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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Maxwell James Escriturário. Biografia do cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
James Clerk Maxwell nasceu em Edimburgo em 13 de junho de 1831. Logo após o nascimento do menino, seus pais o levaram para sua propriedade Glenlar. Desde então, o "covil em um desfiladeiro estreito" entrou firmemente na vida de Maxwell. Aqui seus pais viveram e morreram, aqui ele mesmo viveu e foi enterrado por muito tempo. Quando James tinha oito anos, o infortúnio veio para a casa: sua mãe ficou gravemente doente e logo morreu. Agora, o único educador de James era seu pai, a quem ele manteve um sentimento de carinho e amizade pelo resto de sua vida. John Maxwell não era apenas o pai e educador de seu filho, mas também seu amigo mais fiel. Logo chegou o momento em que o menino teve que começar a estudar. No início, os professores foram convidados para a casa. Mas os mestres familiares escoceses eram tão rudes e ignorantes quanto seus colegas ingleses, descritos com tanto sarcasmo e ódio por Dickens. Portanto, foi decidido enviar James para uma nova escola, que levava o nome alto da Academia de Edimburgo. O menino gradualmente se envolveu na vida escolar. Ficou mais interessado nas aulas. Ele gostava especialmente de geometria. Ela permaneceu um dos hobbies mais fortes de Maxwell para a vida. Imagens e modelos geométricos desempenharam um grande papel em seu trabalho científico. O caminho científico de Maxwell começou com ela. Maxwell se formou na academia em uma das primeiras graduações. Ao se despedir da amada escola, compôs o hino da Academia de Edimburgo, que foi cantado em uníssono e com entusiasmo por seus alunos. Agora as portas da Universidade de Edimburgo estavam abertas diante dele. Como estudante, Maxwell realizou pesquisas sérias sobre a teoria da elasticidade, que foi muito apreciada por especialistas. E agora ele se deparava com a questão da perspectiva de seus estudos adicionais em Cambridge. Fundada em 1284, S. Peter's (Peterhouse), e o mais famoso é o College of St. Trinity College (Trinity College), fundada em 1546. A glória desta faculdade foi criada por seu famoso aluno Isaac Newton. Peterhouse e Trinity College foram sucessivamente a estada em Cambridge do jovem Maxwell. Após uma curta estadia em Peterhouse, Maxwell foi transferido para o Trinity College. O volume do conhecimento de Maxwell, o poder de seu intelecto e a independência de pensamento permitiram que ele alcançasse um lugar alto em sua libertação. Ele ficou em segundo lugar. O jovem solteiro foi deixado no Trinity College como professor. Mas ele estava preocupado com problemas científicos. Além de seu antigo fascínio pela geometria e pelo problema das cores, que começou a estudar já em 1852, Maxwell se interessou pela eletricidade. Em 20 de fevereiro de 1854, Maxwell informa Thomson de sua intenção de "atacar a eletricidade". O resultado do "ataque" foi o ensaio "On Faraday's Lines of Force" - o primeiro dos três principais trabalhos de Maxwell dedicados ao estudo do campo eletromagnético. A palavra "campo" apareceu pela primeira vez nessa mesma carta a Thomson, mas nem neste nem em um trabalho posterior sobre linhas de força. Maxwell não o usa. Este conceito reaparece apenas em 1864 na obra "Teoria Dinâmica do Campo Eletromagnético". No outono de 1856, Maxwell assumiu o cargo de professor de filosofia natural no Marischal College, em Aberdeen. O departamento de filosofia natural, ou seja, o departamento de física em Aberdeen, não existia antes de Maxwell, e o jovem professor teve que organizar trabalhos educacionais e científicos em física. A permanência em Aberdeen foi marcada por um evento importante na vida pessoal de Maxwell: ele se casou com a filha do diretor do Marishal College Daniel Dewar, Katherine Mary Dewar. Este evento ocorreu em 1858. Daquele momento até o fim de suas vidas, os Maxwells caminharam de mãos dadas. Em 1857-1859, o cientista realizou seus cálculos do movimento dos anéis de Saturno. Ele mostrou que o anel líquido durante a rotação será destruído pelas ondas que surgem nele e se dividirá em satélites separados. Maxwell considerou o movimento de um número finito de tais satélites. A pesquisa matemática mais difícil lhe