Джеймс Клерк Максвелл

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку
Джеймс Клерк Максвелл
англ. James Clerk Maxwell
Народився 13 червня 1831 ( 1831-06-13 ) [1] [2] […]
Единбург , Велика Британ?я [4] [3]
Помер 5 листопада 1879 ( 1879-11-05 ) [1] [2] […] (48 рок?в)
Кембридж , Велика Британ?я [4]
· рак шлунка
Поховання Вестм?нстерське абатство
Кра?на   Сполучене Корол?вство [5]
Нац?ональн?сть шотландець
Д?яльн?сть ф?зик , математик , винах?дник , фотограф , викладач ун?верситету , ф?зик-теоретик , педагог , thermodynamicist
Галузь ф?зика [6] , механ?ка , математика [6] , електромагн?тне поле [6] , електрика [6] , магнетизм [6] , кольорова фотограф?я [6] ? К?нетична теор?я [6]
В?домий завдяки р?вняння Максвела , розпод?л Максвелла , демон Максвелла , риб'яче око Максвелла
Alma mater Единбурзький ун?верситет , Коледж св. Петра , Единбурзька академ?я d [7] , Трин?т?-коледж (Кембридж) ? Кембриджський ун?верситет [7]
Науковий кер?вник В?льям Гопк?нс [8]
В?дом? учн? Артур Шустер , Джон Амброз Флем?нг , Джон Генр? Пойнт?нг ? Р?чард Тетл? Глейзбрук
Знання мов англ?йська [2] [6] [9]
Заклад К?н?с-коледж , Абердинський ун?верситет ? Кембриджський ун?верситет
Членство Лондонське корол?вське товариство , Американська академ?я мистецтв ? наук , Корол?вське товариство Единбурга [7] , Н?дерландська корол?вська академ?я наук ? Трин?т?-коледж (Кембридж)
Роки активност? 1860 [10] ? 1865 [10]
Magnum opus A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field d [11] , р?вняння Максвелла , статистика Максвелла ? Больцмана ? Демон Максвелла
Конфес?я Християнський соц?ал?зм
Батько John Clerk-Maxwell of Middlebie d [12] [13]
Мати Frances Cay d [12] [13]
Родич? Джемайма Веддерберн Блекберн
У шлюб? з Katherine Clerk Maxwell d [13]
Автограф
Нагороди

Дже?ймс Клерк Ма?ксвелл ( англ. James Clerk Maxwell , 13 червня 1831 , Единбург , Шотланд?я  ? 5 листопада 1879 , Кембридж , Англ?я ) ? шотландський вчений , який створив теор?ю електромагн?тного поля ? на п?дстав? ?? зробив висновок, що зм?нн? електричне ? магн?тне поля т?сно пов'язан? одне з одним, утворюючи ?дине електромагн?тне поле, яке поширю?ться у вигляд? електромагн?тних хвиль з? швидк?стю св?тла . ?рунтуючись на зв'язку електричних , магн?тних та св?тлових явищ , Максвелл розробив теор?ю св?тла ? тим об'?днав в одне ц?ле ран?ше розр?знен? галуз? електрики , магнетизму ? оптики . Кр?м цього, Максвеллу належать велик? в?дкриття ? в ?нших галузях ф?зики , зокрема молекулярно? к?нетично? теор?? газ?в .

Джеймс Клерк Максвелл належав до старовинного шотландського роду Клерк?в з Пен?к'ю?ка . Його батько, Джон Клерк Максвелл, був власником фам?льного ма?тку М?ддлб? в П?вденн?й Шотланд?? (друге пр?звище Максвелл в?добража? саме цей факт). В?н зак?нчив Единбурзький ун?верситет ? був членом адвокатсько? колег??, але не плекав любов? до юриспруденц?? , захоплюючись у в?льний час наукою ? техн?кою (в?н нав?ть опубл?кував к?лька статей прикладного характеру) ? регулярно в?дв?дуючи як глядач зас?дання Единбурзького корол?вського товариства. У 1826 роц? в?н одружився з Френс?с Кей ( Frances Cay ), донькою судд? Адм?ралтейського суду, яка через п'ять рок?в народила йому сина [14] .

