- سيرة شخصية
- السنوات المبكرة
- الدراسات الأولى
- تعليم عالى
- الخسارة الشخصية والزواج
- التقدم في المجال المهني
- مساهمات في العلم
- ابحاث
- الموت
- مساهمات في العلم
- الكهرومغناطيسية
- حقائق عن حلقات زحل
- التحقيق في النظرية الحركية للغازات
- رؤية الألوان
- نتيجة التجربة على رؤية الألوان
- المراجع
كان جيمس كليرك ماكسويل (1831 - 1879) عالمًا من أصل اسكتلندي تخصص في مجال الفيزياء الرياضية والذي تميزت مساهماته قبل وبعد في تاريخ هذا العلم.
يعتبر أحد أهم العلماء المسجلين ، وقد تم الاعتراف به بشكل خاص لصياغة نظرية الإشعاع الكهرومغناطيسي. وضعت فكرته الأساس الذي يبنى عليه الراديو المعروف اليوم.
مصور مجهول الهوية. مؤسسة سميثسونيان من الولايات المتحدة ، عبر ويكيميديا كومنز
بالإضافة إلى ذلك ، طور هذا الفيزيائي أيضًا نظريات حول سبب استقرار حلقات زحل ، أحد كواكب النظام الشمسي. لقد عمل مع حركية الغازات ، ومن المعروف أنه كان أول شخص يطبع صورة ملونة.
ساعدت اكتشافات Clerk Maxwell في إرساء الأساس للفيزياء الحديثة. يعتبره العديد من الخبراء في هذا المجال أكثر علماء القرن التاسع عشر تأثيرًا في مجال فيزياء القرن العشرين.
تُعتبر المساهمات التي قدمها في المجال العلمي بنفس مستوى الأهمية التي قدمها إسحاق نيوتن وألبرت أينشتاين.
سيرة شخصية
السنوات المبكرة
ولد جيمس كلارك ماكسويل في 13 يونيو 1831 في إدنبرة ، اسكتلندا ، لعائلة من الطبقة المتوسطة. كان الطفل الوحيد لزوجين تزوجا في سن متأخرة ؛ والدته أنجبته في سن الأربعين.
ورث والده جون كليرك ماكسويل من ميدلبي ، وهو محام بارز ، اسمه الأخير من عائلة مهمة في ذلك الوقت. كان اسم جيمس الأخير مرادفًا للمجتمع الاسكتلندي الراقي. فرانسيس كاي كان اسم والدته ، وهي امرأة تنتمي إلى عائلة ذات مكانة عالية في المجتمع في ذلك الوقت.
بعد ولادة الكاتب بفترة وجيزة ، انتقلت العائلة إلى منزل ريفي يسمى Glenlair House ، والذي يقع في قرية Middlebie و Parish.
الدراسات الأولى
عندما كان ماكسويل يبلغ من العمر ثماني سنوات تقريبًا ، في عام 1839 ، توفيت والدته بعد إصابتها بسرطان في البطن. بعد الحدث ، بدأ Clerk في تلقي دروس من مدرس ادعى أن الشاب يعاني من مشاكل في التعلم بسبب مقدار الوقت الذي استغرقه في حفظ المعلومات.
ومع ذلك ، أظهر Clerk Maxwell فضولًا كبيرًا في سن مبكرة وقدرة رائعة على تعلم أفكار جديدة. بعد فترة وجيزة من بدء مشاهدة الدروس الخصوصية ، أرسلته عمته إلى المدرسة في أكاديمية إدنبره عام 1841 ، حيث أقام صداقات مع أشخاص صنعوا مستقبله.
على الرغم من فضوله الملحوظ للتعلم ، لم يكن البرنامج الدراسي الذي تلقاه في المدرسة مثار اهتمام. لهذا السبب ، بدأ يميل نحو العلم ، لدرجة أنه نشر مقالته الأولى المتعلقة بهذا المجال عندما كان عمره 14 عامًا فقط.
