जेम्स क्लर्क मैक्सवेल जीवनी। जेम्स मैक्सवेल द्वारा वैज्ञानिक लेखन

जेम्स क्लार्क मैक्सवेल केवल 48 वर्ष जीवित रहे, लेकिन गणित, भौतिकी और यांत्रिकी में उनके योगदान को कम करके नहीं आंका जा सकता। अल्बर्ट आइंस्टीन ने स्वयं कहा था कि वे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए मैक्सवेल के समीकरणों के सापेक्षता के सिद्धांत के ऋणी हैं।

एडिनबर्ग में, इंडिया स्ट्रीट पर, दीवार पर एक घर है जिसकी एक स्मारक पट्टिका लटकी हुई है:
"जेम्स क्लार्क मैक्सवेल
प्रकृतिवादी
यहां 13 जून, 1831 को जन्म हुआ।"

भविष्य के महान वैज्ञानिक एक पुराने कुलीन परिवार से ताल्लुक रखते थे और अधिकांशउन्होंने अपना बचपन दक्षिणी स्कॉटलैंड में स्थित अपने पिता की संपत्ति मिडिलबी में बिताया। वह एक जिज्ञासु और सक्रिय बच्चे के रूप में बड़ा हुआ, और तब भी उसके रिश्तेदारों ने ध्यान दिया कि उसके पसंदीदा प्रश्न थे: "यह कैसे करें?" और "यह कैसे होता है?"।

जब जेम्स दस वर्ष का था, तो परिवार के निर्णय से, उसने एडिनबर्ग अकादमी में प्रवेश किया, जहाँ उसने लगन से अध्ययन किया, हालाँकि बिना कोई विशेष प्रतिभा दिखाए। हालाँकि, ज्यामिति से मोहित होकर, मैक्सवेल ने आविष्कार किया नया रास्ताअंडाकार ड्राइंग। अंडाकार वक्रों की ज्यामिति पर उनके काम की सामग्री 1846 की रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग की कार्यवाही में निर्धारित की गई थी। लेखक तब केवल चौदह वर्ष का था। सोलह साल की उम्र में, मैक्सवेल एडिनबर्ग विश्वविद्यालय गए, उन्होंने भौतिकी और गणित को अपने मुख्य विषयों के रूप में चुना। इसके अलावा, उन्हें दर्शन की समस्याओं में दिलचस्पी हो गई, उन्होंने तर्कशास्त्र और तत्वमीमांसा में पाठ्यक्रम लिया।

रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग की पहले से उल्लिखित कार्यवाही ने एक प्रतिभाशाली छात्र द्वारा दो और निबंध प्रकाशित किए - रोलिंग कर्व्स पर और ठोस पदार्थों के लोचदार गुणों पर। बाद वाला विषय संरचनात्मक यांत्रिकी के लिए महत्वपूर्ण था।

एडिनबर्ग में अध्ययन करने के बाद, उन्नीस वर्षीय मैक्सवेल कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय चले गए, पहले सेंट पीटर कॉलेज, फिर अधिक प्रतिष्ठित ट्रिनिटी कॉलेज। वहां गणित का अध्ययन एक गहरे स्तर पर दिया गया था, और एडिनबर्ग की तुलना में छात्रों के लिए आवश्यकताएं काफी अधिक हैं। इसके बावजूद, मैक्सवेल स्नातक की डिग्री के लिए तीन चरणों वाली सार्वजनिक गणित परीक्षा में दूसरा स्कोर करने में कामयाब रहे।

कैम्ब्रिज में मैक्सवेल के साथ काफी संपर्क था भिन्न लोग, प्रेरितों के क्लब में शामिल हो गए, जिसमें 12 सदस्य शामिल थे, जो सोच की चौड़ाई और मौलिकता से एकजुट थे। उन्होंने शिक्षा के लिए बनाए गए वर्कर्स कॉलेज की गतिविधियों में भाग लिया आम लोगऔर वहां व्याख्यान दिया।

1855 की शरद ऋतु में, जब मैक्सवेल ने अपनी पढ़ाई पूरी की, तो उन्हें होली ट्रिनिटी के कॉलेज में भर्ती कराया गया और पढ़ाने के लिए रहने की पेशकश की गई। थोड़ी देर बाद, उन्होंने रॉयल सोसाइटी ऑफ़ एडिनबर्ग - स्कॉटलैंड के राष्ट्रीय वैज्ञानिक संघ में प्रवेश किया। 1856 में, मैक्सवेल ने स्कॉटलैंड के एबरडीन में मैरीस्चल कॉलेज में प्रोफेसरशिप के लिए कैंब्रिज छोड़ दिया।

कॉलेज के प्रधानाध्यापक रेवरेंड डेनियल देवर से मित्रता करते हुए मैक्सवेल उनकी बेटी कैथरीन मैरी से मिले। उन्होंने 1858 की सर्दियों के अंत में अपनी सगाई की घोषणा की और जून में शादी कर ली। जीवनी लेखक और वैज्ञानिक लुईस कैंपबेल के मित्र के अनुसार, उनकी शादी अविश्वसनीय भक्ति का उदाहरण थी। यह ज्ञात है कि कैथरीन ने प्रयोगशाला अनुसंधान में अपने पति की मदद की।

सामान्य तौर पर, मैक्सवेल के जीवन में एबरडीन काल बहुत फलदायी था। कैंब्रिज में रहते हुए ही उन्होंने शनि के छल्लों की संरचना का अध्ययन करना शुरू किया और 1859 में उनका मोनोग्राफ प्रकाशित हुआ, जहां उन्होंने साबित किया कि वे ग्रह के चारों ओर घूमने वाले ठोस पिंड हैं। उसी समय, वैज्ञानिक ने एक लेख "गैसों के गतिशील सिद्धांत के लिए स्पष्टीकरण" लिखा, जिसमें उन्होंने एक फ़ंक्शन निकाला जो गैस के अणुओं के वितरण को उनकी गति के आधार पर दर्शाता है, जिसे बाद में मैक्सवेल वितरण कहा जाता है। यह सांख्यिकीय कानूनों के पहले उदाहरणों में से एक था जो किसी एक वस्तु या व्यक्तिगत कण के व्यवहार का वर्णन नहीं करता, बल्कि कई वस्तुओं या कणों के व्यवहार का वर्णन करता है। बाद में शोधकर्ता द्वारा आविष्कार किया गया "मैक्सवेल का दानव" - एक विचार प्रयोग जिसमें कुछ बुद्धिमान सम्मिलित जीव गति से गैस के अणुओं को अलग करता है - ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम की सांख्यिकीय प्रकृति का प्रदर्शन किया।

1860 में, कई कॉलेजों को एबरडीन विश्वविद्यालय में मिला दिया गया और कुछ विभागों को समाप्त कर दिया गया। युवा प्रोफेसर मैक्सवेल को भी हटा दिया गया। लेकिन वह लंबे समय तक बिना काम के नहीं रहे, लगभग तुरंत ही उन्हें किंग्स कॉलेज लंदन में पढ़ाने के लिए आमंत्रित किया गया, जहाँ वे अगले पाँच वर्षों तक रहे।

उसी वर्ष, ब्रिटिश एसोसिएशन की एक बैठक में, वैज्ञानिक ने रंग की धारणा के संबंध में अपने विकास पर एक रिपोर्ट पढ़ी, जिसके लिए उन्हें बाद में रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन से रमफोर्ड मेडल मिला। रंग के अपने स्वयं के सिद्धांत की शुद्धता को साबित करते हुए, मैक्सवेल ने जनता के सामने एक नवीनता प्रस्तुत की जिसने उनकी कल्पना - एक रंगीन तस्वीर पर प्रहार किया। उनसे पहले कोई इसे प्राप्त नहीं कर सकता था।

1861 में, मैक्सवेल को मुख्य विद्युत इकाइयों को निर्धारित करने के लिए गठित मानक समिति में नियुक्त किया गया था।

इसके अलावा, मैक्सवेल ने ठोस पदार्थों की लोच का अध्ययन करने से इंकार नहीं किया और उन्हें अपने परिणामों के लिए रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग के कीथ पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

किंग्स कॉलेज लंदन में काम करते हुए मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अपने सिद्धांत को पूरा किया। क्षेत्र का विचार ही प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे द्वारा प्रस्तावित किया गया था, लेकिन उनका ज्ञान उनकी खोज को सूत्रों की भाषा में प्रस्तुत करने के लिए पर्याप्त नहीं था। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का गणितीय विवरण मुख्य हो गया है वैज्ञानिक समस्यामैक्सवेल के लिए। उपमाओं की विधि के आधार पर, जिसके लिए एक ठोस शरीर में विद्युत संपर्क और गर्मी हस्तांतरण के बीच समानता दर्ज की गई थी, वैज्ञानिक ने गर्मी के अध्ययन के डेटा को बिजली में स्थानांतरित कर दिया और विद्युत क्रिया के हस्तांतरण को गणितीय रूप से प्रमाणित करने में सक्षम होने वाले पहले व्यक्ति थे एक माध्यम में।

वर्ष 1873 को "विद्युत और चुंबकत्व पर ग्रंथ" के विमोचन द्वारा चिह्नित किया गया था, जिसका महत्व न्यूटन के "गणितीय सिद्धांतों के दर्शन" के बराबर है। समीकरणों की मदद से, मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय घटना का वर्णन किया, निष्कर्ष निकाला कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं, कि वे प्रकाश की गति से फैलती हैं, और उस प्रकाश में एक विद्युत चुम्बकीय प्रकृति होती है।

"ग्रंथ" तब प्रकाशित हुआ था जब मैक्सवेल पहले से ही दो साल (1871 से) के लिए कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय की भौतिक प्रयोगशाला के प्रमुख थे, जिनके निर्माण का मतलब वैज्ञानिक समुदाय में अनुसंधान के लिए प्रायोगिक दृष्टिकोण के महान महत्व को मान्यता देना था।

मैक्सवेल ने विज्ञान की लोकप्रियता को समान रूप से महत्वपूर्ण कार्य के रूप में देखा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के लिए लेख लिखे, एक ऐसा काम जहाँ उन्होंने करने की कोशिश की सरल भाषापदार्थ, गति, विद्युत, परमाणु और अणुओं की मूल अवधारणाओं की व्याख्या कर सकेंगे।

1879 में मैक्सवेल का स्वास्थ्य बहुत बिगड़ गया। वह जानता था कि वह गंभीर रूप से बीमार था, और उसका निदान कैंसर था। यह महसूस करते हुए कि वह बर्बाद हो गया था, उसने साहसपूर्वक दर्द सहा और शांति से मृत्यु से मुलाकात की, जो 5 नवंबर, 1879 को हुई थी।

