Научные труды → джеймс максвелл

Джеймс Максвелл

Подробности

Просмотров: 405

«Нет стремления более естественного, чем стремление к знанию.» — М.Монтень

МАКСВЕЛЛ, Джеймс Клерк ( 1831 — 1879 ) — выдающийся английский физик. Его наиболее замечательные исследования относятся к кинетической теории газов и электричеству; является создателем теории электромагнитного поля и электромагнитной теории света.

Согласно опросу, проведенному среди ученых журналом «Физик уолд», физик Джеймс Клерк Максвелл вошел в первую тройку названных: Максвелл, Ньютон, Эйнштейн.

Его страсть к исследованиям и приобретению новых знаний была беспредельна. С юности Максвелл решил посвятить себя физике. Его наставник Гопкинс писал: «Это был самый экстраординарный человек, которого я когда-либо видел.

Он органически был неспособен думать о физике неверно. Я растил его как великого гения, со всей его эксцентричностью и пророчеством о том, что он в один прекрасный день будет сиять в физике – пророчеством, с которым убежденно были согласны и его коллеги-студенты».

Однажды при приеме экзамена у аспирантов профессор поставил цель отсеять как можно больше студентов и давал неразрешимые, по его мнению, задачи. Однако, Максвелл с такой задачей справился!

Так Максвелл открыл знаменитое распределение молекул по скоростям в газе, впоследствии названное его именем (распределение Максвелла), еще в годы своей учебы.

С 1871 года Максвелл становится профессором Кембриджского университета.

В 1873 году Максвелл пишет двухтомный фундаментальный «Трактат об электричестве и магнетизме», в котором сформулирована знаменитая максвелловская теория электромагнитного поля.

Максвелл сумел выразить законы электромагнитного поля в виде системы 4 дифференциальных уравнений в частных производных (уравнения Максвелла), из которых следовало существование электромагнитных волн Теория электромагнетизма Максвелла получила опытное подтверждение и стала общепризнанной классической основой современной физики.

Многочисленные его увлечения другими отраслями физики были тоже очень плодотворны: он изобрел волчок, поверхность которого, окрашенная в разные цвета, при вращении образовывала самые неожиданные сочетания. При смещении красного и желтого получался оранжевый цвет, синего и желтого – зеленый, при смешении всех цветов спектра получался белый цвет – действие, обратное действию призмы – «диск Максвелла»; он нашел термодинамический парадокс, много лет не дававший покоя физикам – «дьявол Максвелла»; в кинетическую теорию были введены им «распределение Максвелла» и «статистика Максвелла – Больцмана»; есть «число Максвелла».
Кроме того, его перу принадлежит изящное исследование об устойчивости колец Сатурна, за которое ему была присуждена академическая медаль и после которого он становится «признанным лидером математических физиков». Максвелл создал множество небольших шедевров в самых разнообразных областях – от осуществления первой в мире цветной фотографии до разработки способа радикального выведения с одежды жировых пятен.

Максвелл написал ряд статей для Британской энциклопедии, популярные книги: «Теория теплоты», «Материя и движение», «Электричество в элементарном изложении», переведённые на русский язык.

Интересно, что одна из форм записи второго начала термодинамики: dp/dt = JCM. Левая часть этой формулы часто встречалась в произведениях Максвелла, далеких от физики, в качестве подписи!

Но главная память о Максвелле, вероятно, единственном в истории науки человеке, в честь которого имеется столько названий, – это «уравнения Максвелла», «электродинамика Максвелла», «правило Максвелла», «ток Максвелла» и, наконец, –максвелл– единица магнитного потока в системе CGS.

Следующая страница «Фредерик Жолио-Кюри. Штрихи к портрету»

Назад в раздел Этюды об ученых»

if(typeof ez_ad_units != ‘undefined’){ez_ad_units.push([[300,250],’fusedlearning_com-large-leaderboard-2′,’ezslot_9′,110,’0′,’0′])};__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-fusedlearning_com-large-leaderboard-2-0’);Электромагнитная теория света

Продолжая свои исследования, Максвелл начал количественно определять, что любые изменения в электрических и магнитных полях, окружающих электрическую цепь, вызовут изменения вдоль силовых линий, пронизывающих окружающее пространство. В этом пространстве или среде индуцированное электрическое поле зависит от диэлектрической проницаемости; Точно так же поток, окружающий магнитный полюс, зависит от проницаемости среды.

