Джеймс Максвелл

Джеймс Клерк Максвелл (ингл. James Clerk Maxwell; 13 июнь 1831 йыл — 5 ноябрь 1879 йыл; шотланд физигы, математик һәм механик. Уның иң оло ҡаҙанышы — Максвелл тигеҙләмәләре исеме аҫтында билдәле тигеҙләмәләрҙе төҙөп, электр, магнетизм һәм оптикалағы бығаса бәйһеҙ булған күҙәтеүҙәрҙе, тәжрибәләрҙе һәм тигеҙмәләрҙе тулайым бер теорияға берләштереүе.

Джеймс Максвелл
ингл. James Clerk Maxwell
Заты	ир-ат
Гражданлығы	Бөйөк Британияның һәм Ирландияның берләшкән короллеге[d]
Тыуған көнө	13 июнь 1831({{padleft:1831|4|0}}-{{padleft:6|2|0}}-{{padleft:13|2|0}})[…]
Тыуған урыны	Бөйөк Британия,Эдинбург
Вафат булған көнө	5 ноябрь 1879({{padleft:1879|4|0}}-{{padleft:11|2|0}}-{{padleft:5|2|0}})[…] (48 йәш)
Вафат булған урыны	Бөйөк Британия, Кембридж[d]
Үлем төрө	тәбиғи үлем[d]
Үлем сәбәбе	Ашҡаҙан яман шеше[d]
Ерләнгән урыны	Вестминстер аббатлығы
Атаһы	John Clerk-Maxwell of Middlebie[d]
Әсәһе	Frances Cay[d]
Хәләл ефете	Katherine Clerk Maxwell[d]
Туған тел	инглизсә
Яҙма әҫәрҙәр теле	инглизсә
Һөнәр төрө	физик, математик, инженер, уйлап табыусы, фотограф, университет уҡытыусыһы, физик-теоретик, уҡытыусы
Эшмәкәрлек төрө	Физика, Механика һәм Математика
Эш биреүсе	Лондон король колледжы[d] Абердин университеты[d] Кембридж университеты
Ойошма йәки клуб ағзаһы	Лондонское королевское общество[d], Америка сәнғәт һәм фәндәр академияһы[d], Эдинбург король йәмғиәте[d], Нидерланд король фәндәр академияһы[d] һәм Тринити колледжы[d]
Уҡыу йорто	Эдинбург университеты[d] Изге Петр колледжы[d] Эдинбург академияһы[d] Тринити колледжы[d] Кембридж университеты
Ғилми етәксе	Хопкинс, Уильям[d]
Аспиранттар	Лэмб, Гораций[d], George Chrystal[d] һәм Симеон Дени Пуассон[d]
Уҡыусылар	Артур Шустер[d], Джон Амброз Флеминг[d], Джон Генри Пойнтинг[d] һәм Ричард Глэйзбрук[d]
Әүҙемлек урыны	Абердин һәм Кембридж[d]
Испытал влияние от	Исаак Ньютон һәм Майкл Фарадей
Маҡтаулы исемдәре һәм башҡа бүләктәре	Лондон король йәмғиәте ағзаһы[d] (6 июнь 1861) медаль Б. Румфорда[d] (1860) Бейкеровская лекция[d] (1866) медаль Кита[d] (1869) премия Адамса[d] (1857) Эдинбург король йәмғиәте ағзаһы[d] Scottish Engineering Hall of Fame[d] (2012)
Автор булараҡ авторлыҡ хоҡуҡтары статусы	срок действия авторских прав истёк[d]
Авторҙың Викимилектәге ҡалыбы	James Clerk Maxwell
Джеймс Максвелл Викимилектә

Ул шулай уҡ газдарҙың кинетик теорияһын нигеҙләүселәрҙең береһе, төҫлө фотография ҡағиҙәләренең авторы.

Тормошо һәм ижады

Cығышы һәм йәшлеге. Тәүге фәнни эштәре (1831—1847)

Джеймс Максвелл Пениквиктағы Клерк тигән боронғо шотланд нәҫеленә ҡарай (ингл. Penicuik). Уның атаһы Джон Максвелл Клерк, көньяҡ Шотландиялағы Миддлби имениеһы хужаһы була. Ул Эдинбург университетын тамамлай һәм адвокаттар коллегияһы ағзаһы була, әммә юриспруденция менән мауыҡмай, буш ваҡытын фән һәм техника менән шөғөлләнеүгә бағышлай, Эдинбург король йәмғиәте ултырыштарына тамашасы булараҡ йөрөй. 1826 йылда ул Фрэнсис Кейға өйләнә (Frances Cay). Френсис Адмиралтейский суд судьяһы ҡыҙы була, биш йылдан һуң уларҙың улдары тыуа.