rendeu o Prêmio Adams e a fama de matemático de primeira classe. O ensaio premiado foi publicado em 1859 pela Universidade de Cambridge. Do estudo dos anéis de Saturno, era bastante natural passar à consideração dos movimentos das moléculas de gás. O período Aberdeen da vida de Maxwell terminou com seu discurso na reunião da Associação Britânica em 1859 com um relatório "Sobre a teoria dinâmica dos gases". Este documento marcou o início dos muitos anos de pesquisa frutífera de Maxwell no campo da teoria cinética dos gases e da física estatística. Como o departamento onde Maxwell trabalhava estava fechado, o cientista teve que procurar um novo emprego. Em 1860, Maxwell foi eleito professor de filosofia natural no King's College London. O período de Londres foi marcado pela publicação de um grande artigo "Explanations to the Dynamic Theory of Gases", que foi publicado no principal jornal de física inglês, o Philosophical Journal, em 1860. Com este artigo, Maxwell deu uma enorme contribuição para um novo ramo da física teórica - a física estatística. Os fundadores da física estatística em sua forma clássica são Maxwell, Boltzmann e Gibbs. Os Maxwells passaram o verão de 1860 na propriedade da família Glenlar antes do início do semestre de outono em Londres. No entanto, Maxwell não conseguiu descansar e ganhar força. Ele adoeceu com varíola em uma forma grave. Os médicos temiam por sua vida. Mas a extraordinária coragem e paciência de Catherine, que era dedicada a ele, que fez de tudo para tirar o marido doente, os ajudou a derrotar a terrível doença. Um teste tão difícil começou sua vida em Londres. Durante este período de sua vida, Maxwell publicou um grande artigo sobre cores, bem como o trabalho "Explicações para a teoria dinâmica dos gases". Mas o principal trabalho de sua vida foi dedicado à teoria da eletricidade. Publica duas obras principais sobre a teoria do campo eletromagnético que criou: "On Physical Lines of Force" (1861-1862) e "Dynamic Theory of the Electromagnetic Field" (1864-1865). Por dez anos, Maxwell tornou-se um cientista proeminente, o criador da teoria fundamental dos fenômenos eletromagnéticos, que, juntamente com a mecânica, a termodinâmica e a física estatística, tornou-se um dos fundamentos da física teórica clássica. Durante o mesmo período de sua vida, Maxwell começou a trabalhar em medições elétricas. Ele estava especialmente interessado em um sistema racional de unidades elétricas, uma vez que a teoria eletromagnética da luz que ele criou baseava-se apenas na coincidência da proporção de unidades eletrostáticas e eletromagnéticas de eletricidade com a velocidade da luz. É bastante natural que ele tenha se tornado um dos membros ativos da "Comissão de Unidades" da Associação Britânica. Além disso, Maxwell compreendeu profundamente a estreita ligação entre ciência e tecnologia, a importância dessa união tanto para o progresso da ciência quanto para o progresso técnico. Portanto, desde os anos sessenta até o final de sua vida, trabalhou incansavelmente no campo das medições elétricas. A vida estressante em Londres havia afetado a saúde de Maxwell e sua esposa, e eles decidiram morar na propriedade da família em Glenlar. Esta decisão tornou-se inevitável após a doença grave de Maxwell no final de suas férias de verão em 1865, que ele passou como de costume em sua propriedade. Maxwell deixou o serviço em Londres e viveu por cinco anos (de 1866 a 1871) em Glenlare, viajando ocasionalmente para Cambridge para exames, e somente em 1867, a conselho dos médicos, viajou para a Itália. Estando envolvido em assuntos econômicos em Glenlar, Maxwell não deixou estudos científicos. Trabalhou arduamente na principal obra de sua vida, Um Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo, escreveu o livro The Theory of Heat, um importante trabalho sobre reguladores, vários artigos sobre a teoria cinética dos gases e participou de reuniões do Associação. A vida criativa de Maxwell no campo continuou tão intensamente quanto na cidade universitária. Em 1871, Maxwell publicou The Theory of Heat em Londres. Este livro foi muito popular. O cientista escreveu que o objetivo de seu livro "A Teoria do Calor" era apresentar a doutrina do calor "na sequência em que se desenvolveu". Logo após a publicação de The Theory