ג'יימס קלרק מקסוול

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ג'יימס קלרק מקסוול James Clerk Maxwell 1831 - 1879
תרומות עיקריות
פיתח את מערכת משוואות מקסוול המבטאות את חוקי החשמל והמגנטיות. חקר האור כתופעה אלקטרו-מגנטית. פיתוח פילוג מקסוול החשוב לתאוריה הקינטית של הגזים.
נתונים נוספים ענף מדעי פיזיקה ארצות מגורים אנגליה פרסים והנצחה יחידת מדידה של שטף מגנטי – מקסוול

ג'יימס קלרק מקסוול (באנגלית: James Clerk Maxwell; ‏13 ביוני 1831 - 5 בנובמבר 1879) פיזיקאי סקוטי. מקסוול פיתח את מערכת משוואות מקסוול המבטאות את חוקי החשמל והמגנטיות. משוואות אלו כוללות גם שיפור חשוב של חוק אמפר. הוא חקר את האור כתופעה אלקטרו-מגנטית. הוא פיתח פילוג מקסוול החשוב לתאוריה הקינטית של הגזים. תגליות אלו פתחו דרך לפיתוח עבודות בתחום תורת היחסות ומכניקה קוונטית. מקסוול הוכיח שהשדה החשמלי והמגנטי מתפשטים בצורת גל במהירות האור.

מתייחסים אל מקסוול כאל המדען של המאה ה-19 שהשפיע בצורה הרבה ביותר על המאה ה-20. בשנת 1931, בחגיגות המאה להולדתו של מקסוול, תיאר איינשטיין את עבודתו של מקסוול כ"עמוקה ונושאת הפירות בפיזיקה מאז ימי אייזק ניוטון".

את עבודתו של מקסוול מאפיינים שימושים באלגברה בשיתוף מרכיבים מגאומטריה. מקסוול הדגים שהכוחות החשמליים והמגנטיים הם חלקים משלימים של אלקטרומגנטיות. הוא הראה ששדות חשמליים ומגנטיים נעים בחלל בצורה של גל אלקטרומגנטי, במהירות קבועה של 3.0 × 10⁸ m/s. הוא גם הציע שאור הוא צורה של קרינה אלקטרומגנטית. על גילוייו אלו זכה במדליית רמפורד בשנת 1860.

תוכן עניינים 1 ביוגרפיה 2 תצלום הצבע הראשון בהיסטוריה 3 תאוריה קינטית של גזים 4 אלקטרו-מגנטיות 5 מתמטיקה 6 מורשת 7 ראו גם 8 קישורים חיצוניים

[עריכה] ביוגרפיה

ג'יימס מקסוול נולד ב-13 ביוני 1831 באדינבורו במשפחת אצולה סקוטית.

עוד בילדות הוא גילה קישורים למתמטיקה, עבודה שהוא עשה בגיל 14 הוצגה בחברה המלכותית למדעים באדינבורו. בגיל 16 הוא התחיל ללמוד באוניברסיטת אדינבורו. בשנת 1850, לאחר קבלת תואר במתמטיקה, הוא נסע לאוניברסיטת קיימברידג'. הוא סיים אותה בשנת 1854.

בתקופה זו הוא המשיך לעבוד על מחקר בנושא הצבעים שהתחיל אותו עוד באדינבורו וסיים בשנת 1855. הוא הוכיח, בין היתר, שצבע לבן הוא תוצאה של ערבוב ירוק, אדום וכחול.

על גילוייו בתחום זה הוא זכה במדליית רמפורד בשנת 1860.

בשנת 1865 הוא עבר לאחוזה המשפחתית והתפטר מעבודתו בקולג' בלונדון.

בשנת 1871 הוא התחיל לעבוד כפרופסור לפיזיקה באוניברסיטת קיימברידג' והיה אחראי על פיתוח מעבדת קוונדיש.

הוא נפטר בקיימברידג' בגיל 48 ונטמן בסקוטלנד.

