Biografia de James Clerk Maxwell | Cientistas famosos.
"Uma época científica terminou e outra começaram com James Clerk Maxwell". Não acredita em mim? Bem, eu não era a primeira pessoa a dizê-lo – Albert Einstein disse primeiro.
Quando Einstein foi perguntado se ele tinha estado nos ombros de Newton, ele respondeu: "Não, não pé sobre os ombros de Maxwell".
E Richard Feynman, um dos maiores físicos do século XX disse:
"... .the grandes transformações de idéias vem muito raramente... poderíamos pensar de descoberta de Newton as leis da mecânica e da gravitação, a teoria de Maxwell de eletricidade e o magnetismo, a teoria de Einstein da relatividade, e... a teoria da mecânica quântica."
James Clerk Maxwell é um dos gigantes da física. Infelizmente, seu trabalho é menos famoso do que a dos outros grandes – possivelmente porque sua coroa de glória – as equações de Maxwell – são tão difíceis de entender.
Em produzir essas equações, ele foi o primeiro cientista a unificar a qualquer uma das forças fundamentais da natureza. Ele descobriu que eletricidade e magnetismo são na verdade, a nível mais profundo, a mesma força – a força eletromagnética. Ao fazer isso, Maxwell provou que a luz é uma onda eletromagnética e tão ligada eletricidade, magnetismo e óptica.
Como se este feito não bastasse, sua teoria cinética dos gases explicado com precisão a origem da temperatura.
Ele introduziu a probabilidade na física do muito pequeno, que fixa as bases para a teoria quântica.
Ele foi a primeira pessoa a produzir uma fotografia a cores; e ele usou a matemática para explicar os anéis de Saturno, mais de 100 anos antes que as naves espaciais Voyager confirmaram que ele estava absolutamente certo.
Além de suas grandes descobertas, em sua vida pessoal, ele era conhecido por sua capacidade para o trabalho duro, da sua simpatia, bondade pessoal e generosidade.
Frequentou o liceu em Edimburgo – Academia de Edimburgo – onde ele publicou seu primeiro trabalho acadêmico, 'Curvas Oval' com a idade de apenas 14. Por esta idade, ele havia memorizado também completamente a Bíblia. Maxwell era um protestante evangélico, que acreditava que sua religião era um assunto privado. Como Isaac Newton, ele viu sem divergências entre a ciência e a religião dele.
Incapaz de compreender adequadamente o gênio em sua classe, alguns dos rapazes na escola deram Maxwell o nome 'Dafty'.
Classes de escola de Maxwell tinham tantos 60 crianças neles. Um de seus colegas, W. Macfarlane depois disse dele:
Com 19 anos, mudou-se para a Universidade de Cambridge, estudando matemática, tornando-se um Fellow do Trinity College, quando ele tinha 24, compartilhando o prêmio Smith para a física teórica e matemática com Edward Routh.
Em 1856, 25 anos de idade, ele foi premiado com o prémio mais alto de Edimburgo em matemática, a medalha de ouro de Straiton, e no mesmo ano, foi nomeado para a cadeira de Filosofia Natural na Universidade de Aberdeen, onde permaneceu por quatro anos.
Durante este tempo ele formulado e publicado sua brilhante análise sobre como os anéis de Saturno podem ser estáveis por um longo tempo. Top astrônomo britânico da época, o astrônomo real britânico, Sir George Biddell Airy disse sobre o trabalho:
Neste ano, ele também estabelece que a cada molécula de ar à temperatura ambiente colide em média 8 mil milhões de vezes por segundo com outras moléculas.
Maxwell ficou em Londres até 1865, realização de muitos de seus trabalhos mais notáveis.
Ele então retornou para sua família em casa na Escócia há seis anos, que dedicou à experiências, cálculos e escrita. Em 1866, ele escreveu:
Em 1871, tornou-se Professor da Universidade de Cambridge, onde permaneceu até sua morte em 1879, Cavendish 48 anos apenas.
O resultado de projectar as três imagens simultaneamente para uma tela foi uma imagem de cor do pano tartan – primeira foto de cor do mundo, em 1861.
Maxwell usado matemática para investigar as causas fundamentais do comportamento elétrico e magnético, produzindo o que são, para os físicos profissionais, algumas das mais belas equações usam – equações de Maxwell. Estas equações geralmente não são ensinadas até anos mais tarde, em física da Universidade ou cursos de matemática aplicada.