Улдары тыуғандан һуң ғаилә Эдинбургтан Миддлбиға күсә, бында яңы өй һалалар һәм уға Гленлэр тигән исем бирәләр (Glenlair, йәғни «туғайҙағы өң»). Джеймс Максвеллдың бала сағы ошонда үтә. Әсәһе йәшләй яман шеш сиренән вафат була. Тәбиғәткә яҡын йәшәү Джеймсты сыныҡтыра, ул тәбиғәтте күҙәтергә ярата, уның «ғилми уйынсыҡтары» (мәҫәлән, «магик диск» — элгәре кинематограф, күк көмбәҙе моделдәре, волчок-«иблес» һ. б.) күп була. Малайға ун йәшлек сағында уҡытыусы яллайҙар, тик бының файҙаһы булмай. 1841 йылда ул атаһының ҡәрендәше Изабелла янына Эдинбург ҡалаһына китә. Бында ул Эдинбург академияһы тип аталған мәктәптә уҡый башлай (Edinburgh Academy). Мәктәптә латин, грек һәм инглиз теле, рим әҙәбиәте һәм Изге Яҙмалар өйрәнеүгә күп ваҡыт бүленә.

Эдинбург академияһы

Башта Максвелл уҡыу менән бик ҡыҙыҡһынмай, бер аҙҙан тырышып уҡый башлай. Ул ваҡытта геометрия менән мауыға, ҡатырғанан күпҡырлы фигуралар яһай. Рамзай Хейҙың этруск сәнғәте тураһында лекцияларынан һуң геомертик фигуралар матурлығын нығыраҡ аңлай башлай. Максвелл овалдар төшөрөү ысулын уйлап таба. Булавка, еп, ҡәләм ҡулланып, ул бер нисә фокустан торған түңәрәктәр, эллипстар, овалдар төҙөй. Был эш һөҙөмтәһе тураһында профессор Джеймс Форбс Эдинбург король йәмғиәте ултырышында һөйләй һәм һуңынан ул үҙенең "Хеҙмәттәр"ендә баҫтырып сығара. Мәктәптә Максвелл буласаҡ билдәле филолог-классицист, Максвеллдың биографы Льюис Кемпбелл (ингл. Campbell Lewis) һәм киләсәктә күренекле математик Питер Гатри Тэт менән дуҫлаша.

Эдинбург университеты. Фотоһығылмалыҡ (1847—1850)

XIX быуат башында Эдинбург университеты

1847 йылдың ноябрь айында Максвелл Эдинбург университетына уҡырға инә. Бында ул физик Форбс, математик Филип Келланд, философ Уильям Гамильтон кеүек уҡытыусыларҙа уҡый; был фәндәр менән ныҡлы ҡыҙыҡһына, оптика, химия, магнетизм буйынса тәжрибәләр үткәрә башлай. 1847 йылдың яҙында ул билдәле шотланд физигы Уильям Николь менән таныша, физик уға үҙе уйлап сығарған ике приборҙы бүләк итә (Николь призмалары). Максвелл һығылмалыҡ теорияһының (теория упругости) яңы законлылығын аса. Улар ҡыуыш цилиндр эсендә көсөргәнеш хәл тураһында 14 мәсьәләне сисә, фотоупругость методын үҫтереүгә ур өлөш индерә. Был эҙләнеүҙәр һөҙөмтәһе төҙөлөш механикаһы өсөн бик мөһим була. Максвелл 1850 йылда Эдинбург король йәмғиәте ултырышында был эштәре тураһында һөйләй. Уның фәнни эштәренең мөһим булыуын таныу шулай башлана.

Кембридж (1850—1856)

Университетта уҡыған йылдар

1850 йылда Максвелл Кембридж университетына уҡырға китә. Кембриджда ул иң арзан Питерхаус колледжына уҡырға инә. Ләкин Максвелл бындағы уҡыу программаһы менән ҡәнәғәт булмай, бынан тыш прфессорҙар Джеймс Форбс менән Уильям Томсон (лорд Кельвин) уға Тринити-колледжға уҡырға барырға кәңәш бирә. Беренсе семестрҙан һуң атаһы Джеймсты Тринити колледжға күсерергә риза була.

Ҙур ҡапҡа (Great Gate). Тринити-колледж

1852 йылда Максвелл Тринити колледж степендиаты булып китә. Бында ул күп уҡый, Джордж Стокс лекцияларына һәм Уильям Хопкинс семинарҙарына йөрөй, яңы дуҫтар таба, шиғырҙар яҙыштыра. Максвелл университеттың интеллектуаль тормошонда әүҙем ҡатнаша. Ун иң тәрән, оригиналь идеялар уйлап сығарған ун ике кешенән торған "апостолдар клубы"на инә.. Джеймс иртәнге етенән киске бишкә тиклем уҡый, эшләй, шунан йоҡларға ята, унынсы яртынан төнгө икегә тиклем уҡый, ярты сәғәт коридор буйлап йүгереп йөрөй һәм йоҡларға ята.