यद्यपि मैक्सवेल के कार्यों को वैज्ञानिक के जीवनकाल के दौरान एक योग्य मूल्यांकन प्राप्त हुआ, उनका वास्तविक महत्व केवल वर्षों बाद स्पष्ट हो गया, जब 20वीं शताब्दी में क्षेत्र की अवधारणा वैज्ञानिक उपयोग में मजबूती से स्थापित हो गई थी, और अल्बर्ट आइंस्टीन ने घोषणा की कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए मैक्सवेल के समीकरण पूर्ववर्ती थे। सापेक्षता का उनका सिद्धांत।

एडिनबर्ग विश्वविद्यालय के जेम्स क्लर्क मैक्सवेल सेंटर, सैलफोर्ड विश्वविद्यालय के मुख्य भवन और कॉन्सर्ट हॉल, एडिनबर्ग विश्वविद्यालय की इमारतों में से एक के नाम पर वैज्ञानिक की स्मृति अमर है। एबरडीन और कैंब्रिज में उनके नाम पर सड़कें देखी जा सकती हैं। वेस्टमिंस्टर एब्बे में मैक्सवेल को समर्पित एक स्मारक पट्टिका है, और एबरडीन विश्वविद्यालय की आर्ट गैलरी के आगंतुक वैज्ञानिक की प्रतिमा देख सकते हैं। 2008 में, एडिनबर्ग में मैक्सवेल का एक कांस्य स्मारक बनाया गया था।

मैक्सवेल के नाम के साथ कई संस्थाएं और अवॉर्ड भी जुड़े हैं। भौतिकी प्रयोगशाला, जिसे उन्होंने निर्देशित किया, सबसे सक्षम स्नातक छात्रों के लिए एक छात्रवृत्ति की स्थापना की। ब्रिटिश इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स युवा भौतिकविदों को पदक और मैक्सवेल पुरस्कार प्रदान करता है जिन्होंने विज्ञान में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। लंदन विश्वविद्यालय में मैक्सवेल प्रोफेसरशिप और मैक्सवेल स्टूडेंट सोसाइटी है। 1977 में स्थापित, मैक्सवेल फाउंडेशन भौतिकी और गणित में सम्मेलन आयोजित करता है।

मान्यता के साथ, मैक्सवेल को 2006 के एक सर्वेक्षण में सबसे प्रसिद्ध स्कॉटिश वैज्ञानिक नामित किया गया था, जो विज्ञान के इतिहास में उनके द्वारा निभाई गई महान भूमिका की गवाही देते हैं।

"ज्ञान की इच्छा से अधिक स्वाभाविक कोई इच्छा नहीं है।" - एम मॉन्टेन

मैक्सवेल, जेम्स क्लर्क (1831 - 1879)- प्रख्यात अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी। उनका सबसे उल्लेखनीय शोध गैसों और बिजली के गतिज सिद्धांत से संबंधित है; विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत और प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत के निर्माता हैं।

भौतिक विज्ञानी विश्व पत्रिका द्वारा वैज्ञानिकों के बीच किए गए एक सर्वेक्षण के अनुसार, भौतिक विज्ञानी जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने शीर्ष तीन में प्रवेश किया: मैक्सवेल, न्यूटन, आइंस्टीन।

उसके अनुसंधान के लिए जुनूनऔर नए ज्ञान का अधिग्रहण असीमित था। अपनी युवावस्था से, मैक्सवेल ने खुद को भौतिकी में समर्पित करने का फैसला किया। उनके गुरु हॉपकिंस ने लिखा: "वह सबसे असाधारण व्यक्ति थे जिन्हें मैंने कभी देखा है।

वह भौतिक विज्ञान के बारे में गलत तरीके से सोचने में सक्षम नहीं था। मैंने उसे एक महान प्रतिभा के रूप में उठाया, उसकी सभी विलक्षणताओं और भविष्यवाणी के साथ कि वह एक दिन भौतिकी में चमकेगा - एक भविष्यवाणी जिसके साथ उसके साथी छात्र दृढ़ विश्वास के साथ सहमत हुए।

एक बार, स्नातक छात्रों के लिए एक परीक्षा देते समय, प्रोफेसर ने अधिक से अधिक छात्रों को छाँटने का लक्ष्य निर्धारित किया और ऐसे कार्य दिए जो उनकी राय में अघुलनशील थे। हालाँकि, मैक्सवेल ने इस कार्य के साथ मुकाबला किया!

तो मैक्सवेल ने प्रसिद्ध की खोज की गैस में अणुओं का वेग वितरण,बाद में उनके नाम पर (मैक्सवेल वितरण), उनकी पढ़ाई के वर्षों में।

1871 से, मैक्सवेल कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में प्रोफेसर बन गए।

1873 में मैक्सवेल ने एक दो-खंड मौलिक लिखा "बिजली और चुंबकत्व पर एक ग्रंथ"जिसने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रसिद्ध मैक्सवेलियन सिद्धांत को प्रतिपादित किया।

मैक्सवेल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के नियमों को 4 आंशिक अंतर समीकरणों की एक प्रणाली के रूप में व्यक्त करने में सक्षम था ( मैक्सवेल के समीकरण), जिससे विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अस्तित्व आया। मैक्सवेल के विद्युत चुंबकत्व के सिद्धांत को प्रायोगिक पुष्टि मिली और यह आधुनिक भौतिकी का सार्वभौमिक रूप से मान्यता प्राप्त शास्त्रीय आधार बन गया।

असंख्य उसके भौतिकी की अन्य शाखाओं में शौकबहुत फलदायी भी थे: उन्होंने एक शीर्ष का आविष्कार किया, जिसकी सतह को चित्रित किया गया अलग - अलग रंग, रोटेशन के दौरान, सबसे अप्रत्याशित संयोजनों का गठन किया। लाल और पीले रंग को शिफ्ट करने पर यह निकला नारंगी रंग, नीला और पीला - हरा, स्पेक्ट्रम के सभी रंगों को मिलाने पर यह निकला सफेद रंग- क्रिया, प्रिज्म की क्रिया के विपरीत - "मैक्सवेल की डिस्क"; उन्होंने एक थर्मोडायनामिक विरोधाभास पाया जो कई वर्षों तक भौतिकविदों को परेशान करता रहा - "मैक्सवेल का शैतान"; उन्होंने गतिज सिद्धांत में "मैक्सवेल वितरण" और "मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन सांख्यिकी" का परिचय दिया; मैक्सवेल संख्या है।

इसके अलावा, उन्हें शनि के छल्लों की स्थिरता पर एक सुंदर अध्ययन का श्रेय दिया जाता है, जिसके लिए उन्हें एक अकादमिक पदक से सम्मानित किया गया था, और जिसके बाद वे "गणितीय भौतिकविदों के मान्यता प्राप्त नेता" बन गए। खेतों - दुनिया के पहले रंगीन फोटोग्राफ के कार्यान्वयन से लेकर कपड़ों से ग्रीस के दागों को पूरी तरह से हटाने के लिए एक विधि के विकास तक

मैक्सवेल ने एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के लिए कई लेख लिखे, लोकप्रिय पुस्तकें:"थ्योरी ऑफ़ हीट", "मैटर एंड मोशन", "इलेक्ट्रिसिटी इन ए एलीमेंट्री प्रेजेंटेशन", जिसका रूसी में अनुवाद किया गया है।

दिलचस्प बात यह है कि ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम को लिखने का एक रूप: dp/dt = JCM। इस फॉर्मूले का बायां भाग प्राय: भौतिकी से दूर मैक्सवेल की रचनाओं में पाया जाता था, एक हस्ताक्षर के रूप में!

लेकिन मैक्सवेल की मुख्य स्मृति, शायद विज्ञान के इतिहास में एकमात्र व्यक्ति जिसके इतने सारे नाम हैं, "मैक्सवेल के समीकरण", "मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स", "मैक्सवेल का नियम", "मैक्सवेल का वर्तमान" और अंत में, -मैक्सवेल - इकाई सीजीएस प्रणाली में चुंबकीय प्रवाह।

क्या तुम्हें पता था?

झुके हुए विमान के बारे में

"पहाड़ी से पहाड़ी की ओर" गेंद के लुढ़कने की जांच करते हुए, गैलीलियो ने यह कहते हुए सुझाव दिया आधुनिक भाषाअवरोहण के दौरान हासिल की गई गति उस पथ के आकार पर निर्भर नहीं करती है जिसके साथ शरीर चलता है। गैलीलियो, निश्चित रूप से यह नहीं जानते थे कि ऐसी स्थिति ऊर्जा के संरक्षण के नियम से होती है, लेकिन उन्होंने इस कानून को देखा और इसे एक झुके हुए विमान के साथ और एक पेंडुलम के साथ प्रयोगों में गिरने या चलने वाले शरीर के सरलतम मामलों में लागू किया।

जेम्स-क्लर्क मैक्सवेल (मैक्सवेल)

(13.6.1831, एडिनबर्ग - 5.11.1879, कैम्ब्रिज)

