Джеймс Максвелл

На Гавайях находится огромный телескоп, который назван в честь Джеймса Максвелла, одного из основателей современной физики и техники.  Этот телескоп используется для изучения Солнечной Системы, межзвёздной пыли и газа, а также дальних галактик.

В ходе занятия вы узнаете о жизни и научных открытиях Джеймса Максвелла.

Джеймс Клерк Максвелл родился в Эдинбурге в 1831 году в состоятельной дворянской семье, принадлежавшей к знатному и старинному шотландскому роду Клерков. Его отец, Джон Клерк Максвелл, был владельцем фамильного имения Миддлби в Южной Шотландии и поэтому взял фамилию Максвелл.

Детство Джеймса прошло в Гленлере — живописном уголке, расположенном в нескольких милях от залива Ирландского моря. Джеймс очень любил переделывать вещи, улучшая их конструкцию, мастерить, рисовать, умел вязать и вышивать. Его природная любознательность и склонность к уединённым размышлениям находили полное понимание у его родных и особенно у отца. Дружбу с отцом Джеймс пронёс через всю жизнь, и, став взрослым, он скажет, что величайшая удача в жизни — иметь добрых и мудрых родителей.

В 10 лет Джеймс поступил в Эдинбургскую академию. До пятого класса он учился без особого интереса, много болел. В пятом классе мальчик увлёкся геометрией, начал мастерить модели геометрических тел и придумывать свои методы решения задач. В 1846 году, когда ему не было и пятнадцати лет, он написал свою первую научную работу — «О черчении овалов и об овалах со многими фокусами». Дело в том, что Джеймс разработал свой способ рисования овалов с помощью булавок, нитей и карандаша. Этот способ высоко оценили учёные со всего мира.

Джеймс Максвелл поступил в Эдинбургский университет, где слушал лекции физика Форбса, математика Филипа Келланда, философа Уильяма Гамильтона.

В 19 лет Джеймс перевёлся в Кембриджский университет, в знаменитый Тринити-колледж, где в своё время учился Исаак Ньютон. В Кембридже Максвелл проводил различные эксперименты, некоторые из них касались оптики — науки, изучающей явления и свойства света.

Джеймс Максвелл считается автором теории цветосмешения. Ранее считалось, что белый цвет получается путём смешения красного, синего и жёлтого цветов, а Джеймс опроверг эту теорию. Опыты Максвелла показали — что смешение жёлтого и синего цветов даёт не зелёный, как тогда полагали, а розовый оттенок. Он доказал, что базовыми цветами являются зелёный, красный и синий.

Теория цвета берёт своё начало в работах Исаака Ньютона. Максвелл проводил эксперименты по смешению цвета, для которых использовал цветовой волчок — прикреплённый к оси диск, сектора которого были раскрашены разные цвета.

Максвелл с помощью своего волчка продемонстрировал, что белый цвет нельзя получить смешением синего, красного и жёлтого, как считалось ранее, а основными цветами являются красный, зелёный и синий.

Такая цветовая модель называется RGB — это аббревиатура английских слов Red, Green, Blue, то есть, «красный», «зелёный», «синий».

Вы можете провести эксперимент. Возьмите лупу и посмотрите на белую страницу на мониторе. Вы увидите вот такую сетку…

Этот эксперимент подтверждает исследования Максвелла.

После окончания Кембриджского университета Джеймс Максвелл получил премию Смита, присуждавшуюся за победу на труднейшем математическом экзамене. Максвелл остался в Тринити-колледже в качестве преподавателя. Его очень любили студенты и с радостью ходили на лекции.

Спустя два года работы в Кембридже Максвелл уехал в Шотландию, чтобы преподавать в Абердинском университете. Здесь он написал работу «Об устойчивости колец Сатурна». Кольца были открыты Галилео Галилеем в начале XVII века и долгое время оставались загадкой природы. Многие думали, что Сатурн окружён сплошными кольцами, состоящими из непонятного вещества. Учёные считали, что кольца твёрдые и вращаются вокруг планеты.