Maxwell mostrou que deve haver ondas eletromagnéticas, cuja velocidade ele calculou seria idêntica da velocidade da luz, que as pessoas já sabiam de experimentos. Maxwell, então sabia que a luz deve ser uma onda eletromagnética.
Ele também ressaltou que infravermelho e outros, ainda não descobertos raios eletromagnéticos, viajaria à velocidade da luz. Agora sabemos que de fato existem outros raios, como ondas de rádio, microondas, raios UV e raios-x, e todos eles viajam à velocidade da luz.
Em 1887, oito anos após a morte de Maxwell, Heinrich Hertz finalmente demonstrado pela experiência que verdadeiramente existem ondas eletromagnéticas, que se comportam exatamente da maneira que Maxwell havia predito. Em 1901, Guglielmo Marconi foi transmitir ondas de rádio – a forma mais baixa de energia das ondas eletromagnéticas – através do Oceano Atlântico, da Grã-Bretanha para o Canadá. Iniciara-se a era das telecomunicações modernas, sem fios.
Ele percebeu que as partículas de gás que nem todos os movimento na mesma velocidade, porque colisões entre eles teriam alguns deles acelerar e desacelerar alguns deles. Maxwell mostrou que as partículas em um gás teria uma distribuição de velocidades diferentes e o que seria a distribuição.
Partir deste trabalho, ele mostrou que a segunda lei da termodinâmica – a lei que o calor sempre flui de objetos de temperatura superior para baixar objetos de temperatura – é uma lei estatística, com base no comportamento de um enorme número de partículas. Embora algumas partículas individuais podem desobedecer a lei, a maioria obedece a lei. É até possível que a lei poderia ser quebrada em uma escala maior, mas a probabilidade disso acontecer é incrivelmente pequena.
Usando a distribuição dos comportamentos de moléculas de gás, Maxwell desenvolvido física estatística. Seus métodos e aqueles mais desenvolvidos por Willard Gibbs foram as peças fundamentais da física de quântica do século seguinte, onde já não nos pode ser certo sobre o comportamento de partículas pequenas – podemos apenas olhar as chances de seu comportamento em particular maneiras.
Maxwell ajudou a mover física longe a visão de mundo clássica, mecânica de Newton para o quantum, visão probabilística que contamos hoje – uma visão que Albert Einstein nunca foi feliz, famosamente a dizer que "Deus não joga dados com o universo."
Com o falecimento de Maxwell, o mundo perdeu um dos seus maiores mentes.
Quando Einstein foi perguntado se ele tinha estado nos ombros de Newton, ele respondeu: "Não, não pé sobre os ombros de Maxwell".
E Richard Feynman, um dos maiores físicos do século XX disse:
"... .the grandes transformações de idéias vem muito raramente... poderíamos pensar de descoberta de Newton as leis da mecânica e da gravitação, a teoria de Maxwell de eletricidade e o magnetismo, a teoria de Einstein da relatividade, e... a teoria da mecânica quântica."
James Clerk Maxwell é um dos gigantes da física. Infelizmente, seu trabalho é menos famoso do que a dos outros grandes – possivelmente porque sua coroa de glória – as equações de Maxwell – são tão difíceis de entender.
Em produzir essas equações, ele foi o primeiro cientista a unificar a qualquer uma das forças fundamentais da natureza. Ele descobriu que eletricidade e magnetismo são na verdade, a nível mais profundo, a mesma força – a força eletromagnética. Ao fazer isso, Maxwell provou que a luz é uma onda eletromagnética e tão ligada eletricidade, magnetismo e óptica.
Como se este feito não bastasse, sua teoria cinética dos gases explicado com precisão a origem da temperatura.
Ele introduziu a probabilidade na física do muito pequeno, que fixa as bases para a teoria quântica.
Ele foi a primeira pessoa a produzir uma fotografia a cores; e ele usou a matemática para explicar os anéis de Saturno, mais de 100 anos antes que as naves espaciais Voyager confirmaram que ele estava absolutamente certo.
Além de suas grandes descobertas, em sua vida pessoal, ele era conhecido por sua capacidade para o trabalho duro, da sua simpatia, bondade pessoal e generosidade.