Незабаром п?сля народження сина с?м'я пере?хала з Единбурга в св?й покинутий ма?ток М?ддлб?, де був побудований новий будинок, що отримав назву ?ленлер [en] (≪барл?г у вузьк?й лощин?≫). Тут Джеймс Клерк Максвелл пров?в сво? дитяч? роки, затьмарен? ранньою смертю матер? в?д раку . Життя на природ? зробило його витривалим ? ц?кавим. З раннього дитинства в?н виявляв ?нтерес до навколишнього св?ту, був оточений р?зними ≪науковими ?грашками≫ (наприклад, ≪маг?чним диском≫  ? попередником к?нематографа [15] , моделлю небесно? сфери , дзигою-≪дияволом≫ та ?н), багато почерпнув з? сп?лкування з? сво?м батьком, захоплювався поез??ю ? зробив перш? власн? поетичн? досл?ди. Лише в десятир?чному в?ц? у нього з'явився спец?ально найнятий домашн?й учитель, проте таке навчання виявилося неефективним, ? в листопад? 1841 року Максвелл пере?хав до сво?? т?тки ?забелли, сестри батька, в Единбург. Тут в?н вступив в нову школу ? так звану Единбургську Академ?ю [en] , що робила наголос на класичну осв?ту ? вивчення латини , грецько? ? англ?йсько? мов , римсько? л?тератури ? Святого Письма [16] .

Единбурзька академ?я (сучасний вигляд)

Спочатку навчання не приваблювало Максвелла, проте поступово в?н в?дчув до нього смак ? став найкращим учнем класу. У цей час в?н захопився геометр??ю , робив з картону багатогранники . Його розум?ння краси геометричних образ?в зросло п?сля лекц?? художника Дев?да Рамзая Хея про мистецтво етруск?в . Роздуми над ц??ю темою привели Максвелла до винаходу способу малювання овал?в . Цей метод, висх?дний до роб?т Рене Декарта , полягав у використанн? шпильок-фокус?в, ниток ? ол?вця, що дозволяло будувати кола (один фокус), ел?пси (два фокуси) ? б?льш складн? овальн? ф?гури (б?льшу к?льк?сть фокус?в). Ц? результати були пов?домлен? професором Джеймсом Форбсом на зас?данн? Единбурзького корол?вського товариства ? пот?м опубл?кован? в його ≪Працях≫. За час навчання в академ?? Максвелл близько з?йшовся з однокласником Лью?сом Кемпбеллом, згодом в?домим ф?лологом-класицистом ? б?ографом Максвелла, ? майбутн?м в?домим математиком П?тером ?атр? Тейтом , що навчалися класом нижче [17] .

Единбурзький ун?верситет. Фотопружн?сть (1847?1850) [ ред. | ред. код ]

Единбурзький ун?верситет на початку XIX стол?ття

У 1847 терм?н навчання в академ?? зак?нчився, ? в листопад? Максвелл вступив до Единбурзького ун?верситету , де слухав лекц?? ф?зика Форбса, математика Ф?л?па Келланда ( англ. Philip Kelland ), ф?лософа В?льяма Гам?льтона ( англ. Sir William Hamilton ); вивчав численн? прац? з математики, ф?зики, ф?лософ??, ставив досл?ди з оптики, х?м??, магнетизму. За час навчання Максвелл п?дготував статтю про кривих кочення, однак основну увагу в?н прид?ляв вивченню механ?чних властивостей матер?ал?в за допомогою поляризованого св?тла. ?дея цього досл?дження перегуку?ться з його знайомством навесн? 1847 року з в?домим шотландським ф?зиком В?льямом Н?колем [en] , який подарував йому два поляризац?йних прилади сво?? конструкц?? ( призми Н?коля ). Максвелл зрозум?в, що поляризоване випром?нювання можна використовувати для визначення внутр?шн?х напруг навантажених твердих т?л.

