotlandiya janubidagi Maksvell oilasi Midlbiga ko'chib o'tdi. Tez orada Jon u erda qurdi yangi uy, Glenlar deb nomlangan.

Bo'lajak buyuk fizikning bolaligi faqat onasining juda erta o'limi bilan qorong'i bo'ldi. Jeyms qiziquvchan bola bo'lib ulg'aygan va otasining sevimli mashg'ulotlari tufayli bolaligidan osmon sferasi maketi va kinoning kashshofi bo'lgan "sehrli disk" kabi "texnik" o'yinchoqlar bilan o'ralgan. Shunday bo'lsa-da, u she'riyatga ham qiziqdi va hatto o'zi ham she'r yozdi, aytmoqchi, umrining oxirigacha bu faoliyatni tark etmadi. Jeymsning otasi unga boshlang'ich ta'lim bergan - birinchi uy o'qituvchisi faqat Jeyms o'n yoshida ishga olingan. To'g'ri, otasi bunday mashg'ulotlar umuman samarali emasligini tezda angladi va o'g'lini Edinburgga, singlisi Izabellaga yubordi. Bu erda Jeyms Edinburg akademiyasiga o'qishga kirdi, u erda bolalarga sof klassik ta'lim - lotin, yunon, qadimgi adabiyot, muqaddas Kitob va bir oz matematika. Bola darhol o'qishni yoqtirmadi, lekin asta-sekin u sinfdagi eng yaxshi o'quvchiga aylandi va birinchi navbatda geometriyaga qiziqa boshladi. Bu vaqtda u ovallarni chizishning o'ziga xos usulini ixtiro qildi.

O'n olti yoshida Jeyms Maksvell akademiyani tugatib, Edinburg universitetiga o'qishga kirdi. Bu erda u nihoyat aniq fanlarga qiziqib qoldi va 1850 yilda Edinburg Qirollik jamiyati uning elastiklik nazariyasi bo'yicha ishini jiddiy deb tan oldi. O'sha yili Jeymsning otasi o'g'lining obro'liroq ta'limga muhtojligiga rozi bo'ldi va Jeyms Kembrijga bordi, u erda dastlab Piterxaus kollejida o'qidi va ikkinchi semestrda Triniti kollejiga o'tdi. Ikki yil o'tgach, Maksvell muvaffaqiyati uchun universitet stipendiyasini oldi. Biroq, Kembrijda u juda kam fan bilan shug'ullangan - u ko'proq o'qigan, yangi tanishlar orttirgan va universitet ziyolilari orasida faol harakat qilgan. Bu vaqtda uning diniy qarashlari ham shakllandi - Xudoga so'zsiz ishonch va Jeyms Maksvell boshqa fanlar orasida oxirgi o'ringa qo'ygan ilohiyotga shubha. Talabalik yillarida u "xristian sotsializmi" tarafdoriga aylandi va "Ishchilar kolleji" ishida qatnashdi va u erda mashhur ma'ruzalar o'qidi.

Yigirma uch yoshida Jeyms matematikadan yakuniy imtihonni topshirib, talabalar ro'yxatida ikkinchi o'rinni egalladi. Bakalavr darajasini olgach, u universitetda qolishga va professor unvoniga tayyorlanishga qaror qildi. U o'rgatdi, Ishchilar kolleji bilan hamkorlikni davom ettirdi va optika bo'yicha kitobni boshladi, uni hech qachon tugatmagan. Shu bilan birga, Maksvell Kembrij folklorining bir qismiga aylangan eksperimental komiks tadqiqotini yaratdi. Ushbu tadqiqotning maqsadi "mushukning dumalab ketishi" edi - Maksvell mushuk yiqilganda panjalarida turgan minimal balandlikni aniqladi. Ammo o'sha paytda Jeymsning asosiy qiziqishi Nyutonning ettita asosiy rang mavjudligi haqidagi g'oyasidan kelib chiqqan ranglar nazariyasi edi. Uning elektr energiyasiga bo'lgan jiddiy qiziqishi o'sha paytdan boshlangan. Maksvell bakalavr darajasini olgandan so'ng darhol elektr va magnitlanishni tadqiq qila boshladi. Magnit va elektr ta'sirining tabiati haqidagi savolga u Maykl Faraday pozitsiyasini qabul qildi, unga ko'ra kuch chiziqlari manfiy va musbat zaryadlarni bog'laydi va atrofdagi bo'shliqni to'ldiradi. Ammo to'g'ri natijalarni allaqachon o'rnatilgan va qat'iy elektrodinamika fani oldi va shuning uchun Maksvell o'ziga Faraday g'oyalarini va elektrodinamika natijalarini o'z ichiga olgan nazariyani yaratish haqida savol berdi. Maksvell kuch chiziqlarining gidrodinamik modelini ishlab chiqdi va u birinchi marta matematika tilida Faraday tomonidan kashf etilgan qonunlarni - differentsial tenglamalar ko'rinishida ifodalashga muvaffaq bo'ldi.

1855 yilning kuzida Jeyms Maksvell talab qilinadigan imtihondan muvaffaqiyatli o'tib, universitet kengashiga a'zo bo'ldi, aytmoqchi, bu o'sha paytda turmush qurmaslikka qasamyod qilishni anglatardi. Yangi semestr boshlanishi bilan u kollejda optika va gidrostatika bo'yicha ma'ruzalar o'qiy boshladi. Biroq, qishda u og'ir kasal bo'lgan otasini Edinburgga olib borish uchun o'z uyiga borishga majbur bo'ldi. Angliyaga qaytib, Jeyms Aberdin Marischal kollejida tabiiy falsafa o'qituvchisi uchun vakansiya mavjudligini bilib oldi. Bu joy unga otasi bilan yaqinroq bo'lish imkoniyatini berdi va Maksvell Kembrijda o'zi uchun hech qanday istiqbolni ko'rmadi. 1856 yil bahorining o'rtalarida u Aberdinda professor bo'ldi, ammo Jon Klerk Maksvell o'g'li tayinlanishidan oldin vafot etdi. Jeyms yozni oilaviy mulkda o'tkazdi va oktyabr oyida Aberdinga jo'nadi.

Aberdin Shotlandiyaning asosiy porti edi, ammo uning universitetining ko'pgina bo'limlari afsuski, tashlab ketilgan edi. Jeyms Maksvell professorligining dastlabki kunlarida hech bo'lmaganda o'z kafedrasida bu vaziyatni tuzatishga kirishdi. U o‘qitishning yangi usullari ustida ishladi va talabalarni ilmiy ishlarga qiziqtirishga harakat qildi, ammo bu ishda muvaffaqiyat qozona olmadi. Yangi professorning hazil-mutoyiba va so‘z o‘yinlariga to‘la ma’ruzalarida o‘ta murakkab narsalar haqida so‘z borar va bu fakt taqdimotning ommabopligiga, ko‘rgazmalilik yo‘qligiga va matematikaga e’tiborsizlikka o‘rganib qolgan ko‘pchilik talabalarni cho‘chitib yuborardi. Sakkiz o'nlab talabalardan Maksvell haqiqatan ham o'rganishni istagan bir nechta odamga dars bera oldi.

Aberdinda Maksvell shaxsiy hayotini ham tartibga soldi - 1858 yilning yozida u kollej direktori Marishalning kenja qizi Ketrin Dyuarga uylandi. To'ydan so'ng darhol Jeyms turmush qurish va'dasini buzgani uchun Trinity kolleji kengashidan chiqarib yuborildi.

1855 yilda Kembrij nufuzli Adams mukofoti uchun Saturn halqalarini o'rganish bo'yicha ishlarni taklif qildi va 1857 yilda bu mukofotni Jeyms Maksvell qo'lga kiritdi. Ammo u mukofot bilan kifoyalanmadi va mavzuni rivojlantirishni davom ettirdi va oxir-oqibat 1859 yilda "Saturn halqalari harakatining barqarorligi to'g'risida" risolasini nashr etdi va bu darhol olimlar orasida e'tirofga sazovor bo'ldi. Bu risola matematikaning fizikaga eng yorqin tatbiq qilingani aytilgan. Maksvell Aberdin kollejida professorligi davrida yorug‘lik sinishi, geometrik optika va eng muhimi, gazlarning kinetik nazariyasi mavzusida ham ishlagan. 1860 yilda u mikroprotsesslarning birinchi statistik modelini yaratdi, bu statistik mexanikaning rivojlanishi uchun asos bo'ldi.

Aberdin universitetidagi professorlik lavozimi Maksvellga juda mos edi - kollej uning faqat oktyabrdan maygacha bo'lishini talab qildi, qolgan vaqt esa olim butunlay bo'sh edi. Kollejda erkinlik muhiti hukm surdi, professorlar qat'iy mas'uliyatga ega emas edilar va bundan tashqari, Maksvell har hafta Aberdin mexanika va hunarmandlar uchun ilmiy maktabida pullik ma'ruzalar o'qidi, ularning mashg'ulotlari uni doimo qiziqtirdi. Bu ajoyib holat 1859 yilda universitetning ikkita kollejini birlashtirish to'g'risida qaror qabul qilinganda o'zgardi va tabiiy falsafa kafedrasida professor lavozimi bekor qilindi. Maksvell Edinburg universitetida xuddi shunday lavozimni egallashga harakat qildi, ammo bu lavozim uning eski do'sti Piter Tat bilan raqobatlashdi. 1860 yil iyun oyida Jeymsga poytaxtdagi King's kollejining tabiiy falsafa kafedrasi professori lavozimini taklif qilishdi. O'sha oyda u ranglar nazariyasi bo'yicha tadqiqotlari haqida ma'ruza qildi va tez orada optika va ranglarni aralashtirish sohasidagi faoliyati uchun Rumford medali bilan taqdirlandi. Biroq, u semestr boshlanishidan oldin qolgan vaqtni Glenlare, oilaviy mulkda o'tkazdi - va ilmiy tadqiqotlarda emas, balki chechak bilan og'ir kasal edi.

Londonda professor bo'lish Aberdindagiga qaraganda unchalik yoqimli emas edi. King's kollejida ajoyib jihozlangan fizika laboratoriyalari va hurmatli eksperimental fanlar bor edi, lekin u yana ko'plab talabalarni o'rgatdi. Ish Maksvellga faqat uy tajribalari uchun vaqt qoldirdi. Biroq, 1861 yilda u elektr energiyasining asosiy birliklarini belgilash vazifasini olgan Standartlar qo'mitasiga kiritilgan. Ikki yil o'tgach, 1881 yilda volt, amper va ohmni qabul qilish uchun asos bo'lgan ehtiyotkor o'lchovlar natijalari e'lon qilindi. Maksvell elastiklik nazariyasi boʻyicha oʻz ishini davom ettirdi, grafostatik usullar yordamida fermalarda kuchlanishni koʻrib chiquvchi Maksvell teoremasini yaratdi va sferik qobiqlarning muvozanat sharoitlarini tahlil qildi. Ushbu va boshqa muhim amaliy ahamiyatga ega bo'lgan ishlari uchun u Edinburg Qirollik jamiyatining Keyt mukofotiga sazovor bo'ldi. 1861 yil may oyida, ranglar nazariyasi bo'yicha ma'ruza o'qiyotganda, Maksvell o'zining haqligini tasdiqlovchi juda ishonchli dalillarni keltirdi. Bu dunyodagi birinchi rangli fotosurat edi.