في المقال ، وصف Clerk Maxwell سلسلة من المنحنيات البيضاوية التي يمكن تتبعها باستخدام المسامير والخيوط عن طريق القياس ، مع القطع الناقص. استمر اهتمامه بالهندسة والنماذج الميكانيكية طوال حياته كطالب وساعده خلال فترة عمله كباحث.
تعليم عالى
في سن 16 عامًا ، بدأ جيمس كليرك ماكسويل الدراسة في جامعة إدنبرة ، وهي واحدة من أهم الجامعات في اسكتلندا. خلال الفترة التي مكث فيها في هذه المؤسسة ، نشر مقالتين علميتين من تأليفه.
بالإضافة إلى ذلك ، خصص الفيزيائي عدة ساعات دراسية بالإضافة إلى تلك التي حصل عليها في الجامعة. جاء لتجربة ارتجال الأجهزة الكيميائية والكهربائية والمغناطيسية داخل المنزل الذي يعيش فيه.
ساعده جزء من هذه الممارسات على اكتشاف المرونة الضوئية (وسيلة تحدد توزيع الإجهاد في الهياكل المادية).
في عام 1850 ، عندما كان الفيزيائي يبلغ من العمر 19 عامًا تقريبًا ، التحق بجامعة كامبريدج وبدأ التعرف على قدراته الفكرية. في معهد كامبريدج ، كان لديه ويليام هوبكنز أستاذًا للرياضيات ، والذي اعتبر ماكسويل أحد أهم طلابه.
بعد أربع سنوات من بدء دراسته في هذه المؤسسة ، في عام 1854 ، حصل على جائزة سميث. تم منحه هذه الجائزة المرموقة لإجراء مقال عن البحث العلمي الأصلي.
بالإضافة إلى ذلك ، تم اختياره للحصول على منحة دراسية ، وهي فرصة رفضها للعودة إلى اسكتلندا لرعاية والده ، الذي كان في وضع صحي محفوف بالمخاطر.
الخسارة الشخصية والزواج
في عام 1856 تم تعيينه أستاذا للفلسفة الطبيعية في كلية ماريشال ، لكن والده توفي قبل تعيينه ، مما يعني خسارة كبيرة للفيزيائي بسبب الروابط القوية التي وحدته مع والده.
كان العالم أصغر بحوالي 15 عامًا من الأساتذة الآخرين الذين درسوا في Colegio Marischal ؛ ومع ذلك ، لم يكن هذا عائقا أمامه لتوليد التزام قوي بالمنصب الذي تولى. كان يطور بشغف برامج دراسية جديدة ومؤتمرات مجدولة مع الطلاب.
بعد عامين ، في عام 1858 ، تزوج من كاثرين ماري ديوار ، ابنة مدير كلية ماريشال. لم يكن لديهم أطفال معًا. بعد سنوات ، تم تعيينه أستاذًا للفلسفة الطبيعية في King's College ، لندن ، إنجلترا.
التقدم في المجال المهني
كانت السنوات الخمس التالية هي الأكثر إيجابية في حياته المهنية بفضل الإنجازات العلمية التي حققها. في هذه الفترة الزمنية ، نشر مقالتين تناولتا موضوع المجال الكهرومغناطيسي وأجرى عرضًا للتصوير الفوتوغرافي الملون.
بالإضافة إلى ذلك ، قام أيضًا بعمل نظري وتجريبي على لزوجة الغازات. إن الأهمية التي اكتسبها في المجال العلمي جعلته يستحق أن يكون عضوًا في الجمعية العلمية الملكية عام 1861.
من ناحية أخرى ، كان مسؤولاً عن الإشراف على التحديد التجريبي للوحدات الكهربائية للجمعية البريطانية. أدت مساهماته في مجال العلوم إلى إنشاء مختبر الفيزياء الوطني.
