Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Warto przeczytać

Kim był James Clerk Maxwell?

James Clerk Maxwell urodził się 3 czerwca 1831 r. w Edynburgu. Pochodził ze starego, znamienitego szkockiego rodu Clerków. W XVIII wieku jeden z jego przodków, George Clerk, poślubił pannę Dorotheę z równie szanowanego rodu Maxwellów i dodał nazwisko żony do swojego. To podwójne nazwisko utrzymali dziad i ojciec wielkiego fizyka. Tak więc, Clerk to pierwsza część nazwiska, a nie drugie imię Maxwella, jak zdarza się dziś sądzić niektórym mniej wykształconym ludziom. Dążenie do upraszczania sprawiło jednak, że przyjęto tę pierwszą część nazwiska opuszczać.

R1esuwhDMO5E9
Rys. 1. Dom rodzinny Jamesa Clerka Maxwella (ul. Indyjska 14) w Edynburgu. Obecnie mieści się w nim siedziba Fundacji jego imienia.
Źródło: Stephencdickson, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:James_Clerk_Maxwell%27s_birthplace_at_14_India_Street.jpg [dostęp 14.05.2022 r.], licencja: CC BY-SA 4.0.

Jako dziecko James odznaczał się niewiarygodną ciekawością, zamęczał wszystkich pytaniami i pochłaniał książki, jakie mu wpadały w ręce, zwłaszcza gdy dotyczyły nauk fizycznych i przyrodniczych. W szkole tak bardzo odróżniał się od rówieśników, nie tyle postępami w nauce, lecz zachowaniem i językiem, że zyskał sobie przezwisko „Dafty” (ang. stuknięty, postrzelony). Mając 13 lat zainteresował się geometrią i wykazywał tak duże zdolności, że ojciec zaczął go zabierać na posiedzenia Królewskiego Towarzystwa Naukowego w Edynburgu. W wieku 14 lat James ogłosił swą pierwszą pracę na temat właściwości krzywych owalnych.

R4RFB4tvQEufd
Rys. 2. Wschodnia fasada budynku Uniwersytetu w Edynburgu, pochodzącego z roku 1827.
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Edinburgh_University_1827.jpg [dostęp 14.05.2022 r.], domena publiczna.

W 1847 r. Maxwell wstąpił na uniwersytet w Edynburgu.  W owym czasie uniwersytety w Szkocji zamykano na okres od końca kwietnia do początku listopada, aby studenci mogli wrócić do domu i pomagać w pracach na roli. Maxwell spędzał te pół roku w domu studiując liczne książki wypożyczone z uczelnianej biblioteki. Po trzech latach w Edynburgu przeniósł się na dalsze studia do uniwersytetu w Cambridge, gdzie poziom nauczania był znacznie wyższy. W 1856 r. rozpoczął karierę akademicką obejmując stanowisko profesora fizyki w Marischal College w Aberdeen, w Szkocji. W tym czasie, będąc już autorem kilku publikacji naukowych, zwrócił na siebie uwagę innych uczonych, toteż w 1860 r. otrzymał na pięć lat posadę wykładowcy fizyki w King’s College w Londynie. W 1865 r. wrócił do Szkocji i przez następne lata mieszkał w rodzinnej posiadłości w Glenlair, nadal publikując artykuły naukowe i pracując nad wielkim dziełem o elektrycznościgalwanizmelektryczności i magnetyzmie.

R3qqWuDaDH5hZ
Rys. 3. Fotografia Maxwella w wieku dwudziestu kilku lat, z czasów pobytu w Trinity College, w Cambridge. W rękach uczony trzyma tarczę ze schematem barw, będącą rozbudowaną wersją tzw. tarczy Newtona.
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:YoungJamesClerkMaxwell.jpg [dostęp 14.05.2022 r.], domena publiczna.

W 1871 r. na uniwersytecie w Cambridge tworzono nowe, świetnie wyposażone laboratorium im. Cavendisha, sławnego angielskiego uczonego z XVIII wieku. Maxwell był już wtedy na tyle znany, że zaproponowano mu, aby objął katedrę fizyki doświadczalnej i kierownictwo nowego laboratorium. Maxwell przyjął tę propozycję. Późniejsza jego sława jako teoretyka sprawiła, iż nie pamięta się zwykle, że był on także wybornym eksperymentatorem i wykonał wiele ważnych pomiarów.

W 1873 r. Maxwell opublikował ogromny, tysiącstronicowy „Traktat o elektryczności” i magnetyzmie, jedno z najważniejszych dzieł w historii nauki. Zawarł tam całość ówczesnej wiedzy o zjawiskach elektromagnetycznych, w tym także hipotezę, że światło ma naturę elektromagnetyczną. Niestety jego zdrowie pogarszało się i w 1879 r. zmarł na nowotwór żołądka, przeżywszy zaledwie 48 lat. Przedwczesna śmierć sprawiła, że nie doczekał on potwierdzenia swoich teorii przez Heinricha Hertza, który w 1887 r. wykazał eksperymentalnie istnienie fal elektromagnetycznych. Dziś równania Maxwella to elementarz każdego fizyka i inżyniera z tej dziedziny.

RohM1DwvspMG8
Rys. 4. Tablica pamiątkowa ufundowana przez Instytut Inżynierii Elektrycznej i Elektronicznej (IEEE). Tekst przypomina o „…sformułowaniu i opracowaniu zunifikowanej teorii elektryczności, magnetyzmu i światła…” przez Maxwella oraz podkreśla wagę układu „czterech kluczowych równań…, które stanowią podstawę wszystkich nowoczesnych technologii komunikacyjnych i informacyjnych.”
Źródło: Lourakis, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Maxwell_IEEE_Plaque_KCL.jpg [dostęp 14.05.2022 r.], licencja: CC BY-SA 4.0.

Słowniczek

dielektryk
dielektryk

(ang.: unification) izolator; materiał, w którym praktycznie nie występują swobodne ładunki elektryczne (elektrony), które mogłyby przemieszczać się w obrębie całego materiału. Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego w dielektryku nie następuje przepływ prądu, lecz lokalne przesunięcie ładunków, co prowadzi do elektrycznej polaryzacji materiału jako całości. Pojawienie się, z jednej strony materiału, ładunku ujemnego, z drugiej zaś strony ładunku dodatniego, uzasadnia nazwę: „dwuelektryk”.

galwanizm
galwanizm

(ang.: galvanism) dawne określenie dla zjawiska przepływu prądu elektrycznego; dziś nieużywane. Pochodzi od nazwiska włoskiego lekarza i fizjologa, Luigiego Galvaniego, który jako pierwszy opisał reakcję tkanek zwierzęcych na bodźcowanie elektrycznością.

unifikacja
unifikacja

(ang.: unification) Unifikacja opisu dotyczy dwóch, trzech czy więcej zjawisk, wcześniej postrzeganych jako różne, niepowiązane ze sobą. Unifikacja polega na zaproponowaniu takiej interpretacji, która objaśniałaby każde z tych zjawisk jako aspekty czy szczególne przypadki zjawiska owego, ogólniejszego definicja unifikacji opisu i unifikacji oddziaływań). Przykładem unifikacji opisu – elektryczności i magnetyzmu – są równania Maxwella.

Unifikacja oddziaływań jest zjawiskiem fizycznym, polegającym na pojawieniu się specyficznych warunków, w których dwa oddziaływania postrzegane w innych warunkach jako odrębne, stają się nierozróżnialne.