Был осорға уның дини һәм философик ҡараштары нығынған була. Максвелл атаһы йөрөгән пресвитериан сиркәүенә һәм апаһы Изабелла йөрөгән епископ сиркәүенә лә йөрөй. Уға теолог Фредерик Денисон Мористың (Эшселәр колледжына нигеҙ һалыусы) христиан социализмы оҡшай, ләкин ул бик диндар булмай. Максвелл кистәрен Эшселәр колледжында лекциялар уҡый.

1854 йылдың ғинуарында Максвелл математиканан өс баҫҡыслы имтихан бирә (Mathematical Tripos) һәм бакалавр дәрәжәһен ала. Киләһе математиканан яҙма тикшеренеүҙәр буйынса имтиханда ул Стокс теоремаһын иҫбатлай. Эдвард Раус менән Максвелл Смит премияһына лайыҡ була.

Төҫтәр теорияһы

24 йәшлек Максвелл

Имтихандарҙан һуң Максвелл Кембриджда профессор дәрәжәһен алыр өсөн тороп ҡала. Ул мөхәррир тәҡдиме буйынса оптиканан китап яҙа башлай, Челентхем-колледжда студенттарҙан имтихан ала һәм башҡа эштәр менән була.

Кембриджда ул бесәйҙең бейектән ҡолағанда дүрт тәпәйенә төшөүен өйрәнеү буйынса шаян эксперименттар үткәрһә лә, был осорҙа ул төҫтәр теорияһы менән ныҡлап ҡыҙыҡһына. Исаак Ньютон төп төҫтәр тип ете төҫтө атай. Максвелл Томас Юнг кеүек өс төп төҫ бар тип иҫәпләй (төҫтәр айырыу кеше организмындағы физиологик процестарға бәйле). Төҫтәр айырмау (цветовая слепота) йәки дальтонизм менән сирлеләрҙән алған мәғлүмәт бик мөһим була. Максвелл Герман Гельмгольц тәжрибәләрен ҡабатламай, үҙаллы тәжрибәләр ҡуя. Төрлө төҫтәргә буялған секторҙарҙан торған төҫлө волчок, шулай уҡ «төҫтәр йәшниге» ҡуллана, был оптик система төҫтәрҙе ҡушырға мөмкинлек бирә. Бындай яйланмалар элек тә ҡулланылған, тик Максвелл ғына төҫтәрҙе ҡушҡанда ниндәй төҫ күренгәнен әйтә ала. Элек күк һәм һары төҫтө бергә ҡушҡанда йәшел төҫ күренә тиһәләр ҙә, Максвелл алһыуыраҡ төҫ була икәнен күрһәтә. Дэвид Брюстер һәм ҡайһы бер ғалимдар әйткәнсә аҡ төҫ күк, ҡыҙыл һәм һары төҫтө бергә ҡушҡанда килеп сыҡмай, ә төп төҫтәр ҡыҙыл, йәшел һәм күк икәнен иҫбатлай. Төҫтәрҙе график күҙ алдына килтереү өсөн Максвелл Юнг кеүек үк уларҙы өсмөйөш эсенә ҡуйып, улар ҡушылғандағы һөҙөмтәне күрһәтә ..

Электричество буйынса тәүге эше

Майкл Фарадей (1861 йыл тирәһе)

Кембриджда Максвелл электричество менән ҡыҙыҡһына башлай. 1854 йылдың февралендә ул Уильям Томсонға был тема буйынса китаптар тәҡдим итеүен һәм уларҙы ниндәй тәртиптә уҡырға кәрәклеген һорап хат яҙа. Ул ваҡытта электричество һәм магнит эффекттары тикшеренеүҙәрендә ике төрлө ҡараш була. Андре Мари Ампер, Франц Нейман һәм Вильгельм Вебер электр көстәрен гравитация көсө кеүек алыҫтан тәьҫир итеүсе тип иҫәпләй. Улар электродинамикаға нигеҙ һала. Икенсе ҡараш — Майкл Фарадей ҡарашы, ул электр магниты индукцияһы күренешен аса, көс линиялары идеяһын тәҡдим итә, улар ыңғай һәм кире электр зарядтарын тоташтыра, йәки магниттың төньяҡ һәм көньяғын булдыра. Фарадей тирә-яҡта көс линиялары бөтә арауыҡта ла бар, улар ҡыр хасил итә, электр һәм магнит үҙ-ара тәьҫир итешеүҙе тыуҙыра ти. Максвелл арауыҡта тәьҫир итешеүҙе аңлай алмай, был уның физик интуицияһына ҡапма-ҡаршы килә, шуға ла ул оҙаҡламай Фарадей ҡараштары менән килешә.

