JAMES ÚŘEDNÍK MAXWELL: BIOGRAFIE A PŘÍSPĚVKY K VĚDĚ - KULTURNÍ SLOVNÍK - 2025

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) byl vědcem skotského původu, který se specializoval na oblast matematické fyziky a jehož příspěvky byly v historii této vědy označeny před a po.

Považován za jednoho z nejdůležitějších zaznamenaných vědců, byl uznán zejména za formulaci teorie elektromagnetického záření. Jeho myšlenka položila základ, na kterém je postaveno dnes známé rádio.

Neidentifikovaný fotograf. Smithsonian Institution ze Spojených států, prostřednictvím Wikimedia Commons

Navíc, tento fyzik také vyvinul teorie o důvodu stability prstenců Saturn, jedné z planet sluneční soustavy; Pracoval s kinetikou plynů a je známo, že byl prvním člověkem, který vytiskl barevnou fotografii.

Objevy úředníka Maxwella pomohly položit základy moderní fyziky. Mnoho odborníků v oboru ho považuje za nejvlivnějšího vědce 19. století v oboru fyziky 20. století.

Příspěvky, které učinil ve vědecké oblasti, jsou považovány za stejně důležité jako příspěvky Isaaca Newtona a Alberta Einsteina.

Životopis

Raná léta

James Clerk Maxwell se narodil 13. června 1831 ve skotském Edinburghu ve střední třídě. Byl jediným dítětem páru, který se oženil pozdě v životě; jeho matka ho měla ve věku 40 let.

Jeho otec John Clerk Maxwell z Middlebie, prominentní právník, zdědil své příjmení od důležité rodiny té doby. Jamesovo příjmení bylo synonymem pro skotskou vysokou společnost. Frances Cay byla jméno jeho matky, ženy, která patřila k rodině s vysokým postavením v té době ve společnosti.

Krátce po narození úředníka se rodina přestěhovala do venkovského domu s názvem Glenlair House, který se nacházel v Middlebie Village a Farnosti.

První studie

Když bylo Maxwellovi přibližně osm let, v roce 1839 zemřela jeho matka poté, co trpěla rakovinou břicha. Po události začal Clerk přijímat kurzy od lektora, který tvrdil, že mladý muž měl problémy s učením kvůli množství času, který mu trvalo na zapamatování informací.

Clerk Maxwell však v raném věku projevil velkou zvědavost a pozoruhodnou schopnost učit se novým myšlenkám. Krátce poté, co začal vidět soukromé lekce, ho jeho teta poslala do školy na Edinburghskou akademii v roce 1841, kde se spřátelil s lidmi, kteří utvářeli jeho budoucnost.

Navzdory jeho pozoruhodné zvědavosti na studium ho studijní program, který obdržel ve škole, nezajímal. Z tohoto důvodu se začal naklánět k vědě do té míry, že publikoval svůj první článek týkající se této oblasti, když mu bylo pouhých 14 let.

V eseji Clerk Maxwell popsal řadu oválných křivek, které lze analogicky vysledovat pomocí kolíků a nití, pomocí elipsy. Jeho zájem o geometrii a mechanické modely pokračoval celý jeho život jako student a pomáhal jemu během jeho času jako výzkumník.

Vysokoškolské vzdělání

Ve věku 16 let začal James Clerk Maxwell studovat na University of Edinburgh, jedné z nejdůležitějších ve Skotsku. V době, kdy zůstal v této instituci, publikoval dva vědecké články z vlastního autorství.

Kromě toho fyzik věnoval několik hodin studia kromě těch, které získal na univerzitě. Experimentoval s improvizací chemických, elektrických a magnetických zařízení uvnitř domu, ve kterém žil.

Část těchto praktik mu pomohla odhalit fotoelasticitu (prostředek, který určuje rozdělení stresu ve fyzických strukturách).

V roce 1850, když byl fyzik přibližně 19 let, vstoupil na University of Cambridge a jeho intelektuální schopnosti se začaly uznávat. V Cambridge instituci měl Williama Hopkinsa jako profesora matematiky, který považoval Maxwella za jednoho z jeho nejdůležitějších studentů.

