Наши проекты:

Про знаменитості

Джеймс Клерк Максвелл: биография


У 1868 році Максвелл опублікував чергову статтю з електромагнетизму. Роком раніше з'явився привід істотно спростити виклад результатів роботи. Він прочитав «Елементарний трактат про кватерніонів» (An elementary treatise on quaternions) Пітера Тета і вирішив застосувати кватерніонів запис до численних математичним співвідношенням своєї теорії, що дозволяло скоротити і прояснити їх запис. Одним з найбільш корисних інструментів став гамільтонів оператор набла, назва якого було запропоновано Вільямом Робертсоном Смітом, іншому Максвелла, за аналогією з древнеассірійскім виглядом арфи з трикутним остовом. Максвелл написав жартівливу оду «Шеф-музиканту з гри на набла», присвячену Тету. Успіх цього вірша забезпечив закріплення нового терміна в науковому побуті. Максвеллу належала й перша запис рівнянь електромагнітного поля в інваріантному векторному вигляді через гамільтонів оператор. Варто відзначити, що Тету він зобов'язаний своїм псевдонімомDp/dt, яким підписував листи і вірші. Справа в тому, що у своєму «Трактаті про натурфілософії» Томсон і Тет представили другий початок термодинаміки у видіJCM=dp/dt. Оскільки ліва частина збігається з ініціалами Максвелла, той вирішив надалі використовувати для підпису праву частину. Серед інших досягнень гленлерского періоду стаття під назвою «Про регуляторах» (On governors, 1868), в якій дано аналіз стійкості відцентрового регулятора методами теорії малих коливань.

Кавендішської лабораторія (1871 - 1879)

У 1868 році Максвелл відмовився зайняти пост ректора університету Сент-Ендрюс, не бажаючи розлучитися з відокремленим життям в маєтку. Проте через три роки він після довгих коливань все ж прийняв пропозицію очолити тільки що організовану фізичну лабораторію Кембриджського університету і зайняти відповідну посаду професора експериментальної фізики (до цього від запрошення відмовилися Вільям Томсон і Герман Гельмгольц). Лабораторія була названа на честь ученого-відлюдника Генрі Кавендіша, чий внучатий племінник герцог Девонширський був у цей час канцлером університету і виділив фінанси на її будівництво. Освіта першого лабораторії в Кембриджі відповідало усвідомлення значущості експериментальних досліджень для подальшого прогресу науки. 8 березня 1871 Максвелл отримав призначення і відразу ж приступив до виконання своїх обов'язків. Він налагоджував роботи з будівництва і оснащення лабораторії (спочатку використовувалися його особисті прилади), читав лекції з експериментальної фізики (курси теплоти, електрики і магнетизму).

У 1873 році вийшов капітальна двотомна праця Максвелла «Трактат про електрику і магнетизм »(A Treatise on Electricity and Magnetism), що містив відомості про існуючі раніше теоріях електрики, методах вимірювання та особливості експериментальної апаратури, але основна увага була приділена трактуванні електромагнетизму з єдиних, фарадеевскіх позицій. При цьому виклад матеріалу було побудовано навіть на шкоду власним ідеям Максвелла. Як зазначив Едмунд Уїттекер (англ.E. T. Whittaker),

У «Трактаті» містилися основні рівняння електромагнітного поля, відомі нині як рівняння Максвелла. Втім, вони були представлені в не надто зручній формі (через скалярний і векторний потенціали, до того ж у кватерніонів запису), і їх було досить багато - дванадцять. Згодом Генріх Герц і Олівер Хевісайд переписали їх через вектори електричного і магнітного поля, отримавши у результаті чотири рівняння в сучасній формі. Хевісайд також вперше зазначив симетрію рівнянь Максвелла. Безпосереднім наслідком цих рівнянь стало передбачення існування електромагнітних хвиль, експериментально відкритих Герцем в 1887-1888 роках. Іншими найважливішими результатами, викладеними в «Трактаті», стали доказ електромагнітної природи світла і прогноз ефекту тиску світла (як результату пондеромоторного дії електромагнітних хвиль), виявленого багато пізніше в знаменитих дослідах Петра Лебедєва. На основі своєї теорії Максвелл також дав пояснення впливу магнітного поля на розповсюдження світла (ефект Фарадея). Ще один доказ справедливості теорії Максвелла - квадратична зв'язок між оптичними (показник заломлення) і електричними (діелектрична проникність) характеристиками середовища - було опубліковано Людвігом Больцманом незабаром після виходу «Трактату».