Максвелл Фарадей ҡараштары менән алыҫҡа тапшырыу (дальнодействие) яҡлылар ҡараштарын берләштергән математик теория өҫтөндә эшләй башлай.1842 йылда Уильям Томсон ҡулланған аналогия методын ҡуллана. Был уға электричествоға йылылыҡ өсөн алынған һөҙөмтәләрҙе ҡулланыу мөмкинлеген бирә. Максвелл электр хәрәкәте процестарын берәй мөхит аша тапшырыуҙы тәүге тапҡыр математик нигеҙләй. 1846 йылда Томсон электричество менән һығылмалылыҡ (упругость) араһында оҡшашлыҡты өйрәнә башлай. Ул көс линияларының гидродинамик моделен булдыра һәм Фарадейҙың ҡыр тураһындағы идеяһы законлылыҡтарын математика телендә күрһәтә (дифференциаль тигеҙләмәләр). Роберт Милликен, Максвелл «Фарадейҙың ҡараштарының плебейҙарса шәрә тәненә математиканың аристократтар кейемен кейҙерҙе» ти. Тыныс хәлдәге зарядтар һәм «электр хәрәкәте» (ток) араһындағы бәйләнеште ул ваҡытта иҫабтлауға ирешә алмай.

1855 йылдың сентябрендә Британия ассоциацияһы конгресына (British Science Association) Глазго ҡалаһына бара. Юл ыңғайы сирле атаһының хәлен белеп сыға. Конгрестан ҡайтҡас, Кембриджда колледж советы ағзалығына имтихан бирә (тимәк, өйләнмәҫкә һүҙ бирә). Максвелл гидростатика һәм оптика буйынса лекциялар уҡый башлай. 1856 йылдың ҡышында ул Шотландияға ҡайтып, атаһын Эдинбургҡа күсерә. Англияға кире килгәс, Абердинда Маришаль-колледжда был ваҡытта тәбиғи философия профессоры вакансияһы барлығын (Marischal College) ишетә. 2 апрелдә атаһы Гленлэрҙа вафат була. Апрель аҙағында Максвелл Абердин колледжына тәғәйенләнеүе тураһында хәбәр ала, октябрь айында ул яңы эш урынына китә..

Абердин (1856—1860)

Уҡытыусылыҡ. Өйләнеү

1856—1860 йылдарҙа Максвелл Абердинда Маршаль- колледжда тәбиғи философия уҡытыусыһы булып эшләй.

…Максвелл һәйбәт уҡытыусы түгел ине; беҙ етмешме, һикһәнме кеше араһынан дүрт-бишебеҙ генә унан күп нәмәгә өйрәнә алдыҡ

Максвелл ҡатыны Мэри Кэтрин менән (1869 йыл)

Максвелл йыш ҡына уҡыусылары өсөн артыҡ ныҡ ҡатмарлы нәмәләр тураһында һөйләй башлай, уның араһында йоҡомһорап та киткеләй.

Абердинда 1858 йылдың февралендә Маршаль-колледж директорының кесе ҡыҙы Кэтрин Мэри Дьюар менән йәрәшә, ә июндә улар өйләнешә. Туйҙан һуң Максвелл Тринити-колледж советынан сығарыла, сөнки ул өйләнмәҫкә ант итһә лә, уны боҙа.. Был осорҙа уның фәнгә фәлсәфәүи ҡарашы нығына.

Сатурн ҡулсалары тотороҡлоғо

Максвелл ҡатыны менән . Рәссам Дж. Блэкберн

Абердинда Максвелл «динамик волчок» проекты өҫтөндә эшләй. 1857 йылда "Кембридж фәлсәфә йәмғиәте хеҙмәттәре"ндә уның электричество буйынса «О фарадеевских линиях силы» (Faraday’s lines of On ' s) тигән мәҡәләһе баҫыла. Ғалим Фарадей меән хат алыша башлай. Оптик геометрия менән шөғөлләнә. Максвелл ҡатмарлы системаларҙа яҡтылыҡтың һыныуы темаһын өйрәнә.

1855 йылда ул Кембридж университеты Адамс премияһына тәҡдим иткән Сатурн ҡулсаларын өйрәнеү менән мауыға (ике йыл). Бығаса тәҡдим ителгән төрлө варианттарға математик анализ эшләгәндән һуң, Максвелл был бер-береһенә тоташмаған бихисап метеориттар ғына буылыуы мөмкин тигән һығымта яһай. Уларға Сатурндың тартыу көсө таралып китергә бирмәй. 1857 йылда был эше өсөн Максвеллға Адамс премияһы бирелә, әммә ул был тема өҫтөндә эшләүен дауам итә... Сатурн ҡулсаларын өйрәнеү буйынса Максвелл эше «тәүге коллектив процестар буйынса хәҙерге заман кимәлендә эшләнгән тәүге эш».

Газдарҙың кинетик теорияһы. Максвелл бүлеүе

Максвелл бүлеүе миҫалы

Был осорҙа ул газдарҙың кинетик теорияһын тикшереү менән шөғөлләнә. Максвелл Рудольф Клаузиус идеяларын үҫтереүсе булып сығыш яһай.