Затем Максвелл показал, что скорость, с которой электромагнитные возмущения передаются в конкретной среде, зависит от диэлектрической проницаемости и проницаемости среды

Когда этим свойствам присваиваются числовые значения, необходимо проявлять осторожность, чтобы выразить их в правильных единицах; Именно благодаря таким рассуждениям Максвелл смог показать, что скорость распространения его электромагнитных волн равна отношению электромагнитных к электростатическим единицам электричества. И он, и другие исследователи измерили это соотношение и получили значение 186 300 миль / час (или 3 · 10 10 см / сек), почти такое же, как результаты первого прямого земного измерения скорости света семью годами ранее

французским физиком Арманом Физо.

В октябре 1861 года Максвелл написал Фарадею о своем открытии, согласно которому свет представляет собой форму волнового движения, при котором электромагнитные волны проходят через среду со скоростью, которая определяется электрическими и магнитными свойствами среды. Это открытие положило конец спекуляциям о природе света и дало математическую основу для объяснения явлений света и сопутствующих оптических свойств.

Максвелл следовал его мысли и предвидел возможность существования других форм излучения электромагнитных волн, которые не воспринимаются человеческими глазами или телами, но, тем не менее, распространяются во всем пространстве из любого источника возмущения, из которого они возникают. Максвелл не смог проверить свою теорию, и другим оставалось произвести и применить широкий диапазон волн в электромагнитном спектре, из которых часть, занятая видимым светом, очень мала по сравнению с большими диапазонами электромагнитных волн. Спустя два десятилетия потребовалась работа немецкого физика Рудольфа Герца, чтобы открыть то, что мы сейчас называем радиоволнами. Радиоволны имеют длину волны, в миллион раз превышающую длину волны видимого света, но оба они объясняются уравнениями Максвелла.

Электромагнитный спектр от длинных радиоволн до ультракоротких гамма-лучей.

Электромагнитная волна, показывающая как магнитное, так и электрическое поля.

if(typeof ez_ad_units != ‘undefined’){ez_ad_units.push([[300,250],’fusedlearning_com-box-4′,’ezslot_1′,108,’0′,’0′])};__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-fusedlearning_com-box-4-0’);Кинетическая теория газов

Хотя Максвелл наиболее известен своими открытиями в области электромагнетизма, его гений также проявился в его вкладе в кинетическую теорию газов, которую можно рассматривать как основу современной физики плазмы. На заре атомной теории вещества газы визуализировались как скопления летающих частиц или молекул со скоростью, зависящей от температуры; считалось, что давление газа возникает в результате удара этих частиц о стенки сосуда или любую другую поверхность, подверженную воздействию газа.

Различные исследователи пришли к выводу, что средняя скорость молекулы газа, такого как водород, при атмосферном давлении и температуре точки замерзания воды составляет несколько тысяч метров в секунду, тогда как экспериментальные данные показали, что молекулы газов не способны путешествовать непрерывно с такой скоростью. Немецкий физик Рудольф Клавдий уже понял, что на движение молекул должны сильно влиять столкновения, и он уже разработал концепцию «средней длины свободного пробега», которая представляет собой среднее расстояние, которое проходит молекула газа перед столкновением с другим.. Максвеллу оставалось, следуя независимому ходу мысли, продемонстрировать, что скорости молекул изменяются в широком диапазоне и следуют тому, что с тех пор стало известно ученым как «закон распределения Максвелла».

Этот принцип был выведен из предположения о движении набора идеально упругих сфер, которые случайным образом движутся в замкнутом пространстве и действуют друг на друга только тогда, когда они сталкиваются друг с другом. Максвелл показал, что сферы можно разделить на группы в соответствии с их скоростями, и что при достижении устойчивого состояния количество в каждой группе остается тем же, хотя отдельные молекулы в каждой группе постоянно меняются. Анализируя молекулярные скорости, Максвелл создал статистическую механику.

Из этих соображений и из того факта, что при смешивании газов их температуры становятся равными, Максвелл пришел к выводу, что условие, определяющее, что температуры двух газов будут одинаковыми, состоит в том, что средняя кинетическая энергия отдельных молекул двух газов равна равно. Он также объяснил, почему вязкость газа не должна зависеть от его плотности. Хотя уменьшение плотности газа приводит к увеличению длины свободного пробега, оно также уменьшает количество доступных молекул. В этом случае Максвелл продемонстрировал свою экспериментальную способность проверить свои теоретические выводы. С помощью жены он проводил эксперименты по вязкости газов.