जेम्स-क्लर्क मैक्सवेल - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के निर्माता, सांख्यिकीय भौतिकी के संस्थापकों में से एक, 1831 में एडिनबर्ग में पैदा हुए थे।
मैक्सवेल क्लर्कों के एक कुलीन परिवार के एक स्कॉटिश रईस का बेटा है। उन्होंने एडिनबर्ग (1847-50) और कैम्ब्रिज (1850-54) विश्वविद्यालयों में अध्ययन किया। लंदन की रॉयल सोसाइटी के सदस्य (1860)। Marischal College, एबरडीन (1856-60) में प्रोफेसर, फिर लंदन विश्वविद्यालय (1860-65) में। 1871 से, मैक्सवेल कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में प्रोफेसर रहे हैं। वहां उन्होंने यूके में पहली विशेष रूप से सुसज्जित भौतिकी प्रयोगशाला, कैवेंडिश प्रयोगशाला की स्थापना की, जिसके वे 1871 से निदेशक थे।
मैक्सवेल की वैज्ञानिक गतिविधियों में शामिल हैं विद्युत चुंबकत्व की समस्याएं, गैसों का गतिज सिद्धांत, प्रकाशिकी, लोच का सिद्धांतऔर भी बहुत कुछ। मैक्सवेल ने अपना पहला काम "ऑन द ड्रॉइंग ऑफ ओवल्स एंड ऑन ओवल्स विद मेनी ट्रिक्स" तब पूरा किया जब वह अभी 15 साल के भी नहीं थे (1846, 1851 में प्रकाशित)। उनके पहले अध्ययनों में रंग दृष्टि और वर्णमिति (1852-72) के शरीर विज्ञान और भौतिकी पर काम किया गया था। 1861 में, मैक्सवेल ने पहली बार एक स्क्रीन पर लाल, हरे और नीले रंग की पारदर्शिता के एक साथ प्रक्षेपण से प्राप्त रंगीन छवि का प्रदर्शन किया, इस प्रकार रंग दृष्टि के तीन-घटक सिद्धांत की वैधता साबित हुई और साथ ही बनाने के तरीकों की रूपरेखा तैयार की। एक रंगीन तस्वीर। उन्होंने रंग की मात्रात्मक माप के लिए पहला उपकरण बनाया, जिसे मैक्सवेल डिस्क कहा जाता है।
1857-59 में। मैक्सवेल ने शनि के वलयों की स्थिरता का एक सैद्धांतिक अध्ययन किया और दिखाया कि शनि के वलय तभी स्थिर हो सकते हैं जब वे ठोस कणों से बने हों जो आपस में जुड़े हुए न हों।
बिजली और चुंबकत्व पर शोध में (लेख "ऑन फैराडे की लाइन ऑफ फोर्स", 1855-56; "ऑन फिजिकल लाइन ऑफ फोर्स", 1861-62; "डायनेमिकल थ्योरी ऑफ इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड", 1864; टू-वॉल्यूम फंडामेंटल ट्रीटीज ऑन इलेक्ट्रिसिटी और चुंबकत्व", 1873) मैक्सवेल ने गणितीय रूप से विद्युत और चुंबकीय संबंधों में मध्यवर्ती माध्यम की भूमिका पर माइकल फैराडे के विचारों को विकसित किया। उन्होंने (फैराडे के बाद) इस माध्यम को एक सर्वव्यापी विश्व ईथर के रूप में व्याख्या करने की कोशिश की, लेकिन ये प्रयास सफल नहीं हुए।
भौतिकी के आगे के विकास से पता चला है कि विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं का वाहक है विद्युत चुम्बकीय, जिसका सिद्धांत (शास्त्रीय भौतिकी में) मैक्सवेल ने बनाया था। इस सिद्धांत में, मैक्सवेल ने उस समय तक ज्ञात मैक्रोस्कोपिक इलेक्ट्रोडायनामिक्स के सभी तथ्यों को सामान्यीकृत किया और पहली बार एक विस्थापन करंट की अवधारणा पेश की जो एक चुंबकीय क्षेत्र को एक साधारण करंट (चालन करंट, मूविंग इलेक्ट्रिक चार्ज) की तरह उत्पन्न करता है। मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के नियमों को 4 आंशिक अंतर समीकरणों की प्रणाली के रूप में व्यक्त किया ( मैक्सवेल के समीकरण).
इन समीकरणों की सामान्य और संपूर्ण प्रकृति इस तथ्य में प्रकट हुई थी कि उनके विश्लेषण ने कई पूर्व अज्ञात घटनाओं और नियमितताओं की भविष्यवाणी करना संभव बना दिया।
इस प्रकार, विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अस्तित्व, बाद में जी। हर्ट्ज़ द्वारा प्रयोगात्मक रूप से खोजा गया, उनके द्वारा पीछा किया गया। इन समीकरणों की खोज करते हुए, मैक्सवेल प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति (1865) के निष्कर्ष पर पहुंचे और दिखाया कि निर्वात में किसी भी अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गति प्रकाश की गति के बराबर होती है।
उन्होंने (1856 में डब्ल्यू. वेबर और एफ. कोलराउश की तुलना में अधिक सटीकता के साथ) विद्युतचुंबकीय आवेश की इलेक्ट्रोस्टैटिक इकाई के अनुपात को मापा और प्रकाश की गति के साथ इसकी समानता की पुष्टि की। मैक्सवेल के सिद्धांत से यह माना गया कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें दबाव उत्पन्न करती हैं।
पीएन लेबेडेव द्वारा 1899 में प्रायोगिक रूप से हल्का दबाव स्थापित किया गया था।
मैक्सवेल के विद्युत चुंबकत्व के सिद्धांत को पूर्ण प्रयोगात्मक पुष्टि मिली और यह आधुनिक भौतिकी का सार्वभौमिक रूप से मान्यता प्राप्त शास्त्रीय आधार बन गया। इस सिद्धांत की भूमिका ए आइंस्टीन द्वारा स्पष्ट रूप से वर्णित की गई थी: "... यहाँ हुआ महान विराम, जो फैराडे, मैक्सवेल, हर्ट्ज़ के नामों के साथ हमेशा के लिए जुड़ा हुआ है। इस क्रांति में शेर का हिस्सा मैक्सवेल का है ... मैक्सवेल के बाद, भौतिक वास्तविकता की कल्पना निरंतर क्षेत्रों के रूप में की गई थी जिसे यांत्रिक रूप से नहीं समझाया जा सकता था ... वास्तविकता की अवधारणा में यह परिवर्तन उन सबसे गहरा और फलदायी है जो भौतिकी ने न्यूटन के समय से अनुभव किया है".
गैसों के आणविक-गतिज सिद्धांत पर अध्ययन में (लेख "गैसों के गतिशील सिद्धांत की व्याख्या", 1860, और "गैसों के गतिशील सिद्धांत", 1866), मैक्सवेल ने सबसे पहले वेगों पर आदर्श गैस अणुओं के वितरण की सांख्यिकीय समस्या को हल किया। ( मैक्सवेल वितरण). मैक्सवेल ने अणुओं के वेग और औसत मुक्त पथ (1860) पर गैस की चिपचिपाहट की निर्भरता की गणना की, बाद के पूर्ण मूल्य की गणना की, और कई महत्वपूर्ण थर्मोडायनामिक संबंधों (1860) को व्युत्पन्न किया। प्रयोगात्मक रूप से शुष्क हवा (1866) की चिपचिपाहट के गुणांक को मापा गया। 1873-74 में। मैक्सवेल ने एक धारा में दोहरे अपवर्तन की घटना की खोज की ( मैक्सवेल प्रभाव).
मैक्सवेल विज्ञान के एक प्रमुख लोकप्रियकर्ता थे। उन्होंने एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के लिए कई लेख लिखे, लोकप्रिय पुस्तकें जैसे "द थ्योरी ऑफ़ हीट" (1870), "मैटर एंड मोशन" (1873), "इलेक्ट्रिसिटी इन एलीमेंट्री प्रेजेंटेशन" (1881), जिसका रूसी में अनुवाद किया गया। भौतिकी के इतिहास में एक महत्वपूर्ण योगदान मैक्सवेल द्वारा व्यापक टिप्पणियों के साथ जी. कैवेंडिश के पेपर्स ऑन इलेक्ट्रिसिटी (1879) की पांडुलिपियों का प्रकाशन है।

प्रकृति, समाज और मनुष्य का अंतर्राष्ट्रीय विश्वविद्यालय "दुबना"
सतत अभिनव विकास विभाग
अनुसंधान कार्य

विषय पर:

"जेम्स क्लर्क मैक्सवेल का विज्ञान में योगदान"

द्वारा पूरा किया गया: प्लाशकोवा ए.वी., जीआर। 5103

जाँचकर्ता: बोलशकोव बी.ई.

डबना, 2007

हमें जो सूत्र आते हैं वे ऐसे होने चाहिए कि किसी भी राष्ट्र का प्रतिनिधि प्रतीकों के स्थान पर उसकी राष्ट्रीय इकाइयों में मापी गई मात्राओं के संख्यात्मक मानों को प्रतिस्थापित करके सही परिणाम प्राप्त करे।

जे के मैक्सवेल

जीवनी 5

जे.सी. मैक्सवेल की खोज 8

एडिनबर्ग। 1831-1850 8

बचपन और स्कूल वर्ष 8

पहली खोज 9

एडिनबर्ग यूनिवर्सिटी 9

ऑप्टिकल-मैकेनिकल रिसर्च 9

1850-1856 कैम्ब्रिज 10

बिजली सबक 10

एबरडीन 1856-1860 12

शनि के छल्लों पर ग्रंथ 12

लंदन - ग्लेनलेयर 1860-1871 13

प्रथम रंगीन फोटोग्राफी 13

संभाव्यता सिद्धांत 14

मैक्सवेल मैकेनिकल मॉडल 14

विद्युत चुम्बकीय तरंगें और प्रकाश का विद्युत चुंबकीय सिद्धांत 15

कैम्ब्रिज 1871-1879 16

कैवेंडिश प्रयोगशाला 16

विश्व मान्यता 17

आयाम 18

शक्ति के संरक्षण का नियम 22

प्रयुक्त साहित्य की सूची 23

परिचय

आज, जेके मैक्सवेल, अतीत के महानतम भौतिकविदों में से एक, जिनका नाम मौलिक के साथ जुड़ा हुआ है, के विचार हैं। वैज्ञानिक उपलब्धियांगोल्ड फंड में शामिल आधुनिक विज्ञान. मैक्सवेल हमारे लिए एक उत्कृष्ट कार्यप्रणाली और विज्ञान के इतिहासकार के रूप में रुचि रखते हैं, जिन्होंने वैज्ञानिक अनुसंधान की प्रक्रिया की जटिलता और असंगति को गहराई से समझा। सिद्धांत और वास्तविकता के बीच संबंधों का विश्लेषण करते हुए, मैक्सवेल ने सदमे में कहा: "लेकिन कौन मुझे एक और भी अधिक छिपे हुए धूमिल क्षेत्र में ले जाएगा, जहां विचार तथ्य के साथ संयुक्त है, जहां हम देखते हैं मानसिक कार्यगणित और अणुओं की भौतिक क्रिया उनके सही अनुपात में? क्या उनके लिए रास्ता तत्वमीमांसाओं की मांद से नहीं गुजरता है, जो पिछले शोधकर्ताओं के अवशेषों से अटे पड़े हैं और विज्ञान के हर व्यक्ति में डरावनी प्रेरणा देते हैं? हमारे दिमाग की सहज अंतर्दृष्टि पर, हम बाहरी प्रकृति के तथ्यों के बारे में सोचने के अपने तरीके के लंबे अनुकूलन द्वारा तैयार किए गए उनसे संपर्क करते हैं। (जेम्स क्लर्क मैक्सवेल। लेख और भाषण। एम।, "विज्ञान", 1968। पृष्ठ 5)।