клаузиус газдарҙ кинетик теорияһына ихтималлылыҡ теорияһы элементтарын индерә. 1859 йылдың февралендә фәнни журналда Клаузиустың хеҙмәте тураһында уҡып, башта уны инҡар итергә йыйына, бер аҙҙан уларҙы таный һәм уларҙы үҫтерергә кәрәк тип таба. 1859 йылдың сентябрендә Максвелл Абердиндағы Британия ассоциацияһында доклад менән сығыш яһай. Ул доклад «Пояснения к динамической теории газов» (Illustrations of the Dynamical Theory of Gases) тигән исемле мәҡәләлә 1860 йылда донъя күрә. Максвелл газды бик ныҡ һығылмалы идеаль шариктарҙан тора тип иҫәпләй, улар бер ниндәй тәртипһеҙ ябыҡ арауыҡта хәрәкәт итә һәм бер-береһе менән бәрелешә һ.б.

Вазифаларын юғалта

Максвелл Абердиндағы эш урыны менән ҡәнәғәт була. Уға колледждағы азатлыҡ оҡшай. Өҫтәүен аҙнаһына бер тапҡыр ул Абердин фән мәктәбендә эшселәр һәм һөнәрселәр өсөн практик йүнәлештәге түләүле лекциялар уҡый.. 1860 йылдың сентябрендә Абердиндағы ике колледж берләшеүе сәбәпле Максвелл урынһыҙ тороп ҡала. Эдинбург университеты профессоры вазифаһына конкурста уның дуҫы Питер Тэт еңеп сыға. 1860 йылда Максвеллды Ллондондағы Кингс-колледжына тәбиғәи философия буйынса профессор вазифаһына саҡыралар.

Лондон (1860—1865)

Төрлө бурыстар

1860 йылда Максвелл сәсәк ауырыуы менән ауырый. Лондонда Кингс-колледжда студенттар күп була, бында иң шәп физика лабораторияһы булһа ла Максвеллдың буш ваҡыты бик әҙ ҡала. Шуға ҡарамаҫтан, ул өйөндө һабын күбектәре һәм төҫтәр йәшниге менән эксперименттарын дауам итә. 1861 йылда Максвелл Эталондар комитеты составына инә, төп электр берәмектәрен билдәләү уның төп бурысы була. 1863 йыл Электриктарҙың халыҡ-ара конгресында (1881) ом, ампер һәм вольт төп берәмектәр итеп ҡабул ителә. Бик мөһим практик әһәмиәте булған эштәре өсөн (Максвелл теоремаһы) ул Эдинбург король йәмғиәтенең Кейт премияһына лайыҡ була. (Keith Medal).

Беренсе төҫлө фотографиялар

«Тартан таҫмаһы» — донъялағы беренсе төҫлө фото

1860 йылдың июнендә Оксфордта Максвелл Британия ассоциацияһы съезында үҙенең төҫтәр теорияһы өлкәһендәге эше һөҙөмтәләре тураһында доклад яһай. Лондон король йәмғиәте уны Румфорд миҙалы менән бүләкләй. 17 майҙа 1861 йыл Король институтында (Royal Institution) «Өс төп төҫ теорияһы тураһында» тигән лекция ваҡытында донъялағы тәүге төҫлө фотоларҙы күрһәтә, уның был идеяһы 1855 йылда уҡ тыуған була. Фотограф Томас Саттон (ингл. Thomas Sutton) менән ул быяла өҫтөн фотография эмульсияһы (коллодий) менән буяп, өс негатив алыуға өлгәшә. Негативтар йәшел, зәңгәр һәм ҡыҙыл фильтр (төрлө металдар тоҙҙары иретмәләре) аша төшөрөлә. Һуңынан негатив шул уҡ фильтр аша яҡтыртыла һәм төҫлө һүрәттәр килеп сыға. Шулай итеп, Максвелл яҡтылыҡҡа һиҙгер булған буяуҙарҙы аса.

Тайпылыш тогы. Максвелл тигеҙләмәләре

Конденсаторҙа тайпылыш тогы

Майкл Фарадей һәм Томсон йоғонтоһонда Максвелл магнетизм өйөрмә тәбиғәтле, ә электр тогы — ынтылышлы тигән фекергә килә.

Билдәле физик Джозеф Томсон тайпылыш тогын асыуҙы «Максвеллдың физикаға индергән иң бөйөк өлөшө» тип атай. Максвеллдың был эштәре 1861—1862 йылдарҙа «Физик көс линияялары тураһында» (On physical lines of force) тигән мәҡәләлә донъя күрә.

Гленлэр (1865—1871)

Имениеһындағы тормошо

1865 йылда Максвелл Лондондан үҙ имениеһына ҡайтып китә. Берҙән, ул фән менән күберәк шөғөлләнергә теләй, икенсенән, ул уҡытыусы булараҡ уңышһыҙлыҡҡа осрай. Уның бик ҡатмарлы лекцияларында тәртип булмай.