Исследование Максвелла молекулярной структуры газов было замечено другими учеными, особенно Людвигом Больцманом, австрийским физиком, который быстро оценил фундаментальную важность законов Максвелла. К этому моменту его работы было достаточно, чтобы обеспечить Максвеллу выдающееся место среди тех, кто продвинул наши научные знания, но его дальнейшее великое достижение — фундаментальная теория электричества и магнетизма — было еще впереди

Движение молекул газа в ящике. С увеличением температуры газов увеличивается и скорость молекул газа, прыгающих вокруг ящика и друг от друга.

Великий Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879)

Джеймс Максвелл — выдающийся английский физик, создатель классической электродинамики и один из основателей статистической физики — известен как автор понятий поляризационного тока и уравнений Максвелла, распределения Максвелла, демона Максвелла, автор принципа цветной фотографии 13 июня 1831 года в Эдинбурге в доме номер 14, Индия Фрэнсис Кей, дочь эдинбургского магистрата, после женитьбы — миссис Клерк Максвелл, родила сына Джеймса. Ему было всего четыре месяца, когда Фарадей подвел итоги своего эксперимента «по получению электричества с помощью магнетизма». А вместе с ним наступит эра электричества. Эпоха, ради которой маленькому Джеймсу, потомку славных шотландских Клерков и Максвеллов, пришлось жить и работать. Отец Джеймса, Джон Клерк Максвелл, юрист по профессии, ненавидел закон и испытывал отвращение к, как он выражался, «грязной работе юристов». Как только представилась возможность, Джон прекратил свои бесконечные блуждания по мраморным набережным Эдинбурга и посвятил себя научным экспериментам, которыми он занимался как любитель в перерывах между работой. Он был любителем, он знал, и он принял это тяжело. Джон был влюблен в науку, в ученых, в людей с практическим мышлением, в своего ученого дедушку Джорджа. Его эксперименты по созданию сильфонов, проводимые вместе с братом Фрэнсисом Кеем, сблизили его с будущей женой; они поженились 4 октября 1826 г. Сифон так и не заработал, но родился сын Джеймс. Когда Джеймсу было восемь лет, его мать умерла, и ему пришлось жить с отцом. Его детство прошло под знаком природы, общения с отцом, книг, рассказов о своей семье, «научных игрушек» и первых «открытий». Родственники Джеймса были обеспокоены тем, что он не получил систематического образования: эпизодическое чтение всего подряд дома, уроки астрономии на веранде и в гостиной, где Джеймс вместе с отцом соорудил «небесную сферу». После неудачной попытки заниматься с частным репетитором, от которого Джеймс часто сбегал к более увлекательным занятиям, было решено отправить его учиться в Эдинбург. Несмотря на домашнее образование, Джеймс соответствовал строгим требованиям Эдинбургской академии и был зачислен туда в ноябре 1841 года. Его успехи в учебе были далеко не блестящими. Он легко мог бы добиться большего, но дух соперничества в его скромной учебе был ему глубоко чужд. После первого дня в школе он не очень ладил с одноклассниками, и поэтому Джеймс предпочитал оставаться один, чтобы исследовать окружающее. Одним из ярких событий, которое, несомненно, скрасило его скучные школьные дни, было посещение вместе с отцом Королевского общества Эдинбурга, где были выставлены первые «электромагнитные машины». Эдинбургское королевское общество изменило жизнь Джеймса: Именно там он получил свои первые представления о пирамиде, кубе и других правильных многогранниках. Совершенство симметрии, регулярные преобразования геометрических твердых тел изменили взгляд Джеймса на преподавание — он увидел в преподавании зерно красоты и совершенства. Когда наступили экзамены, его студенты были поражены — «дурак», как называли Максвелла, был одним из первых.

биография

Первые годы

Джеймс Клерк Максвелл родился 13 июня 1831 года в Эдинбурге, Шотландия, в семье среднего класса. Он был единственным ребенком в паре, которая вышла замуж в преклонном возрасте; его мать родила его в 40 лет.

Его отец, Джон Клерк Максвелл из Миддлби, известный адвокат, унаследовал свою фамилию от важной семьи того времени. Фамилия Джеймса была синонимом шотландского высшего общества

Фрэнсис Кей была именем ее матери, женщины, которая принадлежала к семье с высоким положением в обществе того времени..