В?н виготовляв модел? т?л р?зних форм з желатину ?, п?ддаючи ?х деформац??, спостер?гав у поляризованому св?тл? кольоров? картини, що в?дпов?дали кривим напрямк?в стиснення ? розтягування. Пор?внюючи результати сво?х досл?д?в з теоретичними розрахунками, Максвелл перев?рив багато старих ? вив?в нов? законом?рност? теор?? пружност? , в тому числ? в тих випадках, як? були занадто складн? для розрахунку. Всього в?н вир?шив 14 завдань про напруження всередин? порожнистих цил?ндр?в, стрижн?в, круглих диск?в, порожн?х сфер, плоских трикутник?в, зробивши, таким чином, ?стотний внесок у розвиток методу фотопружност? . Ц? результати також представляли значний ?нтерес для буд?вельно? механ?ки. Максвелл допов?в ?х у 1850 роц? на одному ?з зас?дань Единбурзького корол?вського товариства, що стало св?дченням першого серйозного визнання його праць [18] [19] .

Максвелл зак?нчив Академ?ю в одному з перших випуск?в. На прощання в?н склав г?мн Единбурзько? академ??. ? тепер перед ним постало питання про перспективу його подальшого навчання в Кембридж? . Найстарший коледж Кембриджу був заснований у 1284 роц? ? коледж св. Петра ( П?терхауз ), а найзнаменит?ший ? коледж св. Тр?йц? ( Трин?т?-коледж ), заснований в 1546 роц?. Славу цього коледжу створив його знаменитий вихованець ?саак Ньютон . П?терхауз ? Трин?т?-коледж ? були посл?довно м?сцем перебування молодого Максвелла в Кембридж?.

Кембридж (1850?1856) [ ред. | ред. код ]

Трин?т?-коледж

У 1850 роц?, незважаючи на бажання батька залишити сина ближче до себе, було вир?шено, що Максвелл вирушить до Кембридзького ун?верситету (ус? його друз? вже покинули Шотланд?ю, щоб здобути престижн?шу осв?ту). Восени в?н прибув до Кембриджа, де вступив у найдешевший коледж П?терхауз , отримавши к?мнату в буд?вл? самого коледжу. Однак в?н не був задоволений навчальною програмою П?терхауса, до того ж не було практично н?яких шанс?в залишитися в коледж? п?сля зак?нчення навчання. Багато його родич?в ? знайомих, у тому числ? професори Джеймс Форбс ? В?льям Томсон (майбутн?й лорд Кельв?н), радили йому перейти в Трин?т?-коледж; тут же вчилися деяк? його шотландськ? друз?. У результат? п?сля першого семестру в П?терхаус? Джеймс переконав батька в необх?дност? переведення в Трин?т? .

Обсяг знань Максвелла, м?ць його ?нтелекту ? самост?йн?сть мислення дозволили йому досягти високого м?сця у сво?му випуску. В?н пос?в друге м?сце. Молодий бакалавр був залишений в Трин?т?-коледж? як викладач. Але його хвилювали науков? проблеми. П?д час перебування членом ради Трин?т?-коледжу з 1852 року Максвелл займався експериментами з теор?? кольор?в , виступаючи як продовжувач теор?? Юнга ? теор?? трьох основних кольор?в Гельмгольца . У експериментах з? зм?шування кольор?в Максвел застосував особливу дзи?у , диск яко? був розд?лений на сектори, забарвлен? в р?зн? кольори (диск Максвелла). При швидкому обертанн? дзиги кольори зливалися: якщо диск був зафарбований так, як розташован? кольори спектру , в?н здавався б?лим ; якщо одну його половину зафарбовували червоним , а ?ншу ? жовтим , в?н здавався помаранчевим ; зм?шування синього ? жовтого створювало враження зеленого .

У 1852 роц? Максвелл став стипенд?атом коледжу ? одержав к?мнату безпосередньо в його будинку. У цей час в?н мало займався науковою д?яльн?стю, проте багато читав, в?дв?дував лекц?? Джорджа Стокса та сем?нари В?льяма Гопк?нса , який готував його до складання ?спит?в, обзаводився новими друзями, писав заради забави в?рш? (багато з них були згодом опубл?кован? Лью?сом Кемпбеллом). Максвелл брав активну участь в ?нтелектуальному житт? ун?верситету. В?н був обраний до ≪клубу апостол?в≫, що об'?днував дванадцять чолов?к з найориг?нальн?шими ? глибокими ?деями. Там в?н виступав з допов?дями на р?зноман?тн? теми. Сп?лкування з новими людьми дозволило йому компенсувати сором'язлив?сть ? стриман?сть, як? виробилися в нього за роки спок?йного життя на батьк?вщин?. Розпорядок дня Джеймса також представлявся багатьом незвичайним: з сьомо? ранку до п'ято? вечора в?н працював, пот?м лягав спати, вставав о п?в на десяту ? брався за читання, з друго? до п?в на третю ноч?, в якост? зайнять ф?зичною культурою, б?гав коридорами гуртожитку, п?сля чого знову спав, вже до самого ранку.