كما قدم إسهامات مهمة في نظريات سرعة الضوء ، وذلك بفضل قياس نسبة الوحدات الكهرومغناطيسية والكهرباء الساكنة.
مساهمات في العلم
في عام 1865 ، استقال الفيزيائي من وظيفته في كينجز كوليدج ليتقاعد إلى منزله في جلينلير. قام برحلات متعددة إلى لندن وإيطاليا وبعد بضع سنوات بدأ في كتابة أطروحة عن الكهرباء والمغناطيسية.
ابحاث
كانت أبحاث ماكسويل حول الكهرومغناطيسية ذات أهمية كبيرة لدرجة أن العالم بدأ يعتبر من أهم الأبحاث في التاريخ.
في أطروحة حول الكهرباء والمغناطيسية ، التي نُشرت في عام 1873 ، كان هدفه الرئيسي هو تحويل أفكار مايكل فاراداي الفيزيائية إلى صيغة رياضية. حاول أن يوضح أفكار فاراداي بشكل مفهوم.
سمحت التحقيقات التي أجراها فيما يتعلق بهذا القانون للعالم بإجراء اكتشافات مهمة في مجال الفيزياء ، فيما يتعلق بالمعلومات المقابلة حول سرعة الضوء.
تم اختيار العالم في عام 1871 للعمل كأستاذ في كرسي جديد تم افتتاحه في كامبريدج. بعد هذا الاقتراح ، بدأ في تصميم مختبر كافنديش وأشرف على بنائه. على الرغم من وجود عدد قليل من الطلاب تحت مسؤوليته ، كان لديه مجموعة من العلماء المشهورين في ذلك الوقت.
الموت
بعد ثماني سنوات ، في عام 1879 ، بدأ ماكسويل يعاني من المرض عدة مرات. بعد وقت قصير من عودته إلى Glenlair ؛ ومع ذلك ، لم تتحسن صحته.
توفي العالم في 5 نوفمبر 1879 بعد إصابته بمرض قصير. لم يكن لدفنه شرف عام ؛ دفن في مقبرة صغيرة تقع في اسكتلندا.
مساهمات في العلم
الكهرومغناطيسية
الدراسات التي أجراها ماكسويل على قانون فاراداي للحث ، والتي ذكرت أن المجال المغناطيسي يمكن أن يتغير إلى مجال كهرومغناطيسي ، سمحت له بإجراء اكتشافات مهمة في هذا المجال العلمي.
من خلال محاولة تقديم توضيح لهذا القانون ، نجح العالم في بناء نموذج ميكانيكي أدى إلى "تيار إزاحة" ، والذي يمكن أن يكون أساسًا للموجات المستعرضة.
قام الفيزيائي بحساب سرعة هذه الموجات واكتشف أنها قريبة جدًا من سرعة الضوء. أدى ذلك إلى نظرية اقترحت أن الموجات الكهرومغناطيسية يمكن أن تتولد في المختبر ، والتي تم توضيحها بعد سنوات من قبل العالم هاينريش هيرتز.
سمحت هذه الدراسة التي أجراها ماكسويل أنه على مر السنين ، يمكن إنشاء الراديو الذي نعرفه اليوم.
حقائق عن حلقات زحل
خلال شباب العالم ، أعطيت الأولوية لشرح سبب استمرار دوران حلقات زحل باستمرار حول الكوكب.
أدى بحث ماكسويل إلى مقال عن ثبات حركة حلقات زحل. أدى تطوير هذا المقال إلى منح ماكسويل جائزة علمية.
خلص العمل إلى أن حلقات زحل يجب أن تتكون من كتل من المادة غير مرتبطة ببعضها البعض. تم منح الدراسة للمساهمة المهمة في العلوم التي قدمتها.
تم التحقق من استنتاجات ماكسويل حول هذا الموضوع بعد أكثر من 100 عام ، في عام 1980 ، بواسطة مسبار فضائي أرسل نحو الكوكب. المسبار هو فوييجر الشهير ، الذي أرسلته وكالة ناسا.