Вскоре после рождения клерка семья переехала в коттедж под названием Glenlair House, который находился в деревне Middlebie и приходе..

Первые исследования

Когда Максвеллу было примерно восемь лет, в 1839 году его мать умерла от рака брюшной полости. После мероприятия Клерк начал получать уроки от репетитора, который утверждал, что у молодого человека были проблемы с обучением из-за количества времени, которое ему потребовалось для запоминания информации..

Тем не менее, клерк Максвелл проявил большое любопытство в раннем возрасте и замечательную способность изучать новые идеи. Вскоре после того, как он начал посещать частные уроки, его тетя отправила его в школу в Эдинбургской академии в 1841 году, где он подружился с людьми, которые отметили его будущее.

Несмотря на его замечательное любопытство к учебе, учебная программа, которую он получил в школе, его не интересовала. По этой причине он начал склоняться к науке до такой степени, что даже опубликовал свою первую статью, касающуюся этой области, когда ему было всего 14 лет..

В эссе Клерк Максвелл описал серию овальных кривых, которые по аналогии можно нарисовать с помощью булавок и нитей, с помощью эллипса. Его интерес к геометрии и механическим моделям продолжался в течение всей его жизни как студента и помог ему в течение его времени как исследователя.

Высшее образование

В 16 лет Джеймс Клерк Максвелл начал учиться в Эдинбургском университете, одном из самых важных в Шотландии. За то время, что он оставался в этом учреждении, он опубликовал две научные статьи своего авторства..

Кроме того, физик посвятил несколько часов дополнительного обучения тем, кого он получил в университете. Он пришел, чтобы экспериментировать с импровизацией химических, электрических и магнитных устройств в доме, где он жил.

Часть этих практик служила для обнаружения фотоупругости (средства, определяющие распределение напряжения в физических структурах).

В 1850 году, когда физику было около 19 лет, он поступил в Кембриджский университет, и его интеллектуальные способности стали признаваться. В институте в Кембридже работал профессор математики Уильям Хопкинс, который считал Максвелла одним из своих самых важных учеников.

Через четыре года после начала обучения в этом учреждении, в 1854 году он был удостоен премии Смита. Эта престижная награда была вручена ему за проведение эссе о оригинальном научном исследовании..

Кроме того, он был выбран, чтобы получить стипендию, и он отказался вернуться в Шотландию, чтобы позаботиться о своем отце, который был в тяжелом состоянии здоровья..

Личная потеря и брак

В 1856 году он был назначен профессором естественной философии в Маришальском колледже, но его отец умер до его назначения, что означало значительную потерю для физика из-за сильных связей, которые связывали его с его отцом..

Ученый был примерно на 15 лет моложе других учителей, преподававших в Маришальском колледже; Тем не менее, это не помешало выработать твердую приверженность занимаемой им должности. Он разработал новые учебные программы и программы конференций со студентами..

Два года спустя, в 1858 году, он женился на Кэтрин Мэри Дьюар, дочери директора Маришальского колледжа. У них никогда не было детей вместе. Спустя годы он был назначен профессором естественной философии в Королевском колледже Лондона, Англия..

Достижения в профессиональной сфере

Следующие пять лет были самыми позитивными в его карьере благодаря научным достижениям, которых он достиг. За это время он опубликовал две статьи, посвященные теме электромагнитного поля, и продемонстрировал цветную фотографию..

Кроме того, он также сделал теоретическую и экспериментальную работу по вязкости газов. Значение, которое он приобрел в научной сфере, сделало его достойным членства в Королевском научном обществе в 1861 году..

С другой стороны, он отвечал за контроль экспериментального определения электрических единиц для Британской ассоциации. Его вклад в области науки привел к созданию Национальной физической лаборатории.

