Τζέιμς Κλέρκ Μάξουελ

Περιεχόμενα  Εισαγωγή.  Τα πρώτα χρόνια της ζωής του.  Εκπαίδευση.  Μεταγενέστερα χρόνια.  Επιστημονική κληρονομιά : Ηλεκτρομαγνητισμός.  Επιστημονική κληρονομιά : Κινητική θεωρία και θερμοδυναμική.  Ο Μάξουελ και η ποίηση.

Εισαγωγή. Η εργασία μου για το 1 ο τετράμηνο στο μάθημα της Φυσικής γενικής παιδείας θα ασχοληθεί πάνω στο μεγάλο επιστήμονα Τζέιμς Κλέρκ Μάξουελ (γεννήθηκε στις 13 Ιουνίου 1831 και πέθανε 5 Νοεμβρίου 1879 από καρκίνο του στομάχου), ο οποίος με τα επιτεύγματα του που αφορούν τον ηλεκτρομαγνητισμό καλούνται "η δεύτερη σημαντικότερη ενοποίηση στη φυσική",μετά την πρώτη που συνειδητοποίησε ο Ισαάκ Νεύτων. Με την εκδοχή του στην δυναμική θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου έδειξε ότι το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο ταξιδεύουν στον χρόνο. Οι ανακαλύψεις του βοήθησαν στην εισαγωγή της εποχής της μοντέρνας φυσικής, θέτοντας τα θεμέλια για τομείς όπως η ειδική θεωρία της σχετικότητας και η κβαντομηχανική. Στην συνέχεια της εργασίας θα μάθουμε για τα πρώτα χρόνια της ζωής του, την εκπαίδευση του, τα μεταγενέστερα χρόνια, την επιστημονική κληρονομιά που μας άφησε αλλά και την ασχολία που είχε με την ποίηση.

Τα πρώτα χρόνια της ζωής του. Ο Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ γεννήθηκε στις 13 Ιουνίου 1831 στο Εδιμβούργο από τον Τζον Κλερκ Μάξουελ (δικηγόρος) και την Φράνσες Κέι. Οι γονείς του Μάξγουελ δεν παντρεύτηκαν μέχρι τα τριάντα τους, κάτι ασυνήθιστο για την τότε εποχή. Η μητέρα του ήταν σχεδόν σαράντα ετών όταν αυτός γεννήθηκε. Είχαν και μια κόρη, την Ελίζαμπεθ, που πέθανε σε νηπιακή ηλικία. Ονόμασαν το μόνο τους παιδί που επέζησε Τζέιμς, ένα όνομα που άνηκε, όχι μόνο στον παππού του, αλλά και σε πολλούς άλλους προγόνους του. Ο Μάξουελ από μικρός είχε μια άσβεστη περιέργεια για τα πάντα που βρίσκονταν γύρω του, και έτσι αυτό τον έκανε από εκείνη την ηλικία να δείξει το ταλέντο του στο να ασχολείται με το να φτιάχνει πράγματα με τα χέρια του και με το μυαλό του. Βοηθούσε τον πατέρα σε όλα τα μαστορέματα που είχαν σχέση με το σπίτι.

Εκπαίδευση. Η εκπαίδευση του ξεκίνησε από την μικρή ηλικία, και την ανέλαβε ο πατέρας του (η μητέρα του πέθανε από καρκίνο του στομάχου όταν ο Τζέιμς ήταν οκτώ χρόνων). Στην αρχή είχε προσλάβει δάσκαλο να του κάνει μάθημα στο σπίτι αλλά για λίγο γιατί ο δάσκαλος ήταν αργός και δύστροπος. Αργότερα έστειλε τον Τζέιμς στην Ακαδημία του Εδιμβούργου. Ο Μάξγουελ σε νεαρή ηλικία ήταν ενθουσιασμένος με την Γεωμετρία ανακαλύπτοντας εκ νέου το κανονικό πολύεδρο πριν από κάποια επίσημη διδασκαλία. Το ταλέντο του ωστόσο, παραβλεπόταν, και παρά την νίκη του στο βραβείο βιογραφικής γραφής του σχολείου στο δεύτερο έτος του το ακαδημαϊκό του έργο παρέμεινε απαρατήρητο μέχρι την ηλικία των 13, όταν και κέρδισε το μαθηματικό μετάλλιο του σχολείου και το πρώτο βραβείο στη λογοτεχνία και στην ποίηση. Ο Μάξγουελ άφησε την ακαδημία το 1847 στην ηλικία των 16 και ξεκίνησε να παρακολουθεί μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Εδιμβούργου. Είχε την ευκαιρία να παρακολουθήσει στο Πανεπιστήμιο Κέιμπριτζ. Μετά το πρώτο του εξάμηνο όμως αποφάσισε να ολοκληρώσει το πλήρες πρόγραμμα των προπτυχιακών σπουδών στο Εδιμβούργο.