जीवनी

क्लर्कों के एक कुलीन परिवार से एक स्कॉटिश रईस के परिवार में पैदा हुआ। उन्होंने पहले एडिनबर्ग (1847-1850), फिर कैम्ब्रिज (1850-1854) विश्वविद्यालयों में अध्ययन किया। 1855 में वे 1856-1860 में ट्रिनिटी कॉलेज की परिषद के सदस्य बने। वह मारिशल कॉलेज, एबरडीन विश्वविद्यालय में प्रोफेसर थे, 1860 से उन्होंने किंग्स कॉलेज, लंदन विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग का नेतृत्व किया। 1865 में, एक गंभीर बीमारी के कारण, मैक्सवेल ने कुर्सी से इस्तीफा दे दिया और एडिनबर्ग के पास ग्लेनलर की अपनी पारिवारिक संपत्ति में बस गए। उन्होंने विज्ञान का अध्ययन करना जारी रखा, भौतिकी और गणित पर कई निबंध लिखे। 1871 में उन्होंने कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में प्रायोगिक भौतिकी की कुर्सी संभाली। उन्होंने एक अनुसंधान प्रयोगशाला का आयोजन किया, जो 16 जून, 1874 को खोला गया और इसका नाम कैवेंडिश रखा गया - जी कैवेंडिश के सम्मान में।

मेरा पहला वैज्ञानिकों का काममैक्सवेल ने स्कूल में रहते हुए अंडाकार आकृतियों को बनाने का एक सरल तरीका ईजाद किया था। रॉयल सोसाइटी की एक बैठक में इस काम की सूचना दी गई थी और यहां तक ​​कि इसकी कार्यवाही में भी प्रकाशित किया गया था। ट्रिनिटी कॉलेज की परिषद के सदस्य के रूप में, उन्होंने रंग सिद्धांत के साथ प्रयोग किया, जंग के सिद्धांत के उत्तराधिकारी के रूप में कार्य किया और हेल्महोल्ट्ज़ के तीन प्राथमिक रंगों के सिद्धांत। रंगों को मिलाने के प्रयोगों में, मैक्सवेल ने एक विशेष शीर्ष का उपयोग किया, जिसकी डिस्क को अलग-अलग रंगों (मैक्सवेल की डिस्क) में चित्रित क्षेत्रों में विभाजित किया गया था। जब कताई शीर्ष तेजी से घूमता है, तो रंग विलीन हो जाते हैं: यदि डिस्क को उस तरह से चित्रित किया जाता है जिस तरह से स्पेक्ट्रम के रंग स्थित होते हैं, तो यह सफेद दिखाई देता है; यदि उसका आधा भाग लाल और आधा पीला रंगा गया, तो वह नारंगी दिखाई दिया; नीले और पीले रंग को मिलाने से हरे रंग का आभास होता है। 1860 में, रंग धारणा और प्रकाशिकी पर उनके काम के लिए मैक्सवेल थे एक पदक से सम्मानित कियारमफोर्ड।

1857 में, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय ने शनि के वलयों की स्थिरता पर सर्वोत्तम कार्य के लिए एक प्रतियोगिता की घोषणा की। इन संरचनाओं की खोज 17वीं शताब्दी की शुरुआत में गैलीलियो ने की थी। और प्रकृति के एक अद्भुत रहस्य का प्रतिनिधित्व किया: ग्रह तीन निरंतर संकेंद्रित वलयों से घिरा हुआ प्रतीत होता था, जिसमें एक अज्ञात प्रकृति का पदार्थ होता है। लाप्लास ने सिद्ध किया कि वे ठोस नहीं हो सकते। गणितीय विश्लेषण करने के बाद, मैक्सवेल को यकीन हो गया था कि वे या तो तरल नहीं हो सकते हैं, और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ऐसी संरचना तभी स्थिर हो सकती है जब इसमें असंबंधित उल्कापिंडों का झुंड शामिल हो। छल्लों की स्थिरता शनि के प्रति उनके आकर्षण और ग्रह और उल्कापिंडों की पारस्परिक गति से सुनिश्चित होती है। इस काम के लिए मैक्सवेल को जे एडम्स पुरस्कार मिला।

मैक्सवेल की पहली रचनाओं में से एक उनका गैसों का गतिज सिद्धांत था। 1859 में, वैज्ञानिक ने ब्रिटिश एसोसिएशन की एक बैठक में एक प्रस्तुति दी, जिसमें उन्होंने अणुओं का वितरण वेग (मैक्सवेलियन वितरण) द्वारा दिया। मैक्सवेल ने गैसों के गतिज सिद्धांत के विकास में अपने पूर्ववर्ती के विचारों को विकसित किया, आर। क्लॉसियस, जिन्होंने "मतलब मुक्त पथ" की अवधारणा पेश की। मैक्सवेल एक बंद जगह में बेतरतीब ढंग से चलने वाली पूरी तरह से लोचदार गेंदों के एक समूह के रूप में गैस के विचार से आगे बढ़े। गेंदों (अणुओं) को उनके वेग के अनुसार समूहों में विभाजित किया जा सकता है, जबकि स्थिर अवस्था में प्रत्येक समूह में अणुओं की संख्या स्थिर रहती है, हालांकि वे समूहों को छोड़ सकते हैं और उनमें प्रवेश कर सकते हैं। इस विचार से यह अनुसरण किया गया कि "कणों को उसी कानून के अनुसार वेगों के अनुसार वितरित किया जाता है जैसे अवलोकन संबंधी त्रुटियों को कम से कम वर्ग पद्धति के सिद्धांत में वितरित किया जाता है, अर्थात, गॉसियन सांख्यिकी के अनुसार।" अपने सिद्धांत के हिस्से के रूप में, मैक्सवेल ने अवोगाद्रो के नियम, प्रसार, ऊष्मा चालन, आंतरिक घर्षण (स्थानांतरण सिद्धांत) की व्याख्या की। 1867 में उन्होंने ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम ("मैक्सवेल का दानव") की सांख्यिकीय प्रकृति को दिखाया।

1831 में, मैक्सवेल के जन्म के वर्ष, एम. फैराडे ने शास्त्रीय प्रयोग किए जिससे उन्हें विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की खोज हुई। मैक्सवेल ने लगभग 20 साल बाद बिजली और चुंबकत्व का अध्ययन करना शुरू किया, जब बिजली और चुंबकीय प्रभावों की प्रकृति पर दो विचार थे। ए.एम. एम्पीयर और एफ. न्यूमैन जैसे वैज्ञानिकों ने दो द्रव्यमानों के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के एक एनालॉग के रूप में विद्युत चुम्बकीय बलों पर विचार करते हुए लंबी दूरी की कार्रवाई की अवधारणा का पालन किया। फैराडे बल की रेखाओं के विचार का अनुयायी था जो सकारात्मक और नकारात्मक विद्युत आवेशों या उत्तर और को जोड़ता है दक्षिणी ध्रुवचुंबक। बल की रेखाएँ पूरे आस-पास के स्थान (फ़ील्ड, फैराडे की शब्दावली में) को भरती हैं और विद्युत और चुंबकीय परस्पर क्रियाओं को निर्धारित करती हैं। फैराडे के बाद, मैक्सवेल ने बल की रेखाओं का एक हाइड्रोडायनामिक मॉडल विकसित किया और फैराडे के यांत्रिक मॉडल के अनुरूप गणितीय भाषा में इलेक्ट्रोडायनामिक्स के तत्कालीन ज्ञात संबंधों को व्यक्त किया। इस अध्ययन के मुख्य परिणाम "फैराडे की लाइन ऑफ फोर्स" (फैराडे की लाइन ऑफ फोर्स, 1857) के काम में परिलक्षित होते हैं। 1860-1865 में। मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का सिद्धांत बनाया, जिसे उन्होंने विद्युत चुम्बकीय घटना के बुनियादी नियमों का वर्णन करते हुए समीकरणों (मैक्सवेल के समीकरण) की एक प्रणाली के रूप में तैयार किया: पहला समीकरण फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण को व्यक्त करता है; दूसरा - मैग्नेटोइलेक्ट्रिक इंडक्शन, मैक्सवेल द्वारा खोजा गया और विस्थापन धाराओं की अवधारणाओं पर आधारित; तीसरा - बिजली की मात्रा के संरक्षण का नियम; चौथा - चुंबकीय क्षेत्र की भंवर प्रकृति।

इन विचारों को विकसित करना जारी रखते हुए, मैक्सवेल इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र में किसी भी परिवर्तन से आसपास के स्थान को भेदने वाली बल की रेखाओं में परिवर्तन होना चाहिए, अर्थात, माध्यम में फैलने वाले आवेग (या तरंगें) होने चाहिए। इन तरंगों के प्रसार की गति (विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी) माध्यम की ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करती है और विद्युत चुम्बकीय इकाई के इलेक्ट्रोस्टैटिक इकाई के अनुपात के बराबर होती है। मैक्सवेल और अन्य शोधकर्ताओं के अनुसार, यह अनुपात 3×1010 सेमी/सेकेंड है, जो सात साल पहले फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ए. फ़िज़ो द्वारा मापी गई प्रकाश की गति के करीब है। अक्टूबर 1861 में, मैक्सवेल ने फैराडे को अपनी खोज के बारे में बताया कि प्रकाश एक गैर-प्रवाहकीय माध्यम, यानी एक प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंग में फैलने वाला एक विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी है। अनुसंधान के इस अंतिम चरण को मैक्सवेल के "विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के गतिशील सिद्धांत" (विद्युत और चुंबकत्व पर ग्रंथ, 1864) में रेखांकित किया गया है, और प्रसिद्ध "विद्युत और चुंबकत्व पर ग्रंथ" ने विद्युतगतिकी पर अपने काम को अभिव्यक्त किया है। (1873)

अपने जीवन के अंतिम वर्षों में, मैक्सवेल कैवेंडिश की पांडुलिपि विरासत को छापने और प्रकाशित करने की तैयारी में लगे हुए थे। दो बड़ी मात्राअक्टूबर 1879 में प्रकाशित।

जे के मैक्सवेल की खोज

एडिनबर्ग। 1831-1850

बचपन और स्कूल के साल

13 जून, 1831 को एडिनबर्ग में 14 नंबर इंडिया स्ट्रीट, फ्रांसेस के, एक एडिनबर्ग जज की बेटी, शादी के बाद - श्रीमती क्लर्क मैक्सवेल, ने एक बेटे, जेम्स को जन्म दिया। इस दिन पूरी दुनिया में कुछ भी महत्वपूर्ण नहीं हुआ, 1831 की मुख्य घटना अभी तक नहीं हुई है। लेकिन ग्यारह वर्षों से शानदार फैराडे विद्युत चुंबकत्व के रहस्यों को समझने की कोशिश कर रहा है, और केवल अब, 1831 की गर्मियों में, उसने मायावी विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के निशान पर हमला किया, और जेम्स केवल चार महीने का होगा जब फैराडे योग करेगा उनका प्रयोग "चुंबकत्व से बिजली प्राप्त करने के लिए।" और इस प्रकार खुला नया युगबिजली की उम्र। वह युग जिसके लिए स्कॉटिश क्लर्कों और मैक्सवेल के गौरवशाली परिवारों के वंशज छोटे जेम्स को जीना और बनाना होगा।