Ammo Jeyms Maksvellning fizikaga qo'shgan eng katta hissasi tokning kashf etilishi edi. Elektr toki translatsion xususiyatga ega, magnitlanish esa girdobli xususiyatga ega degan xulosaga kelgan Maksvell yangi modelni yaratdi - sof mexanik, unga ko'ra "molekulyar vortekslar" aylanadigan magnit maydonni va "bo'sh uzatish g'ildiraklarini" hosil qiladi. ularning bir tomonlama aylanishini ta'minlash. Shakllanish elektr toki uzatish g'ildiraklarining translatsiya harakati bilan ta'minlandi (Maksvell bo'yicha - "elektr zarralari") va vorteks aylanish o'qi bo'ylab yo'naltirilgan magnit maydon oqim yo'nalishiga perpendikulyar bo'lib chiqdi. Bu Maksvell tasdiqlagan "gimlet qoidasi" da ifodalangan. O'zining modeli tufayli u nafaqat elektromagnit induksiya hodisasini va oqim hosil qiluvchi maydonning vorteks xususiyatini aniq ko'rsatibgina qolmay, balki elektr maydonidagi o'zgarishlar, ya'ni siljish tokining paydo bo'lishiga olib kelishini isbotlay oldi. magnit maydon. Xo'sh, siljish oqimi ochiq oqimlarning mavjudligi haqida fikr berdi. Maksvell o'zining "Kuchning jismoniy chiziqlari to'g'risida" (1861-1862) maqolasida ushbu natijalarni bayon qildi, shuningdek, vorteks muhiti xususiyatlarining yorqin efir xususiyatlariga o'xshashligini ta'kidladi - va bu paydo bo'lish yo'lidagi jiddiy qadam edi. yorug'likning elektromagnit nazariyasi.

Maksvellning elektrning dinamik nazariyasi haqidagi maqolasi magnit maydon 1864 yilda nashr etilgan va unda mexanik model "Maksvell tenglamalari" bilan almashtirildi - maydon tenglamalarining matematik formulasi - va maydonning o'zi birinchi marta ma'lum energiyaga ega haqiqiy jismoniy tizim sifatida ko'rib chiqildi. Ushbu maqolada u nafaqat magnit, balki elektromagnit to'lqinlarning ham mavjudligini bashorat qilgan. Elektromagnetizmni o'rganish bilan bir qatorda, Maksvell o'z natijalarini kinetik nazariyada sinab ko'rgan bir nechta tajribalar o'tkazdi. Havoning yopishqoqligini aniqlaydigan qurilmani qurib, u ichki ishqalanish koeffitsienti haqiqatan ham zichlikka bog'liq emasligiga amin bo'ldi.

1865 yilda Maksvell nihoyat o'qituvchilik faoliyatidan charchadi. Buning ajablanarli joyi yo'q - uning ma'ruzalarida tartib-intizomni saqlash juda qiyin edi va ilmiy ish, o'qituvchilikdan farqli o'laroq, uning barcha fikrlarini band qildi. Qaror qabul qilindi va olim o'zining tug'ilgan Glenlar shahriga ko'chib o'tdi. Deyarli ko'chib o'tgandan so'ng, u ot minish paytida yaralangan va qizilo'ngach bilan kasallangan. Sog'ayib, Jeyms dehqonchilik bilan faol shug'ullangan, mulkini qayta qurish va kengaytirish bilan shug'ullangan. Biroq, u talabalarni unutmadi - u imtihon topshirish uchun muntazam ravishda London va Kembrijga borib turardi. Aynan u imtihonlarga amaliy xarakterdagi savollar va muammolarni kiritishga erishdi. 1867 yil boshida shifokor Maksvellning tez-tez kasal bo'lgan xotiniga Italiyada davolanishni maslahat berdi va Maksvelllar butun bahorni Florensiyada va Rimda o'tkazdilar. Bu yerda olim italyan fizigi, professor Matteuci bilan uchrashdi va amaliyot o‘tkazdi xorijiy tillar. Aytgancha, Maksvell lotin, italyan, yunon, nemis va frantsuz tillarini yaxshi bilgan. Maksvelllar Germaniya, Gollandiya va Fransiya orqali o‘z vatanlariga qaytishdi.

O'sha yili Maksvell Piter Taitga bag'ishlangan she'r yozdi. Komik ode "Nabla bosh musiqachisiga" deb nomlangan va shu qadar muvaffaqiyatli bo'lganki, u fanda qadimgi Ossuriya musiqa asbobi nomidan olingan va vektor differentsial operatorining ramzini bildiruvchi yangi "nabla" atamasini yaratdi. E'tibor bering, Maksvell Tomson bilan birgalikda termodinamikaning ikkinchi qonunini JCM = dp/dt sifatida taqdim etgan do'sti Taitga qarzdor, o'zining she'rlari va xatlariga imzo chekkan o'z taxallusi. Formulaning chap tomoni Jeymsning bosh harflariga to'g'ri keldi va shuning uchun u imzo sifatida o'ng tomoni - dp/dt dan foydalanishga qaror qildi.

1868 yilda Maksvellga Sent-Endryus universiteti rektori lavozimini taklif qilishdi, biroq olim Glenlaredagi tanho turmush tarzini o‘zgartirishni istamay, rad javobini berdi. Faqat uch yil o'tgach, ko'p o'ylashdan so'ng, u Kembrijda endigina ochilgan fizika laboratoriyasiga rahbarlik qildi va shunga mos ravishda eksperimental fizika professori bo'ldi. Ushbu lavozimga rozi bo'lgan Maksvell darhol o'rnatishni boshladi qurilish ishlari va laboratoriyani jihozlash (birinchi navbatda o'z asboblari bilan). Kembrijda u elektr, issiqlik va magnitlanishdan dars bera boshladi.

Shuningdek, 1871 yilda Maksvellning "Issiqlik nazariyasi" darsligi nashr etildi, keyinchalik u bir necha bor qayta nashr etildi. Kitobning oxirgi bobida molekulyar kinetik nazariyaning asosiy postulatlari va Maksvellning statistik g'oyalari mavjud edi. Bu erda u Klauzius va Tomson tomonidan tuzilgan termodinamikaning ikkinchi qonunini rad etdi. Ushbu formula "koinotning issiqlik o'limi" ni bashorat qildi - bu mutlaqo mexanik nuqtai nazar. Maksvell mashhur "ikkinchi qonun" ning statistik xususiyatini ta'kidladi, uning fikriga ko'ra, bu faqat alohida molekulalar tomonidan buzilishi mumkin, shu bilan birga katta agregatlar holatida o'z kuchini saqlab qoladi. U bu pozitsiyani "Maksvellning jinlari" deb nomlangan paradoks bilan tasvirlab berdi. Paradoks "jin" (boshqaruv tizimi) ishni sarflamasdan, ushbu tizimning entropiyasini kamaytirish qobiliyatidadir. Bu paradoks yigirmanchi asrda tebranishlarning boshqaruv elementida qanday rol o'ynashini ko'rsatib, "jin" molekulalar haqida ma'lumot olganida, u entropiyani oshirishini va shuning uchun termodinamikaning ikkinchi qonunining buzilishi yo'qligini isbotlash orqali hal qilindi.

Ikki yil o'tgach, Maksvellning "Magnetizm va elektr haqida traktat" deb nomlangan ikki jildli ishi nashr etildi. Unda Maksvell tenglamalari bor edi, bu esa Gertsning elektromagnit to‘lqinlarni kashf etishiga olib keldi (1887). Risolada yorug'likning elektromagnit xususiyati ham isbotlangan va yorug'lik bosimining ta'siri haqida bashorat qilingan. Bu nazariyaga asoslanib, Maksvell yorug'lik tarqalishiga magnit maydonning ta'sirini tushuntirdi. Biroq, bu fundamental ish ilm-fan nuroniylari - Stokes, Tomson, Airy, Tait tomonidan juda sovuqqonlik bilan qabul qilindi. Maksvellning so'zlariga ko'ra, hatto efirda ham mavjud bo'lgan, ya'ni materiya yo'q bo'lganda ham mavjud bo'lgan mashhur siljish oqimi tushunchasini tushunish ayniqsa qiyin bo'lib chiqdi. Bundan tashqari, Maksvellning uslubi, ba'zan taqdimotda juda xaotik bo'lib, idrokga katta xalaqit berdi.

Kembrijdagi laboratoriya Genri Kavendish nomi bilan atalgan, 1874-yil iyun oyida ochilgan va Devonshir gertsogi Kavendishning qoʻlyozmalarini Jeyms Maksvellga tantanali ravishda topshirgan. Maksvell besh yil davomida bu olimning merosini o'rganib chiqdi, uning tajribalarini laboratoriyada takrorladi va 1879 yilda uning muharrirligida Kavendishning ikki jilddan iborat to'plangan asarlarini nashr etdi.

O'nga yaqin so'nggi yillar Maksvell butun umri davomida ilm-fanni ommalashtirish bilan shug'ullangan. Aynan shu maqsadda yozilgan kitoblarida u o‘z g‘oya va qarashlarini yanada erkinroq bayon etgan, o‘quvchi bilan shubhalar bilan o‘rtoqlashgan, o‘sha davrda hali hal bo‘lmagan muammolar haqida gapirgan. Kavendish laboratoriyasida u molekulyar fizikaga oid juda aniq savollarni ishlab chiqishda davom etdi. Undan ikkitasi oxirgi ishlar 1879 yilda nashr etilgan - kam uchraydigan bir hil bo'lmagan gazlar nazariyasi va markazdan qochma kuchlar ta'sirida gazning tarqalishi haqida. U universitetda ham ko'p vazifalarni bajargan - u universitet senati kengashida, matematika imtihonini isloh qilish komissiyasida bo'lgan va falsafiy jamiyat prezidenti bo'lib ishlagan. 70-yillarda uning shogirdlari bor edi, ular orasida bo'lajak mashhur olimlar Jorj Kristal, Artur Shuster, Richard Glazeburg, Jon Poynting, Ambrose Fleming ham bor edi. Maksvellning shogirdlari ham, hamkasblari ham uning diqqatini, muloqot qilish qulayligini, tushunarliligini, nozik kinoyasini va shuhratparastligini ta'kidladilar.

