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James Clerk Mawell

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James Maxwell ist wohl einer der wichtigsten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts. Viele Wissenschaftler stufen ihn neben Namen wie Albert Einstein und Sir Isaac Newton ein. Dies liegt daran, dass seine revolutionäre Arbeit bei der Definition elektromagnetischer Strahlung anhand seiner Feldgleichungen die Grundlage für viele andere bildete, auf denen sie ihre Arbeit entwickeln konnten. Es führte zur Entdeckung und zum Verständnis von Funkwellen und zur Entwicklung der Funk- und Funktechnologie, die ein wesentlicher Bestandteil der heutigen Welt ist. In der Tat ist die Bedeutung seiner Arbeit so groß, dass Albert Einstein sie als "die tiefgreifendste und fruchtbarste bezeichnete, die die Physik seit Newtons Zeiten erlebt hat".

Heute kennen HF-Ingenieure den Namen Maxwell aufgrund seiner Gleichungen. Einige könnten in der Lage sein, seine Gleichungen aufzuschreiben oder zu manipulieren, aber nur sehr wenige Menschen würden viel über den Mann selbst wissen.

Maxwells frühes Leben

James Clerk Maxwell war ein Einzelkind, das am 13. in der India Street 14 in Edinburgh in einem komfortablen mittleren Hintergrund geboren wurdeth Juni 1831. Seine Eltern John und Frances heirateten 1826 und zogen nach der Geburt ihres Sohnes nach "Glenair", einem neu erbauten Haus auf dem Familienbesitz im ländlichen Kirkcudbrightshire, das von der Familie geerbt worden war.

Schon in jungen Jahren zeigte Maxwell ein sehr großes Interesse an seiner Umgebung. Er befragte die um ihn herum und fragte ständig: "Was ist los? Was macht es?" Anscheinend war er mit einer vagen Antwort nicht zufrieden und drückte seine Frage nach Hause, bis eine zufriedenstellende Antwort gegeben wurde.

Leider starb James 'Mutter 1839 an Bauchkrebs. Sie hatte offensichtlich große Schmerzen gehabt, denn als Maxwell gesagt wurde, dass "sie jetzt im Himmel ist", soll er bemerkt haben: "Ich bin so froh, dass sie keine Schmerzen mehr haben wird."

Der Plan seiner Eltern war, dass sie den jungen James zu Hause bis zu seinem 13. Lebensjahr erziehen und dann die Universität von Edinburgh besuchen sollten. Der Tod seiner Mutter bedeutete jedoch, dass andere Pläne erforderlich waren. Zunächst wurde ein 16-jähriger Junge eingestellt, um ihn zu unterrichten. Dieses Arrangement funktionierte nicht und seine Tante Jane Cay half mit, indem sie sich um ihn kümmerte, so dass er 1841 die Edinburgh Academy besuchen konnte. Er besuchte jedoch häufig seinen Vater, dem er sehr nahe stand.

Während seiner Zeit an der Akademie galt er zunächst als schüchtern und langweilig und war etwas exzentrisch. Er fand keine Freunde und verbrachte einen Großteil seiner Freizeit damit, zu lesen, ungewöhnliche Diagramme zu zeichnen und mechanische Modelle herzustellen. Infolgedessen erhielt er den Spitznamen "Dafty", den er nicht zu verlieren versuchte. Er überraschte jedoch viele Menschen, als er im Alter von vierzehn Jahren seine erste wissenschaftliche Arbeit im Verfahren der Royal Society of Edinburgh veröffentlichte. Das Papier befasste sich mit Ellipsen, und obwohl Descartes zuvor das Thema der Arbeit behandelt hatte, war es für einen Vierzehnjährigen immer noch eine bemerkenswerte Leistung.

Maxwell an der Universität

Dann, im Alter von 16 Jahren, schrieb ihn sein Vater an der Universität von Edinburgh ein. Er verbrachte drei Jahre hier und wechselte seine Zeit zwischen Glenair und Edinburgh. An der Universität studierte er verschiedene Themen, von polarisiertem Licht und Stereoskop über Galvanismus, Rollkurven bis hin zur Kompression von Festkörpern. Er ließ ein weiteres Papier vorlegen, das jedoch angesichts seines Alters für ihn gelesen wurde.

Maxwell musste eine Entscheidung über seine Karriere treffen. Es wurde erwartet, dass er seinem Vater ins Gesetz folgte, aber wie Maxwell sagte, fühlte er sich aufgefordert, "eine andere Art von Gesetz" zu studieren. So zog Maxwell drei Jahre nach seinem Eintritt in die Edinburgh University nach Cambridge. Er fand das schwierig, weil es bedeutete, seinen Vater zu verlassen. Es gab auch Bedenken hinsichtlich seiner empfindlichen Gesundheit.