До того часу остаточно сформувалися його ф?лософськ? та рел?г?йн? погляди. Останн? характеризувалися значною еклектичн?стю , що мало кор?ння з дитячих рок?в, коли в?н в?дв?дував як пресв?тер?анську церкву батька, так ? ?пископальну церкву т?тки ?забелли. У Кембридж? Максвелл став прихильником теор?? християнського соц?ал?зму, що розвива?ться теологом Фредер?ком Ден?сон Мор?сом ( англ. Frederick Denison Maurice ), ?деологом ≪широко? церкви≫ (broad church) ? одним ?з засновник?в Робочого коледжу (Working Men's College). Вважаючи головним способом удосконалення сусп?льства осв?ту й розвиток культури, Джеймс брав участь в робот? ц??? установи, читав там вечорами популярн? лекц??. Разом з тим, незважаючи на безумовну в?ру в Бога, в?н не був занадто рел?г?йний, неодноразово отримуючи попередження за пропуски церковних служб.

У 1860 роц? за роботи з? сприйняття кольору й оптики Максвелл був нагороджений медаллю Румфорда . Кр?м його старого захоплення геометр??ю ? проблемою кольор?в, Максвелл зац?кавився електрикою .

Теор?я кольор?в [ ред. | ред. код ]

Молодий Максвелл з ≪диском Максвелла≫

П?сля здач? ?спиту Максвелл вир?шив залишитися в Кембридж? для п?дготовки до професорського звання. В?н займався з учнями, приймав ?спити в Челтенхем-коледж?, заводив нових друз?в, продовжував сп?впрацювати з Робочим коледжем, за пропозиц??ю редактора Макм?ллана почав писати книгу з оптики (вона так ? не була зак?нчена), а у в?льний час в?дв?дував в Гленлер батька, здоров'я якого р?зко пог?ршилося. До цього ж часу в?дноситься жарт?вливе експериментальне досл?дження з ≪котоверт?ння≫, яке ув?йшло в кембриджський фольклор: його метою було визначення м?н?мально? висоти, падаючи з якого, к?шка ста? на чотири лапи.

Проте головним науковим ?нтересом Максвелла в цей час була робота з теор?? кольор?в. Вона бере початок у творчост? ?саака Ньютона, який дотримувався ?де? про с?м основних кольор?в. Максвелл виступив як продовжувач теор?? Томаса Юнга, який висунув ?дею трьох основних кольор?в ? зв'язав ?х з ф?з?олог?чними процесами в орган?зм? людини. Важливу ?нформац?ю м?стили св?доцтва хворих кол?рною сл?потою, або на дальтон?зм. У експериментах з? зм?шування кольор?в, багато в чому незалежно повторювали досл?ди Германа Гельмгольца, Максвелл застосував ≪кольорову дзигу≫, диск яко? був розд?лений на пофарбован? в р?зн? кольори сектори, а також ≪кольорову скриньку≫, розроблену ним самим оптичну систему, яка дозволяла зм?шувати еталонн? кольори. Под?бн? пристро? використовувалися ? ран?ше, проте лише Максвелл почав отримувати з ?хньою допомогою к?льк?сн? результати ? досить точно передбачати кольори, що виникають у результат? зм?шування. Так, в?н продемонстрував, що зм?шування синього ? жовтого кольор?в да? не зелений, як часто вважали, а рожевий в?дт?нок. Досл?ди Максвелла показали, що б?лий кол?р не може бути отриманий шляхом зм?шування синього, червоного та жовтого, як вважали Дев?д Брюстер ? деяк? ?нш? вчен?, а основними кольорами ? червоний, зелений ? син?й. Для граф?чного представлення кольор?в Максвелл, сл?дуючи за Юнгом, використовував трикутник, точки всередин? якого означають результат зм?шання основних кольор?в, розм?щених у вершинах ф?гури.