1877 yilning qishida Maksvell uni o'ldiradigan kasallikning birinchi alomatlarini ko'rsatdi va ikki yildan so'ng shifokorlar unga saraton tashxisini qo'yishdi. Buyuk olim 1879 yil 5 noyabrda Kembrijda qirq sakkiz yoshida vafot etdi. Maksvellning jasadi Glenlarega olib kelingan va mulkdan unchalik uzoq bo'lmagan joyda, Parton qishlog'idagi oddiy qabristonga dafn etilgan.

Jeyms Klerk Maksvellning ilm-fandagi roli zamondoshlari tomonidan to'liq baholanmagan, ammo keyingi asr uchun uning ishining ahamiyati shubhasiz edi. Amerikalik fizigi Richard Feymanning ta'kidlashicha, elektrodinamika qonunlarining kashf etilishi XIX asrning eng muhim voqeasi bo'lib, unga nisbatan bir vaqtning o'zida AQShda sodir bo'lgan fuqarolar urushi nisbatan xiralashgan...

"Dubna" tabiat, jamiyat va inson xalqaro universiteti
Barqaror innovatsion rivojlanish boshqarmasi
TADQIQOT ISHI

mavzusida:

"Jeyms Klerk Maksvellning fanga qo'shgan hissasi"

To'ldiruvchi: Pleshkova A.V., gr. 5103

Tekshirildi: Bolshakov B. E.

Dubna, 2007 yil

Biz erishgan formulalar shunday bo'lishi kerakki, har qanday millat vakili belgilar o'rniga o'z milliy birliklarida o'lchangan miqdorlarning raqamli qiymatlarini almashtirsa, to'g'ri natijaga erishadi.

J.C. Maksvell

Biografiyasi 5

J. C. Maksvellning kashfiyotlari 8

Edinburg. 1831-1850 8

Bolalik va maktab yillari 8

Birinchi ochilish 9

Edinburg universiteti 9

Optik-mexanik tadqiqotlar 9

1850-1856 yillar Kembrij 10

Elektr sinflari 10

Aberdin 1856-1860 12

Saturn halqalari haqida risola 12

London - Glenler 1860-1871 13

Birinchi rangli fotosurat 13

Ehtimollar nazariyasi 14

Mexanik Maksvell modeli 14

Elektromagnit to'lqinlar va yorug'likning elektromagnit nazariyasi 15

Kembrij 1871-1879 16

Kavendish laboratoriyasi 16

Jahon tan olinishi 17

O'lcham 18

Quvvatning saqlanish qonuni 22

Foydalanilgan adabiyotlar roʻyxati 23

Kirish

Bugungi kunda o'tmishning eng buyuk fiziklaridan biri bo'lgan J. C. Maksvellning qarashlari uning nomi fundamental bilan bog'liq. ilmiy yutuqlar oltin fondiga kiritilgan zamonaviy fan. Maksvell bizni ilmiy tadqiqot jarayonining murakkabligi va nomuvofiqligini chuqur anglagan taniqli metodolog va fan tarixchisi sifatida qiziqtiradi. Nazariya va voqelik o‘rtasidagi munosabatni tahlil qilar ekan, Maksvell hayratda shunday dedi: “Ammo kim meni Tafakkur haqiqat bilan birlashgan, biz matematikning aqliy mehnati va molekulalarning jismoniy ta’sirini ko‘radigan hali ham yashirin tumanga olib boradi. haqiqiy nisbatlar? Ularga olib boradigan yo'l avvalgi tadqiqotchilarning qoldiqlari bilan to'ldirilgan va har bir fan odamiga dahshat uyg'otadigan metafiziklarning uyidan o'tmaydimi? ongimizning tug'ma idrokiga asoslanib, biz ularga fikrlash tarzimizni tashqi tabiat faktlariga uzoq muddatli moslashtirish orqali yaqinlashamiz. (Jeyms Klerk Maksvell. Maqolalar va nutqlar. M., “Science”, 1968. P.5).

Biografiya

Klerks zodagon oilasidan Shotlandiya zodagonining oilasida tug'ilgan. Avval Edinburg (1847-1850), keyin Kembrij (1850-1854) universitetlarida tahsil oldi. 1855 yilda Trinity kolleji kengashining a'zosi bo'ldi, 1856-1860 yillarda. Aberdin universitetining Marischal kollejida professor bo‘lgan va 1860 yildan London universitetining Kings kollejida fizika va astronomiya kafedrasini boshqargan. 1865 yilda og'ir kasallik tufayli Maksvell kafedradan iste'foga chiqdi va Edinburg yaqinidagi Glenlare oilaviy mulkiga joylashdi. U ilm-fanni o'rganishni davom ettirdi va fizika va matematika bo'yicha bir nechta insholar yozdi. 1871 yilda Kembrij universitetida eksperimental fizika kafedrasini egalladi. U 1874 yil 16 iyunda ochilgan va G. Kavendish sharafiga Kavendish nomini olgan tadqiqot laboratoriyasini tashkil qildi.

Sizning birinchi ilmiy ish Maksvell buni hali maktabda o'qib yurganida amalga oshirgan va oval shakllarni chizishning oddiy usulini o'ylab topgan. Bu ish Qirollik jamiyatining yig'ilishida e'lon qilingan va hatto uning "Proceedings" jurnalida nashr etilgan. Trinity kolleji Kengashi a'zosi bo'lganida, u ranglar nazariyasi bo'yicha tajribalarda ishtirok etdi, Jung nazariyasi va Helmgoltsning uchta asosiy rang nazariyasining davomchisi sifatida harakat qildi. Ranglarni aralashtirish bo'yicha tajribalarda Maksvell maxsus tepadan foydalangan, uning diski turli xil ranglarda bo'yalgan sektorlarga bo'lingan (Maksvell diski). Tepalik tez aylanganda, ranglar birlashtirildi: agar disk spektrning ranglari bilan bir xil tarzda bo'yalgan bo'lsa, u oq rangda paydo bo'ldi; agar uning yarmi qizil, ikkinchi yarmi sariq rangga bo'yalgan bo'lsa, u to'q sariq rangga ega bo'lib chiqdi; ko'k va sariqni aralashtirish yashil rang taassurotini yaratdi. 1860 yilda Maksvell rangni idrok etish va optika sohasidagi faoliyati uchun Rumford medali bilan taqdirlandi.

1857 yilda Kembrij universiteti tanlov e'lon qildi yaxshiroq ish Saturn halqalarining barqarorligi haqida. Bu shakllanishlarni Galiley 17-asr boshlarida kashf etgan. va tabiatning hayratlanarli sirini taqdim etdi: sayyora noma'lum tabiatli moddadan iborat uchta doimiy konsentrik halqalar bilan o'ralgandek tuyuldi. Laplas ular mustahkam bo'lolmasligini isbotladi. Matematik tahlil o‘tkazgach, Maksvell ularning suyuq bo‘lolmasligiga ishonch hosil qildi va bunday tuzilma bir-biriga bog‘liq bo‘lmagan meteoritlar to‘dasidan iborat bo‘lsagina barqaror bo‘lishi mumkin degan xulosaga keldi. Halqalarning barqarorligi ularning Saturnga tortilishi va sayyora va meteoritlarning o'zaro harakati bilan ta'minlanadi. Ushbu ishi uchun Maksvell J. Adams mukofotini oldi.

Maksvellning birinchi asarlaridan biri uning gazlarning kinetik nazariyasi edi. 1859 yilda olim Britaniya assotsiatsiyasi yig'ilishida ma'ruza qildi, unda u molekulalarning tezlik bo'yicha taqsimlanishini taqdim etdi (Maksvell taqsimoti). Maksvell "o'rtacha erkin yo'l" tushunchasini kiritgan R. Klauzius tomonidan gazlarning kinetik nazariyasini ishlab chiqishda o'zidan oldingi g'oyalarni ishlab chiqdi. Maksvell gazni yopiq makonda xaotik tarzda harakatlanadigan ko'plab ideal elastik to'plar ansambli sifatidagi g'oyadan chiqdi. To'plarni (molekulalarni) tezlik bo'yicha guruhlarga bo'lish mumkin, statsionar holatda esa har bir guruhdagi molekulalar soni doimiy bo'lib qoladi, garchi ular guruhlardan chiqib ketishi va kirishi mumkin. Bu mulohazadan kelib chiqadiki, “zarralar usul nazariyasida kuzatish xatolari qanday taqsimlangan bo'lsa, xuddi shunday qonun bo'yicha tezlik bo'yicha taqsimlanadi. eng kichik kvadratlar, ya'ni Gauss statistikasiga muvofiq." Maksvell o'z nazariyasi doirasida Avogadro qonunini, diffuziyani, issiqlik o'tkazuvchanligini, ichki ishqalanishni (o'tkazish nazariyasi) tushuntirdi. 1867 yilda u termodinamikaning ikkinchi qonunining statistik xususiyatini ko'rsatdi ("Maksvell iblisi").

1831 yilda Maksvell tug'ilgan yili M. Faraday klassik tajribalar o'tkazdi, bu esa uni elektromagnit induksiyani kashf etishga olib keldi. Maksvell elektr va magnitlanishni taxminan 20 yil o'tgach, elektr va magnit ta'sirlarning tabiati haqida ikki xil qarash mavjud bo'lganda o'rganishni boshladi. A. M. Amper va F. Neyman kabi olimlar elektromagnit kuchlarni analog sifatida ko'rib, uzoq masofali ta'sir tushunchasiga amal qildilar. tortishish kuchi ikki massa o'rtasida. Faraday musbat va manfiy elektr zaryadlarini yoki magnitning shimoliy va janubiy qutblarini bog'laydigan kuch chiziqlari g'oyasining tarafdori edi. Kuch chiziqlari butun atrofdagi makonni to'ldiradi (Faraday terminologiyasida maydon) va elektr va magnit o'zaro ta'sirlarni aniqlaydi. Faradaydan keyin Maksvell kuch chiziqlarining gidrodinamik modelini ishlab chiqdi va o'sha paytda ma'lum bo'lgan elektrodinamika munosabatlarini Faraday mexanik modellariga mos keladigan matematik tilda ifodaladi. Ushbu tadqiqotning asosiy natijalari "Faraday's Line of Force" (Faraday's Lines of Force, 1857) asarida o'z aksini topgan. 1860-1865 yillarda Maksvell elektromagnit maydon nazariyasini yaratdi, uni elektromagnit hodisalarning asosiy qonuniyatlarini tavsiflovchi tenglamalar tizimi (Maksvell tenglamalari) shaklida tuzdi: 1-tenglama Faraday elektromagnit induksiyasini ifodaladi; 2 - magnitoelektrik induktsiya, Maksvell tomonidan kashf etilgan va siljish oqimlari haqidagi g'oyalarga asoslangan; 3-chi - elektr energiyasining saqlanish qonuni; 4 - magnit maydonning vorteks tabiati.

