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Biografia di Maxwell dell'impiegato del James | Scienziati famosi.

"Una epoca scientifica si è conclusa e l'altra ha cominciato con James Clerk Maxwell". Non mi credi? Beh, io non ero la prima persona a dirlo – Albert Einstein ha detto prima.
Quando Einstein è stato chiesto se si era fermato sulle spalle di Newton, egli rispose: "No, sto sulle spalle di Maxwell".
E Richard Feynman, un altro dei fisici più grandi del XX secolo ha detto:
"... the grandi trasformazioni delle idee molto raramente vengono... potremmo pensare di scoperta di Newton le leggi della meccanica e della gravitazione, teoria di Maxwell di elettricità e magnetismo, teoria di Einstein della relatività, e... la teoria della meccanica quantistica."
Maxwell dell'impiegato del James è uno dei giganti della fisica. Purtroppo, il suo lavoro è meno famosa di quella di altri grandi – forse perché il suo fiore all'occhiello – equazioni di Maxwell – sono così difficile da capire.
Nella produzione di queste equazioni, fu il primo scienziato ad unificare tutte le forze fondamentali della natura. Ha scoperto che elettricità e magnetismo sono in realtà, a livello più profondo, la stessa forza – la forza elettromagnetica. In tal modo, Maxwell dimostrò che la luce è un'onda elettromagnetica e così collegati elettricità, magnetismo e ottica.
Come se questo risultato non bastasse, sua teoria cinetica dei gas spiegato con precisione l'origine di temperatura.
Ha introdotto la probabilità nella fisica del molto piccolo, ponendo il fondamento per la teoria quantistica.
Fu la prima persona a produrre una fotografia a colori; e ha usato la matematica per spiegare gli anelli di Saturno oltre 100 anni prima che la sonda Voyager ha confermato che aveva assolutamente ragione.
Oltre alle sue grandi scoperte, nella sua vita personale, era conosciuto per la sua capacità di duro lavoro, la sua cordialità, personale gentilezza e generosità.

Vita scolastica di Maxwell

James Clerk Maxwell nacque in una famiglia benestante a Edimburgo, in Scozia, il 13 giugno 1831. Suo padre era un avvocato, e sua madre morì quando aveva solo otto anni.
Ha frequentato la high school di Edimburgo – Accademia di Edimburgo – dove pubblicò il suo primo documento accademico, 'Ovale curve' all'età di soli 14 anni. Da questa età, aveva anche completamente memorizzato la Bibbia. Maxwell era un protestante evangelica, che credeva la che sua religione era un affare privato. Come Isaac Newton, non vide disaccordi tra la scienza e la sua religione.
Incapace di comprendere correttamente il genio nella loro classe, alcuni dei ragazzi a scuola ha dato Maxwell il nome 'Dafty.'
Classi scolastiche di Maxwell avevano come molti 60 bambini in loro. Uno dei suoi compagni, W. Macfarlane più tardi disse di lui:
Clerk Maxwell, quando entrò all'Accademia, era un po' rustico e un po' eccentrico. Ragazzi lo ha chiamato 'Dafty' e usato per cercare di prendersi gioco di lui. In un'occasione mi ricordo che ha acceso con grande vigore, con una sorta di forza demoniaca, suoi tormentatori. Penso che fu lasciato solo dopo che e gradualmente si guadagnò il rispetto anche del più sconsiderato dei suoi compagni.
Maxwell fatto costante amicizia con Lewis Campbell, che in seguito divenne professore di greco all'Università di St Andrews e Peter Guthrie Tait, che divenne professore di fisica presso l'Università di Edimburgo.

Maxwell all'Università – un studente, poi professore

16 anni, Maxwell entrato Università di Edimburgo per tre anni, tenendo corsi in fisica (allora si chiamava filosofia naturale), matematica e filosofia. Ha trovato i corsi piuttosto facile, lasciando un sacco di tempo libero per la propria ricerca scientifica privata. Maxwell ha continuato a pubblicare articoli scientifici seri durante gli studi per conseguire la laurea.
A 19 anni, si trasferì all'Università di Cambridge, studiando matematica, diventando un membro del Trinity College quando aveva 24 anni, condividendo il premio Smith per fisica teorica e matematica con Edward Routh.
Nel 1856, 25 anni, ha ricevuto il premio più alto di Edimburgo in matematica, la medaglia d'oro di Straiton, e nello stesso anno, egli fu nominato alla cattedra di filosofia naturale presso l'Università di Aberdeen, dove rimase per quattro anni.
Durante questo tempo ha formulato e pubblicato la sua brillante analisi di come gli anelli di Saturno potrebbero essere stabili per un lungo periodo. Astronomo superiore della Gran Bretagna del tempo, l'astronomo reale, Sir George Biddell Airy ha detto del lavoro:
È uno dei più notevoli applicazioni della matematica alla fisica che io abbia mai visto.
Mentre a Aberdeen, ha dato una lezione settimanale, libera al college un lavoro maschile. Sposò anche Katherine Mary Dewar, la figlia dell'università principale. Maxwell ha perso il suo lavoro all'Aberdeen quando una fusione dei collegi universitari lasciati ridondanti. Nel 1860, di 29 anni, ottenne una cattedra al College del re, Londra.
In questo anno, stabilì anche che ogni molecola d'aria a temperatura ambiente si scontra in media 8 miliardi di volte al secondo con altre molecole.
Maxwell ha soggiornato a Londra fino al 1865, svolgimento di molti dei suoi lavori più importanti.
Poi tornò alla sua famiglia a casa in Scozia per sei anni, che ha dedicato agli esperimenti, calcoli e scrittura. Nel 1866 ha scritto:
Ho ora il mio tempo completamente occupato con esperimenti e speculazioni di natura fisica, che io non potevo intraprendere finché ho avuto incarichi pubblici.
Durante questo periodo scrisse gran parte del rivoluzionario trattato su elettricità e magnetismo, che fu pubblicato nel 1873.
Nel 1871, divenne professore di Cavendish all'Università di Cambridge, dove rimase fino alla sua morte nel 1879, 48 anni appena.