Початок науково? д?яльност? [ ред. | ред. код ]

  1. 20 лютого 1854 роц? Максвелл пов?домля? Томсону про св?й нам?р ≪атакувати електрику≫. Результатом ≪атаки≫ був тв?р ≪Про фараде?в? силов? л?н??≫ ? перша з трьох основних праць Максвелла, присвячених вивченню електромагн?тного поля . Слово ≪поле≫ вперше з'явилося в тому ж лист? Томсону, але н? в цьому, н? в наступному твор?, присвяченому силовим л?н?ям , Максвелл його не вжива?. Це поняття знову з'явиться т?льки в 1864 роц? в робот? ≪Динам?чна теор?я електромагн?тного поля≫.
  2. Восени 1856 року Максвелл вступив на посаду професора натурально? ф?лософ?? Мар?шаль-коледжу в Абердин? . Кафедра натурально? ф?лософ??, тобто кафедра ф?зики в Абердин?, до Максвелла, по сут? справи, не ?снувала, ? молодому професору довелося орган?зовувати навчальну ? наукову роботу з ф?зики. Перебування в Абердин? ознаменувалось важливою под??ю ? в особистому житт? Максвелла: в?н одружився з дочкою глави Мар?шаль-коледжу Дан?еля Дьюара Кетр?н Мер? Дьюар. В?дбулася ця под?я у 1858 роц?. З цього часу ? до к?нця життя подружжя Максвелл?в проходило св?й житт?вий шлях рука об руку.
  3. У 1857 ? 1859 роках учений пров?в сво? розрахунки руху к?лець Сатурна . В?н показав, що р?дке к?льце при обертанн? зруйну?ться хвилями, що виникають у ньому ? роз?б'?ться на окрем? супутники . Максвелл розглядав рух ск?нченного ряду таких супутник?в. Надзвичайне математичне досл?дження принесло йому прем?ю Адамса [en] ? славу першокласного математика . Прем?йований тв?р було видано в 1859 роц? Кембриджським ун?верситетом.

Динам?чна теор?я газ?в [ ред. | ред. код ]

В?д вивчення к?лець Сатурна ц?лком природним був перех?д до розгляду руху молекул газу . Абердинський пер?од життя Максвелла зак?нчився виступом його на зборах Британсько? Асоц?ац?? 1859 з допов?ддю ≪Про динам?чну теор?ю газ?в≫, в як?й нав?в розпод?л молекул за швидкостями (максвелл?вський розпод?л). Цей документ поклав початок багатор?чним та пл?дним досл?дженням Максвелла в област? к?нетично? теор?? газ?в ? статистично? ф?зики . Максвелл розвинув представлення свого попередника в розробц? к?нетично? теор?? газ?в Рудольфа Клауз?уса , який вв?в поняття ≪Середньо? довжини в?льного проб?гу≫. Максвелл виходив з уявлення про газ як про ансамбль безл?ч? ?деально пружних кульок, хаотично рухомих у замкнутому простор?. Кульки ( молекули ) можна розд?лити на групи за швидкостями, при цьому в стац?онарному стан? число молекул у кожн?й груп? залиша?ться пост?йним, хоча вони можуть виходити з груп ? входити до них. З такого розгляду випливало, що ≪частки розпод?ляються за швидкостями за таким же законом, за яким розпод?ляються помилки спостережень у теор?? методу найменших квадрат?в≫ , тобто в?дпов?дно до статистики Гауса . У рамках сво?? теор?? Максвелл пояснив закон Авогадро , дифуз?ю , теплопров?дн?сть , внутр?шн? тертя (теор?я перенесення). У 1867 роц? показав статистичну природу другого закону термодинам?ки ( ≪демон Максвелла≫ ).

Оск?льки кафедру, де працював Максвелл, закрили, вченому довелося п?дшукувати нову роботу. У 1860 роц? Максвелла обирають професором кафедри натурально? ф?лософ?? К?нгс-коледжу в Лондон? .