Vida de escola de Maxwell
James Clerk Maxwell nasceu em uma família rica em Edimburgo, na Escócia, em 13 de junho de 1831. Seu pai era um advogado, e a mãe dele morreu quando ele tinha apenas oito anos de idade.Frequentou o liceu em Edimburgo – Academia de Edimburgo – onde ele publicou seu primeiro trabalho acadêmico, 'Curvas Oval' com a idade de apenas 14. Por esta idade, ele havia memorizado também completamente a Bíblia. Maxwell era um protestante evangélico, que acreditava que sua religião era um assunto privado. Como Isaac Newton, ele viu sem divergências entre a ciência e a religião dele.
Incapaz de compreender adequadamente o gênio em sua classe, alguns dos rapazes na escola deram Maxwell o nome 'Dafty'.
Classes de escola de Maxwell tinham tantos 60 crianças neles. Um de seus colegas, W. Macfarlane depois disse dele:
Clerk Maxwell, quando ele entrou para a Academia, foi um pouco rústico e um tanto excêntrica. Meninos-o chamavam 'Dafty' e usado para tentar tirar sarro dele. Em uma ocasião, eu me lembro que com grande vigor, com uma espécie de força demoníaca, ele traiu seus algozes. Eu acho que ele foi deixar em paz depois disso e gradualmente ganhou o respeito até mesmo o mais insensível dos seus schoolfellows.Maxwell fez amizade firme com Lewis Campbell, que passou a se tornou um professor de grego na Universidade de St Andrews e Peter Guthrie Tait, que tornou-se professor de física na Universidade de Edimburgo.
Maxwell na Universidade – um estudante e, em seguida, Professor
Com 16 anos, Maxwell entrou para Universidade de Edimburgo durante três anos, cursando disciplinas de física (era então chamado filosofia natural), matemática e filosofia. Ele encontrou os cursos bastante fácil, deixando muito tempo livre para a sua própria investigação científica privada. Maxwell continuou a publicar trabalhos científicos sérios enquanto estudava para o seu grau.Com 19 anos, mudou-se para a Universidade de Cambridge, estudando matemática, tornando-se um Fellow do Trinity College, quando ele tinha 24, compartilhando o prêmio Smith para a física teórica e matemática com Edward Routh.
Em 1856, 25 anos de idade, ele foi premiado com o prémio mais alto de Edimburgo em matemática, a medalha de ouro de Straiton, e no mesmo ano, foi nomeado para a cadeira de Filosofia Natural na Universidade de Aberdeen, onde permaneceu por quatro anos.
Durante este tempo ele formulado e publicado sua brilhante análise sobre como os anéis de Saturno podem ser estáveis por um longo tempo. Top astrônomo britânico da época, o astrônomo real britânico, Sir George Biddell Airy disse sobre o trabalho:
É uma das mais notáveis aplicações da matemática à física que eu já vi. Enquanto no Aberdeen, ele deu uma palestra semanal, gratuito na faculdade um trabalho masculino. Ele também se casou com Katherine Mary Dewar, a filha da Universidade é principal. Maxwell perdeu o emprego na Aberdeen quando uma fusão dos colégios universitários deixadas redundante. Em 1860, idade 29, ele levou uma cátedra na faculdade do rei, Londres. Neste ano, ele também estabelece que a cada molécula de ar à temperatura ambiente colide em média 8 mil milhões de vezes por segundo com outras moléculas.
Maxwell ficou em Londres até 1865, realização de muitos de seus trabalhos mais notáveis.
Ele então retornou para sua família em casa na Escócia há seis anos, que dedicou à experiências, cálculos e escrita. Em 1866, ele escreveu:
Tenho agora meu tempo totalmente ocupado com as experiências e as especulações de um tipo físico, que poderia não comprometo-me, enquanto eu tinha deveres públicos. Durante esse tempo ele escreveu muito de seu inovador Tratado sobre eletricidade e magnetismo, que foi publicado em 1873.Em 1871, tornou-se Professor da Universidade de Cambridge, onde permaneceu até sua morte em 1879, Cavendish 48 anos apenas.
Mais descobertas
Cor no olho humano e fotografia
Experimentando com girar as rodas de cor, Maxwell deduziu que os receptores de luz no olho humano são capazes de ver apenas três cores de luz. Mais tarde ele raciocinou que ele poderia fazer uso de sua dedução para fazer uma fotografia colorida – de tartan. Ele tinha fotografias tiradas de tartan, primeiro através de um filtro de luz vermelha e, em seguida, um filtro verde, então um filtro azul.O resultado de projectar as três imagens simultaneamente para uma tela foi uma imagem de cor do pano tartan – primeira foto de cor do mundo, em 1861.