Altre scoperte

Colore nell'occhio umano e fotografia

Sperimentando con la filatura ruote colore, Maxwell dedusse che i recettori di luce nell'occhio umano sono in grado di vedere solo tre colori della luce. Più tardi ha motivato che potrebbe fare uso di sua deduzione per rendere una fotografia colorata – di tartan. Ha avuto fotografie scattate di tartan, prima attraverso un filtro di luce rossa, quindi un filtro verde, quindi un filtro blu.
Il risultato di tre immagini simultaneamente su uno schermo di proiezione era un'immagine di colore del tessuto tartan – primo foto a colori del mondo, nel 1861.

Elettromagnetismo – la prima unificazione delle forze della natura

Lavoro del Maxwell nell'elettromagnetismo è stato ispirato dalla sua analisi dei dati da persone come Ampere, Oersted e, soprattutto, Michael Faraday.
Maxwell utilizzato matematica per indagare le cause fondamentali di comportamento elettrico e magnetico, producendo quello che sono, ai fisici professionali, alcune delle più belle equazioni usano – equazioni di Maxwell. Queste equazioni non sono insegnate solitamente fino ad anni più tardi in fisica Università o corsi di matematica applicata.
Maxwell ha dimostrato che deve esserci onde elettromagnetiche, cui ha calcolato la velocità sarebbe identica alla velocità della luce, che la gente sapeva già da esperimenti. Maxwell, poi, sapeva che la luce deve essere un'onda elettromagnetica.
Egli ha anche sottolineato, che a infrarossi e altri, ancora da scoprire radiazioni elettromagnetiche, piacerebbe viaggiare alla velocità della luce. Ora sappiamo che in effetti ci sono altri raggi, come le onde radio, microonde, raggi UV e raggi x, e tutti viaggiano alla velocità della luce.

Difficile da capire, sono la chiave per il nostro mondo moderno

Anche se ora riconosciamo il genio e infatti la bellezza del lavoro del Maxwell, era controverso quando prima lo pubblicò nel 1864. Non molte persone capito che le equazioni di Maxwell descritti accuratamente e completamente elettromagnetismo.
Nel 1887, otto anni dopo la morte di Maxwell, Heinrich Hertz infine dimostrata da esperimento che ci sono veramente le onde elettromagnetiche, che si comportano esattamente il modo che Maxwell aveva predetto. Dal 1901, Guglielmo Marconi era trasmettere onde radio – la forma più bassa di energia delle onde elettromagnetiche – attraverso l'oceano Atlantico, dalla Gran Bretagna in Canada. L'era delle telecomunicazioni wireless, moderne aveva cominciato.

La teoria cinetica dei gas e la fisica statistica – alla fine della fisica di Newton

Nella sua teoria cinetica dei gas, Maxwell ha stabilito che la temperatura di un gas era totalmente dipendente dalla velocità dei suoi singoli atomi o molecole.
Si rese conto che le particelle di gas sarebbero mossa non tutti alla stessa velocità, perché collisioni tra di loro sarebbero accelerare alcuni di loro e alcuni di essi rallentare. Maxwell ha mostrato che le particelle di un gas avrebbe una distribuzione delle velocità differenti e che cosa sarebbe la distribuzione.
Da questo lavoro, egli dimostrò che la seconda legge della termodinamica – la legge che il calore fluisce sempre da oggetti di temperatura superiore di abbassare gli oggetti di temperatura – è una legge statistica, basata sul comportamento di un numero enorme di particelle. Anche se alcune particelle individuali potrebbero disobbedire alla legge, la maggioranza obbedisce alla legge. È anche possibile che la legge potrebbe essere rotto su scala più ampia, ma la probabilità che questo accada è incredibilmente piccola.

Una goccia nell'oceano

Maxwell paragonato le probabilità di una di queste leggi statistiche essendo rotte su larga scala per le probabilità di versarsi un bicchiere d'acqua nell'oceano, poi più tardi immergendo il vetro nell'oceano e trovare che si riempie con esattamente le stesse molecole che aveva versato precedenza.
Utilizzando la distribuzione dei comportamenti di molecole di gas, Maxwell sviluppato fisica statistica. I suoi metodi e quelli più ancora sviluppato da Willard Gibbs era elementi portanti di fisica quantistica del secolo seguente, dove non potremmo essere assolutamente sicuri circa il comportamento di piccole particelle – solo potessimo guardare le probabilità di loro si comportano in particolare modi.
Maxwell ha aiutato a spostare fisica lontano dalla vista del mondo classico, meccanica di Newton verso il quantum, vista probabilistico che ci affidiamo oggi – una vista che Albert Einstein era mai soddisfatti, notoriamente dicendo che 'Dio non gioca a dadi con l'universo."

Una morte prematura

Purtroppo, James Clerk Maxwell non doveva godere di una vita lunga. Morì di cancro addominale nel 1879 all'età di soli 48 anni. Stranamente, sua madre era morta alla stessa età, dalla stessa malattia. È stato sopravvissuto dalla sua moglie, Katherine.
Con passare di Maxwell, il mondo aveva perso uno dei suoi più grandi menti.
Tradotto dal sito Web: Famous Scientists per scopi didattici.
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