Maksvell ushbu g'oyalarni rivojlantirishda davom etar ekan, elektr va magnit maydonlardagi har qanday o'zgarishlar atrofdagi fazoga kirib boradigan kuch chiziqlarida o'zgarishlarga olib kelishi kerak, ya'ni muhitda tarqaladigan impulslar (yoki to'lqinlar) bo'lishi kerak degan xulosaga keldi. Ushbu to'lqinlarning tarqalish tezligi (elektromagnit buzilish) muhitning dielektrik va magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq va elektromagnit birlikning elektrostatikaga nisbatiga tengdir. Maksvell va boshqa tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, bu nisbat 3x1010 sm/s ni tashkil etadi, bu fransuz fizigi A. Fizo tomonidan yetti yil avval o'lchangan yorug'lik tezligiga yaqin. 1861 yil oktyabr oyida Maksvell Faradeyga o'zining kashfiyoti haqida ma'lumot berdi: yorug'lik - bu o'tkazmaydigan muhitda tarqaladigan elektromagnit buzilish, ya'ni elektromagnit to'lqinning bir turi. Tadqiqotning ushbu yakuniy bosqichi Maksvellning ishida tasvirlangan " Dinamik nazariya elektromagnit maydon» (Elektr va magnitlanish haqida risola, 1864) va uning elektrodinamikaga oid ishining natijasi mashhur «Elektr va magnitlanish haqidagi risola»da jamlangan. (1873)

Maksvell umrining so'nggi yillarida Kavendishning qo'lyozma merosini chop etishga tayyorgarlik ko'rish va nashr etish bilan shug'ullangan. 1879 yil oktyabr oyida ikkita katta jild nashr etildi.

J. C. Maksvellning kashfiyotlari

Edinburg. 1831-1850 yillar

Bolalik va maktab yillari

1831 yil 13 iyunda Edinburgda, Hindiston ko'chasi, 14-uyda, Edinburg sudyasining qizi Frensis Kay missis Klerk Maksvell bilan turmush qurganidan keyin Jeyms ismli o'g'il tug'di. Shu kuni butun dunyoda muhim hech narsa sodir bo'lmadi, 1831 yilgi asosiy voqea hali sodir bo'lmagan edi. Ammo o'n bir yil davomida ajoyib Faraday elektromagnitizm sirlarini tushunishga harakat qildi va faqat hozir, 1831 yilning yozida u qiyin elektromagnit induksiyaning izini oldi va Faraday xulosa qilganda Jeyms atigi to'rt oylik bo'ladi. uning tajribasi "magnetizmdan elektr olish". Va shu bilan ochiladi yangi davr- elektr energiyasi davri. Shotlandiya Klerks va Maksvelllarning ulug'vor oilalari avlodi bo'lgan kichik Jeyms yashab, yaratadigan davr.

Jeymsning otasi, kasbi advokat Jon Klerk Maksvell qonunni yomon ko'rar va o'zi aytganidek, "iflos advokatlik" uchun yomon ko'rar edi. Imkoniyat paydo bo'lganda, Jon Edinburg saroyining marmar vestibyullari atrofida cheksiz aylanib yurishni to'xtatdi va o'zini ilmiy tajribalarga bag'ishladi va buni o'zi tasodifiy, havaskorona qildi. U havaskor edi, bundan xabardor va qattiq qabul qilgan. Jon ilm-fanga, olimlarga, amaliy odamlarga, bilimdon bobosi Jorjga oshiq edi. Aynan ukasi Frensis Kay bilan birgalikda amalga oshirilgan ko'rfaz qurishga urinishlar uni bo'lajak rafiqasi bilan birlashtirdi; to'y 1826 yil 4 oktyabrda bo'lib o'tdi. Körük hech qachon ishlamadi, lekin Jeyms ismli o'g'il tug'ildi.

Jeyms sakkiz yoshga to'lganda, onasi vafot etdi va u otasi bilan yashash uchun qoldi. Uning bolaligi tabiat, otasi bilan muloqot, kitoblar, qarindoshlari haqidagi hikoyalar, "ilmiy o'yinchoqlar" va birinchi "kashfiyotlari" bilan to'la. Jeymsning oilasi uning tizimli ta'lim olmayotganidan xavotirda edi: uydagi hamma narsani tasodifiy o'qish, uyning ayvonida va Jeyms va uning otasi "samoviy globus" qurgan yashash xonasida astronomiya darslari. Jeyms ko'pincha qiziqarli mashg'ulotlarga qochib ketgan xususiy o'qituvchi bilan o'qishga bo'lgan muvaffaqiyatsiz urinishdan so'ng, uni Edinburgga o'qishga yuborishga qaror qilindi.

Uyda ta'lim olganiga qaramay, Jeyms Edinburg akademiyasining yuqori standartlariga javob berdi va 1841 yil noyabr oyida u erga o'qishga kirdi. Uning sinfdagi faoliyati yulduzcha emas edi. U osonlik bilan vazifalarni yaxshiroq bajara olardi, lekin yoqimsiz ishlarda raqobat ruhi unga juda begona edi. Maktabning birinchi kunidan keyin u sinfdoshlari bilan til topisha olmadi va shuning uchun Jeyms hamma narsadan ko'ra yolg'iz qolishni va atrofidagi narsalarga qarashni yaxshi ko'rardi. Eng biri yorqin voqealar, shubhasiz, zerikarlini yoritadi maktab kunlari, otasi bilan Edinburg Qirollik jamiyatiga tashrif buyurdi, u erda birinchi "elektromagnit mashinalar" namoyish etildi.

Edinburg Qirollik jamiyati Jeymsning hayotini o'zgartirdi: aynan o'sha erda u piramida, kub va boshqa muntazam ko'pburchaklar haqidagi birinchi tushunchalarni oldi. Simmetriyaning mukammalligi va geometrik jismlarning tabiiy o'zgarishlari Jeymsning o'rganish kontseptsiyasini o'zgartirdi - u o'rganishda go'zallik va mukammallikni ko'rdi. Imtihonlar vaqti kelganida, akademiya talabalari hayratda qolishdi - Maksvell deb atagan "ahmoqlar" birinchilardan bo'lishdi.

Birinchi kashfiyot

Agar ilgari otasi vaqti-vaqti bilan Jeymsni sevimli o'yin-kulgiga - Edinburg Qirollik jamiyati yig'ilishlariga olib borsa, endi bu jamiyatga, shuningdek, Edinburg san'at jamiyatiga Jeyms bilan birgalikda tashrif buyurish muntazam va majburiy bo'lib qoldi. San'at jamiyati yig'ilishlarida eng mashhur va ommabop ma'ruzachi janob D.R. Hey, dekorativ rassom. Aynan uning ma'ruzalari Jeymsni o'zining birinchi yirik kashfiyoti - tasvirlar chizish uchun oddiy asbobni qilishga undadi. Jeyms o'ziga xos va ayni paytda juda oddiy usulni, eng muhimi, butunlay yangi usulni topdi. U o'z uslubining printsipini Edinburg Qirollik jamiyatida o'qilgan qisqa "qog'oz" da tasvirlab berdi - bu ko'pchilik izlagan, ammo o'n to'rt yoshli maktab o'quvchisiga berilgan sharaf.

Edinburg universiteti

Optik-mexanik tadqiqotlar

1847 yilda Edinburg akademiyasida o'qish tugadi, Jeyms birinchilardan bo'ldi, birinchi yillardagi shikoyatlar va tashvishlar unutildi.

Akademiyani tugatgach, Jeyms Edinburg universitetiga o'qishga kiradi. Shu bilan birga, u optik tadqiqotlar bilan jiddiy qiziqa boshladi. Brewsterning bayonotlari Jeymsni nurlar yo'lini o'rganish orqali muhitning turli yo'nalishdagi elastikligini aniqlash, shaffof materiallardagi kuchlanishlarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin degan fikrga olib keldi. Shunday qilib, mexanik kuchlanishlarni o'rganish optik tadqiqotga qisqartirilishi mumkin. Tarang shaffof materialda ajratilgan ikkita nur o'zaro ta'sir qiladi va xarakterli rangli rasmlarni keltirib chiqaradi. Jeyms rangli rasmlar tabiatan mutlaqo tabiiy va hisob-kitoblar, ilgari olingan formulalarni tekshirish va yangilarini olish uchun ishlatilishi mumkinligini ko'rsatdi. Ma'lum bo'lishicha, ba'zi formulalar noto'g'ri yoki noto'g'ri yoki tuzatishga muhtoj.

1-rasm Jeyms tomonidan qutblangan yorug'lik yordamida olingan stel uchburchakdagi kuchlanishlarning rasmidir.

Bundan tashqari, Jeyms matematik qiyinchiliklar tufayli ilgari hech narsa qilish mumkin bo'lmagan holatlarda naqshlarni kashf qila oldi. Temperlanmagan shishaning shaffof va yuklangan uchburchagi (1-rasm) Jeymsga ushbu hisoblash mumkin bo'lgan holatda stresslarni o'rganish imkoniyatini berdi.

O'n to'qqiz yoshli Jeyms Klerk Maksvell birinchi marta Edinburg Qirollik jamiyati podiumida turdi. Uning hisoboti e'tibordan chetda qolmadi: unda juda ko'p yangi va original edi.

1850-1856 Kembrij

Elektr sinflari

Endi hech kim Jeymsning iqtidoriga shubha qilmasdi. U Edinburg universitetidan aniq oshib ketdi va shuning uchun 1850 yilning kuzida Kembrijga o'qishga kirdi. 1854 yil yanvar oyida Jeyms universitetni bakalavr diplomi bilan tugatdi. U professorlik unvoniga tayyorlanish uchun Kembrijda qolishga qaror qiladi. Endi u imtihonlarga tayyorgarlik ko'rishning hojati yo'q, u uzoq kutilgan vaqtini tajribalarga sarflash imkoniyatini qo'lga kiritadi va optika sohasidagi tadqiqotlarini davom ettiradi. U, ayniqsa, asosiy ranglar masalasiga qiziqadi. Maksvellning birinchi maqolasi "Ranglarning ko'rligi bilan bog'liq bo'lgan ranglar nazariyasi" deb nomlangan va hatto maqola emas, balki xat edi. Maksvell uni doktor Uilsonga yubordi, u maktubni shu qadar qiziq deb topdiki, uni nashr etish haqida g'amxo'rlik qildi: u rang ko'rligi haqidagi kitobida uni to'liq joylashtirdi. Va shunga qaramay, Jeyms ongsiz ravishda chuqurroq sirlarga, ranglarni aralashtirishdan ko'ra ko'proq tushunarsiz narsalarga jalb qilinadi. Bu elektr, o'zining qiziqarli tushunarsizligi tufayli, muqarrar ravishda, ertami-kechmi, uning yosh ongining energiyasini jalb qilishi kerak edi. Jeyms elektr kuchlanishining asosiy tamoyillarini juda oson qabul qildi. Amperning uzoq masofali ta'sir nazariyasini o'rganib chiqqandan so'ng, u shubhali bo'lishiga qaramay, bunga shubha qilishiga yo'l qo'ydi. Uzoq muddatli harakatlar nazariyasi shubhasiz to'g'ri tuyulardi, chunki turli xil ko'rinadigan hodisalar - tortishish va elektr o'zaro ta'siri uchun qonunlar va matematik ifodalarning rasmiy o'xshashligi bilan tasdiqlangan. Ammo jismoniydan ko'ra ko'proq matematik bo'lgan bu nazariya Jeymsni ishontirmadi; u bo'shliqni to'ldiradigan magnit chiziqlar orqali harakatni Faraday idrokiga, qisqa masofali ta'sir nazariyasiga tobora ko'proq moyil bo'ldi.

