МАКСВЕЛЛ

МАКСВЕЛЛ
МАКСВЕЛЛ (Maxwell) Джеймс Клерк (13 июня 1831, Эдинбург, - 5 ноября 1879, Кембридж), английский физик, создатель классической электродинамики, один из основоположников статистической физики, основатель одного из крупнейших мировых научных центров конца 19 - нач. 20 вв. - Кавендишской лаборатории; создал теорию электромагнитного поля, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света, установил первый статистический закон - закон распределения молекул по скоростям, названный его именем. Семья. Годы ученияМаксвелл был единственным сыном шотландского дворянина и адвоката Джона Клерка, который, получив в наследство поместье жены родственника, урожденной Максвелл, прибавил это имя к своей фамилии. После рождения сына семья переехала в Южную Шотландию, в собственное поместье Гленлэр ("Приют в долине"), где и прошло детство мальчика. В 1841 отец отправил Джеймса в школу, которая называлась "Эдинбургская академия". Здесь в 15 лет Максвелл написал свою первую научную статью "О черчении овалов". В 1847 он поступил в Эдинбургский университет, где проучился три года, и в 1850 перешел в Кембриджский университет, который окончил в 1854. К этому времени Максвелл был первоклассным математиком с великолепно развитой интуицией физика. Создание Кавендишской лаборатории. Преподавательская работаПо окончании университета Максвелл был оставлен в Кембридже для педагогической работы. В 1856 он получил место профессора Маришал-колледжа в Абердинском университете (Шотландия). В 1860 избран членом Лондонского королевского общества. В том же году переехал в Лондон, приняв предложение занять пост руководителя кафедры физики в Кинг-колледже Лондонского университета, где работал до 1865. Вернувшись в 1871 в Кембриджский университет, Максвелл организовал и возглавил первую в Великобритании специально оборудованную лабораторию для физических экспериментов, известную как Кавендишская лаборатория (по имени английского ученого Г. Кавендиша). Становлению этой лаборатории, которая на рубеже 19-20 вв. превратилась в один из крупнейших центров мировой науки, Максвелл посвятил последние годы своей жизни. Фактов из жизни Максвелла известно немного. Застенчивый, скромный, он стремился жить уединенно; дневников не вел. В 1858 Максвелл женился, но семейная жизнь, видимо, сложилась неудачно, обострила его нелюдимость, отдалила от прежних друзей. Существует предположение, что многие важные материалы о жизни Максвелла погибли во время пожара 1929 в его гленлэрском доме, через 50 лет после его смерти. Он умер от рака в возрасте 48 лет.Научная деятельностьНеобычайно широкая сфера научных интересов Максвелла охватывала теорию электромагнитных явлений, кинетическую теорию газов, оптику, теорию упругости и многое другое. Одними из первых его работ были исследования по физиологии и физике цветного зрения и колориметрии, начатые в 1852. В 1861 Максвелл впервые получил цветное изображение, спроецировав на экран одновременно красный, зеленый и синий диапозитивы. Этим была доказана справедливость трехкомпонентной теории зрения и намечены пути создания цветной фотографии. В работах 1857-59 Максвелл теоретически исследовал устойчивость колец Сатурна и показал, что кольца Сатурна могут быть устойчивы лишь в том случае, если состоят из не связанных между собой частиц (тел). В 1855 Максвелл приступил к циклу своих основных работ по электродинамике. Были опубликованы статьи "О фарадеевых силовых линиях" (1855-56), "О физических силовых линиях" (1861-62), "Динамическая теория электромагнитного поля" (1869). Исследования были завершены выходом в свет двухтомной монографии "Трактат об электричестве и магнетизме" (1873). Создание теории электромагнитного поляКогда Максвелл в 1855 начал исследования электрических и магнитных явлений, многие из них уже были хорошо изучены: в частности, установлены законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов (закон Кулона) и токов (закон Ампера); доказано, что магнитные взаимодействия есть взаимодействия движущихся электрических зарядов. Большинство ученых того времени считало, что взаимодействие передается мгновенно, непосредственно через пустоту (теория дальнодействия). Решительный поворот к теории близкодействия был сделан М. Фарадеем в 30-е гг. 19 в. Согласно идеям Фарадея, электрический заряд создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой, и наоборот. Взаимодействие