Čtyři roky po zahájení studia na této instituci, v roce 1854, mu byla udělena Smithova cena. Toto prestižní ocenění mu bylo uděleno za provedení eseje o původním vědeckém výzkumu.

Kromě toho byl vybrán na stipendium, příležitost, kterou odmítl vrátit do Skotska, aby se postaral o svého otce, který byl v nejisté zdravotní situaci.

Osobní ztráty a manželství

V roce 1856 byl jmenován profesorem přírodní filozofie na Marischal College, ale jeho otec zemřel před jeho jmenováním, což pro fyzika znamenalo výraznou ztrátu kvůli silným vazbám, které ho spojovaly s jeho otcem.

Vědec byl přibližně o 15 let mladší než ostatní profesoři, kteří vyučovali v Colegio Marischal; to však pro něj nebylo překážkou k vytvoření silného závazku k pozici, kterou zaujal. Netrpělivě rozvíjel nové studijní programy a plánované konference se studenty.

O dva roky později, v roce 1858, se oženil s Katherine Mary Dewarovou, dcerou ředitele Marischal College. Nikdy spolu neměli děti. O několik let později byl jmenován profesorem přírodní filozofie na King's College v Londýně v Anglii.

Pokroky v profesionální oblasti

Dalších pět let bylo nejpozitivnější z jeho kariéry díky vědeckým úspěchům, kterých dosáhl. V tomto časovém období publikoval dva články, které se zabývaly tématem elektromagnetického pole a provedl ukázku barevné fotografie.

Kromě toho také prováděl teoretické a experimentální práce o viskozitě plynů. Význam, který získal ve vědecké oblasti, ho přiměl k tomu, aby byl členem Královské vědecké společnosti v roce 1861.

Na druhé straně měl na starosti dozor nad experimentálním určováním elektrických jednotek pro Britskou asociaci. Jeho příspěvky v oblasti vědy vedly k vytvoření Národní fyzikální laboratoře.

Významně přispěl také k teorii rychlosti světla díky měření podílu elektromagnetických a elektrostatických jednotek elektřiny.

Příspěvky do vědy

V roce 1865 fyzik rezignoval na svou práci na King's College, aby odešel do svého panství v Glenlairu. Několikrát cestoval do Londýna a Itálie a o několik let později začal psát pojednání o elektřině a magnetismu.

Výzkum

Maxwellův výzkum elektromagnetismu byl natolik důležitý, že vědec začal být považován za jeden z nejdůležitějších v historii.

V pojednání o elektřině a magnetismu, které vyšlo v roce 1873, byl jeho hlavním cílem přeměna fyzických myšlenek Michaela Faradaye na matematický vzorec. Pokoušel se pochopitelně ilustrovat Faradayovy myšlenky.

Vyšetřování, která provedl s ohledem na tento zákon, umožnilo vědci provést významné objevy v oblasti fyziky, pokud jde o odpovídající informace o rychlosti světla.

Vědec byl vybrán v roce 1871, aby sloužil jako profesor v nové židli, která byla otevřena v Cambridge. Na základě tohoto návrhu začal navrhovat Cavendish Laboratory a dohlížel na jeho výstavbu. Přestože měl na starosti několik studentů, měl skupinu renomovaných vědců té doby.

Smrt

O osm let později, v roce 1879, začal Maxwell několikrát trpět nemocí. Krátce poté se vrátil do Glenlairu; jeho zdraví se však nezlepšilo.

Vědec zemřel 5. listopadu 1879 poté, co utrpěl krátkou nemoc. Jeho pohřeb neměl veřejné vyznamenání; Byl pohřben na malém hřbitově ve Skotsku.

Příspěvky do vědy

Elektromagnetismus

Studie, které Maxwell provedl na Faradayově zákonu indukce, které uvádělo, že magnetické pole se může změnit na elektromagnetické, mu umožnilo učinit důležité objevy v tomto vědeckém oboru.

Při pokusu o ilustraci tohoto zákona se vědci podařilo vytvořit mechanický model, který vyústil v „vytlačovací proud“, který by mohl být základem pro příčné vlny.