Nazariya yaratishga urinib, Maksvell tadqiqot uchun fizik analogiya usulidan foydalanishga qaror qildi. Avvalo, to'g'ri o'xshashlikni topish kerak edi. Maksvell har doim elektr zaryadlangan jismlarni jalb qilish masalalari va barqaror holatdagi issiqlik uzatish masalalari o'rtasida mavjud bo'lgan yagona o'xshashlikni hayratda qoldirdi. Jeyms asta-sekin buni, shuningdek, Faradayning qisqa masofali ta'siri va Amperning yopiq o'tkazgichlarning magnit ta'siri haqidagi g'oyalarini kutilmagan va jasur yangi nazariyaga aylantirdi.

Kembrijda Jeymsga eng qobiliyatli talabalarga gidrostatika va optika kurslarining eng qiyin bo'limlarini o'rgatish topshirilgan. Bundan tashqari, u optika bo'yicha kitob ustida ishlash orqali elektr nazariyalaridan chalg'itdi. Maksvell tez orada optika uni avvalgidek qiziqtirmaydi, faqat elektromagnit hodisalarni o'rganishdan chalg'itadi, degan xulosaga keladi.

O'xshashlikni izlashni davom ettirib, Jeyms kuch chiziqlarini ba'zi bir siqilmaydigan suyuqlik oqimi bilan taqqoslaydi. Gidrodinamikadan quvurlar nazariyasi kuch chiziqlarini kuch quvurlari bilan almashtirishga imkon berdi, bu Faraday tajribasini oson tushuntirdi. Qarshilik tushunchalari, elektrostatika hodisalari, magnitostatika va elektr toki Maksvell nazariyasi doirasiga oson va sodda tarzda mos keladi. Ammo bu nazariya hali Faraday tomonidan kashf etilgan elektromagnit induksiya hodisasiga mos kelmadi.

Jeyms otasining ahvoli yomonlashgani sababli bir muncha vaqt o'z nazariyasidan voz kechishga majbur bo'ldi, bu esa g'amxo'rlikni talab qildi. Jeyms otasi vafotidan keyin Kembrijga qaytib kelgach, diniy e'tiqodi tufayli oliy magistrlik darajasini ololmadi. Shuning uchun, 1856 yil oktyabr oyida Jeyms Maksvell Aberdindagi stulni egalladi.

Aberdin 1856-1860

Saturn halqalari haqida risola

Aynan Aberdinda elektr toki bo'yicha birinchi asar - Faradayning o'zi bilan elektromagnit hodisalar bo'yicha fikr almashishga olib kelgan "Faradayning kuch chiziqlari to'g'risida" maqolasi yozilgan.

Jeyms Aberdinda o'qishni boshlaganida, uning boshida allaqachon hech kim hal qila olmaydigan yangi muammo, tushuntirish kerak bo'lgan yangi hodisa paydo bo'lgan edi. Bular Saturnning halqalari edi. Ularning jismoniy tabiatini aniqlash, millionlab kilometr uzoqlikdan, hech qanday asbobsiz, faqat qog‘oz va qalam yordamida aniqlash uning uchun go‘yo vazifa edi. Qattiq qattiq halqa haqidagi gipoteza darhol g'oyib bo'ldi. Suyuq halqa unda paydo bo'lgan ulkan to'lqinlar ta'sirida parchalanadi - va natijada, Jeyms Klerk Maksvellning so'zlariga ko'ra, Saturn atrofida aylanib yuradigan ko'plab kichik sun'iy yo'ldoshlar - "g'isht bo'laklari" bo'lishi mumkin edi. . Saturn halqalari haqidagi risolasi uchun Jeyms 1857 yilda Adams mukofotiga sazovor bo'lgan va u o'zi ham eng nufuzli ingliz nazariy fiziklaridan biri sifatida tan olingan.

2-rasm Saturn. Lick rasadxonasida 36 dyuymli refrakter bilan olingan fotosurat.

3-rasm Saturn halqalarining harakatini aks ettiruvchi mexanik modellar. Maksvellning "Saturn halqalarining aylanish barqarorligi to'g'risida" inshosidan olingan rasmlar

London - Glenlair 1860-1871

Birinchi rangli fotosurat

1860 yilda Maksvell hayotida yangi bosqich boshlandi. U Londondagi King's kollejida tabiiy falsafa professori etib tayinlangan. King's kolleji fizika laboratoriyalarini jihozlash bo'yicha dunyoning ko'pgina universitetlaridan oldinda edi. Bu erda Maksvell faqat 1864-1865 yillarda emas. amaliy fizika kursidan dars bergan, bu yerda o‘quv jarayonini yangicha tashkil etishga harakat qilgan. Talabalar tajriba orqali bilim oldilar. Londonda Jeyms Klerk Maksvell birinchi marta yirik olim sifatida tan olinishi samarasini tatib ko'rdi. Ranglarni aralashtirish va optika sohasidagi tadqiqotlari uchun Qirollik jamiyati Maksvellni Rumford medali bilan taqdirladi. 1861 yil 17 mayda Maksvell Qirollik institutida ma'ruza o'qish sharafiga sazovor bo'ldi. Ma'ruza mavzusi "Uch asosiy rang nazariyasi haqida". Ushbu ma'ruzada ushbu nazariyaning isboti sifatida rangli fotosurat dunyoga birinchi marta namoyish etildi!

Ehtimollar nazariyasi

Aberdin davrining oxiri va London davrining boshida Maksvell optika va elektr bilan bir qatorda yangi hobbi - gazlar nazariyasini ishlab chiqdi. Ushbu nazariya ustida ishlagan Maksvell fizikaga "ehtimol", "bu hodisa kattaroq ehtimollik bilan sodir bo'lishi mumkin" kabi tushunchalarni kiritadi.

Fizikada inqilob sodir bo'ldi va Maksvellning Britaniya Assotsiatsiyasining yillik yig'ilishlarida ma'ruzalarini tinglagan ko'pchilik buni payqamadi ham. Boshqa tomondan, Maksvell materiyani mexanik tushunish chegaralariga yaqinlashdi. Va u ularning ustiga qadam tashladi. Maksvellning molekulalar olamida ehtimollar nazariyasi qonunlarining ustunligi haqidagi xulosasi uning dunyoqarashining eng fundamental asoslariga ta'sir ko'rsatdi. Molekulalar olamida “tasodifan hukmronlik qiladi” deb e’lon qilish o‘zining dadilligi bilan fandagi eng katta yutuqlardan biri edi.

Maksvellning mexanik modeli

King's kollejida ishlash Aberdindagiga qaraganda ko'proq vaqtni talab qildi - ma'ruza kursi yiliga to'qqiz oy davom etdi. Biroq, bu vaqtda, o'ttiz yoshli Jeyms Klerk Maksvell o'zining kelajakdagi elektr energiyasi bo'yicha kitobining rejasini tuzmoqda. Bu kelajakdagi risolaning embrionidir. U o'zining birinchi boblarini o'zidan oldingilarga bag'ishlaydi: Oersted, Ampere, Faraday. Faradayning kuch chiziqlari nazariyasini, elektr toklarining induksiyasini va Oerstedning magnit hodisalarining girdobga oʻxshash tabiati haqidagi nazariyasini tushuntirishga urinib, Maksvell oʻzining mexanik modelini yaratadi (5-rasm).

Model bir yo'nalishda aylanadigan molekulyar vorteks qatorlaridan iborat bo'lib, ular orasida aylanishga qodir mayda sharsimon zarrachalar qatlami joylashtirilgan. O'zining noqulayligiga qaramay, model ko'plab elektromagnit hodisalarni, shu jumladan elektromagnit induksiyani tushuntirdi. Modelning shov-shuvli tabiati shundaki, u Maksvell tomonidan ishlab chiqilgan ("gimlet qoidasi") oqim yo'nalishiga to'g'ri burchak ostida magnit maydonning ta'siri nazariyasini tushuntirdi.

4-rasm Maksvell bir yo'nalishda aylanadigan qo'shni A va B vortekslarining o'zaro ta'sirini ular orasiga "bo'sh tishli uzatmalar" ni kiritish orqali yo'q qiladi.

Fig.5 Elektromagnit hodisalarni tushuntirish uchun Maksvellning mexanik modeli.

Elektromagnit to'lqinlar va yorug'likning elektromagnit nazariyasi

Elektromagnitlar bilan tajribalarini davom ettirib, Maksvell elektr va magnit kuchlardagi har qanday o'zgarishlar kosmosda tarqaladigan to'lqinlarni yuborishi haqidagi nazariyaga yaqinlashdi.

"Jismoniy chiziqlar to'g'risida" bir qator maqolalaridan so'ng, Maksvellda elektromagnetizmning yangi nazariyasini yaratish uchun barcha materiallar allaqachon mavjud edi. Endi elektromagnit maydon nazariyasiga. Viteslar va vortekslar butunlay g'oyib bo'ldi. Maksvell uchun maydon tenglamalari laboratoriya tajribalari natijalaridan kam bo'lmagan haqiqiy va aniq edi. Endi Faradayning elektromagnit induktsiyasi ham, Maksvellning joy o'zgartirish oqimi ham mexanik modellar yordamida emas, balki matematik operatsiyalar yordamida olingan.

Faradayning fikriga ko'ra, magnit maydonning o'zgarishi elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi. Magnit maydonning ko'tarilishi elektr maydonining kuchayishiga olib keladi.