[עריכה] תצלום הצבע הראשון בהיסטוריה

מקסוול תרם תרומות גם בתחום האופטיקה וראיית הצבעים, ולזכותו נזקף הגילוי שניתן ליצור צילום צבעוני בעזרת מסננים בצבעי אדום, ירוק וכחול. בהנחייתו צילם הצלם תומאס סקוט בשנת 1861 סרט בד עם בתנית צבעונית בסגנון סקוטי. האובייקט צולם שלוש פעמים, כל פעם דרך פילטר בצבע שונה שהונח לפני עדשת המצלמה: פילטר אדום, ירוק וכחול. שלושת הדימויים פותחו ואחר כך הוקרנו דרך שלושה מקרנים שונים, על כל מקרן הושם מסנן בגוון בו צולם הדימוי אותו הקרין. שלושת המקרנים יצרו שלוש הקרנות בצבעים שונים של אותו הדימוי, וכאשר אוחדו שלושת ההקרנות, זו על גבי זו, נוצר דימוי רב-צבעים, ששחזר את צבעי האובייקט המקורי. שלושת לוחות הצילום נמצאים כיום במוזיאון קטן ברחוב אינדיה מספר 14 באדינבורו, בבית בו נולד מקסוול.

[עריכה] תאוריה קינטית של גזים

אחד התגליות החשובות של מקסוול הוא בתחום פיתוח התאוריה הקינטית של גזים. בתחום זה הוא תרם גם כעורך ניסויים וגם כמתמטיקאי. בשנת 1866 בנפרד מלודביג בולצמן הוא ניסח תאוריה קינטית של גזים על שם מקסוול-בולצמן. הנוסחה שלו (פילוג מקסוול) נותנת אפשרות לחשב מהו החלק של מולקולות של גז שנעים במהירות מסוימת בטמפרטורה ספציפית. גישה של מקסוול אפשרה לתת הכללה לחוקים ידועים של תרמודינמיקה ולהסביר בצורה טובה יותר את התצפיות והניסויים השונים. עבודה של מקסוול בתחום זה אפשרה לו להמציא ניסוי מחשבתי הידוע כשד של מקסוול.

[עריכה] אלקטרו-מגנטיות

העבודה הגדולה ביותר של מקסוול הוקדשה לתחום החשמל. העבודה שלו קשורה להרחבה וניסוח מתמטי של עבודות קודמות של מייקל פאראדיי, אנדרה אמפר ומדענים נוספים. הוא קשר הכל ב-20 המשוואות דיפרנציאליות עם 20 משתנים. המשוואות, ידועות כמשוואות מקסוול הוצגו בחברה המלכותית בשנת 1864. הם מסבירים את הקשר בין ההשדה החשמלי והשדה ההשראות המגנטית.

מקסוול הוכיח התפשטות שדות בצורת גל ובמהירות הנתנת לחישוב. לפי החישובים שלו מהירות זו הינה 310,740,000 מטר לשנייה. באותה תקופה מקסוול האמין שלצורך התפשטות האור נדרש תווך מיוחד שנקרא תווך להעברת האור. עם הזמן, התברר שקיומו של תווך זה לא ניתן להבחנה בשום אמצעי ולא מתיישב עם תוצאות ניסוי מייקלסון-מורלי. קשיים אלו נתנו השראה לאלברט איינשטיין לנסח את תורת היחסות.

עבודות אלו נחשבים לאחד ההישגים הגדולים של פיזיקה במאה ה-19.

[עריכה] מתמטיקה

בשנים 1867-1868 פורסמה עבודה מפורסמת "On governors". בשנים הראשונות של תורת הבקרה, עבודה זו הייתה נחשבת כעבודה קלאסית.

[עריכה] מורשת

מסקוול קיבל מקום ה-24 ברשימת אנשים המשפיעים בהיסטוריה של מיכאל חארט ומקום ה-89 בסקר של הBBC על הבריטים המפורסמים.

שמו כובד במספר דרכים:

• יחידת מדידה של שתף מגנטי – מקסוול
• הר מקסוול הינו מערכת הרים בנוגה
• מרווח מקסוול בטבעות שבתאי
• טלסקופ מקסוול הינו בין רדיו-טלסקופים הגדולים בעולם עם קוטר של 15 מ'.
• גשר מקסוול שכולל נגדים, קבל וסליל.
• בשנת 1977 נחנך בניין מקסוול באוניברסיטת אדינבורו

[עריכה] ראו גם

• השד של מקסוול
• הרי מקסוול

[עריכה] קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: ג'יימס קלרק מקסוול

• אבני דרך, עשר התגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה, באתר ifeel
• אתר על מקסוול