Лондонський пер?од ознаменувався публ?кац??ю велико? статт? ≪Пояснення до динам?чно? теор?? газ?в≫, яка була опубл?кована в пров?дному англ?йською ф?зичному журнал? ≪Ф?лософський журнал≫ у 1860 роц?. Ц??ю статтею Максвелл вн?с величезний внесок у нову галузь теоретично? ф?зики ? статистичну ф?зику. Засновниками статистично? ф?зики в ?? класичн?й форм? вважаються Максвелл, Больцман ? ??ббз .

Л?то 1860 перед початком ос?ннього семестру в Лондон? подружжя Максвелл провели в родовому ма?тку Гленлер. Проте в?дпочити ? набратися сил Максвеллу не вдалося. В?н захвор?в в?спою у важк?й форм?. Л?кар? побоювалися за його життя. Але надзвичайна мужн?сть ? терп?ння в?ддано? йому Кетр?н, яка робила все, щоб виходити хворого чолов?ка, допомогли ?м здобути перемогу над страшною хворобою. Таким важким випробуванням почалося його лондонське життя. У цей пер?од свого життя Максвелл опубл?кував велику статтю про кольори, а також роботу ≪Пояснення до динам?чно? теор?? газ?в≫. Але головна праця його життя була присвячена теор?? електрики.

Теор?я електромагн?тного поля [ ред. | ред. код ]

В?н публ?ку? дв? основн? роботи з? створено? ним теор?? електромагн?тного поля ≪Про ф?зичн? силов? л?н??≫ ( 1861 ? 1862 ) ? ≪Динам?чна теор?я електромагн?тного поля≫ ( 1864 ? 1865 ). За десять рок?в Максвелл вир?с у великого вченого, творця фундаментально? теор?? електромагн?тних явищ, що стала поряд з механ?кою , термодинам?кою ? статистичною ф?зикою одн??ю з п?двалин класично? теоретично? ф?зики . У цей же пер?од життя Максвелл розпочав роботи з електричних вим?рювань. В?н був особливо зац?кавлений в рац?ональн?й систем? електричних одиниць, оск?льки створена ним електромагн?тна теор?я св?тла ?рунтувалася т?льки на зб?гу в?дносини електростатичних ? електромагн?тних одиниць електрики з? швидк?стю св?тла . Ц?лком природно, що в?н став одним з активних член?в ≪Ком?с?? одиниць≫ Британсько? Асоц?ац??. Кр?м того, Максвелл глибоко розум?в т?сний зв'язок науки ? техн?ки, важлив?сть цього союзу як для прогресу науки, так ? для техн?чного прогресу . Тому з ш?стдесятих рок?в ? до к?нця життя в?н невпинно працював в област? електричних вим?рювань.

Напружене лондонське життя погано в?дбилося на здоров'? Максвелла ? його дружини, ? вони вир?шили пожити у сво?му родовому ма?тку Гленлер. Це р?шення стало неминучим п?сля важкого захворювання Максвелла в к?нц? л?тнього в?дпочинку 1865 року, який в?н, як звичайно, проводив у сво?му ма?тку. Максвелл залишив службу в Лондон? ? п'ять рок?в (з 1866 по 1871 р?к) прожив у Гленлер?, ви?жджаючи зр?дка в Кембридж на ?спити, ? лише в 1867 роц? за порадою л?кар?в зд?йснив подорож до ?тал?? . Займаючись у Гленлер? господарськими справами, Максвелл не залишав наукових занять. В?н напружено працював над головною працею свого життя ≪Трактатом з електрики ? магнетизму≫ , написав книгу ≪Теор?я тепла≫ , важливу роботу про регулятори , ряд статей з к?нетично? теор?? газ?в, брав участь у зборах Британсько? Асоц?ац??. Творче життя Максвелла в сел? тривало так само ?нтенсивно, як ? в ун?верситетському м?ст?.