Trotzdem zog er 1850 nach Cambridge. Sein Tutor bemerkte, dass er eine Menge Wissen hatte, das für einen so jungen Mann wirklich immens war, aber sich in einem Zustand erheblicher Unordnung befand. Er verbrachte seine Zeit in Cambridge am Trinity College, wo er glaubte, es sei einfacher, sein Stipendium zu erhalten! Hier studierte er Mathematik und nach drei Jahren, die er als sehr angenehme und sehr stärkende Arbeit bezeichnete, saß er im Januar 1854 für seine Tripos und wurde Zweiter.

Erste Entdeckungen

Maxwell blieb in Cambridge und arbeitete einige Zeit an einer Erweiterung von Faradays Theorien über Elektrizität und Magnetkraftlinien. Ein aus dieser Arbeit resultierendes Papier mit dem Titel "Auf Faradays Kraftlinien" wurde der Cambridge Philosophical Society 1855 und 1856 in zwei Teilen vorgelesen. Es zeigte, dass einige relativ einfache mathematische Gleichungen die elektrischen und magnetischen Felder und die Wechselwirkung zwischen ihnen beschreiben konnten .

Während Maxwell diese großen Erfolge erzielte und seine Zeit genoss, wurde sein Vater 1856 krank. Maxwell wollte bei ihm sein und zog nach Schottland, um die Position des Professors für Naturphilosophie am Marischal College in Aberdeen zu übernehmen. Doch kurz nach der Annahme der Position starb Maxwells Vater. Trotzdem übernahm Maxwell immer noch den Posten und begann im November 1856.

Wenig später gab das St. John's College in Cambridge bekannt, dass das Thema für den Adam-Preis die Bewegung der Saturnringe sein sollte. Maxwell und ein Freund hatten über sie gesprochen, als sie an der Edinburgh Academy waren, und er interessierte sich sehr für den Preis. Dementsprechend widmete sich ein Großteil seiner ersten zwei Jahre in Aberdeen diesem Thema. In seiner Analyse zeigte er, dass die Ringe nur existieren könnten, wenn sie aus kleinen festen Partikeln bestehen, was weit über hundert Jahre später bestätigt wurde, als das Raumschiff Voyager sie untersuchte. Es überrascht nicht, dass Maxwells Forschung ihm den Adam-Preis einbrachte.

Während seiner Zeit in Aberdeen lernte Maxwell Katherine Dewar kennen und die beiden heirateten 1859. Obwohl das Paar nie Kinder hatte, war ihre Beziehung sehr eng und es handelte sich angeblich um eine Ehe von "beispielloser Hingabe".

Ehe für Maxwell

Katherine war die Tochter des Direktors des College, aber trotzdem gelang es Maxwell nicht, seinen Posten zu behalten, als Marischal und King's College zur Universität von Aberdeen zusammengefasst wurden. Infolgedessen bewarb er sich erfolgreich um die vakante Professur für Naturphilosophie am King's College London und übernahm 1860 das Amt.

Maxwell hatte das Amt sechs Jahre lang bei Kings inne, und während seiner Zeit hier unternahm er seine wichtigste Arbeit, um die Eigenschaften der von ihm postulierten elektromagnetischen Felder weiter zu untersuchen. Er entdeckte, dass sie sich ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit wie Licht bewegten und schlug vor, dass Licht tatsächlich eine elektromagnetische Welle war. Er veröffentlichte auch zwei klassische Artikel zu diesem Thema.

Seine Forschungen beschränkte er sich jedoch nicht auf die elektromagnetische Theorie. Er beschäftigte sich mit der kinetischen Theorie der Gase und als Ergebnis trägt eine Wahrscheinlichkeitsfunktion seinen Namen. Diese Arbeit führte dazu, dass er 1866 einen Vortrag vor der Royal Society hielt. Zuvor war er 1861 in die Society gewählt worden.

Während seines Aufenthalts in London hatte er auch die Gelegenheit, Faraday gut zu treffen und kennenzulernen. Ein Beispiel für ihre Freundschaft wurde gezeigt, als Maxwell an einem von Faradays Vorträgen teilnahm. Als die Dichte der Menge, die den Hörsaal verließ, Maxwell daran hinderte, herauszukommen, hörte man den Faraday, der sich auf seine Arbeit an Gasen bezog, sagen: "Ho Maxwell, können Sie nicht raus? Wenn jemand seinen Weg durch eine Menge finden kann, sollte er es tun." sei du! "