Eletromagnetismo – a primeira unificação das forças da natureza
Trabalho de Maxwell no eletromagnetismo foi inspirado por sua análise de dados de pessoas como Ampere, Oersted e, especialmente, Michael Faraday.Maxwell usado matemática para investigar as causas fundamentais do comportamento elétrico e magnético, produzindo o que são, para os físicos profissionais, algumas das mais belas equações usam – equações de Maxwell. Estas equações geralmente não são ensinadas até anos mais tarde, em física da Universidade ou cursos de matemática aplicada.
Maxwell mostrou que deve haver ondas eletromagnéticas, cuja velocidade ele calculou seria idêntica da velocidade da luz, que as pessoas já sabiam de experimentos. Maxwell, então sabia que a luz deve ser uma onda eletromagnética.
Ele também ressaltou que infravermelho e outros, ainda não descobertos raios eletromagnéticos, viajaria à velocidade da luz. Agora sabemos que de fato existem outros raios, como ondas de rádio, microondas, raios UV e raios-x, e todos eles viajam à velocidade da luz.
Difícil de entender, eles são a chave para nosso mundo moderno
Embora agora reconhecer o gênio e na verdade a beleza do trabalho de Maxwell, foi controverso quando ele primeiro publicou em 1864. Muitas pessoas não perceberam que as equações de Maxwell com precisão e completamente descreveram eletromagnetismo.Em 1887, oito anos após a morte de Maxwell, Heinrich Hertz finalmente demonstrado pela experiência que verdadeiramente existem ondas eletromagnéticas, que se comportam exatamente da maneira que Maxwell havia predito. Em 1901, Guglielmo Marconi foi transmitir ondas de rádio – a forma mais baixa de energia das ondas eletromagnéticas – através do Oceano Atlântico, da Grã-Bretanha para o Canadá. Iniciara-se a era das telecomunicações modernas, sem fios.
A teoria cinética dos Gases e física estatística – o fim da física de Newton
Em sua teoria cinética dos gases, Maxwell estabeleceu que a temperatura de um gás era totalmente dependente da velocidade de seus átomos individuais.Ele percebeu que as partículas de gás que nem todos os movimento na mesma velocidade, porque colisões entre eles teriam alguns deles acelerar e desacelerar alguns deles. Maxwell mostrou que as partículas em um gás teria uma distribuição de velocidades diferentes e o que seria a distribuição.
Partir deste trabalho, ele mostrou que a segunda lei da termodinâmica – a lei que o calor sempre flui de objetos de temperatura superior para baixar objetos de temperatura – é uma lei estatística, com base no comportamento de um enorme número de partículas. Embora algumas partículas individuais podem desobedecer a lei, a maioria obedece a lei. É até possível que a lei poderia ser quebrada em uma escala maior, mas a probabilidade disso acontecer é incrivelmente pequena.
Uma gota no oceano
Maxwell comparou as chances de uma dessas leis estatística sendo quebrados em grande escala para as chances de derramar um copo de água no oceano, e depois mais tarde mergulhando o vidro do oceano e achando que ele encheu com exatamente as mesmas moléculas que você derramou mais cedo.Usando a distribuição dos comportamentos de moléculas de gás, Maxwell desenvolvido física estatística. Seus métodos e aqueles mais desenvolvidos por Willard Gibbs foram as peças fundamentais da física de quântica do século seguinte, onde já não nos pode ser certo sobre o comportamento de partículas pequenas – podemos apenas olhar as chances de seu comportamento em particular maneiras.
Maxwell ajudou a mover física longe a visão de mundo clássica, mecânica de Newton para o quantum, visão probabilística que contamos hoje – uma visão que Albert Einstein nunca foi feliz, famosamente a dizer que "Deus não joga dados com o universo."
Uma morte precoce
Infelizmente, James Clerk Maxwell não era para desfrutar de uma vida longa. Ele morreu de câncer abdominal em 1879 com a idade de apenas 48. Estranhamente, a mãe dele tinha morrido com a mesma idade, da mesma doença. Ele foi socorrido por sua esposa, Katherine.Com o falecimento de Maxwell, o mundo perdeu um dos seus maiores mentes.
Traduzido del website: Famous Scientists para fins educacionais