Гленлэрҙа ул аттан йығылып бер аҙ ваҡыт ауырып ята. Һауыҡҡас, Максвелл хужалығын тәртипкә килтереү һәм киңәйтеү менән шөғөлләнә башлай. Ул Лондонға, Кембриджға имтихандар алыуға йөрөй. Ул ғәмәли төҫтәге һорауҙар һәм мәсьәләләрҙе имтихан һорауҙарына индереүҙе ҡайғырта. Шулай, 1869 йыл ул тәүге дисперсия теорияһы буйынса тикшеренеүҙе тәҡдим итә. Максвелл-Зельмейерҙың дисперсия теорияһы — XIX быуат аҙағында Генрих Рубенс тжрибәләрендә иҫбатлана.

1867 йылдың яҙын Максвелл йыш сирләгән ҡатыны менән Италияла үткәрә, Рим һәм Флоренция менән таныша, профессор Карло Маттеуччи менән осраша. Улар Германия, Голландия һәм Франция аша тыуған иленә ҡайта. 1870 йылда Ливерпулдә Британия ассоциацияһының физика һәм математика секциялары съезында президент сифатында ҡатнаша.

Күсереү процестары теорияһы. «Максвелл демоны»

Максвелл кинетик теорияһы мәсьәләләре менән шөғөлләнеүен дауам итә (Theory of On the gases dynamical, 1866)."Максвелл молекулалары", «Максвелл мөхите» (Material Maxwell) һ.б. төшөнсәләр ошо хеҙмәткә бәйле тыуа. Шул уҡ 1866 йылда деталле тигеҙләшеү принцибынан сығып, молекулаларҙы тиҙлектәре буйынса бүлеү тураһында һығымтаны тәҡдим итә.

Максвелл газдарҙың кинетик теорияһы һәм электричество буйынса бик күп хеҙмәттәр өҫтөндә эшләй. Гленлэрҙа ул «Йылылыҡ теорияһы» (Theory of Heat) (1871 йыл) тигән дәреслек яҙа..

Кватерниондар

Максвеллдың Питер Тэтҡа яҙған открыткалаһы. Имзаһы $dp/dt$

1868 йылда Максвеллдың электромагнетизм буйынса сираттағы мәҡәләһе баҫыла.

Шул уҡ хеҙмәтендә ул молекулаларҙы тиҙлек буйынса бүлеү тураһында һығымтаны бирә (деталле тигеҙләнеш принцибы шарттарынан сығып).

Кавендиш лабораторияһы (1871—1879)

Профессор Джеймс Максвелл. en

Вазифа

1868 йылда Максвелл тәҡдим ителгән Сент-Эндрюс университеты ректоры вазифаһынан баш тарта. Ләкин өс йылдан Кембриджда яңы ойошторолған Генри Кавендиш исемендәге лабраторияны етәкләргә риза була. 1871 йылдың 8 мартында Максвелл эшкә башлай. Лабораторияны йыһазландырыу һәм төҙөү буйынса эште яйға һала (ул башта шәхси приборҙарын ҡуллана), эксперименталь физика буйынса лекциялар уҡый (курс йылылыҡ, электр һәм магнетизм).

«Электр һәм магнетизм тураһында трактат»

1873 йылда Максвеллдың «Электричество һәм магнетизм тураһында трактат» (A Treatise on Electricity and Magnetism) тигән хеҙмәте баҫылып сыға. Унда ғалим электән йәшәп килгән электричество теориялары, үлсәү методтары һәм эксперименттар өсөн ҡоролмалар тураһында яҙа. Ләкин Максвелл электромагнетизмды Фарадей фекеренә таянып аңлатыуҙы яҡлай. Материалдарҙы ул хатта үҙ идеяларына зыян итерлек итеп булһа ла аңлатып бирә.

Кавендиш мираҫы. Фәнде популярлаштырыу

Генри Кавендиш

1874 йылда Кавендиш лабораторияһының өс ҡатлы бинаһын асыу тантанаһы үтә. Герцог Девоншир Максвеллға Генри Кавендиш хеҙмәттәре менән егерме пакетты тапшыра. Киләһе биш йылда Максвелл был ғалимдың мираҫын өйрәнеп үткәрә. 1879 йылдың октябрендә Максвелл редакцияһы аҫтында «Хөрмәтле Генри Кавендиштың электричество тикшеренеүҙәре» (Honourable Cavendish of The the Henry Electrical Researches) тигән йыйынтыҡ донъя күрә.

1870 йылдарҙа Максвелл фәнде популярлаштырыу менән әүҙем шөғөллнә. Ул «Британника» энциклопедияһы («Атом», «Тартыу», «Эфир» һәм башҡалар) өсөн бер нисә мәҡәлә яҙа. Шул уҡ 1873 йылда «Электр һәм магнетизм тураһында трактат» һәм «Материя һәм хәрәкәт» тигән китаптары донъя күрә. Һуңғы көнөнә тиклем «Электричествоны элементар һүрәтләү» тигән китап яҙа (1881 йылда сыға). Үҙ хеҙмәттәрендә ул идеялары һәм шикләнеүҙәре менән иркен бүлешә (мәҫәлән, атомдың бүленмәүе һәм донъяның сикһеҙ булыуы тураһында). Максвелл, атомизм идеяһы яҡлы була, бер нисә ул саҡта аңлатып булмаған мәсьәләне күтәрә. Уларҙың күбеһенә һуңыраҡ квант теорияһы булдырылғас ҡына яуап бирелә.