У 1871 роц? Максвелл видав у Лондон? книгу ≪Теор?я тепла≫. Цей п?дручник користувався великою популярн?стю. Учений писав, що метою його книги ≪Теор?я тепла≫ був виклад учення про теплоту ≪у т?й посл?довност?, в як?й воно розвивалося≫. Незабаром п?сля виходу ≪Теор?? тепла≫ Максвелл отримав пропозиц?ю зайняти знову орган?зовану кафедру експериментально? ф?зики в Кембридж?. В?н погодився, ? 8 березня 1871 року був призначений Кавенд?шським професором Кембриджського ун?верситету. У 1873 роц? виходять ≪Трактат з електрики ? магнетизму≫ [en] (у двох томах) та книга ≪Матер?я ? рух≫ . ≪Матер?я ? рух≫ ? це невелика книжка, присвячена викладу основ механ?ки. ≪Трактат з електрики ? магнетизму≫ ? головна праця Максвелла ? вершина його науково? творчост?. У ньому в?н п?дв?в п?дсумки багатор?чно? роботи з електромагнетизму, що почалася ще на початку 1854 року. Передмова до ≪Трактату≫ датована 1 лютого 1873 року. Таким чином, Максвелл працював над сво?ю основною працею дев'ятнадцять рок?в.

Титульний лист ≪Трактату≫

Максвелл розглянув всю суму знань з електрики ? магнетизму свого часу, починаючи з основних факт?в електростатики ? зак?нчуючи створеною ним електромагн?тною теор??ю св?тла . В?н п?дв?в п?дсумки боротьби теор?й дальнод?? та близькод??, що почалася ще за життя Ньютона , присвятивши останн?й розд?л сво?? книги розгляду теор?й д?? на в?дстан?. Максвелл не висловився в?дкрито проти ?снуючих до нього теор?й електрики; в?н виклав фараде?вську концепц?ю як р?вноправну з пануючими теор?ями, але весь дух його книги, його п?дх?д до анал?зу електромагн?тних явищ були наст?льки нов? ? незвичайн?, що сучасники в?дмовлялися зрозум?ти книгу.

У знаменит?й передмов? до ≪Трактату≫ Максвелл так характеризу? мету сво?? прац?: описати найважлив?ш? з електромагн?тних явищ, показати, як ?х можна вим?ряти ? ≪простежити математичн? сп?вв?дношення м?ж вим?рюваними величинами≫. В?н вказу?, що постара?ться ≪за можливост? висв?тлити зв'язок математично? форми ц??? теор?? ? загально? динам?ки, з тим щоб до певно? м?ри п?дготуватися до визначення тих динам?чних закон?в, серед яких нам сл?д було б шукати ?люстрац?? або пояснення електромагн?тних явищ≫.

Закони механ?ки Максвелл вважа? основними законами природи. Не випадково тому як фундаментальну передумову до основних сво?х р?внянь електромагн?тно? теор?? в?н виклада? основн? положення динам?ки. Але разом з тим Максвелл розум??, що теор?я електромагн?тних явищ ? це як?сно нова теор?я, що не зводиться до механ?ки, хоча механ?ка ? полегшу? проникнення в цю нову галузь явищ природи.

Головн? висновки Максвелла зводяться до наступного: зм?нне магн?тне поле , що збуджу?ться зм?нюваним струмом , створю? в навколишньому простор? електричне поле , яке в свою чергу збуджу? магн?тне поле, ? т. д. Зм?нюван? електричн? ? магн?тн? поля, вза?мно породжуючи одне одного, утворюють ?дине зм?нне електромагн?тне поле  ? електромагн?тну хвилю . В?н вив?в р?вняння , що показують, що магн?тне поле, створюване джерелом струму , поширю?ться в?д нього з пост?йною швидк?стю. Перше р?вняння виражало електромагн?тну ?ндукц?ю Фарадея; друге ? магн?тоелектричну ?ндукц?ю, в?дкриту Максвеллом ? засновану на уявленнях про струм зм?щення; трет? ? закон збереження к?лькост? електрики , четверте ? вихровий характер магн?тного поля. Виникнувши, електромагн?тне поле поширю?ться в простор? з? швидк?стю св?тла 300 000 км/с, займаючи все б?льший ? б?льший обсяг. Максвелл стверджував, що хвил? св?тла мають ту ж природу, що ? хвил?, що виникають навколо проводу, у якому ? зм?нний електричний струм. Вони в?др?зняються один в?д одного т?льки довжиною . Дуже коротк? хвил? ? ? видиме св?тло .