of Heat, Maxwell recebeu uma oferta para assumir a recém-organizada cadeira de física experimental em Cambridge. Ele concordou e em 8 de março de 1871 foi nomeado Professor Cavendish na Universidade de Cambridge. Em 1873 foram publicados o Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo (em dois volumes) e o livro Matéria e Movimento. "Matéria e Movimento" é um pequeno livro dedicado à apresentação dos fundamentos da mecânica. "Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo" - a principal obra de Maxwell e o auge de seu trabalho científico. Nele, ele resumiu os resultados de muitos anos de trabalho sobre eletromagnetismo, que começou no início de 1854. O prefácio do "Tratado" é datado de 1º de fevereiro de 1873. Dezenove anos Maxwell trabalhou em seu trabalho fundamental! Maxwell revisou todo o conhecimento sobre eletricidade e magnetismo de seu tempo, começando com os fatos básicos da eletrostática e terminando com a teoria eletromagnética da luz que ele criou. Ele resumiu a luta entre as teorias de ação de longo e curto alcance, que começou durante a vida de Newton, dedicando o último capítulo de seu livro à consideração de teorias de ação à distância. Maxwell não falou abertamente contra as teorias da eletricidade que existiam antes dele; ele apresentou o conceito de Faraday como igual às teorias dominantes, mas todo o espírito de seu livro, sua abordagem à análise de fenômenos eletromagnéticos, era tão novo e incomum que os contemporâneos se recusaram a entender o livro. No famoso prefácio do Tratado, Maxwell caracteriza o propósito de seu trabalho da seguinte forma: descrever os fenômenos eletromagnéticos mais importantes, mostrar como eles podem ser medidos e "traçar as relações matemáticas entre as quantidades medidas". Ele indica que tentará "na medida do possível esclarecer a conexão entre a forma matemática dessa teoria e a dinâmica geral, a fim de estar preparado, em certa medida, para a definição dessas leis dinâmicas, entre as quais devemos olhar para ilustrações ou explicações de fenômenos eletromagnéticos." Maxwell considera as leis da mecânica como as leis fundamentais da natureza. Não é por acaso que, portanto, como premissa fundamental para suas equações básicas da teoria eletromagnética, ele estabelece as provisões básicas da dinâmica. Mas, ao mesmo tempo, Maxwell entende que a teoria dos fenômenos eletromagnéticos é uma teoria qualitativamente nova, não redutível à mecânica, embora a mecânica facilite a penetração nesse novo campo dos fenômenos naturais. As principais conclusões de Maxwell se resumem ao seguinte: um campo magnético alternado excitado por uma corrente variável cria um campo elétrico no espaço circundante, que por sua vez excita um campo magnético etc. único campo eletromagnético alternado é uma onda eletromagnética. Ele derivou equações mostrando que o campo magnético criado por uma fonte de corrente se propaga a uma velocidade constante. Tendo surgido, o campo eletromagnético se propaga no espaço à velocidade da luz de 300 km/s, ocupando um volume cada vez maior. D. Maxwell argumentou que as ondas de luz são da mesma natureza que as ondas que surgem em torno de um fio no qual existe uma corrente elétrica alternada. Eles diferem um do outro apenas no comprimento. Comprimentos de onda muito curtos são a luz visível. Em meados dos anos setenta, o trabalho de Maxwell "On the Dynamic Proof of the Molecular Structure of Bodies" foi publicado, representando uma importante adição à sua "Teoria do Calor" e seu trabalho sobre a teoria cinética dos gases. Em 1874, inicia uma importante obra histórica: o estudo da herança científica do cientista setecentista Henry Cavendish e a prepara para publicação. Após a pesquisa de Maxwell, ficou claro que muito antes de Faraday, Cavendish descobriu a influência de um dielétrico na magnitude da capacitância elétrica, e 15 anos antes de Coulomb descobrir a lei das interações elétricas. Os trabalhos de Cavendish sobre eletricidade, descrevendo experimentos, ocuparam um grande volume, publicado em 1879 sob o título "Papers on Electricity of the Honorable Henry Cavendish". Foi o último livro de Maxwell publicado durante sua vida. Em 5 de novembro de 1879, ele morreu em Cambridge. Autor: Samin D. K.
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