Һуңғы молекуляр физика һәм термодинамика буйынса эштәре

Кавендиш лабораторияһы аркаһы

Кембриджда Максвелл молекуляр физиканың конкрет мәсьәләләре өҫтөндә эшләүен дауам итә. 1873 йылда Иоганн Лошмидт, эштәрендәге мәғлүмәттәргә таянып, бер нисә газдың молекулаһы күләме һәм массаһын иҫәпләп сығара (Лошмидт даимиһы). Больцман, Ян Дидерик-Вандер-Ваальс эштәрен ары үҫтерә

Ғүмеренең һуңғы йылдарында Максвелл Гиббс Уиллард эштәренә бик күп иғтибар бирә (термодинамикала геометрия методтары). Был методтарҙы ул «Йылылыҡ теорияһы» китабын яңынан сығарғанда ҡуллана. Уларға нигеҙләнеп ул энтропия төшөнсәһен дөрөҫ аңлата һәм дүрт термодинамика нисбәтен сығара (Максвелл нисбәте). Бер нисә термодинамик өҫлөк моделе эшләй, уларҙың береһен Гиббсҡа ебәрә.

1879 йылда Максвеллдың молекуляр физика буйынса һуңғы ике хеҙмәте днъя күрә. Беренсеһендә ул бер төрлө булмаған разряженный газдар теорияһы нигеҙҙәрен бирә.). О теореме Больцмана о среднем распределении энергии в системе материальных точек" (Energy on the average ' s in a Boltzmann’points distributionof theorem material On of system) тигән мәҡәләлә ул «системалар фазаһы» (импульс һәм йыйылмаһы өсөн координаталар) һәм «молекуланың азатлыҡ дәрәжәһе» терминдарын бирә һ.б. Был хеҙмәт һуңыраҡ Гиббс хеҙмәттәрендә үҫтерелгән статистик механиканы булдырыуҙа мөһим бер этап булып тора.

Ғүмеренең һуңғы йылдары

Кембриджда Максвелл төрлө административ бурыстар үтәй, университет советы ағзаһы, математика буйынса имтиханды реформалау комиссияһы ағзаһы һәм яңы тәбиғи фәндәр буйынса экзаменды ойоштороусыларҙың берһе була, Кембридж фәлсәфә йәмғиәте президенты итеп һайлана (1876—1877). Был ваҡытта уның беренсе уҡыусылары — Джордж Кристал (ингл. George Chrystal), Ричард Глэйзбрук), Артур Шустер, Амброз Флеминг, Джон Генри Пойнтинг барлыҡҡа килә. Максвелл, ғәҙәттә, уҡыусыларына тема һайларға ирек биргән, кәрәк саҡта файҙалы кәңәш тә бирергә әҙер булған. Хеҙмәткәрҙәр уны ябай, үҙ тикшеренеүҙәре менән төплө шөғөлләнгән, тәнҡитте дөрөҫ ҡабул итә белгән кеше итеп иҫтә ҡалдыра. Шул уҡ ваҡытта уға нескә сарказм да ят булмаған.

Ауырыуы һәм үлеме

1877 йыл башында уҡ уның сир билдәләре һиҙелә башлай. 1879 йылдың яҙынд ул лекцияларын бик ауырлыҡ менән генә уҡый. Июнь айында ул Гленлэрға ҡайта, уның хәле насарая. Табиптар уға ҡорһаҡ ҡыуышлығы яман шеше диагнозын ҡуя. Октябрҙә Максвелл Кембриджға кире килә , 5 ноябрҙә ((1879 йы)) ғалим вафат була. Уның кәүҙәһе имениеһындағы Партон (Parton) ауылында ата-әсәһе янында ерләнә.

Максвелл хеҙмәттәренең фән тарихы өсөн әһәмиәте

Үҙе иҫән саҡта Максвеллдың физикаға индергән өлөшөн дөрөҫ баһалап өлгөрмәһәләр ҙә (бигерәк тә электродинамиканы), һуңыраҡ күптәр уның фәндәге мөһим урынын аңлай башлай. Макс Планк Максвеллды гений тип атай, уның идеялары универсаль, физиканың төрлө өлкәләрендә лә ҡулланырлыҡ тигән фекерҙе әйтә.

Планк Максвеллдың электромагнетизм буйынса хеҙмәттәре- уның ижадының иң юғары нөктәһе ти:

…в учении об электричестве его гений предстаёт перед нами в своём полном величии. Именно в этой области после многолетней тихой исследовательской работы на долю Максвелла выпал такой успех, который мы должны причислить к наиболее удивительным деяниям человеческого духа. Ему удалось выманить у природы в результате одного лишь чистого мышления такие тайны, которые лишь спустя целое поколение и лишь частично удалось показать в остроумных и трудоёмких опытах.