जेम्स के पिता, जॉन क्लर्क मैक्सवेल, पेशे से एक वकील, कानून से नफरत करते थे और जैसा कि उन्होंने खुद कहा था, "वकील के गंदे व्यवसाय" के लिए एक अरुचि रखते थे। जैसे ही अवसर मिला, जॉन ने एडिनबर्ग कोर्ट के संगमरमर लॉबी के माध्यम से अपने अंतहीन फेरबदल को रोक दिया और खुद को वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए समर्पित कर दिया, जिसमें वह लापरवाही से शौकिया तौर पर लगे रहे। वह एक शौकिया था, वह इस बात से वाकिफ था और बहुत चिंतित था। जॉन को विज्ञान से, वैज्ञानिकों से, व्यावहारिक लोगों से, अपने विद्वान दादा जॉर्ज से प्यार था। यह ब्लोअर धौंकनी डिजाइन करने का प्रयास था, जो उनके भाई फ्रैंकेइस के के साथ संयुक्त रूप से किया गया था, जो उन्हें उनकी भावी पत्नी के पास ले आया; शादी 4 अक्टूबर, 1826 को हुई थी। ब्लोअर धौंकनी ने कभी काम नहीं किया, लेकिन एक बेटा, जेम्स पैदा हुआ।

जब जेम्स आठ वर्ष का था, उसकी माँ की मृत्यु हो गई और वह अपने पिता के साथ रहने लगा। उनका बचपन प्रकृति से भरा हुआ है, उनके पिता के साथ संचार, किताबें, रिश्तेदारों के बारे में कहानियां, "वैज्ञानिक खिलौने", पहली "खोजें"। जेम्स के रिश्तेदार चिंतित थे कि उन्हें एक व्यवस्थित शिक्षा नहीं मिली: घर में जो कुछ भी है, उसका आकस्मिक पढ़ना, घर के बरामदे पर खगोल विज्ञान का पाठ और लिविंग रूम में, जहाँ जेम्स और उनके पिता ने निर्माण किया था " आकाशीय ग्लोब"। एक निजी शिक्षक के साथ अध्ययन करने के असफल प्रयास के बाद, जिनसे जेम्स अक्सर अधिक रोमांचक गतिविधियों के लिए भाग जाते थे, उन्हें एडिनबर्ग में पढ़ने के लिए भेजने का निर्णय लिया गया।

हालांकि घर पर शिक्षित, जेम्स एडिनबर्ग अकादमी के उच्च मानकों को पूरा करते थे और नवंबर 1841 में वहां नामांकित हुए थे। कक्षा में उनका प्रदर्शन शानदार से बहुत दूर था। वह आसानी से बेहतर कार्य कर सकता था, लेकिन अप्रिय गतिविधियों में प्रतिस्पर्धा की भावना उसके लिए बहुत ही अलग थी। स्कूल के पहले दिन के बाद, वह अपने सहपाठियों के साथ नहीं मिला, और इसलिए, किसी भी चीज़ से ज्यादा, जेम्स को अकेले रहना और आसपास की वस्तुओं की जांच करना पसंद था। सबसे हड़ताली घटनाओं में से एक, निस्संदेह सुस्त स्कूल के दिनों को उज्ज्वल करना, अपने पिता के साथ एडिनबर्ग की रॉयल सोसाइटी की यात्रा थी, जहां पहली "विद्युत चुम्बकीय मशीनों" का प्रदर्शन किया गया था।

एडिनबर्ग की रॉयल सोसाइटी ने जेम्स के जीवन को बदल दिया: यहीं पर उन्होंने पिरामिड, क्यूब और अन्य नियमित पॉलीहेड्रा की अपनी पहली अवधारणाएँ प्राप्त कीं। समरूपता की पूर्णता, ज्यामितीय निकायों के नियमित रूपांतरों ने जेम्स की शिक्षण की अवधारणा को बदल दिया - उन्होंने सुंदरता और पूर्णता के अनाज को पढ़ाने में देखा। जब परीक्षा का समय आया, तो अकादमी के छात्र चकित थे - "मूर्ख", जैसा कि वे मैक्सवेल कहते थे, पहले में से एक थे।

पहली खोज

यदि पहले उनके पिता कभी-कभार जेम्स को अपने पसंदीदा मनोरंजन में ले जाते थे - रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग की बैठकें, अब इस समाज का दौरा करना, साथ ही जेम्स के साथ एडिनबर्ग सोसाइटी ऑफ आर्ट्स, उनके लिए नियमित और अनिवार्य हो गया है। सोसाइटी ऑफ द आर्ट्स की बैठकों में, सबसे प्रसिद्ध, भीड़-खींचने वाले व्याख्याता श्री डी.आर. अरे, डेकोरेटर। यह उनका व्याख्यान था जिसने जेम्स को उनकी पहली बड़ी खोज के लिए प्रेरित किया - अंडाकार ड्राइंग के लिए एक सरल उपकरण। जेम्स ने एक मूल और एक ही समय में बहुत ही सरल तरीका पाया, और सबसे महत्वपूर्ण बात, एक पूरी तरह से नया। उन्होंने एक छोटे "लेख" में अपनी पद्धति के सिद्धांत का वर्णन किया जो रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग में पढ़ा गया था - एक ऐसा सम्मान जिसे कई लोगों ने चाहा, और एक चौदह वर्षीय स्कूली छात्र को प्रदान किया गया।

एडिनबर्ग विश्वविद्यालय

ऑप्टिकल-मैकेनिकल रिसर्च

1847 में, एडिनबर्ग अकादमी में प्रशिक्षण समाप्त हो गया, जेम्स पहले में से एक है, पहले वर्षों के अपमान और चिंताओं को भुला दिया गया है।

अकादमी से स्नातक करने के बाद, जेम्स एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में प्रवेश करता है। उसी समय, वे प्रकाशिकी अनुसंधान में गंभीर रूप से रुचि लेने लगे। ब्रूस्टर के बयानों ने जेम्स को इस विचार के लिए प्रेरित किया कि पारदर्शी सामग्री में तनाव का पता लगाने के लिए विभिन्न दिशाओं में माध्यम की लोच को निर्धारित करने के लिए किरणों के मार्ग का अध्ययन किया जा सकता है। इस प्रकार, अनुसंधान यांत्रिक तनावऑप्टिकल अनुसंधान के लिए कम किया जा सकता है। एक तनावपूर्ण पारदर्शी सामग्री में अलग-अलग दो बीम आपस में जुड़ेंगे, जिससे विशिष्ट रंगीन चित्र बनेंगे। जेम्स ने दिखाया कि रंगीन चित्र प्रकृति में काफी स्वाभाविक होते हैं और गणना के लिए, पहले से प्राप्त सूत्रों की जाँच के लिए, नए सूत्र निकालने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। यह पता चला कि कुछ सूत्र गलत या गलत थे या उन्हें ठीक करने की आवश्यकता थी।

चित्र 1 ध्रुवीकृत प्रकाश का उपयोग करके जेम्स द्वारा प्राप्त स्टेल त्रिकोण में तनाव पैटर्न।

इसके अलावा, जेम्स उन मामलों में पैटर्न को उजागर करने में सक्षम था जहां पहले गणितीय कठिनाइयों के कारण कुछ भी नहीं किया जा सकता था। बिना टेम्पर्ड ग्लास (चित्र 1) के पारदर्शी और भारित त्रिकोण ने जेम्स को इस अगणनीय मामले में भी तनाव की जांच करने का अवसर दिया।

उन्नीस वर्षीय जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने सबसे पहले एडिनबर्ग रॉयल सोसाइटी का मंच संभाला। उनकी रिपोर्ट पर किसी का ध्यान नहीं गया: इसमें बहुत कुछ नया और मौलिक था।

1850-1856 कैम्ब्रिज

बिजली का पाठ

अब जेम्स की प्रतिभा पर किसी ने सवाल नहीं उठाया। उन्होंने स्पष्ट रूप से एडिनबर्ग विश्वविद्यालय को पार कर लिया था, और इसलिए 1850 की शरद ऋतु में कैम्ब्रिज में प्रवेश किया। जनवरी 1854 में, जेम्स ने स्नातक की डिग्री के साथ विश्वविद्यालय से सम्मान के साथ स्नातक किया। वह प्रोफेसरशिप की तैयारी के लिए कैंब्रिज में रहने का फैसला करता है। अब, जब उन्हें परीक्षा के लिए अध्ययन नहीं करना पड़ता है, तो उन्हें अपना सारा समय प्रयोगों पर खर्च करने का लंबे समय से प्रतीक्षित अवसर मिलता है, प्रकाशिकी के क्षेत्र में अपना शोध जारी रखता है। वह विशेष रूप से प्राथमिक रंगों के प्रश्न में रुचि रखते हैं। मैक्सवेल के पहले लेख को "कलर थ्योरी इन कनेक्शन विद कलर ब्लाइंडनेस" कहा गया था और यह वास्तव में एक लेख नहीं था, बल्कि एक पत्र था। मैक्सवेल ने इसे डॉ. विल्सन को भेजा, जिन्होंने पत्र को इतना दिलचस्प पाया कि उन्होंने इसके प्रकाशन का ध्यान रखा: उन्होंने इसे अपनी पुस्तक में कलर ब्लाइंडनेस पर पूरी तरह से रखा। और फिर भी जेम्स अनजाने में गहरे रहस्यों की ओर आकर्षित होता है, रंगों के मिश्रण से कहीं अधिक स्पष्ट चीजें। यह बिजली थी, इसकी पेचीदा समझ के कारण, अनिवार्य रूप से, जल्दी या बाद में, अपने युवा मन की ऊर्जा को आकर्षित करना था। जेम्स ने तनावग्रस्त बिजली के मूलभूत सिद्धांतों को काफी आसानी से समझ लिया। लंबी दूरी की कार्रवाई के एम्पीयर के सिद्धांत का अध्ययन करने के बाद, उन्होंने इसकी स्पष्ट अकाट्यता के बावजूद, खुद को इस पर संदेह करने की अनुमति दी। लंबी दूरी का सिद्धांत निर्विवाद रूप से उचित लग रहा था, क्योंकि कानूनों की औपचारिक समानता, प्रतीत होने वाली विभिन्न घटनाओं के लिए गणितीय अभिव्यक्तियों - गुरुत्वाकर्षण और विद्युत संपर्क द्वारा पुष्टि की गई थी। लेकिन यह सिद्धांत, भौतिक से अधिक गणितीय, जेम्स को आश्वस्त नहीं करता था, वह अधिक से अधिक फैराडे की कार्रवाई की धारणा के माध्यम से बल भरने वाली जगह की चुंबकीय रेखाओं के माध्यम से, शॉर्ट-रेंज एक्शन के सिद्धांत की ओर झुका हुआ था।