Джеймс Максвелл провёл свои исследования и пришёл к выводу, что кольца Сатурна не твёрдые и не жидкие. Если б они были такими, то обязательно упали бы на планету. Максвелл доказал, что кольца — это огромное количество мелких частиц, не связанных между собой. Позже учёные выяснили, что эти частицы состоят из льда и пыли.

Джеймс Максвелл сделал первую в истории цветную фотографию. Он решил сфотографировать бант, повязанный из трёхцветной ленты, помещённый на фоне чёрного бархата. Фотографирование велось при ярком солнечном свете и проводилось через прозрачный плоский сосуд, наполненный раствором хлорида меди. Раствор был ярко-зелёного цвета. Фотография получила название «Тартановая лента», или «Ленточка из шотландки».

В 1860 году Максвелл вернулся в Лондон и стал профессором физики в Лондонском университете. Здесь он впервые встретился со своим кумиром — Майклом Фарадеем, который был уже стар и болен.

Спустя 5 лет жизни в Лондоне Максвелл покинул столицу и вернулся в своё имение Гленлер. Однажды во время конной прогулки он упал с лошади и получил серьёзную травму. Опасаясь за жизнь физика, врачи запретили ему заниматься умственным трудом. Максвелл отдыхал в имении, но всё равно думал о своих исследованиях. После выздоровления Максвелл активно взялся за хозяйственные дела, перестройку и расширение своего поместья. Он регулярно посещал Лондон, а также Кембридж, где принимал участие в приёме экзаменов.

В 1871 году на средства потомка известного английского учёного XVIII века Генри Кавендиша была учреждена кафедра экспериментальной физики в Кембриджском университете, первым профессором которой был приглашён стать Максвелл. Вместе с кафедрой он принял и лабораторию. Её строительство велось под наблюдением и руководством Максвелла. Это была будущая знаменитая Кавендишская лаборатория — научный и исследовательский центр, прославившийся на весь мир.

Максвелл говорил: «Я никогда не отговариваю человека от попытки провести тот или иной эксперимент; если он не найдёт того, что ищет, он, может быть, откроет нечто иное».

Джеймс Максвелл был прекрасным руководителем лаборатории и имел непререкаемый авторитет среди сотрудников. Он отличался большой простотой, мягкостью и искренностью в общении с людьми, всегда был принципиален и активен, ценил и любил юмор. Максвелл никогда не проявлял себялюбия и обидчивости, не стремился к славе и всегда спокойно принимал критику в свой адрес. Его спутниками всегда были самообладание и выдержка.

В науке и жизни Максвелл был истинным джентльменом. Он увлекался английской поэзией и сам писал стихи, сочинял на них музыку и пел, аккомпанируя себе на гитаре. Даже лекции по физике, предназначенные для женской аудитории, умел писать в шутливой стихотворной форме. Учёный хорошо знал греческий, латинский, итальянский, французский и немецкий языки.

В 46 лет Джеймс Максвелл серьёзно заболел. Он с трудом мог дышать, но продолжал читать лекции. Максвелл оставался уравновешенным и спокойным. Учёный мужественно встретил слова врача о том, что ему осталось жить не более месяца.

5 ноября 1879 года Джеймс Максвелл умер. Он был похоронен недалеко от родового имения, в шотландской деревне Партон.

В Эдинбурге был установлен памятник Джеймсу Максвеллу. Он изображает учёного сидящим. Возле его ног — любимая собака Тоби. Максвелл держит в руках цветовой волчок, который использовал для проведения экспериментов.

На постаменте памятника созданы красивые рельефы. С одной стороны изображён бог солнца Аполлон. Лучи, которые он посылает, проходят сквозь призмы Исаака Ньютона и достигают богини утренней зари Авроры.

На другой стороне постамента Альберт Эйнштейн показывает, как тела влияют на окружающее пространство и изменяют его.

В 1931 году в Вестминстерском аббатстве была открыта мемориальная плита в честь Джеймса Максвелла.