Μεταγενέστερα χρόνια Το 1871, έγινε ο πρώτος καθηγητής Φυσικής Cavendish στο Κέμπριτζ. Μία από τις τελευταίες μεγάλες συνεισφορές του Μάξγουελ στην επιστήμη ήταν η επεξεργασία (με άφθονες πρωτότυπες σημειώσεις) της έρευνας του Χένρι Κάβεντις από τις οποίες φαίνεται ότι ο Κάβεντις ερεύνησε, μεταξύ άλλων, τέτοιες ερωτήσεις όπως η πυκνότητα Γης και η σύνθεση του νερού. Το 1865, ο Μάξγουελ παραιτήθηκε από τη θέση του στο Κολλέγιο Κινγκ του Λονδίνου και επέστρεψε στο Γκλένλεαρ. Έγραψε ένα βιβλίο με τίτλο Θεωρία της Ζέστης (1871) και μια στοιχειώδη πραγματεία, Ύλη και Κίνηση (1876). Ο Μάξγουελ ήταν επίσης ο πρώτος που έκανε ρητή χρήση της διαστατικής ανάλυσης το Πέθανε από καρκίνο του στομάχου όπως και η μητέρα του τον Νοεμβρίου 1879.

. Επιστημονική κληρονομιά : Ηλεκτρομαγνητισμός Ο Μάξγουελ υπολόγισε ότι η ταχύτητα της διάδοσης ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου είναι περίπου εκείνη της ταχύτητας του φωτός. Έδειξε ότι οι εξισώσεις προβλέπουν την ύπαρξη κυμάτων ταλάντωσης ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που ταξιδεύουν μέσω κενού σε μια ταχύτητα που θα μπορούσε να προβλεφθεί από απλά ηλεκτρικά πειράματα. Ο Μάξγουελ εξέφρασε τον ηλεκτρομαγνητισμό σε αλγεβρικά τετράνια και έκανε την ηλεκτρομαγνητική πεδίο δυναμικού κεντρικό κομμάτι της θεωρίας του. Ο Χέβισαιντ μείωσε την πολυπλοκότητα της θεωρίας του Μάξγουελ σε τέσσερεις διαφορικές εξισώσεις, γνωστές συλλογικά ως Νόμοι του Μάξγουελ ή Εξισώσεις του Μάξγουελ.

Επιστημονική κληρονομιά : Κινητική θεωρία και θερμοδυναμική Το 1866, διατύπωσε στατιστικά, ανεξάρτητα από τον Λούντβιχ Μπόλτζμαν, την κινητική θεωρεία των αερίων των Μάξγουελ- Μπόλτζμαν. Ο τύπος του, γνωστός ως Διανομή του Μάξγουελ, δίνει το κλάσμα των μορίων του αερίου που κινούνται με καθορισμένη ταχύτητα σε κάθε δεδομένη θερμοκρασία. Στην Κινητική Θεωρία, θερμοκρασίες και θερμότητα περιλαμβάνουν μόνο μοριακή κίνηση. Η προσέγγιση αυτή γενίκευσε τους προηγουμένως συσταθείς νόμους της θερμοδυναμικής και εξήγησε τις υπάρχουσες παρατηρήσεις και πειράματα σε έναν καλύτερο τρόπο από ό,τι είχε επιτευχθεί προηγουμένως. Η δουλειά του Μάξγουελ στην Θερμοδυναμική τον οδήγησε να σχεδιάσει το πείραμα σκέψης γνωστό ως ο Δαίμονας του Μάξγουελ.

Ο Μάξουελ και η ποίηση Ο Μάξουελ αγαπούσε πολύ την ποίηση, διάβαζε αλλά έγραφε κιόλας δικά του ποιήματα. Μια συλλογή ποιημάτων του εκδόθηκε από τον φίλο του Λιούις Κάμπελ το Πολλές εκτιμήσεις για τον Μάξγουελ αναφέρουν ότι η αξιόλογη πνευματική του ποιότητα θα πρέπει να συνοδεύεται από κοινωνική αμηχανία. Ένα μικρό απόσπασμα του ποιήματος : A Student's Evening Hymn Now no more the slanting rays With the mountain summits dally, Now no more in crimson blaze Evening’s fleecy cloudless rally, Soon shall Night front off the valley Sweep that bright yet earthly haze, And the stars most musically Move in endless rounds of praise.

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΠΟΛΥ!!! Χρήστος Σωνάκης Γ’4