Он также внес важный вклад в теории скорости света, благодаря измерению соотношения электромагнитных и электростатических единиц электричества..

if(typeof ez_ad_units != ‘undefined’){ez_ad_units.push([[250,250],’fusedlearning_com-mobile-leaderboard-2′,’ezslot_24′,117,’0′,’0′])};__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-fusedlearning_com-mobile-leaderboard-2-0’);Наследие

Работа Максвелла помогла нам понять явления, от рентгеновских лучей с малой длиной волны, которые широко используются в медицине, до волн с гораздо большей длиной волны, которые позволяют распространять радио- и телевизионные сигналы. Дальнейшие разработки теории Максвелла дали миру все формы радиосвязи, включая радиовещание и телевидение, радары и средства навигации, а в последнее время и смартфон, который позволяет общаться способами, о которых еще не мечтали поколение назад. Когда теории пространства и времени Альберта Эйнштейна, спустя поколение после смерти Максвелла, расстроили почти всю «классическую физику», уравнение Максвелла осталось нетронутым — как никогда.

if(typeof ez_ad_units != ‘undefined’){ez_ad_units.push([[250,250],’fusedlearning_com-banner-1′,’ezslot_18′,109,’0′,’0′])};__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-fusedlearning_com-banner-1-0’);Законы электричества и магнетизма

До Максвелла был другой британский ученый, Майкл Фарадей, который проводил эксперименты, в которых он обнаружил явление электромагнитной индукции, которое привело бы к выработке электроэнергии. Примерно двадцать лет спустя клерк Максвелл начал изучение электричества в то время, когда существовало две различные школы мысли о способах возникновения электрических и магнитных эффектов. С одной стороны, были математики, которые рассматривали предмет полностью с точки зрения действия на расстоянии, как гравитационное притяжение, когда два объекта, например Земля и Солнце, притягиваются друг к другу, не касаясь друг друга. С другой стороны, согласно концепции Фарадея, электрический заряд или магнитный полюс были источником силовых линий, распространяющихся во всех направлениях;эти силовые линии заполняли окружающее пространство и были агентами, посредством которых производились электрические и магнитные эффекты. Силовые линии были не просто геометрическими линиями, они обладали физическими свойствами; например, силовые линии между положительными и отрицательными электрическими зарядами или между северным и южным магнитными полюсами находились в состоянии напряжения, представляющего силу притяжения между противоположными зарядами или полюсами. Кроме того, плотность линий в промежуточном пространстве представляла величину силы.Силовые линии между положительными и отрицательными электрическими зарядами или между северным и южным магнитными полюсами находились в состоянии напряжения, представляющем силу притяжения между противоположными зарядами или полюсами. Кроме того, плотность линий в промежуточном пространстве представляла величину силы.Силовые линии между положительными и отрицательными электрическими зарядами или между северным и южным магнитными полюсами находились в состоянии напряжения, представляющем силу притяжения между противоположными зарядами или полюсами. Кроме того, плотность линий в промежуточном пространстве представляла величину силы.

Максвелл сначала изучил все работы Фарадея и познакомился с его концепциями и рассуждениями. Затем он применил свои математические знания для описания на точном языке математических уравнений теории электромагнетизма, которая объясняла известные факты, но также предсказывала другие явления, которые не будут демонстрироваться экспериментально в течение многих лет. В то время было мало что известно о природе электричества, кроме того, что было связано с концепцией Фарадея о силовых линиях, и его связь с магнетизмом была плохо изучена. Максвелл, однако, показал, что при изменении плотности электрических силовых линий создается магнитная сила, сила которой пропорциональна скорости движения электрических линий.Из этой работы вышли два закона, выражающие явления, связанные с электричеством и магнетизмом:

1) Закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что скорость изменения количества силовых линий магнитного поля, проходящих через цепь, равна работе, совершаемой при переносе единицы электрического заряда вокруг цепи.

2) Закон Максвелла гласит, что скорость изменения числа силовых линий, проходящих через цепь, равна работе, совершаемой при перемещении единицы магнитного полюса вокруг цепи.

Выражение этих двух законов в математической форме дает систему формул, известную как уравнения Максвелла, которая составляет основу всей электротехнической и радиотехнической науки и техники. Точная симметрия законов глубока, поскольку, если мы поменяем местами слова « электрический» и « магнитный» в законе Фарадея, мы получим закон Максвелла. Таким образом Максвелл прояснил и расширил экспериментальные открытия Фарадея и представил их в точной математической форме.

Силовые линии между положительным и отрицательным зарядом.

Первые исследования

Когда Максвеллу было около восьми лет, в 1839 году, его мать скончалась от рака брюшной полости. После мероприятия Клерк начал получать уроки от наставника, который утверждал, что у молодого человека были проблемы с обучением из-за количества времени, которое ему потребовалось, чтобы запомнить информацию.

Однако клерк Максвелл в раннем возрасте проявил большое любопытство и замечательную способность изучать новые идеи. Вскоре после того, как он начал посещать частные уроки, его тетя отправила его в школу при Эдинбургской академии в 1841 году, где он подружился с людьми, которые сформировали его будущее.