Am King's College

1865 legte Maxwell seine Professur bei Kings nieder und zog sich in sein Familiengut in Glenair zurück. Die meiste Zeit verbrachte er hier und vergrößerte das Haus nach einem Plan, den sein Vater gemacht hatte. Er unterhielt jedoch weiterhin einige Verbindungen zum King's College, da er als externer Prüfer fungierte und jedes Frühjahr zurückkehrte. Im Frühjahr und Sommer 1867 unternahm er mit seiner Frau eine Italienreise. Er beschäftigte sich jedoch mit seinen wissenschaftlichen Aktivitäten, indem er ein Hauptwerk mit dem Titel Abhandlung über Elektrizität und Magnetismus schrieb. In diesem Band werden seine vier Gleichungen angegeben. Die Arbeit, die als einer der großen wissenschaftlichen Texte anerkannt ist und ein Vorwort enthält, in dem Maxwell erklärt, sein Hauptziel sei es gewesen, Faradays physikalische Ideen in eine mathematische Form umzuwandeln, die als Erklärung für ihre Entstehung dienen würde. Eine der Schlussfolgerungen der Arbeit war, dass es eine Form von elektromagnetischen Wellen gab und dass er "kaum den Schluss ziehen konnte, dass Licht aus denselben Wellen desselben Mediums besteht, das die Ursache für elektrische und magnetische Phänomene ist".

Trotz der Tatsache, dass Maxwell im "Ruhestand" war, trat die Universität Cambridge mit dem Angebot an ihn heran, der erste Cavendish-Professor für Physik zu werden. Etwas widerstrebend nahm er das Amt im März 1871 an. Er machte sich jedoch bald genüsslich an seine neuen Aufgaben. Im Rahmen seiner Aufgaben konnte Maxwell ein neues Physiklabor einrichten, das Cavendish-Labor heißen sollte. Maxwell war sehr daran interessiert, dieses Zentrum zu einem weltbekannten Zentrum zu machen, und seine Begeisterung war so groß, dass er sogar bei der Gestaltung des Labors half.

Während seiner Zeit in Cambridge unterrichtete Maxwell nur wenige Schüler, die jedoch von höchster Qualität waren. Einer von ihnen war Ambrose (später Sir Ambrose) Fleming, der Erfinder des Diodenventils und Professor der UCL. Später bemerkte er, dass Maxwell zu viel Lernen und zu viel Originalität hatte, um im Grundschulunterricht in Bestform zu sein. Für diejenigen, die ihm folgen konnten, war es eine Freude, dies hinzuzufügen.

Maxwells letzte Tage

Einige Jahre später, während des Ostersemesters 1879, wurde Maxwell krank. Seine Gesundheit war immer etwas empfindlich gewesen und zwei Jahre zuvor hatte er Verdauungsprobleme gehabt, sich aber entschieden, sie zu ignorieren. Jetzt verschlechterte sich seine Gesundheit entschieden. Trotzdem hielt er seine Vorlesungen bis zum Ende des Semesters. Nach Ende des Semesters kehrte er für den Sommer mit seiner ebenfalls kranken Frau nach Glenair zurück. Sein Gesundheitszustand verschlechterte sich stetig und trotz der Schmerzen, die er erlitt, blieb er sehr fröhlich. Nach dem Sommer kehrte er nach Cambridge zurück und konnte fast nicht mehr laufen. Am 5. starb er schließlichth November.

Es scheint, dass Maxwell an Bauchkrebs gelitten hatte, genau der Krankheit, die seine Mutter im gleichen Alter erlitten hatte. Sein Arzt kommentierte: "Kein Mann ist jemals bewusster oder ruhiger dem Tod begegnet."

Maxwell hatte in seinem Leben eine beachtliche Menge erreicht. Seine Hauptbeiträge sind zweifellos seine Theorie des elektromagnetischen Feldes und die daraus resultierenden Gleichungen. Er leistete jedoch erhebliche Beiträge zu vielen anderen Bereichen der Wissenschaft, einschließlich der Thermodynamik und der kinetischen Theorie der Gase. Er studierte auch frühe Formen der Farbfotografie und entwickelte einige Experimente, um zu zeigen, dass es funktionieren könnte. Er hat zu dem beigetragen, was heute als Informationstheorie bekannt ist, und es gibt noch viel mehr.

In seinem Privatleben war bekannt, dass er einen ausgeprägten Sinn für Spaß und Humor hatte, oft praktische Witze über Menschen spielte und sie neckte. Einmal erklärte er einer Gruppe bedeutender Wissenschaftler auf schelmische Weise den Unterschied zwischen Celsius und Fahrenheit.

Im Leben hatte James Clark Maxwell einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung unseres Verständnisses vieler Aspekte der Wissenschaft geleistet. Maxwell erhielt jedoch keine öffentlichen Auszeichnungen und wurde ruhig auf einem kleinen Kirchhof in Parton in Schottland beigesetzt.


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