Останн? роки [ ред. | ред. код ]

Джеймс Максвелл з дружиною

У середин? с?мдесятих рок?в була опубл?кована робота Максвела ≪Про динам?чний доказ молекулярно? будови т?л≫, яка представля? важливе доповнення до його ≪Теор?? тепла≫ ? його роб?т з к?нетично? теор?? газ?в. У 1874 роц? в?н почина? велику ?сторичну роботу: вивчення науково? спадщини вченого XVIII стол?ття Генр? Кавенд?ша ? готу? ?? до друку. П?сля досл?джень Максвелла стало ясно, що Кавенд?ш задовго до Фарадея в?дкрив вплив д?електрика на величину електро?мност? ? за 15 рок?в до Кулона в?дкрив закон електричних вза?мод?й.

Роботи Кавенд?ша з електрики з описом експеримент?в зайняли великий том, що вийшов в 1879 роц? п?д назвою ≪Статт? з електрики високоповажного Генр? Кавенд?ша≫. Це була остання книга Максвелла, випущена за його життя. 5 листопада 1879 в Кембридж? в?н помер.

Див. також [ ред. | ред. код ]

Прим?тки [ ред. | ред. код ]

  1. а б в Deutsche Nationalbibliothek Record #11873220X // Gemeinsame Normdatei ? 2012?2016.
  2. а б в г Bibliotheque nationale de France BNF : платформа в?дкритих даних ? 2011.
  3. а б в г различные авторы Энциклопедический словарь / под ред. И. Е. Андреевский , К. К. Арсеньев , Ф. Ф. Петрушевский ? СПб : Брокгауз ? Ефрон , 1907.
  4. а б Максвелл Джеймс Клерк // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров ? 3-е изд. ? Москва : Советская энциклопедия , 1969.
  5. LIBRIS ? 2012.
  6. а б в г д е ж и Czech National Authority Database
  7. а б в https://www.rse.org.uk/cms/files/fellows/Maxwell-to-Higgs-exhibition.pdf
  8. Математичний генеалог?чний про?кт ? 1997.
  9. CONOR.Sl
  10. а б RKDartists
  11. https://library.si.edu/digital-library/book/dynamicaltheoryo00maxw
  12. а б Lundy D. R. The Peerage
  13. а б в Kindred Britain
  14. Карцев, 1974 , с. 10?13.
  15. M. S. Longair. Maxwell and the science of colour  // Philosophical Transactions of the Royal Society A. ? 2008. ? Vol. 366, № 1871. ? P. 1688?1689. У 1861 роц? Максвелл створив вдосконалений вар?ант цього пристрою, який збер?га?ться в Кавенд?шськ?й лаборатор??.
  16. Карцев, 1974 , с. 13?16, 20?26, 32.
  17. Карцев, 1974 , с. 46?51, 55.
  18. Карцев, 1974 , с. 57, 62?68, 70?71.
  19. Кляус Е. М. Джемс Клерк Максвелл  // Статьи и речи / Дж. К. Максвелл.. ? М . : Наука, 1968. ? С. 342?343.

Джерела [ ред. | ред. код ]

Л?тература [ ред. | ред. код ]

  • Теор?я електромагн?тного поля : навч. пос?б. / ?ван Болеста. ? Льв?в : ЛНУ ?м. ?вана Франка, 2013. ? 478 с.

Посилання [ ред. | ред. код ]

Посилання [ ред. | ред. код ]

  • Джон Дж. О'Коннор ? Едмунд Ф. Робертсон . Maxwell [ Арх?вовано 28 с?чня 2011 у Wayback Machine .] (англ.) в арх?в? MacTutor .
  • Твори James Clerk Maxwell у про?кт? ≪Гутенберг≫
  • The Maxwell at Glenlair Trust (англ?йською) . Арх?в ориг?налу за 5 лютого 2011 . Процитовано 8 серпня 2010 .
  • Maxwell Year 2006 (англ?йською) . Арх?в ориг?налу за 22 липня 2010 . Процитовано 8 серпня 2010 .
  • James Clerk Maxwell Foundation (англ?йською) . Арх?в ориг?налу за 9 вересня 2010 . Процитовано 8 серпня 2010 .
  • Chris Newman. James Clerk Maxwell Grave (англ?йською) . UpMyStreet. Арх?в ориг?налу за 18 серпня 2011 . Процитовано 8 серпня 2010 .