Несмотря на его поразительное любопытство к учебе, учебная программа, которую он получил в школе, его не интересовала. По этой причине он начал склоняться к науке до такой степени, что опубликовал свою первую статью, касающуюся этой области, когда ему было всего 14 лет.

В своем эссе клерк Максвелл описал серию овальных кривых, которые можно было провести булавками и нитками по аналогии с эллипсом. Его интерес к геометрии и механическим моделям сохранялся на протяжении всей его студенческой жизни и помогал ему в то время, когда он был исследователем.

Популярные темы сообщений

• Финикийские мореплаватели

  Около 4000 лет назад восточный берег Средиземного моря стал отличным домом для племен, которых потом греки назвали финикийцы. С самого начала страна Финикия занимала небольшую часть территории между Ливанскими горами и морем.

• Купальница

  Купальница — это красивое, и на сегодняшний день редкое растение, которое занесли в Красную книгу. Красота этого цветка сопровождается соцветием имеющим форму шара. Этот цветок чаще всего может быть любого цвета, чаще всего это оранжевый

• Архитектура древнего Рима

  Первые постройки возводились по этрусскому примеру. Этруски — древняя цивилизация, населявшая пространства между реками Тибр и Арно. Важная черта этрусского зодчества — арка, от нее произошли свободы и купола. Для римских сооружений характерна

• Юрий Гагарин

  Гагарин был первым из жителей СССР, который покорил космические просторы. Родился он 9 марта 1934 года. С самых юных лет увлекался полетами. Учиться ему довелось в Саратовском индустриальном техникуме. Далее стал ходить в клуб авиалюбителей.

• История создания тепловых двигателей

  Тепловой двигатель изобрел Российский изобретатель Ползунов И.И. в 1765, первая машина была очень огромная и достигала 11 метров в высоту. В зарубежных источниках можно найти информацию что первый тепловой двигатель изобрёл

Вклад в науку

электромагнетизм

Исследования, которые Максвелл осуществил по закону индукции Фарадея, который поднял вопрос о том, что магнитное поле может измениться на одно электромагнитное, позволили ему осуществить важные открытия в этой научной области..

Пытаясь проиллюстрировать этот закон, ученый добился построения механической модели, которая породила «ток смещения», который мог бы стать основой поперечных волн..

Физик произвел расчет скорости этих волн и обнаружил, что они очень близки к скорости света. Это привело к теории, предполагающей, что электромагнитные волны могут генерироваться в лаборатории, что было продемонстрировано много лет спустя ученым Генрихом Герцем.

Это исследование, проведенное Максвеллом, позволило на протяжении многих лет создавать радио, которое мы знаем сегодня,.

Факты о кольцах Сатурна

В юности ученого приоритет отдавался объяснению того, почему кольца Сатурна продолжали связно вращаться вокруг планеты..

Исследование Максвелла привело к испытанию под названием Об устойчивости движения колец Сатурна. Разработка этого эссе сделала Максвелла достойной научной премии.

Работа пришла к выводу, что кольца Сатурна должны быть образованы массами материи, которые не были связаны друг с другом. Исследование было присуждено за важный вклад в науку, что означало.

Выводы Максвелла по этому вопросу были подтверждены более 100 лет спустя, в 1980 году, космическим зондом, отправленным на планету. Зонд признан мореплаватель, отправлено НАСА.

Исследование кинетической теории газов

Максвелл был первым ученым, применившим методы вероятности и статистики для описания свойств набора молекул, поэтому он мог продемонстрировать, что скорости молекул газа должны иметь статистическое распределение..

Его распределение было известно вскоре после того, как закон распределения Максвелла-Больцмана. Кроме того, физик исследовал свойства, которые позволяют транспортировать газ, основываясь на изменениях температуры и давления в зависимости от вязкости, теплопроводности и диффузии..

Цветовое зрение

Как и другие ученые того времени, Максвелл проявлял замечательный интерес к психологии, особенно к цветовому зрению.

В течение приблизительно 17 лет, между 1855 и 1872 годами, он опубликовал серию исследований, посвященных восприятию цвета, неспособности увидеть цвета и теории об этой области. Благодаря им он получил медаль за одно из своих эссе, озаглавленное К теории цветового зрения.