Elektr to'lqinining portlashi magnit to'lqinning portlashiga olib keladi. Shunday qilib, birinchi marta o'ttiz uch yoshli payg'ambar qalamidan 1864 yilda elektromagnit to'lqinlar paydo bo'ldi, lekin hali biz ularni hozir tushunadigan shaklda emas. Maksvell 1864 yilgi qog'ozda faqat magnit to'lqinlar haqida gapirgan. So'zning to'liq ma'nosida elektromagnit to'lqin, shu jumladan elektr va magnit buzilishlar keyinchalik 1868 yilda Maksvellning maqolasida paydo bo'ldi.

Maksvellning "Elektromagnit maydonning dinamik nazariyasi" nomli boshqa maqolasida yorug'likning ilgari tasvirlangan elektromagnit nazariyasi aniq chizmalar va dalillarga ega bo'ldi. Maksvell o'z tadqiqotlari va boshqa olimlar (asosan Faraday) tajribasiga asoslanib, shunday xulosaga keladi: optik xususiyatlar muhit uning elektromagnit xususiyatlari bilan bog'liq va yorug'lik elektromagnit to'lqinlardan boshqa narsa emas.

1865 yilda Maksvell King kollejini tark etishga qaror qiladi. U o'zining Glenmeyrdagi oilaviy mulkiga joylashadi va u erda hayotining asosiy asarlari - "Issiqlik nazariyasi" va "Elektr va magnitlanish haqidagi risola" ni o'rganadi. Men butun vaqtimni ularga bag'ishlayman. Bu ermitaj yillari, behudalikdan butunlay ajralgan, faqat ilm-fanga xizmat qilgan, eng samarali, yorqin, bunyodkorlik yillari edi. Biroq, Maksvell yana universitetda ishlashga jalb qilinadi va u Kembrij universiteti tomonidan taklif qilingan taklifni qabul qiladi.

Kembrij 1871-1879

Kavendish laboratoriyasi

1870 yilda Devonshire gertsogi Universitet Senatiga fizika laboratoriyasini qurish va jihozlash istagini e'lon qildi. Va unga dunyoga mashhur olim rahbarlik qilishi kerak edi. Bu olim Jeyms Klerk Maksvell edi. 1871 yilda u mashhur Kavendish laboratoriyasini jihozlash bo'yicha ish boshladi. Shu yillarda uning “Elektr va magnitizm haqidagi risola” nihoyat nashr etildi. Mingdan ortiq sahifalarda Maksvell ilmiy tajribalarning tavsifi, shu paytgacha yaratilgan elektr va magnetizmning barcha nazariyalari, shuningdek, "Elektromagnit maydonning asosiy tenglamalari" haqida umumiy ma'lumot beradi. Umuman olganda, Angliyada ular Traktatning asosiy g'oyalarini qabul qilishmadi, hatto ularning do'stlari ham buni tushunishmadi. Maksvellning g'oyalari yoshlar tomonidan qabul qilindi. Maksvell nazariyasi rus olimlarida katta taassurot qoldirdi. Maksvell nazariyasining rivojlanishi va mustahkamlanishida Umov, Stoletov, Lebedevlarning rolini hamma biladi.

1874 yil 16 iyun - Kavendish laboratoriyasining tantanali ochilish kuni. Keyingi yillar o'sib borayotgan e'tirof bilan ajralib turdi.

Jahon tan olinishi

1870 yilda Maksvell Edinburg universitetining faxriy fan doktori, 1874 yilda Bostondagi Amerika san'at va fanlar akademiyasining xorijiy faxriy a'zosi, 1875 yilda Filadelfiyadagi Amerika falsafiy jamiyati a'zosi etib saylandi. Nyu-York, Amsterdam, Vena akademiyalarining faxriy a'zosi bo'ldi. Keyingi besh yil davomida Maksvell keyingi besh yil davomida Genri Kavendishning yigirma to'plami qo'lyozmalarini tahrirlash va nashrga tayyorlashga sarfladi.

1877 yilda Maksvell kasallikning birinchi alomatlarini his qildi va 1879 yil may oyida u o'z talabalariga oxirgi ma'ruzasini o'qidi.

Hajmi

Elektr va magnitlanish haqidagi mashhur risolasida (Qarang: Moskva, Nauka, 1989) Maksvell fizik kattaliklarning o'lchami muammosini ko'rib chiqdi va ularning kinetik tizimining asoslarini yaratdi. Ushbu tizimning o'ziga xos xususiyati unda faqat ikkita parametrning mavjudligidir: uzunlik L va vaqt T. Barcha ma'lum (va bugungi kunda noma'lum!) kattaliklar unda L va T ning butun soni sifatida ifodalanadi. O'lchamlar formulalarida paydo bo'ladigan kasr ko'rsatkichlari boshqa tizimlar, jismoniy tarkibdan mahrum va bu tizimda mantiqiy ma'no yo'q.

J. Maksvell, A. Puankare, N. Bor, A. Eynshteyn, V. I. Vernadskiy, R. Bartini talablariga muvofiq. fizik miqdor, agar uning makon va vaqt bilan aloqasi aniq bo'lsa, universaldirmen. Va shunga qaramay, J. Maksvellning "Elektr va magnitlanish to'g'risida" (1873) risolasiga qadar massa va uzunlik va vaqt o'lchami o'rtasidagi bog'liqlik o'rnatilmagan.

Massaning o'lchamini Maksvell kiritganligi sababli (kvadrat qavslar ko'rinishidagi yozuv bilan birga), biz Maksvellning o'zi ishidan parcha keltirishga ruxsat beramiz: "Har qanday miqdor uchun har qanday ifoda ikki omil yoki komponentdan iborat. Ulardan biri biz ifodalayotgan miqdor bilan bir xil turdagi ma'lum miqdorning nomidir. U sifatida qabul qilinadi mos yozuvlar standarti. Boshqa komponent - kerakli qiymatni olish uchun standartni necha marta qo'llash kerakligini ko'rsatadigan raqam. Yo'naltiruvchi standart miqdor e deb ataladi birlik, va mos keladigan raqam h va og'zaki ma'no bu qiymatdan."

"QIMMATLARNI O'LCHISh HAQIDA"

1. Har qanday miqdorning har qanday ifodasi ikki omil yoki komponentdan iborat. Ulardan biri biz ifodalayotgan miqdor bilan bir xil turdagi ma'lum miqdorning nomidir. U sifatida qabul qilinadi mos yozuvlar standarti. Boshqa komponent - kerakli qiymatni olish uchun standartni necha marta qo'llash kerakligini ko'rsatadigan raqam. Malumot standart qiymati texnologiyada deyiladi Birlik, va mos keladigan raqam Raqamli Ma'nosi bu qiymatdan.

2. Matematik tizimni qurishda biz asosiy birliklarni - uzunlik, vaqt va massani berilgan deb hisoblaymiz va ulardan eng oddiy qabul qilinadigan ta'riflar yordamida barcha hosilaviy birliklarni olamiz.

Shuning uchun, hamma narsada ilmiy tadqiqot To'g'ri belgilangan tizimga tegishli bo'lgan birliklardan foydalanish, shuningdek, bir tizimning natijalarini darhol boshqasiga o'tkazish imkoniyatiga ega bo'lish uchun ularning asosiy birliklar bilan aloqalarini bilish juda muhimdir.

Birliklarning o'lchamlarini bilish bizga uzoq muddatli tadqiqotlar natijasida olingan tenglamalarga qo'llanilishi kerak bo'lgan tekshirish usulini beradi.

Uchta asosiy birlikning har biriga nisbatan tenglama shartlarining har birining o'lchami bir xil bo'lishi kerak. Agar bunday bo'lmasa, unda tenglama ma'nosizdir, unda qandaydir xato mavjud, chunki uning talqini boshqacha bo'lib chiqadi va biz qabul qiladigan o'zboshimchalik birliklari tizimiga bog'liq.

Uch asosiy birlik:

(1) UZUNLIK. Mamlakatimizda ishlatiladigan uzunlik standarti ilmiy maqsadlar, G'aznachilikda saqlanadigan standart hovlining uchinchi qismi bo'lgan oyoq vazifasini bajaradi.

Frantsiyada va metrik tizimni qabul qilgan boshqa mamlakatlarda uzunlik standarti metr hisoblanadi. Nazariy jihatdan, bu qutbdan ekvatorgacha bo'lgan o'lchangan er meridianining uzunligining o'n milliondan bir qismi; amalda bu Parijda saqlanadigan standartning uzunligi bo'lib, u Borda tomonidan muzning erishi haroratida d'Alembert tomonidan olingan meridian uzunligining qiymatiga mos keladigan tarzda amalga oshiriladi. Yerning yangi va aniqroq o'lchovlarini aks ettiruvchi o'lchovlar hisoblagichga kiritilmaydi, aksincha, meridian yoyining o'zi asl metrlarda hisoblanadi.

Astronomiyada ba'zan uzunlik birligi Yerdan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofa sifatida qabul qilinadi.

Da hozirgi holat Fanda taklif qilinishi mumkin bo'lgan eng universal uzunlik standarti spektrida aniq aniqlangan chiziqlarga ega bo'lgan ba'zi bir keng tarqalgan modda (masalan, natriy) tomonidan chiqariladigan ma'lum turdagi yorug'likning to'lqin uzunligi bo'lishi mumkin. Bunday me'yor yerning o'lchamidagi har qanday o'zgarishlardan mustaqil bo'ladi va ularning yozuvlari bu samoviy jismdan ko'ra mustahkamroq bo'lishiga umid qilganlar tomonidan qabul qilinishi kerak.

Birlik o'lchamlari bilan ishlaganda uzunlik birligini [ deb belgilaymiz. L]. Agar uzunlikning raqamli qiymati l bo'lsa, bu ma'lum bir birlik orqali ifodalangan qiymat sifatida tushuniladi [ L], shuning uchun butun haqiqiy uzunlik l [ sifatida ifodalanadi L].

(2) VAQT. Barcha tsivilizatsiyalashgan mamlakatlarda standart vaqt birligi Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davridan kelib chiqadi. Yulduzli kun yoki Yerning haqiqiy aylanish davrini oddiy astronomik kuzatishlar orqali katta aniqlik bilan aniqlash mumkin, yil uzunligi haqidagi bilimimiz tufayli o'rtacha quyosh kunini yulduz kunidan hisoblash mumkin.

O'rtacha quyosh vaqtining ikkinchisi barcha fizikaviy tadqiqotlarda vaqt birligi sifatida qabul qilinadi.

Astronomiyada vaqt birligi ba'zan yil sifatida qabul qilinadi. To'lqin uzunligi birlik uzunligiga teng bo'lgan yorug'likning tebranish davrini hisobga olgan holda yanada universal vaqt birligini aniqlash mumkin.

Muayyan vaqt birligiga [ deb murojaat qilamiz. T], va vaqtning son o'lchovi bilan belgilanadi t.