Эйнштейн да уны бөйөк физик тип иҫәпләй. Нильс Бор квант теорияһы үҫеше Максвелл хеҙмәттәренең әһәмиәтен юҡҡа сығарманы ти.

Максвеллдың молекуляр-кинетик теорияға индергән өлөшө бигерәк тә мөһим, был өлкәлә ул лидер булып таныла. «Статистик механика» термины ла Максвелл тарафынан индерелә, был өлкәлә лә уның хеҙмәттәре етди һөҙөмтәләр бирә (1878 йыл). Поль Ланжевен, Чапман Сид, Давид Энског (ингл. David Enskog), Джон Леннард-Джонс һәм башҡа ғалимдар хеҙмәттәрендә Максвелл методтарының ыңғай йоғонтоһо күренә.

Максвеллдың төҫтәр теорияһы буйынса хеҙмәттәре төҫтәр һанын теүәл билдәләүҙе нигеҙләү методтарының башында ята. Был һөҙөмтәләр Халыҡ-ара яҡтыртыу буйынса комиссия тарфынан төҫтәр диаграммаһын булдырыу өсөн ҡулланыла. Сатурн ҡулсаларын анализлау буйынса Максвелл эше бөгөнгө көндә лә ҡулланыла(мәҫәлән,, аккреционный диск). Максвеллдың киҫәксәләр системаһының тотороҡлоғо тураһындағы идеялары бөтөнләй икенсе өлкәләрҙә ҡулланыш таба (Власов — Максвелл, Шредингер — Максвелл, Вигнер — Максвелл тигеҙләмә системалары).

Әҙәбиәт

• Бублейников Ф. Д. Джеймс Клерк Максвелл (1831—1879). — М.: Знание, 1960. — 48 с. — (Всесоюз. о-во по распространению полит. и науч. знаний ; 19. Серия 9, Физика и химия). — 24 500 экз.
• В. П. Карцев. Максвелл. — М.: Молодая гвардия, 1974. (Серия «Жизнь замечательных людей»)
• Статьи из приложения к сборнику: Дж. К. Максвелл. Статьи и речи. — М.: Наука, 1968.
• У. Нивен. [djvuru.512.com1.ru:8073/WWW/5b57e557c16e1bd749f187007168c360.djvu Жизнь и научная деятельность Дж. К. Максвелла (краткий очерк 1890 года)] // Дж. К. Максвелл. Материя и движение. — М.—Ижевск: РХД, 2001. — С. 14—39.
• К. Коулсон. Межатомные силы — от Максвелла до Шрёдингера // УФН. — 1963. — В. 11. — Т. 81. — С. 545—556.
• И. С. Шапиро. К истории открытия уравнений Максвелла // УФН. — 1972. — В. 10. — Т. 108. — С. 319—333.
• Р. П. Поплавский. Демон Максвелла и соотношения между информацией и энтропией // УФН. — 1979. — В. 5. — Т. 128. — С. 165—176.
• Статьи из номера журнала УФН, посвящённого 150-летию со дня рождения Максвелла:
  • М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов // УФН. — 1981. — В. 11. — Т. 135. — С. 381—423.
  • М. Л. Левин, М. А. Миллер. Максвелловский «Трактат об электричестве и магнетизме» // УФН. — 1981. — В. 11. — Т. 135. — С. 425—440.
• Ҡалып:Книга:Храмов Ю. А.:Физики
• Э. Уиттекер. [djvuru.512.com1.ru:8073/WWW/57810bfb7c52224b4087ddb539388b00.djvu История теории эфира и электричества]. — М. — Ижевск: РХД, 2001.
• Специальный выпуск, посвящённый 150-летию назначения Максвелла на пост в Абердине // Philosophical Transactions of the Royal Society A. — 2008. — Vol. 366. — № 1871.
• L. Campbell, W. Garnett. The Life of James Clerk Maxwell. — London: Macmillan & Co., 1882.
• P. M. Harman. The natural philosophy of James Clerk Maxwell. — Cambridge: University Press, 2001.

Һылтанмалар

• Джон Дж. О’Коннор һәм Эдмунд Ф. Робертсон. Джеймс Максвелл (инг.) — MacTutor архивта биография.
• Ҡалып:Gutenberg author
• The Maxwell at Glenlair Trust  (инг.). Тәүге сығанаҡтан архивланған 20 август 2011. 8 август 2010 тикшерелгән.
• Maxwell Year 2006  (инг.). Тәүге сығанаҡтан архивланған 18 август 2011. 8 август 2010 тикшерелгән.
• James Clerk Maxwell Foundation  (инг.). Тәүге сығанаҡтан архивланған 18 август 2011. 8 август 2010 тикшерелгән.
• Chris Newman. James Clerk Maxwell Grave  (инг.). UpMyStreet. Тәүге сығанаҡтан архивланған 18 август 2011. 8 август 2010 тикшерелгән.