токов осуществляется посредством магнитного поля. Распределение электрических и магнитных полей в пространстве Фарадей описывал с помощью силовых линий, которые по его представлению напоминают обычные упругие линии в гипотетической среде - мировом эфире. Максвелл полностью воспринял идеи Фарадея о существовании электромагнитного поля, то есть о реальности процессов в пространстве возле зарядов и токов. Он считал, что тело не может действовать там, где его нет. Первое, что сделал Максвелл - придал идеям Фарадея строгую математическую форму, столь необходимую в физике. Выяснилось, что с введением понятия поля законы Кулона и Ампера стали выражаться наиболее полно, глубоко и изящно. В явлении электромагнитной индукции Максвелл усмотрел новое свойство полей: переменное магнитное поле порождает в пустом пространстве электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями (так называемое вихревое электрическое поле). Следующий, и последний, шаг в открытии основных свойств электромагнитного поля был сделан Максвеллом без какой-либо опоры на эксперимент. Им была высказана гениальная догадка о том, что переменное электрическое поле порождает магнитное поле, как и обычный электрический ток (гипотеза о токе смещения). К 1869 все основные закономерности поведения электромагнитного поля были установлены и сформулированы в виде системы четырех уравнений, получивших название Максвелла уравнений. Из уравнений Максвелла следовал фундаментальный вывод: конечность скорости распространения электромагнитных взаимодействий. Это главное, что отличает теорию близкодействия от теории дальнодействия. Скорость оказалась равной скорости света в вакууме: 300000 км/с. Отсюда Максвелл сделал заключение, что свет есть форма электромагнитных волн. Работы по молекулярно-кинетической теории газовЧрезвычайно велика роль Максвелла в разработке и становлении молекулярно-кинетической теории (современное название - статистическая механика). Максвелл первым высказал утверждение о статистическом характере законов природы. В 1866 им открыт первый статистический закон - закон распределения молекул по скоростям (Максвелла распределение). Кроме того, он рассчитал значения вязкости газов в зависимости от скоростей и длины свободного пробега молекул, вывел ряд соотношений термодинамики.Максвелл был блестящим популяризатором науки. Он написал ряд статей для Британской энциклопедии и популярные книги: "Теория теплоты" (1870), "Материя и движение" (1873), "Электричество в элементарном изложении" (1881), которые были переведены на русский язык; читал лекции и доклады на физические темы для широкой аудитории. Максвелл проявлял также большой интерес к истории науки. В 1879 он опубликовал труды Г. Кавендиша по электричеству, снабдив их обширными комментариями. Оценка работ МаксвеллаРаботы ученого не были по достоинству оценены его современниками. Идеи о существовании электромагнитного поля казались произвольными и неплодотворными. Только после того, как Г. Герц в 1886-89 экспериментально доказал существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом, его теория получила всеобщее признание. Произошло это спустя десять лет после смерти Максвелла.После экспериментального подтверждения реальности электромагнитного поля было сделано фундаментальное научное открытие: существуют различные виды материи, и каждому из них присущи свои законы, не сводимые к законам механики Ньютона. Впрочем, сам Максвелл вряд ли отчетливо это сознавал и первое время пытался строить механические модели электромагнитных явлений.О роли Максвелла в развитии науки превосходно сказал американский физик Р. Фейнман: "В истории человечества (если посмотреть на нее, скажем, через десять тысяч лет) самым значительным событием 19 столетия, несомненно, будет открытие Максвеллом законов электродинамики. На фоне этого важного научного открытия гражданская война в Америке в том же десятилетии будет выглядеть провинциальным происшествием". Максвелл похоронен не в усыпальнице великих людей Англии - Вестминстерском аббатстве, - а в скромной могиле рядом с его любимой церковью в шотландской деревушке, недалеко от родового поместья.Сочинения:Избр. соч. по теории электромагнитного поля: Пер. с англ. М., 1954.Статьи и речи: Пер. с англ. М., 1968.Литература:Мак-Дональд Д. Фарадей, Максвелл и Кельвин: Пер. с англ. М., 1967.Кравец В. П. Максвелл. М., 1976.Г. Я. Мякишев