एक सिद्धांत बनाने की कोशिश करते हुए, मैक्सवेल ने अनुसंधान के लिए भौतिक उपमाओं की पद्धति का उपयोग करने का निर्णय लिया। सबसे पहले, सही सादृश्य खोजना आवश्यक था। मैक्सवेल ने हमेशा उस सादृश्य की प्रशंसा की जो तब केवल विद्युत आवेशित पिंडों के आकर्षण की समस्याओं और स्थिर ताप हस्तांतरण की समस्याओं के बीच देखा गया था। यह, साथ ही फैराडे के शॉर्ट-रेंज एक्शन के विचार, बंद कंडक्टरों की एम्पीरियन चुंबकीय क्रिया, जेम्स ने धीरे-धीरे एक नया सिद्धांत बनाया, अप्रत्याशित और बोल्ड।

कैंब्रिज में, जेम्स को सबसे सक्षम छात्रों को हाइड्रोस्टैटिक्स और ऑप्टिक्स में सबसे कठिन अध्याय पढ़ाने के लिए नियुक्त किया गया है। इसके अलावा, प्रकाशिकी पर एक किताब पर काम करने से उनका ध्यान विद्युत सिद्धांतों से हट गया। मैक्सवेल जल्द ही इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि प्रकाशिकी अब उन्हें पहले की तरह रुचि नहीं देती है, लेकिन केवल विद्युत चुम्बकीय घटना के अध्ययन से विचलित होती है।

सादृश्य की खोज जारी रखते हुए, जेम्स बल की रेखाओं की तुलना किसी असंपीड्य द्रव के प्रवाह से करता है। हाइड्रोडायनामिक्स से ट्यूबों के सिद्धांत ने बल की रेखाओं को बल की नलियों से बदलना संभव बना दिया, जिसने फैराडे के प्रयोग को आसानी से समझाया। प्रतिरोध की अवधारणाएं, इलेक्ट्रोस्टैटिक्स, मैग्नेटोस्टैटिक्स और विद्युत प्रवाह की घटनाएं मैक्सवेल के सिद्धांत के ढांचे में आसानी से और बस फिट होती हैं। लेकिन फैराडे द्वारा खोजी गई विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना इस सिद्धांत में फिट नहीं बैठती थी।

अपने पिता की हालत बिगड़ने के कारण जेम्स को कुछ समय के लिए अपना सिद्धांत छोड़ना पड़ा, जिसके लिए देखभाल की आवश्यकता थी। जब, अपने पिता की मृत्यु के बाद, जेम्स कैंब्रिज लौटे, तो वे अपने धर्म के कारण उच्च मास्टर डिग्री प्राप्त नहीं कर सके। इसलिए, अक्टूबर 1856 में, जेम्स मैक्सवेल ने एबरडीन की कुर्सी संभाली।

एबरडीन 1856-1860

शनि के छल्लों पर एक ग्रंथ

यह एबरडीन में था कि बिजली पर पहला काम लिखा गया था - "फैराडे की बल की रेखाओं पर" लेख, जिसके कारण स्वयं फैराडे के साथ विद्युत चुम्बकीय घटना पर विचारों का आदान-प्रदान हुआ।

जब जेम्स ने एबरडीन में अपनी पढ़ाई शुरू की, तो उसके दिमाग में एक नई समस्या पहले से ही परिपक्व हो गई थी, जिसे अभी तक कोई हल नहीं कर सका था, एक नई घटना जिसे समझाया जाना था। ये शनि के छल्ले थे। उन्हें परिभाषित करें भौतिक प्रकृतिबिना किसी उपकरण के, केवल कागज़ और कलम का प्रयोग करके, लाखों किलोमीटर की दूरी तय करना उसके लिए मानो एक कार्य था। एक ठोस कठोर वलय की परिकल्पना तुरंत गिरा दी गई। तरल वलय उसमें उत्पन्न होने वाली विशाल तरंगों के प्रभाव में टूट जाएगा - और इसके परिणामस्वरूप, छोटे उपग्रहों के एक मेजबान जेम्स क्लर्क मैक्सवेल के अनुसार, "ईंट के टुकड़े", उनकी धारणा के अनुसार, शनि के चारों ओर मंडराते हुए सबसे अधिक संभावना है। . शनि के छल्लों पर एक ग्रंथ के लिए, जेम्स को 1857 में एडम्स पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, और वह खुद को सबसे सम्मानित अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिकविदों में से एक के रूप में पहचाना जाता है।

Fig.2 शनि। लिक वेधशाला में 36 इंच के रेफ्रेक्टर के साथ ली गई तस्वीर।

चित्र 3 शनि के छल्लों की गति को दर्शाने वाले यांत्रिक मॉडल। मैक्सवेल के निबंध "शनि के वलयों के घूर्णन की स्थिरता पर" से चित्र

लंदन - ग्लेनलेयर 1860-1871

पहली रंगीन तस्वीर

1860 में मैक्सवेल के जीवन में एक नया चरण शुरू होता है। उन्हें किंग्स कॉलेज लंदन में प्राकृतिक दर्शनशास्त्र के प्रोफेसर के पद पर नियुक्त किया गया है। अपनी भौतिकी प्रयोगशालाओं के उपकरणों के मामले में किंग्स कॉलेज दुनिया के कई विश्वविद्यालयों से आगे था। यहां मैक्सवेल सिर्फ 1864-1865 में ही नहीं है। लागू भौतिकी में एक पाठ्यक्रम पढ़ाया, यहाँ उन्होंने शैक्षिक प्रक्रिया को एक नए तरीके से व्यवस्थित करने का प्रयास किया। छात्रों ने प्रयोग के माध्यम से सीखा। लंदन में, जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने पहली बार एक महान वैज्ञानिक के रूप में अपनी पहचान का फल चखा। रंग मिश्रण और प्रकाशिकी पर शोध के लिए, रॉयल सोसाइटी ने मैक्सवेल को रुमफोर्ड मेडल से सम्मानित किया। 17 मई, 1861 को मैक्सवेल को रॉयल इंस्टीट्यूशन के समक्ष व्याख्यान देने के उच्च सम्मान की पेशकश की गई थी। व्याख्यान का विषय "तीन प्राथमिक रंगों के सिद्धांत पर" है। इस व्याख्यान में, इस सिद्धांत के प्रमाण के रूप में, दुनिया को पहली बार एक रंगीन तस्वीर दिखाई गई!

सिद्धांत संभावना

एबरडीन काल के अंत में और लंदन काल की शुरुआत में, मैक्सवेल के पास प्रकाशिकी और बिजली के साथ-साथ एक नया शौक था - गैसों का सिद्धांत। इस सिद्धांत पर काम करते हुए, मैक्सवेल भौतिकी में "शायद", "यह घटना अधिक संभावना के साथ हो सकती है" जैसी अवधारणाओं का परिचय देती है।

भौतिकी में एक क्रांति हुई और ब्रिटिश एसोसिएशन की वार्षिक बैठकों में मैक्सवेल की रिपोर्ट के कई श्रोताओं ने इसे नोटिस भी नहीं किया। दूसरी ओर, मैक्सवेल पदार्थ की यांत्रिक समझ की सीमा तक पहुँच गया। और उन्हें पार कर लिया। अणुओं की दुनिया में प्रायिकता के नियमों के प्रभुत्व के बारे में मैक्सवेल के निष्कर्ष ने विश्वदृष्टि के सबसे मौलिक आधारों को प्रभावित किया। दावा है कि अणुओं की दुनिया "मौका-वर्चस्व" है, इसकी दुस्साहस में, विज्ञान की सबसे बड़ी उपलब्धियों में से एक थी।

मैक्सवेल यांत्रिक मॉडल

एबरडीन की तुलना में किंग्स कॉलेज में काम पहले से ही बहुत लंबा था - व्याख्यान पाठ्यक्रम साल में नौ महीने चलता था। हालाँकि, इस समय, तीस वर्षीय जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने अपने लिए एक योजना तैयार की भविष्य की किताबबिजली पर। यह भविष्य ग्रंथ का कीटाणु है। वह इसके पहले अध्यायों को अपने पूर्ववर्तियों को समर्पित करता है: ओर्स्टेड, एम्पीयर, फैराडे। बल की रेखाओं के फैराडे सिद्धांत, विद्युत धाराओं के प्रेरण और चुंबकीय घटना की प्रकृति के भंवर प्रकृति के ओर्स्टेड के सिद्धांत को समझाने की कोशिश करते हुए, मैक्सवेल अपना यांत्रिक मॉडल (चित्र 5) बनाता है।

मॉडल ने एक दिशा में घूमने वाले आणविक भंवरों की पंक्तियों का प्रतिनिधित्व किया, जिसके बीच घूमने में सक्षम सबसे छोटे गोलाकार कणों की एक परत रखी गई थी। इसकी बोझिलता के बावजूद, मॉडल ने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सहित कई विद्युत चुम्बकीय घटनाओं की व्याख्या की। यह मॉडल सनसनीखेज था क्योंकि इसने मैक्सवेल ("गिमलेट नियम") द्वारा तैयार की गई धारा की दिशा के संबंध में एक समकोण पर चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के सिद्धांत की व्याख्या की।

अंजीर। 4 मैक्सवेल पड़ोसी भंवरों ए और बी के एक ही दिशा में घूमने की बातचीत को समाप्त कर देता है, उनके बीच "निष्क्रिय गियर" का परिचय देता है

Fig.5 इलेक्ट्रोमैग्नेटिक घटनाओं की व्याख्या के लिए मैक्सवेल का यांत्रिक मॉडल।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें और प्रकाश का विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत

इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के साथ प्रयोग जारी रखते हुए, मैक्सवेल ने इस सिद्धांत का रुख किया कि विद्युत और चुंबकीय बलों में कोई भी परिवर्तन अंतरिक्ष में फैलने वाली तरंगों को भेजता है।

"भौतिक रेखाओं पर" लेखों की एक श्रृंखला के बाद मैक्सवेल के पास पहले से ही निर्माण के लिए सभी सामग्री थी नया सिद्धांतविद्युत चुंबकत्व। अब विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत के लिए। गियर्स और बवंडर पूरी तरह से गायब हो गए हैं। मैक्सवेल के लिए क्षेत्र समीकरण प्रयोगशाला प्रयोगों के परिणामों से कम वास्तविक और मूर्त नहीं थे। अब फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और मैक्सवेल के विस्थापन धारा दोनों को यांत्रिक मॉडल की मदद से नहीं, बल्कि गणितीय संक्रियाओं की मदद से प्राप्त किया गया था।