Fyzik provedl výpočet rychlosti těchto vln a zjistil, že jsou velmi blízko rychlosti světla. Toto vedlo k teorii, která navrhovala, že elektromagnetické vlny by mohly být generovány v laboratoři, což bylo prokázáno o několik let později vědcem Heinrichem Hertzem.

Tato studie, kterou provedl Maxwell, umožnila v průběhu let vytvořit rádio, které známe dnes.

Fakta o Saturnových prstenech

Během mládí vědce bylo upřednostněno vysvětlení, proč se Saturnovy prstence neustále otáčejí kolem planety.

Maxwellovy výzkumy vedly k eseji o stabilitě pohybu Saturnových prstenů. Vývoj této eseje získal Maxwellovi vědecké ocenění.

Práce dospěla k závěru, že Saturnovy prsteny musí být tvořeny hmotami hmoty, které spolu nesouvisejí. Studie byla oceněna za důležitý přínos pro vědu.

Maxwellovy závěry k tomuto tématu byly ověřeny o více než 100 let později, v roce 1980, vesmírnou sondou vyslanou na planetu. Sonda je proslulý Voyager, vyslaný NASA.

Výzkum kinetické teorie plynů

Maxwell byl první vědec, který použil metody pravděpodobnosti a statistiky k popisu vlastností souboru molekul, takže dokázal, že rychlosti molekul plynu musí mít statistické rozdělení.

Jeho distribuce brzy poté stala se známá jako Maxwell-Boltzmann distribuční zákon. Kromě toho fyzik zkoumal vlastnosti, které umožňují dopravu plynu v závislosti na změnách teploty a tlaku na jeho viskozitě, tepelné vodivosti a difúzi.

Barevné vidění

Stejně jako ostatní vědci té doby se Maxwell zajímal o psychologii, zejména o barevné vidění.

Asi 17 let, mezi lety 1855 a 1872, publikoval řadu výzkumů, které provedl ohledně vnímání barev, neschopnosti vidět barvy a teorie o této oblasti. Díky nim obdržel medaili za jednu ze svých esejí s názvem „Teorie barevného vidění“.

Výzkum některých relevantních vědců, jako je Isaac Newton a Thomas Young, sloužil jako základ pro provádění výzkumu souvisejícího s předmětem. Fyzik však měl zvláštní zájem na vnímání barev ve fotografii.

Poté, co provedl psychologickou práci na vnímání barev, rozhodl, že pokud by součet tří světel mohl reprodukovat jakoukoli barvu vnímatelnou lidmi, mohly by být barevné fotografie vytvořeny pomocí speciálních filtrů, aby toho bylo dosaženo.

Maxwell navrhl, že pokud byla fotografie pořízena černobíle s použitím červeného, ​​zeleného a modrého filtru, mohly být průhledné dojmy obrazů promítnuty na obrazovku pomocí tří chráničů vybavených podobnými filtry.

Výsledek experimentu s barevným viděním

Ve chvíli, kdy Mawell překryl obraz na obrazovce, si uvědomil, že lidské oko bude výsledek vnímat jako úplnou reprodukci všech barev, které byly ve scéně.

O několik let později, v roce 1861, během konference v Královské instituci o teorii barev, představil vědec první demonstraci na světě o použití barev ve fotografii. Výsledky své analýzy využil k ospravedlnění svých myšlenek.

Výsledky experimentu však nebyly očekávány kvůli rozdílu v pigmentaci mezi filtry použitými k přidání barvy.

Přestože nedosáhl požadovaných výsledků, jeho výzkum využití barev ve fotografii sloužil jako základ pro porod barevné fotografie o několik let později.

Reference

1. James Clerk Maxwell, Encyklopedie Britannica Editors, (2018). Převzato z britannica.com
2. James Clerk Maxwell, Portál slavných vědců (nd). Převzato z celebscientists.org
3. James Clerk Maxwell, neobjevený Skotský portál, (nd). Převzato z undiscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, anglický portál Wikipedia, (nd). Převzato z en.wikipedia.org
5. Kdo byl James Clerk Maxwell, Portál The Maxwell v Glenlair Trust (nd). Převzato z org.uk