А — А, АА, АБ, АВ, АГ, АД, АЕ, АЖ, АЗ, АИ, АЙ, АК, АЛ, АМ, АН, АО, АП, АР, АС, АТ, АУ, АФ, АХ, АЦ, АЧ, АШ, АЭ, АЮ, АЯ

Б — Б, БА, БВ, БГ, БЕ, БЖ, БЗ, БИ, БЛ, БО, БП, БР, БС, БУ, БХ, БЦ, БЫ, БЬ, БЭ, БЮ, БЯ

В — В, ВА, ВВ, ВГ, ВД, ВЕ, ВЗ, ВИ, ВК, ВЛ, ВМ, ВН, ВО, ВП, ВР, ВС, ВТ, ВУ, ВХ, ВЦ, ВЧ, ВШ, ВЩ, ВЫ, ВЬ, ВЭ, ВЮ, ВЯ

Г — Г, ГА, ГВ, ГД, ГЕ, ГЖ, ГИ, ГК, ГЛ, ГМ, ГН, ГО, ГР, ГТ, ГУ, ГХ, ГЫ, ГЬ, ГЭ, ГЮ, ГЯ

Д — Д, ДА, ДВ, ДД, ДЕ, ДЖ, ДЗ, ДИ, ДЛ, ДМ, ДН, ДО, ДП, ДР, ДУ, ДХ, ДЫ, ДЬ, ДЭ, ДЮ, ДЯ

Е — Е, ЕА, ЕВ, ЕГ, ЕД, ЕЖ, ЕЗ, ЕЙ, ЕК, ЕЛ, ЕМ, ЕН, ЕО, ЕП, ЕР, ЕС, ЕТ, ЕУ, ЕФ, ЕХ, ЕШ, ЕЭ, ЕЯ

Ж — Ж, ЖА, ЖВ, ЖГ, ЖД, ЖЕ, ЖЖ, ЖИ, ЖЛ, ЖМ, ЖН, ЖО, ЖР, ЖУ, ЖЭ, ЖЮ, ЖЯ

З — З, ЗА, ЗБ, ЗВ, ЗГ, ЗД, ЗЕ, ЗИ, ЗЛ, ЗМ, ЗН, ЗО, ЗР, ЗС, ЗУ, ЗЫ, ЗЮ, ЗЯ

И — И, ИА, ИБ, ИВ, ИГ, ИД, ИЕ, ИЖ, ИЗ, ИИ, ИЙ, ИК, ИЛ, ИМ, ИН, ИО, ИП, ИР, ИС, ИТ, ИУ, ИФ, ИХ, ИЦ, ИЧ, ИШ, ИЮ, ИЯ

Й — Й, ЙЕ, ЙИ, ЙО, ЙЫ

К — К, К-, КА, КВ, КЕ, КЗ, КИ, КЛ, КМ, КН, КО, КП, КР, КС, КТ, КУ, КХ, КШ, КЫ, КЬ, КЭ, КЮ, КЯ

Л — Л, ЛА, ЛЕ, ЛЖ, ЛИ, ЛЛ, ЛО, ЛС, ЛТ, ЛУ, ЛХ, ЛЧ, ЛЫ, ЛЬ, ЛЭ, ЛЮ, ЛЯ

М — М, М-, МА, МБ, МВ, МГ, МЕ, МЖ, МЗ, МИ, МК, МЛ, МН, МО, МП, МР, МС, МТ, МУ, МХ, МЦ, МШ, МЫ, МЬ, МЭ, МЮ, МЯ

Н — Н, НА, НБ, НГ, НД, НЕ, НЗ, НИ, НК, НЛ, НО, НР, НС, НУ, НХ, НЧ, НЫ, НЬ, НЭ, НЮ, НЯ

О — О, О-, ОА, ОБ, ОВ, ОГ, ОД, ОЖ, ОЗ, ОИ, ОЙ, ОК, ОЛ, ОМ, ОН, ОО, ОП, ОР, ОС, ОТ, ОУ, ОФ, ОХ, ОЦ, ОЧ, ОШ, ОЩ, ОЭ, ОЮ, ОЯ