फैराडे के अनुसार, चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव से उपस्थिति होती है विद्युत क्षेत्र. चुंबकीय क्षेत्र में उछाल से विद्युत क्षेत्र में उछाल आता है।

विद्युत तरंग का उछाल चुंबकीय तरंग के उछाल को जन्म देता है। इसलिए तैंतीस वर्षीय पैगंबर की कलम से पहली बार 1864 में विद्युत चुम्बकीय तरंगें दिखाई दीं, लेकिन अभी तक उस रूप में नहीं, जिस रूप में हम उन्हें अब समझते हैं। मैक्सवेल ने 1864 के पेपर में केवल चुंबकीय तरंगों की बात की थी। विद्युत चुम्बकीय तरंगशब्द के पूर्ण अर्थ में, विद्युत और चुंबकीय गड़बड़ी दोनों सहित, मैक्सवेल में बाद में, 1868 में उनके लेख में दिखाई दिया।

मैक्सवेल के एक अन्य लेख में - "विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का गतिशील सिद्धांत" - प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत को पहले भी स्पष्ट रूपरेखा और साक्ष्य प्राप्त किया गया था। अपने स्वयं के शोध और अन्य वैज्ञानिकों (और सबसे अधिक फैराडे) के अनुभव के आधार पर, मैक्सवेल ने निष्कर्ष निकाला कि माध्यम के ऑप्टिकल गुण इसके विद्युत चुम्बकीय गुणों से संबंधित हैं, और प्रकाश कुछ और नहीं बल्कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं।

1865 में मैक्सवेल ने किंग्स कॉलेज छोड़ने का फैसला किया। वह ग्लेनमारे की अपनी पारिवारिक संपत्ति में बस गए, जहां वे जीवन के मुख्य कार्यों - थ्योरी ऑफ हीट एंड द ट्रीटीज ऑन इलेक्ट्रिसिटी एंड मैग्नेटिज्म में लगे हुए थे। सारा समय उन्हीं को समर्पित है। ये धर्मोपदेश के वर्ष थे, ऊधम और हलचल से पूर्ण अलगाव के वर्ष, केवल विज्ञान की सेवा, सबसे फलदायी, उज्ज्वल, रचनात्मक वर्ष। हालाँकि, मैक्सवेल फिर से विश्वविद्यालय में काम करने के लिए तैयार हो गए, और उन्होंने कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय द्वारा उन्हें दिए गए एक प्रस्ताव को स्वीकार कर लिया।

कैम्ब्रिज 1871-1879

कैवेंडिश प्रयोगशाला

1870 में, डेवन्सशायर के ड्यूक ने विश्वविद्यालय सीनेट को भौतिकी प्रयोगशाला बनाने और सुसज्जित करने की अपनी इच्छा की घोषणा की। और इसका नेतृत्व एक विश्व प्रसिद्ध वैज्ञानिक को करना था। यह वैज्ञानिक जेम्स क्लर्क मैक्सवेल थे। 1871 में, उन्होंने प्रसिद्ध कैवेंडिश प्रयोगशाला को लैस करने का काम शुरू किया। इन वर्षों के दौरान, उनका "ग्रंथ ऑन इलेक्ट्रिसिटी एंड मैग्नेटिज्म" आखिरकार प्रकाशित हुआ। एक हजार से अधिक पृष्ठ, जहां मैक्सवेल वैज्ञानिक प्रयोगों का विवरण देता है, तब तक बनाए गए बिजली और चुंबकत्व के सभी सिद्धांतों का एक सिंहावलोकन, साथ ही साथ "विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के मूल समीकरण"। कुल मिलाकर, इंग्लैंड में संधि के मुख्य विचारों को स्वीकार नहीं किया गया, यहाँ तक कि दोस्तों ने भी इसे नहीं समझा। मैक्सवेल के विचारों को युवाओं ने ग्रहण किया। मैक्सवेल के सिद्धांत ने रूसी वैज्ञानिकों पर बहुत प्रभाव डाला। मैक्सवेल के सिद्धांत के विकास और मजबूती में उमोव, स्टोलेटोव, लेबेदेव की भूमिका को सभी जानते हैं।

16 जून, 1874 - कैवेंडिश प्रयोगशाला के भव्य उद्घाटन का दिन। निम्नलिखित वर्षों को बढ़ती मान्यता द्वारा चिह्नित किया गया था।

विश्व मान्यता

1870 में, मैक्सवेल को एडिनबर्ग विश्वविद्यालय से साहित्य का मानद डॉक्टर चुना गया, 1874 में - बोस्टन में अमेरिकन एकेडमी ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज का एक विदेशी मानद सदस्य, 1875 में - फिलाडेल्फिया में अमेरिकन फिलोसोफिकल सोसाइटी का सदस्य, और भी न्यूयॉर्क, एम्स्टर्डम, वियना की अकादमियों का मानद सदस्य बन जाता है। अगले पांच वर्षों के लिए, मैक्सवेल ने प्रकाशन के लिए हेनरी कैवेंडिश पांडुलिपियों के बीस सेट संपादित और तैयार किए।

1877 में, मैक्सवेल ने बीमारी के पहले लक्षण महसूस किए, और मई 1879 में उन्होंने अपने छात्रों को अपना अंतिम व्याख्यान दिया।

आयाम

बिजली और चुंबकत्व पर अपने प्रसिद्ध ग्रंथ में (देखें मास्को, "नौका", 1989), मैक्सवेल ने आयाम की समस्या की ओर रुख किया भौतिक मात्राऔर उनकी गतिज प्रणाली की नींव रखी। इस प्रणाली की एक विशेषता इसमें केवल दो मापदंडों की उपस्थिति है: लंबाई एल और समय टी। सभी ज्ञात (और आज अज्ञात!) मूल्यों को एल और टी की पूर्णांक शक्तियों के रूप में दर्शाया गया है। भिन्नात्मक संकेतक जो इसमें दिखाई देते हैं इस प्रणाली में भौतिक सामग्री और तार्किक अर्थ से रहित अन्य प्रणालियों के आयामों के सूत्र अनुपस्थित हैं।

जे. मैक्सवेल, ए. पोंकारे, एन. बोह्र, ए. आइंस्टीन, वी. आई. वर्नाडस्की, आर. बार्टिनी की आवश्यकताओं के अनुसार एक भौतिक मात्रा सार्वभौमिक है अगर और केवल अगर अंतरिक्ष और समय के साथ इसका संबंध स्पष्ट हैmenem. और, फिर भी, जे। मैक्सवेल के ग्रंथ "ऑन इलेक्ट्रिसिटी एंड मैग्नेटिज्म" (1873) से पहले, द्रव्यमान और लंबाई और समय के आयाम के बीच संबंध स्थापित नहीं किया गया था।

चूंकि द्रव्यमान के लिए आयाम मैक्सवेल द्वारा पेश किया गया था (स्क्वायर ब्रैकेट्स में नोटेशन के साथ), मैक्सवेल के काम से एक अंश उद्धृत करें: "किसी भी मात्रा के लिए किसी भी अभिव्यक्ति में दो कारक या घटक होते हैं। इनमें से एक उसी प्रकार की किसी ज्ञात मात्रा का नाम है जिसे हम व्यक्त कर रहे हैं। वह के रूप में लिया जाता है संदर्भ मानक. अन्य घटक एक संख्या है जो इंगित करती है कि आवश्यक मूल्य प्राप्त करने के लिए मानक को कितनी बार लागू किया जाना चाहिए। संदर्भ मानक मान को ई कहा जाता है इकाई, और संगत संख्या h है शब्द मूल्यइस परिमाण का।"

"मूल्यों की माप पर"

1. किसी भी मात्रा के लिए किसी भी अभिव्यक्ति में दो कारक या घटक होते हैं। इनमें से एक उसी प्रकार की किसी ज्ञात मात्रा का नाम है जिसे हम व्यक्त कर रहे हैं। वह के रूप में लिया जाता है संदर्भ मानक. अन्य घटक एक संख्या है जो इंगित करती है कि आवश्यक मूल्य प्राप्त करने के लिए मानक को कितनी बार लागू किया जाना चाहिए। इंजीनियरिंग में संदर्भ मानक मान कहा जाता है इकाई, और संबंधित संख्या - संख्यात्मक अर्थदिया गया मूल्य।

2. एक गणितीय प्रणाली का निर्माण करते समय, हम बुनियादी इकाइयों - लंबाई, समय और द्रव्यमान - पर विचार करते हैं, और सबसे सरल स्वीकार्य परिभाषाओं का उपयोग करके उनसे सभी व्युत्पन्न इकाइयाँ प्राप्त करते हैं।

इसलिए, सभी में वैज्ञानिक अनुसंधानउन इकाइयों का उपयोग करना बहुत महत्वपूर्ण है जो एक ठीक से परिभाषित प्रणाली से संबंधित हैं, साथ ही बुनियादी इकाइयों के साथ उनके संबंध को जानने के लिए, ताकि परिणामों को तुरंत एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में परिवर्तित किया जा सके।

इकाइयों के आयामों को जानना हमें लंबे अध्ययन से प्राप्त समीकरणों पर लागू होने के लिए एक परीक्षण प्रदान करता है।

तीन बुनियादी इकाइयों में से प्रत्येक के संबंध में समीकरण के प्रत्येक पद का आयाम समान होना चाहिए। यदि ऐसा नहीं है, तो समीकरण अर्थहीन है, इसमें किसी प्रकार की त्रुटि है, क्योंकि इसकी व्याख्या भिन्न होती है और इकाइयों की मनमानी प्रणाली पर निर्भर करती है जिसे हम स्वीकार करते हैं।

तीन बुनियादी इकाइयां:

(1) लंबाई। हमारे देश में वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए लम्बाई का मानक फुट है, जो राजकोष में रखे मानक गज का एक तिहाई होता है।

फ्रांस और अन्य देशों में, जिन्होंने मीट्रिक प्रणाली को अपनाया है, लंबाई का मानक मीटर है। सैद्धांतिक रूप से, यह पृथ्वी के भूमध्य रेखा की लंबाई का एक करोड़वां हिस्सा है, जिसे ध्रुव से भूमध्य रेखा तक मापा जाता है; व्यवहार में, यह बोर्डा (बोर्डा) द्वारा बनाए गए पेरिस में संग्रहीत मानक की लंबाई इस तरह से है कि बर्फ के पिघलने के तापमान पर यह डी'अलेम्बर्ट द्वारा प्राप्त मध्याह्न लंबाई के मान से मेल खाती है। पृथ्वी के नए और अधिक सटीक मापों को दर्शाने वाले माप मीटरों में दर्ज नहीं किए जाते हैं, इसके विपरीत, मेरिडियन चाप की गणना मूल मीटरों में की जाती है।

खगोल विज्ञान में, पृथ्वी से सूर्य तक की औसत दूरी को कभी-कभी लंबाई की इकाई के रूप में लिया जाता है।

पर अत्याधुनिकविज्ञान, लंबाई का सबसे सार्वभौमिक मानक जो प्रस्तावित किया जा सकता है वह कुछ व्यापक रूप से वितरित पदार्थ (उदाहरण के लिए, सोडियम) द्वारा उत्सर्जित एक निश्चित प्रकार के प्रकाश की तरंग दैर्ध्य होगी, जिसके स्पेक्ट्रम में स्पष्ट रूप से पहचान योग्य रेखाएँ होती हैं। ऐसा मानक पृथ्वी के आकार में किसी भी परिवर्तन से स्वतंत्र होगा, और उन लोगों द्वारा स्वीकार किया जाना चाहिए जो आशा करते हैं कि उनका लेखन इस खगोलीय पिंड से अधिक टिकाऊ साबित होगा।

इकाइयों के आयामों के साथ काम करते समय, हम लंबाई की इकाई को [के रूप में निरूपित करेंगे] एल]। यदि लंबाई का संख्यात्मक मान l के बराबर है, तो इसे एक निश्चित इकाई के माध्यम से व्यक्त मान के रूप में समझा जाता है [ एल], ताकि पूरी वास्तविक लंबाई को l के रूप में दर्शाया जा सके [ एल].