Исследования некоторых важных ученых, таких как Исаак Ньютон и Томас Янг, послужили основой для проведения исследований, связанных с этой темой. Однако физик особенно интересовался восприятием цвета в фотографии..

Проведя психологическую работу по восприятию цвета, он определил, что, если сумма трех источников света может воспроизвести любой цвет, воспринимаемый человеком, цветные фотографии могут быть получены с использованием специальных фильтров для достижения этого..

Максвелл предположил, что если фотография была сделана в черно-белом режиме с использованием красного, зеленого и синего фильтров, прозрачные отпечатки изображений можно было проецировать на экран с использованием трех протекторов, оборудованных аналогичными фильтрами..

Результат эксперимента по цветовому зрению

В тот момент, когда Мэйуэлл наложил изображение на экран, он понял, что человеческий глаз воспримет результат как полное воспроизведение всех цветов, которые были на сцене..

Спустя годы, в 1861 году, во время лекции в Королевском институте по теории цвета ученый представил первую в мире демонстрацию об использовании цвета в фотографии. Он использовал результаты своего анализа, чтобы оправдать свои идеи.

Однако результаты эксперимента оказались не такими, как ожидалось, из-за разницы в пигментации между фильтрами, используемыми для добавления цвета.

Несмотря на то, что он не достиг желаемых результатов, его исследования по использованию цвета в фотографии послужили основой для создания цветной фотографии несколько лет спустя..

Вклад в науку

электромагнетизм

Исследование Максвеллом закона индукции Фарадея, который предусматривал возможность преобразования магнитного поля в единое электромагнитное поле, позволило ему сделать важные открытия в этой научной области.

Пытаясь проиллюстрировать этот закон, ученый добился успеха в построении механической модели, создающей «ток смещения», который мог стать основой для поперечных волн.

Физик рассчитал скорость этих волн и обнаружил, что она очень близка к скорости света. Это привело к теории о том, что электромагнитные волны можно генерировать в лаборатории, что было доказано много лет спустя ученым Генрихом Герцем.

Эти исследования, проведенные Максвеллом, позволили разработать современное радио на многие годы.

Факты о кольцах Сатурна

В молодости ученого волновало прежде всего то, как объяснить, почему кольца Сатурна продолжают согласованно вращаться вокруг планеты.

Результатом исследований Максвелла стал тест под названием «О стабильности колец Сатурна». За разработку этого теста Максвелл был удостоен научной премии.

В статье делается вывод, что кольца Сатурна должны состоять из не связанных между собой масс вещества. Исследование было отмечено за значительный вклад в науку, что означает.

Выводы Максвелла по этому вопросу были подтверждены более чем 100 лет спустя, в 1980 году, космическим аппаратом, отправленным к планете. Космический аппарат идентифицирован как Navigator, посланный НАСА.

Исследование кинетической теории газов

Максвелл был первым ученым, применившим методы вероятности и статистики для описания свойств ряда молекул, и поэтому он смог доказать, что скорости молекул газа должны иметь статистическое распределение.

Его распределение вскоре стало известно как закон распределения Максвелла-Больцмана. Кроме того, физик исследовал свойства, обеспечивающие перенос газа при изменении температуры и давления, как функцию вязкости, теплопроводности и диффузии.

Цветовое зрение

Как и другие ученые своего времени, Максвелл проявлял большой интерес к психологии, особенно к цветовосприятию.

В течение примерно 17 лет, с 1855 по 1872 год, он опубликовал ряд работ о восприятии цвета, неспособности воспринимать цвета и теориях в этой области. Благодаря им он получил медаль за одно из своих сочинений под названием «К теории цветового зрения».

Исследования некоторых важных ученых, таких как Исаак Ньютон и Томас Юнг, легли в основу исследований по этой теме. Однако физика особенно интересовало восприятие цвета в фотографии.

Проведя психологические исследования восприятия цвета, он обнаружил, что если сумма трех источников света может воспроизвести любой цвет, воспринимаемый человеком, то с помощью специальных фильтров можно получить цветные фотографии.

Максвелл предположил, что если сделать черно-белую фотографию с красным, зеленым и синим фильтрами, то прозрачные отпечатки изображений можно проецировать на экран, используя три защитные пленки с аналогичными фильтрами.

Результат эксперимента по цветовому зрению

Как только Мэйвелл вывел изображение на экран, он понял, что человеческий глаз воспримет результат как полное воспроизведение всех цветов, присутствующих в сцене…..