П — П, П-, ПА, ПЕ, ПИ, ПЛ, ПМ, ПН, ПО, ПП, ПР, ПС, ПТ, ПУ, ПФ, ПХ, ПЧ, ПШ, ПЫ, ПЬ, ПЭ, ПЮ, ПЯ

Р — Р, РА, РВ, РД, РЕ, РЖ, РИ, РК, РМ, РН, РО, РТ, РУ, РФ, РЫ, РЭ, РЮ, РЯ

С — С, СА, СБ, СВ, СГ, СД, СЕ, СЖ, СИ, СК, СЛ, СМ, СН, СО, СП, СР, СС, СТ, СУ, СФ, СХ, СЦ, СЧ, СШ, СЪ, СЫ, СЬ, СЭ, СЮ, СЯ

Т — Т, Т-, ТА, ТБ, ТВ, ТЕ, ТИ, ТК, ТЛ, ТМ, ТО, ТР, ТС, ТТ, ТУ, ТФ, ТХ, ТЦ, ТЧ, ТШ, ТЫ, ТЬ, ТЭ, ТЮ, ТЯ

У — У, У-, УА, УБ, УВ, УГ, УД, УЕ, УЖ, УЗ, УИ, УЙ, УК, УЛ, УМ, УН, УО, УП, УР, УС, УТ, УУ, УФ, УХ, УЦ, УЧ, УШ, УЩ, УЭ, УЯ

Ф — Ф, ФА, ФБ, ФЕ, ФЗ, ФИ, ФЛ, ФМ, ФО, ФР, ФТ, ФУ, ФЬ, ФЭ, ФЮ

Х — Х, ХА, ХВ, ХЕ, ХИ, ХЛ, ХМ, ХН, ХО, ХР, ХТ, ХУ, ХШ, ХЫ, ХЬ, ХЭ, ХЮ, ХЯ

Ц — Ц, ЦА, ЦВ, ЦД, ЦЕ, ЦЗ, ЦИ, ЦК, ЦН, ЦО, ЦР, ЦС, ЦУ, ЦФ, ЦХ, ЦЫ, ЦЭ, ЦЮ, ЦЯ

Ч — Ч, ЧА, ЧЕ, ЧЖ, ЧИ, ЧК, ЧЛ, ЧМ, ЧО, ЧР, ЧТ, ЧУ, ЧХ, ЧЫ, ЧЬ, ЧЭ, ЧЮ, ЧЯ

Ш — Ш, ША, ШВ, ШЕ, ШИ, ШК, ШЛ, ШМ, ШН, ШО, ШП, ШР, ШТ, ШУ, ШХ, ШЭ, ШЮ, ШЯ

Щ — Щ, ЩА, ЩЕ, ЩИ, ЩО, ЩУ

Ъ

Ы — Ы, ЫГ, ЫЛ, ЫН, ЫО, ЫП, ЫР

Ь

Э — Э, ЭА, ЭБ, ЭВ, ЭГ, ЭД, ЭЖ, ЭЗ, ЭЙ, ЭК, ЭЛ, ЭМ, ЭН, ЭО, ЭП, ЭР, ЭС, ЭТ, ЭУ, ЭФ, ЭХ, ЭЧ, ЭШ, ЭЯ

Ю — Ю, Ю-, ЮА, ЮБ, ЮВ, ЮГ, ЮД, ЮЖ, ЮЗ, ЮЙ, ЮК, ЮЛ, ЮМ, ЮН, ЮО, ЮП, ЮР, ЮС, ЮТ, ЮФ, ЮХ, ЮШ, ЮЭ, ЮЮ

Я — Я, ЯБ, ЯВ, ЯГ, ЯД, ЯЗ, ЯИ, ЯЙ, ЯК, ЯЛ, ЯМ, ЯН, ЯО, ЯП, ЯР, ЯС, ЯТ, ЯУ, ЯФ, ЯХ, ЯЦ, ЯЧ, ЯШ, ЯЩ, ЯЯ