(3) MASS. Mamlakatimizda standart massa birligi G'aznachilikda saqlanadigan mos yozuvlar tijorat funti (avoirdupois funt) hisoblanadi. Ko'pincha birlik sifatida ishlatiladi, don funtning 7000 dan bir qismini tashkil qiladi.

Metrik tizimda massa birligi grammdir; nazariy jihatdan bu harorat va bosimning standart qiymatlarida distillangan suvning kub santimetr massasi va amalda Parijda saqlanadigan standart kilogrammning mingdan bir qismidir *.

Ammo, agar frantsuz tizimida bo'lgani kabi, ma'lum bir modda, ya'ni suv, zichlik standarti sifatida qabul qilinsa, u holda massa birligi mustaqil bo'lishni to'xtatadi, lekin hajm birligi kabi o'zgaradi, ya'ni. Qanaqasiga [ L 3]. Agar astronomik tizimdagi kabi massa birligi uning tortishish kuchi orqali ifodalansa, u holda o'lcham [ M] bo'lib chiqadi [ L 3 T-2]".

Maksvell buni ko'rsatadi massani asosiy o'lchovli miqdorlar sonidan chiqarib tashlash mumkin. Bunga "kuch" tushunchasining ikkita ta'rifi orqali erishiladi:

1) va 2) .

Bu ikki ifodani tenglashtirib, tortishish doimiysini o‘lchovsiz miqdor deb hisoblab, Maksvell quyidagilarni oladi:

, [M] = [L 3 T 2 ].

Massa fazo-vaqt miqdori bo'lib chiqdi. Uning o'lchamlari: hajmi burchak tezlanishi bilan(yoki zichlik bir xil o'lchamga ega).

Massa miqdori qanoatlana boshladi universallik talabi. Boshqa barcha fizik miqdorlarni fazo-vaqt o'lchov birliklarida ifodalash imkoniyati paydo bo'ldi.

1965 yilda "SSSR Fanlar Akademiyasining hisobotlari" jurnalida (№ 4) R. Bartinining "Jismoniy miqdorlarning kinematik tizimi" maqolasi chop etildi. Bu natijalar bor ajoyib qiymat muhokama qilinayotgan muammo uchun.

Quvvatning saqlanish qonuni

Lagrange, 1789; Maksvell, 1855 yil.

IN umumiy ko'rinish Quvvatning saqlanish qonuni kuch kattaligining o'zgarmasligi sifatida yoziladi:

Umumiy quvvat tenglamasidanN = P + G bundan kelib chiqadiki, foydali quvvat va yo'qotish kuchi proyektiv ravishda teskari va shuning uchun erkin energiyadagi har qanday o'zgarish quvvat yo'qotishlarining o'zgarishi bilan qoplanadi to'liq quvvat nazorati ostida .

Olingan xulosa kuchning saqlanish qonunini skalyar tenglama shaklida taqdim etishga asos beradi:

Qayerda.

Faol oqimning o'zgarishi tizimdagi yo'qotishlar va daromadlar o'rtasidagi farq bilan qoplanadi.

Shunday qilib, mexanizm ochiq tizim yopilish cheklovlarini olib tashlaydi va shu bilan tizimning keyingi harakati uchun imkoniyat yaratadi. Biroq, bu mexanizm harakatning mumkin bo'lgan yo'nalishlarini - tizimlar evolyutsiyasini ko'rsatmaydi. Shuning uchun u rivojlanayotgan va rivojlanmaydigan tizimlar yoki nomutanosiblik va muvozanat mexanizmlari bilan to'ldirilishi kerak.

Bibliografiya

1. 
   Vl. Kartsev "Ajoyib odamlarning hayoti. Maksvell." - M., "Yosh gvardiya", 1974 yil.
2. 
   Jeyms Klerk Maksvell. Maqolalar va nutqlar. M., "Fan", 1968 yil.
3. 
   http://physicsbooks.narod.ru/
4. 
   http://revolution.allbest.ru/
5. 
   http://ru.wikipedia.org/wiki/
6. 
   http://www.situation.ru/
7. 
   http://www.uni-dubna.ru/
8. 
   http://www.uran.ru/

MAXWELL, Jeyms Klerk

Ingliz fizigi Jeyms Klerk Maksvell Edinburgda zodagon Klerklar oilasidan Shotlandiya zodagonining oilasida tug'ilgan. Avval Edinburg (1847—1850), soʻngra Kembrij (1850—1854) universitetlarida oʻqigan. 1855 yilda Maksvell 1856-1860 yillarda Trinity kolleji kengashining a'zosi bo'ldi. Aberdin universitetining Marischal kollejida professor bo‘lgan va 1860 yildan London universitetining Kings kollejida fizika va astronomiya kafedrasini boshqargan. 1865 yilda og'ir kasallik tufayli Maksvell kafedradan iste'foga chiqdi va Edinburg yaqinidagi Glenlare oilaviy mulkiga joylashdi. U erda u fanni o'rganishni davom ettirdi va fizika va matematika bo'yicha bir nechta insholar yozdi. 1871 yilda Kembrij universitetida eksperimental fizika kafedrasini egalladi. Maksvell 1874 yil 16 iyunda ochilgan va Genri Kavendish sharafiga Kavendish nomini olgan tadqiqot laboratoriyasini tashkil qildi.

Maksvell o‘zining birinchi ilmiy ishini hali maktabda o‘qib yurganidayoq oval shakllarni chizishning oddiy usulini kashf etgan. Bu ish Qirollik jamiyatining yig'ilishida e'lon qilingan va hatto uning "Proceedings" jurnalida nashr etilgan. Trinity kolleji kengashining a'zosi bo'lganida, u ranglar nazariyasi bo'yicha tajribalar bilan shug'ullangan, Jung nazariyasi va Helmgoltsning uchta asosiy rang nazariyasining davomchisi bo'lgan. Ranglarni aralashtirish bo'yicha tajribalarda Maksvell maxsus tepadan foydalangan, uning diski turli xil ranglarda bo'yalgan sektorlarga bo'lingan (Maksvell diski). Tepalik tez aylanganda, ranglar birlashtirildi: agar disk spektrning ranglari bilan bir xil tarzda bo'yalgan bo'lsa, u oq rangda paydo bo'ldi; agar uning yarmi qizil, ikkinchi yarmi sariq rangga bo'yalgan bo'lsa, u to'q sariq rangga ega bo'lib chiqdi; ko'k va sariqni aralashtirish yashil rang taassurotini yaratdi. 1860 yilda Maksvell rangni idrok etish va optika sohasidagi faoliyati uchun Rumford medali bilan taqdirlandi.

1857 yilda Kembrij universiteti Saturn halqalarining barqarorligi haqidagi eng yaxshi maqola uchun tanlov e'lon qildi. Bu shakllanishlarni Galiley 17-asr boshlarida kashf etgan. va tabiatning hayratlanarli sirini taqdim etdi: sayyora noma'lum tabiatli moddadan iborat uchta doimiy konsentrik halqalar bilan o'ralgandek tuyuldi. Laplas ular mustahkam bo'lolmasligini isbotladi. Matematik tahlil o‘tkazgach, Maksvell ularning suyuq bo‘lolmasligiga ishonch hosil qildi va bunday tuzilma bir-biriga bog‘liq bo‘lmagan meteoritlar to‘dasidan iborat bo‘lsagina barqaror bo‘lishi mumkin degan xulosaga keldi. Halqalarning barqarorligi ularning Saturnga tortilishi va sayyora va meteoritlarning o'zaro harakati bilan ta'minlanadi. Ushbu ishi uchun Maksvell J. Adams mukofotini oldi.

Maksvellning birinchi asarlaridan biri uning gazlarning kinetik nazariyasi edi. 1859 yilda olim Britaniya assotsiatsiyasi yig'ilishida ma'ruza qildi, unda u molekulalarning tezlik bo'yicha taqsimlanishini taqdim etdi (Maksvell taqsimoti). Maksvell o'zidan oldingi g'oyalarni gazlarning kinetik nazariyasini ishlab chiqishda Rudolf Klauzius tomonidan ishlab chiqdi, u "o'rtacha erkin yo'l" tushunchasini kiritdi. Maksvell gazni yopiq makonda xaotik tarzda harakatlanadigan ko'plab ideal elastik to'plar ansambli sifatidagi g'oyadan chiqdi. To'plarni (molekulalarni) tezlik bo'yicha guruhlarga bo'lish mumkin, statsionar holatda esa har bir guruhdagi molekulalar soni doimiy bo'lib qoladi, garchi ular guruhlardan chiqib ketishi va kirishi mumkin. Bu mulohazadan kelib chiqadiki, “zarralar eng kichik kvadratlar usuli nazariyasida kuzatuv xatolar qanday taqsimlansa, xuddi shunday qonun bo'yicha tezlik bo'yicha taqsimlanadi, ya'ni. Gauss statistikasiga ko'ra." Maksvell o'z nazariyasi doirasida Avogadro qonunini, diffuziyani, issiqlik o'tkazuvchanligini, ichki ishqalanishni (o'tkazish nazariyasi) tushuntirdi. 1867 yilda u termodinamikaning ikkinchi qonunining statistik xususiyatini ko'rsatdi.

1831 yilda, Maksvell tug'ilgan yili, Maykl Faraday klassik tajribalarni o'tkazdi, bu esa uni elektromagnit induksiyani kashf etishga olib keldi. Maksvell elektr va magnitlanishni taxminan 20 yil o'tgach, elektr va magnit ta'sirlarning tabiati haqida ikki xil qarash mavjud bo'lganda o'rganishni boshladi. A. M. Amper va F. Neyman kabi olimlar elektromagnit kuchlarni ikki massa orasidagi tortishish kuchiga o'xshash deb hisoblagan holda uzoq masofali ta'sir tushunchasiga amal qildilar. Faraday musbat va manfiy elektr zaryadlarini yoki magnitning shimoliy va janubiy qutblarini bog'laydigan kuch chiziqlari g'oyasining tarafdori edi. Kuch chiziqlari butun atrofdagi makonni to'ldiradi (Faraday terminologiyasida maydon) va elektr va magnit o'zaro ta'sirlarni aniqlaydi. Faradaydan keyin Maksvell kuch chiziqlarining gidrodinamik modelini ishlab chiqdi va o'sha paytda ma'lum bo'lgan elektrodinamika munosabatlarini Faraday mexanik modellariga mos keladigan matematik tilda ifodaladi. Ushbu tadqiqotning asosiy natijalari "Faradayning kuch chiziqlari" (1857) asarida o'z aksini topgan. 1860-1865 yillarda Maksvell elektromagnit maydon nazariyasini yaratdi, uni elektromagnit hodisalarning asosiy qonuniyatlarini tavsiflovchi tenglamalar tizimi (Maksvell tenglamalari) shaklida tuzdi: 1-tenglama Faraday elektromagnit induksiyasini ifodaladi; 2 – magnetoelektrik induksiya, Maksvell tomonidan kashf etilgan va siljish oqimlari haqidagi g‘oyalarga asoslangan; 3-chi – elektr energiyasining saqlanish qonuni; 4 - magnit maydonning vorteks tabiati.