التحقيق في النظرية الحركية للغازات
كان ماكسويل أول عالم يطبق أساليب الاحتمالات والإحصاء لوصف خصائص مجموعة من الجزيئات ، لذلك كان قادرًا على إظهار أن سرعات جزيئات الغاز يجب أن يكون لها توزيع إحصائي.
أصبح توزيعه بعد فترة وجيزة يعرف باسم قانون التوزيع ماكسويل بولتزمان. بالإضافة إلى ذلك ، قام الفيزيائي بفحص الخصائص التي تسمح بنقل الغاز كدالة للتغيرات في درجة الحرارة والضغط على اللزوجة والتوصيل الحراري والانتشار.
رؤية الألوان
مثل غيره من العلماء في ذلك الوقت ، كان ماكسويل مهتمًا بعلم النفس ، وخاصة رؤية الألوان.
لمدة 17 عامًا تقريبًا ، بين عامي 1855 و 1872 ، نشر سلسلة من التحقيقات التي قام بها حول إدراك اللون ، وعدم القدرة على رؤية الألوان والنظريات حول هذا المجال. بفضلهم ، حصل على ميدالية في إحدى مقالاته بعنوان في نظرية رؤية الألوان.
كان بحث بعض العلماء ذوي الصلة مثل إسحاق نيوتن وتوماس يونغ بمثابة أساس لإجراء البحوث المتعلقة بالموضوع. ومع ذلك ، كان للفيزيائي اهتمام خاص بإدراك الألوان في التصوير الفوتوغرافي.
بعد إجراء العمل النفسي على إدراك اللون ، قرر أنه إذا كان مجموع الأضواء الثلاثة يمكن أن يعيد إنتاج أي لون يدركه البشر ، فيمكن إنتاج صور ملونة باستخدام مرشحات خاصة لتحقيق ذلك.
اقترح ماكسويل أنه إذا تم التقاط صورة بالأبيض والأسود باستخدام مرشحات حمراء وخضراء وزرقاء ، فيمكن عرض الانطباعات الشفافة للصور على شاشة باستخدام ثلاث واقيات مزودة بفلاتر مماثلة.
نتيجة التجربة على رؤية الألوان
في اللحظة التي غطى فيها ماويل الصورة على الشاشة ، أدرك أن العين البشرية ستدرك النتيجة على أنها إعادة إنتاج كاملة لجميع الألوان التي كانت في المشهد.
بعد سنوات ، في عام 1861 ، خلال مؤتمر في المعهد الملكي حول نظرية اللون ، قدم العالم أول عرض في العالم حول استخدام الألوان في التصوير الفوتوغرافي. استخدم نتائج تحليله لتبرير أفكاره.
ومع ذلك ، فإن نتائج التجربة لم تكن كما هو متوقع ، بسبب اختلاف التصبغ بين المرشحات المستخدمة لإضافة اللون.
على الرغم من عدم تحقيقه للنتائج التي يريدها ، إلا أن بحثه حول استخدام الألوان في التصوير الفوتوغرافي كان بمثابة الأساس لولادة التصوير الفوتوغرافي الملون بعد بضع سنوات.
المراجع
- جيمس كليرك ماكسويل ، محررو الموسوعة البريطانية ، (2018). مأخوذة من britannica.com
- جيمس كليرك ماكسويل ، بوابة العلماء الشهيرة ، (بدون تاريخ). مأخوذة من Famousscientists.org
- جيمس كليرك ماكسويل ، بوابة اسكتلندا غير المكتشفة ، (بدون تاريخ). مأخوذة من undiscoveredscotland.co.uk
- جيمس كليرك ماكسويل ، بوابة ويكيبيديا الإنجليزية ، (بدون تاريخ). مأخوذة من en.wikipedia.org
- من كان جيمس كليرك ماكسويل ، بورتال ذا ماكسويل في جلينلير ترست ، (بدون تاريخ). مأخوذة من org.uk