(दो बार। सभी सभ्य देशों में, समय की मानक इकाई पृथ्वी के अपनी धुरी के चारों ओर घूमने की अवधि से ली गई है। नाक्षत्र दिवस, या पृथ्वी की क्रांति की सही अवधि, साधारण खगोलीय प्रेक्षणों में बड़ी सटीकता के साथ स्थापित की जा सकती है, और औसत सौर दिवसवर्ष की लंबाई के बारे में हमारे ज्ञान के लिए नाक्षत्र दिनों से गणना की जा सकती है।

औसत सौर समय के दूसरे को सभी भौतिक अध्ययनों में समय की इकाई के रूप में स्वीकार किया जाता है।

खगोल विज्ञान में, कभी-कभी एक वर्ष को समय की इकाई के रूप में लिया जाता है। समय की एक अधिक सार्वभौमिक इकाई की स्थापना उसी प्रकाश के दोलन काल को लेकर की जा सकती है जिसकी तरंग दैर्ध्य एक इकाई लंबाई के बराबर होती है।

हम समय की एक विशिष्ट इकाई को [ टी], और समय के संख्यात्मक माप द्वारा निरूपित किया जाता है टी.

(3) वजन। हमारे देश में द्रव्यमान की मानक इकाई सन्दर्भ वाणिज्यिक पाउंड (एवियोर्डुपोइस पाउंड) है, जिसे ट्रेजरी चैंबर में रखा जाता है। अक्सर एक इकाई के रूप में उपयोग किया जाता है, अनाज उस पाउंड का 7,000वां हिस्सा होता है।

मीट्रिक प्रणाली में, द्रव्यमान की इकाई ग्राम है; सैद्धांतिक रूप से यह मानक तापमान और दबावों पर एक घन सेंटीमीटर आसुत जल का द्रव्यमान है, लेकिन व्यवहार में यह पेरिस* में संग्रहीत संदर्भ किलोग्राम का एक हजारवाँ भाग है।

लेकिन अगर, जैसा कि में किया जाता है फ्रेंच प्रणाली, एक निश्चित पदार्थ, अर्थात् पानी, को घनत्व मानक के रूप में लिया जाता है, तब द्रव्यमान की इकाई स्वतंत्र नहीं रहती है, लेकिन मात्रा की इकाई की तरह बदल जाती है, अर्थात। कैसे [ एल 3]। यदि, खगोलीय प्रणाली की तरह, द्रव्यमान की इकाई को उसके आकर्षण बल के माध्यम से व्यक्त किया जाता है, तो आयाम [ एम] यह बात निकलकर आना [ एल 3 टी-2]"।

मैक्सवेल दिखाता है द्रव्यमान को बुनियादी आयामी मात्राओं की संख्या से बाहर रखा जा सकता है. यह "शक्ति" की अवधारणा की दो परिभाषाओं के माध्यम से प्राप्त किया जाता है:

1) और 2).

इन दो भावों की बराबरी करके और गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को एक आयाम रहित मात्रा मानकर, मैक्सवेल प्राप्त करता है:

, [एम] = [एल 3 टी 2 ].

द्रव्यमान एक अंतरिक्ष-समय की मात्रा निकला। इसका आयाम: मात्रा कोणीय त्वरण के साथ(या समान आयाम वाला घनत्व)।

द्रव्यमान का मान तृप्त होने लगा सार्वभौमिकता की आवश्यकता. अंतरिक्ष-समय की इकाइयों में अन्य सभी भौतिक राशियों को व्यक्त करना संभव हो गया।

1965 में, "यूएसएसआर की विज्ञान अकादमी की रिपोर्ट" (नंबर 4) पत्रिका में, आर। बार्टिनी का एक लेख "भौतिक मात्रा की कीनेमेटिक प्रणाली" प्रकाशित हुआ था। इन नतीजों ने असाधारण मूल्य चर्चा के तहत समस्या के लिए।

शक्ति के संरक्षण का नियम

लाग्रेंज, 1789; मैक्सवेल, 1855।

पर सामान्य दृष्टि सेशक्ति संरक्षण कानून को शक्ति मान के व्युत्क्रम के रूप में लिखा जाता है:

कुल शक्ति समीकरण सेएन = पी + जीयह इस प्रकार है कि उपयोगी शक्ति और हानि शक्ति अनुमानित रूप से उलटा है, और इसलिए मुक्त ऊर्जा में कोई भी परिवर्तन बिजली के नुकसान में बदलाव से मुआवजा पूर्ण शक्ति नियंत्रण में .

परिणामी निष्कर्ष एक अदिश समीकरण के रूप में शक्ति के संरक्षण के कानून का प्रतिनिधित्व करने का कारण देता है:

कहाँ पे ।

सक्रिय प्रवाह में बदलाव की भरपाई सिस्टम में नुकसान और प्राप्तियों के बीच के अंतर से की जाती है।

इस प्रकार, एक खुली प्रणाली का तंत्र बंद होने के प्रतिबंधों को हटा देता है, और इस प्रकार प्रणाली के आगे बढ़ने की संभावना प्रदान करता है। हालांकि, यह तंत्र आंदोलन की संभावित दिशाओं - प्रणालियों के विकास को नहीं दिखाता है। इसलिए, इसे विकसित और गैर-विकासशील प्रणालियों या गैर-संतुलन और संतुलन के तंत्र द्वारा पूरक होना चाहिए।

ग्रन्थसूची

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जेम्स मैक्सवेल का जन्म 13 जून, 1831 को स्कॉटलैंड की राजधानी एडिनबर्ग शहर में एक वकील और वंशानुगत रईस जॉन क्लर्क मैक्सवेल के परिवार में हुआ था। जेम्स ने अपना बचपन दक्षिण स्कॉटलैंड में पारिवारिक संपत्ति में बिताया। उसकी माँ की मृत्यु जल्दी हो गई, और लड़के को उसके पिता ने पाला। यह वह था जिसने जेम्स को तकनीकी विज्ञान के प्रति प्रेम पैदा किया। 1841 में उन्होंने एडिनबर्ग अकादमी में प्रवेश लिया। फिर, 1847 में, उन्होंने तीन साल तक एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में अध्ययन किया। यहाँ मैक्सवेल लोच के सिद्धांत का अध्ययन और विकास करता है, वैज्ञानिक प्रयोग करता है। 1850 - 1854 में। कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में अध्ययन किया, जहाँ उन्होंने स्नातक की उपाधि प्राप्त की।

पढ़ाई पूरी करने के बाद जेम्स कैंब्रिज में पढ़ाने के लिए रहता है। इस समय, वह रंगों के सिद्धांत पर काम करना शुरू करता है, जो बाद में रंगीन फोटोग्राफी का आधार बना। मैक्सवेल की दिलचस्पी बिजली और चुंबकीय प्रभाव में भी हो जाती है।

1856 में, जेम्स मैक्सवेल स्कॉटलैंड के एबरडीन में मैरीशल कॉलेज में प्रोफेसर बने, जहां उन्होंने 1860 तक काम किया। जून 1858 में मैक्सवेल ने कॉलेज के प्रिंसिपल की बेटी से शादी की। एबरडीन में काम करते हुए, जेम्स वैज्ञानिक समुदाय द्वारा मान्यता प्राप्त और अनुमोदित सैटर्न के छल्ले के संचलन की स्थिरता पर एक ग्रंथ पर काम कर रहा है। उसी समय, मैक्सवेल गैसों के गतिज सिद्धांत को विकसित कर रहे थे, जिसने आधुनिक सांख्यिकीय यांत्रिकी का आधार बनाया और बाद में, 1866 में, उन्होंने आणविक वेग वितरण के कानून की खोज की, जिसका नाम उनके नाम पर रखा गया।

1860 - 1865 में। जेम्स मैक्सवेल किंग्स कॉलेज (लंदन) में प्राकृतिक दर्शनशास्त्र विभाग में प्रोफेसर थे। 1864 में, उनका लेख "द डायनामिक थ्योरी ऑफ़ द इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड" प्रकाशित हुआ, जो मैक्सवेल का मुख्य काम बन गया और उनके आगे के शोध की दिशा को पूर्व निर्धारित कर दिया। वैज्ञानिक अपने जीवन के अंत तक विद्युत चुंबकत्व की समस्याओं में लगे रहे।

1871 में, मैक्सवेल कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय लौट आए, जहाँ उन्होंने पहली प्रयोगशाला का नेतृत्व किया शारीरिक प्रयोग, अंग्रेजी वैज्ञानिक हेनरी कैवेंडिश के नाम पर - कैवेंडिश प्रयोगशाला। वहां उन्होंने भौतिकी पढ़ाया और प्रयोगशाला को लैस करने में भाग लिया।

1873 में, वैज्ञानिक ने आखिरकार बिजली और चुंबकत्व पर दो-खंड के कार्य ग्रंथ पर काम पूरा किया, जो भौतिकी के क्षेत्र में वास्तव में एक विश्वकोशीय विरासत बन गया है।

महान वैज्ञानिक की 5 नवंबर, 1879 को कैंसर से मृत्यु हो गई और उन्हें स्कॉटिश गांव पार्टन में परिवार की संपत्ति के पास दफनाया गया।

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