Ushbu g'oyalarni rivojlantirishni davom ettirib, Maksvell elektr va magnit maydonlardagi har qanday o'zgarishlar atrofdagi kosmosga kiradigan kuch chiziqlaridagi o'zgarishlarga olib kelishi kerak degan xulosaga keldi, ya'ni. muhitda tarqaladigan impulslar (yoki to'lqinlar) bo'lishi kerak. Ushbu to'lqinlarning tarqalish tezligi (elektromagnit buzilish) muhitning dielektrik va magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq va elektromagnit birlikning elektrostatikaga nisbatiga tengdir. Maksvell va boshqa tadqiqotchilarning fikricha, bu nisbat 3·10 10 sm/s ni tashkil etadi, bu 7 yil avval frantsuz fizigi A.Fizo tomonidan o‘lchangan yorug‘lik tezligiga yaqin. 1861 yil oktyabr oyida Maksvell Faradayga o'zining kashfiyoti haqida ma'lumot berdi: yorug'lik o'tkazmaydigan muhitda tarqaladigan elektromagnit buzilishdir, ya'ni. elektromagnit to'lqinlarning bir turi. Tadqiqotning ushbu yakuniy bosqichi Maksvellning "Elektromagnit maydonning dinamik nazariyasi" (1864) asarida bayon etilgan va uning elektrodinamika bo'yicha ishining natijasi mashhur "Elektr va magnitlanish haqidagi risola" (1873) da jamlangan.

1879-yil 5-noyabrda ingliz fizigi, matematigi va mexaniki Jeyms Klerk Maksvell vafot etdi. U 48 yoshda edi. U hayoti davomida ko'plab kashfiyotlar muallifiga aylandi. Biz ulardan eng qiziqarlilarini esladik.

1. Ovalni chizish usuli. Maksvell bu kashfiyotni hali maktab o'quvchisi bo'lganida qilgan. Edinburg akademiyasida tahsil olgan. Avvaliga Jeyms o'qishga unchalik qiziqmasdi, lekin keyinchalik u bunga qiziqa boshladi. Bola eng ko'p geometriyaga qiziqardi. Uning geometrik tasvirlarning go'zalligini qadrlashi rassom Devid Ramsey Xeyning etrusk san'ati haqidagi ma'ruzasidan keyin ortdi. Ushbu mavzu bo'yicha fikrlash Maksvellni ovallarni chizish usulini ixtiro qilishga olib keldi. Usul Rene Dekartning asarlaridan kelib chiqqan bo'lib, markazlashtirilgan pinlar, iplar va qalamdan foydalanishdan iborat bo'lib, bu doiralar (bitta fokus), ellipslar (ikki fokus) va yanada murakkab oval figuralarni yaratishga imkon berdi ( katta miqdor diqqat markazida). Aytish kerakki, talaba ishining natijalari e'tibordan chetda qolmadi va bu haqda Edinburg Qirollik jamiyati yig'ilishida professor Jeyms Forbs xabar berdi va keyin o'zining Proceedings jurnalida chop etildi.

2. Ranglar nazariyasi. Kembrijda o'qigandan so'ng, Maksvell professorlikka tayyorlandi. Bu vaqtda asosiy ilmiy qiziqish bir yigit rang nazariyasi ustida ishlay boshlaydi. Bu ettita asosiy rang g'oyasiga amal qilgan Isaak Nyutonning ishidan kelib chiqadi. Maksvell Tomas Yang nazariyasining davomchisi bo'lib, u uchta asosiy rang g'oyasini ilgari surgan va ularni bir-biriga bog'lagan. fiziologik jarayonlar inson tanasida. Jeyms ilgari ixtiro qilingan "rangli aylanma to'p" dan foydalangan, uning diski turli xil ranglarda bo'yalgan sektorlarga bo'lingan, shuningdek, mos yozuvlar ranglarini aralashtirish imkonini beradigan o'zi ishlab chiqqan "rangli quti" optik tizim. Biroq, u birinchi marta ularning yordami bilan miqdoriy natijalarga erisha oldi va natijada paydo bo'lgan rang aralashmalarini aniq taxmin qildi. Misol uchun, agar ilgari oq rangni ko'k, qizil va sariqni aralashtirish orqali olish mumkin deb hisoblangan bo'lsa, Maksvell buni rad etdi. Uning tajribalari shuni ko'rsatdiki, ko'k va sariq ranglarni aralashtirish ko'pincha ishonilganidek yashil rangni emas, balki pushti rangni hosil qiladi. Shuningdek, u asosiy ranglar qizil, yashil va ko'k ekanligini aniqladi.

3. Saturn halqalarining barqarorligi. Aberdinda Maksvell turmushga chiqdi va dars berishni boshladi, ammo fan hali ham uning vaqtining muhim qismini egalladi. Bu vaqtda Maksvellning e'tiborini 1855 yilda Kembrij universiteti tomonidan Adams mukofoti uchun taklif qilingan Saturn halqalarining tabiatini o'rganish jalb qilindi (ish ikki yil ichida yakunlanishi kerak edi). Halqalar Galiley Galiley tomonidan 17-asr boshlarida kashf etilgan va uzoq vaqtdan beri tabiatning siridir. Ko'pgina olimlar Saturn halqalari yaratilgan moddaning tabiatini aniqlashga harakat qilishdi. Uilyam Gerschel ularni qattiq jismlar deb hisoblagan. Per Simon Laplas qattiq halqalar heterojen, juda tor bo'lishi va majburiy ravishda aylanishi kerakligini ta'kidladi. Maksvell tadqiqot o'tkazdi - halqalar tuzilishining turli xil variantlarini matematik tahlil qildi va ular qattiq yoki suyuq bo'lishi mumkin emasligiga ishonch hosil qildi. Olimning xulosasi shunday edi: bunday tuzilma faqat bir-biriga bog'liq bo'lmagan meteoritlar to'dasidan iborat bo'lsa, barqaror bo'lishi mumkin. Halqalarning barqarorligi ularning Saturnga tortilishi va sayyora va meteoritlarning o'zaro harakati bilan ta'minlanadi. Furye tahlilidan foydalanib, Maksvell bunday halqadagi to'lqinlarning tarqalishini o'rganib chiqdi va ma'lum sharoitlarda meteoritlarning bir-biri bilan to'qnashmasligini ko'rsatdi. Ikki halqa holatida ular radiuslarining qanday nisbatlarida beqarorlik holati yuzaga kelishini aniqladi. O'z ishi uchun Adams mukofotini olgan va hamkasblarining yuqori baholarini olgan Maksvell tajribalarini davom ettirdi. Uning faoliyati ilmiy doiralarda e'tirof etilgan. Astronom Royal Jorj Ayri buni matematikaning fizikaga o'zi ko'rgan eng yorqin qo'llanilishi deb e'lon qildi.

4. Birinchi rangli fotosurat. Bu kashfiyot Londonda qilingan. Birinchidan, 1860 yilda Maksvell Oksforddagi Britaniya assotsiatsiyasi yig'ilishida rang qutisi yordamida eksperimental namoyishlar bilan qo'llab-quvvatlangan ranglar nazariyasidagi natijalari haqida ma'ruza qildi. Bir yil o'tgach, Qirollik institutida ma'ruza paytida Jeyms o'z hamkasblariga dunyodagi birinchi rangli fotosuratni taqdim etdi, uning g'oyasi 1855 yilda paydo bo'lgan. U fotograf Tomas Satton bilan birgalikda ishlab chiqarilgan. Birinchidan, rangli lentaning uchta negativi fotografik emulsiya (kollodion) bilan qoplangan oynada ishlab chiqarilgan. Negativlar yashil, qizil va ko'k filtrlar (turli metallar tuzlari eritmalari) orqali olingan. Keyin negativlar bir xil filtrlar orqali yoritilgan, shundan so'ng rangli tasvir olingan. Aytgancha, Maksvellning tajribasi deyarli yuz yil oldin Kodak kompaniyasi xodimlari tomonidan qayta yaratilgan. Olimning printsipi uzoq yillar davomida qo'llanilgan.

Ushbu maqolada ingliz fizigi, matematigi va mexanikining hayotidan qiziqarli faktlar keltirilgan.

Jeyms Maksvell qiziqarli faktlar

Maksvell 8 yoshida onasi vafot etdi. Bolaning otasi uni tarbiyalagan

Maksvell maktabda arifmetikadan juda kambag'al edi.

U gitara chalib, shotlandiya qo'shiqlarini o'z jo'rligida kuylashni yaxshi ko'rardi.

8 yoshida u Zabur kitobidan oyatlarni xotiradan keltirdi.

Uning asosiy asarlari elektr va magnitlanishga bag'ishlangan.

U ranglarni aralashtirish nazariyasi muallifi hisoblanadi. Ilgari oq rang qizil, ko'k va sariqni aralashtirish orqali olingan deb ishonilgan, ammo Jeyms bu nazariyani rad etdi. Maksvellning tajribalari shuni ko'rsatdiki, sariq va ko'k ranglarni aralashtirish o'sha paytda ishonilganidek yashil rangni emas, balki pushti rang hosil qiladi. U asosiy ranglar yashil, qizil va ko'k ekanligini isbotladi.

Maksvell birinchi rangli fotosuratni oldi 1860 yilda.

Kembrij universitetida o'qiyotganda, u diniy marosimlarda qatnashish o'qishning majburiy qismi ekanligi haqida ma'lumot oldi. Bunga Jeyms javob berdi: "Men hozir uxlayman".

Venera sayyorasi relyefining yagona komponenti uning sharafiga nomlangan - Maksvell tog' tizmasi.

Jeyms Maksvell 1860 yilda fizika professori lavozimini oldi va 1858 yilda turmush qurgan rafiqasi bilan birga Londonga ko'chib o'tdi.

U ingliz, yunon, lotin, nemis, italyan va frantsuz tillarini yaxshi bilgan.

Olim kamtar va uyatchan edi yolg'izlikni afzal ko'rgan odam. Xotinidan ajrashish uning befarqligini yanada kuchaytirdi va Maksvell do'stlaridan uzoqlashdi.

Jeyms Maksvell 48 yoshida saraton kasalligidan vafot etdi.

1929 yilda Jeyms Maksvell hayotiga oid juda muhim materiallar olimning o'limidan 50 yil o'tib, Glenlaredagi uyidagi yong'inda vayron bo'ldi.

Umid qilamizki, siz ushbu maqoladan bilib oldingiz qiziq faktlar Jeyms Maksvell haqida.