William Thomson, parun Kelvin(ing. William Thomson, 1. parun Kelvin; 26. juuni 1824, Belfast, Iirimaa – 17. detsember 1907, Largs, Šotimaa) – Briti füüsik ja mehaanik. Tuntud oma töö poolest termodünaamika, mehaanika ja elektrodünaamika valdkonnas.

Biograafia

William Thomson sündis 26. juunil 1824 Belfastis. Tomsoni esivanemad olid Iiri põllumehed; tema isa James Thomson, kuulus matemaatik, oli alates 1814. aastast Belfasti akadeemilise asutuse õpetaja, seejärel 1832. aastast Glasgow matemaatikaprofessor; tuntud oma matemaatikaõpikute poolest, mis on läbinud kümneid trükke. William Thomson ja tema vanem vend James õppisid Glasgow kolledžis ja seejärel St. Peter's Cambridge'is, kus William lõpetas oma teaduse kursuse 1845. aastal.

1846. aastal asus 22-aastane Thomson Glasgow ülikooli teoreetilise füüsika õppetooli juhatama.

1856. aastal autasustati teadlast Londoni Kuningliku Seltsi kuningliku medaliga.

Aastatel 1880–1882 Londoni Füüsikute Seltsi president. Kaasaegsed hindasid täielikult Thomsoni erakordseid saavutusi puhtas ja rakendusteaduses.

Thomson löödi 1866. aastal rüütliks ja 1892. aastal andis kuninganna Victoria talle tiitli parun Kelvin Glasgow ülikoolist mööda Clyde'i jõkke voolava Kelvini jõe kohta.

Teaduslik tegevus

Üliõpilasena avaldas Thomson mitmeid töid Fourier' seeria rakendamise kohta füüsika küsimustes ning uurimuses "Soojuse ühtlane liikumine homogeenses tahkis ja selle seos elektri matemaatilise teooriaga" ("The Cambridge math. Journ.”, 1842) tegi ta olulisi analooge soojuse leviku nähtuste ja elektrivool, mis näitab, kuidas ühes nendest valdkondadest tekkinud probleemide lahendusi saab rakendada mõnes teises valdkonnas. Teises uurimuses "The Linear Motion of Heat" (1842, ibid.) töötas Thomson välja põhimõtted, mida ta seejärel viljakalt rakendas paljudes dünaamilise geoloogia küsimustes, näiteks Maa jahtumise küsimuses.

1845. aastal Pariisis viibides hakkas Thomson avaldama Joseph Liouville'i ajakirjas mitmeid elektrostaatikateemalisi artikleid, milles ta kirjeldas oma elektripiltide meetodit, mis võimaldas lihtsalt lahendada paljusid elektrostaatika kõige raskemaid probleeme.

1849. aastal alustas Thomson tööd termodünaamikaga, mis avaldati Edinburghi Kuningliku Seltsi väljaannetes. Neist esimeses töös osutas Thomson Joule'i uurimistööle tuginedes, kuidas tuleks muuta Carnot' põhimõtet, mis on sätestatud viimase essees "Rflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres dvelopper cette puissance" (1824). et põhimõte oli kooskõlas tänapäevaste andmetega; see töö sisaldab ühte termodünaamika teise seaduse esimestest sõnastustest. 1852. aastal esitas Thomson sellest teise sõnastuse, nimelt doktriini energia hajumisest. Samal aastal viis Thomson koos Joule'iga läbi gaaside jahtumise uuringu paisumisel ilma tööd tegemata, mis oli üleminekuetapp ideaalsete gaaside teoorialt reaalsete gaaside teooriale.

1855. aastal alanud töö termoelektriga (“Metallide elektrodünaamilised omadused”) ajendas suurendama eksperimentaalset tööd; Glasgow ülikooli tudengid osalesid töös, millega algas esimene Ühendkuningriigis. praktiline tööüliõpilased ja füüsikalabori käivitamine Glasgows.

19. sajandi viiekümnendatel tundis Thomson huvi Atlandi-ülese telegraafi teema vastu; Esimeste praktiliste pioneeride ebaõnnestumistest ajendatuna uuris Thomson teoreetiliselt elektriliste impulsside levimise küsimust piki kaableid ja jõudis kõige praktilisema tähtsusega järeldustele, mis võimaldasid telegraafi teostada üle ookeani. Oma teel järeldas Thomson võnkuva elektrilahenduse olemasolu tingimused (1853), mille leidis hiljem taas Kirchhoff (1864) ja mis moodustasid kogu elektrivõnkumiste õpetuse aluse. Kaabli paigaldamise ekspeditsioonil tutvus Thomson merenduse vajadustega, mis viis krundi ja kompassi täiustamiseni (1872-1876).

BIOGRAAFIA.

See, kellest hiljem sai Lord Kelvin, sai nimeks William Thomson. Ta sündis 26. juunil 1824 Belfastis (Põhja-Iirimaal) inseneriprofessori peres. Kui poiss oli seitsmeaastane, kolis pere Glasgow’sse (Šotimaa), kus isa sai ülikoolis matemaatika õppetooli. William jäi varakult ilma emata ning isa, kes tundis nende seas suurt lugupidamist, kasvatas teda ja ta vanemat venda.

William hakkas ülikoolis isa loengutel käima kaheksa-aastaselt ja kümneaastaselt sai temast täieõiguslik tudeng. Guinnessi rekordite raamatus on William Thomson märgitud ajaloo noorima üliõpilasena – ta asus 1834. aasta oktoobris Glasgow ülikoolis õppima 10 aasta ja 4 kuu vanusena ning registreeriti üliõpilaseks 14. novembril. aastal.

Pärast õpingute lõpetamist Glasgow's astus seitsmeteistkümneaastane poiss Cambridge'i ülikooli matemaatika erialale. Pärast ülikooli lõpetamist 1845. aastal läks William isa nõuandel Pariisi soojusfüüsika alal praktikale. Noorteadlase tähelepanu juhib ka elektrostaatiliste ja termiliste nähtuste kirjeldamise analoogia. Seda huvi elektro- ja termodünaamika vastu säilitas teadlane kogu oma elu.

Prantsusmaalt naastes asus Thomson viiskümmend kolm aastat loodusfilosoofia (teoreetilise füüsika) õppetoolile Glasgow ülikoolis, kus ta töötas kuni 1899. aastani. Alates 1904. aastast on Tomson ülikooli president.

Aastatel 1890–1895 juhtis ta Londoni Kuninglikku Seltsi ja nimetati 1892. aastal lord Kelviniks silmapaistvate teaduslike teenuste eest. Thomson nautis tohutut prestiiži teadlaste seas üle kogu maailma, ta oli paljude teadusakadeemiate ja seltside liige, sealhulgas Peterburi Teaduste Akadeemia auliige ning tal oli palju auhindu.

TEADUSLIK TEGEVUS.

Thomsoni teaduslikud huvid olid väga mitmekesised. Veel Pariisis töötades töötas ta välja olulise meetodi elektrostaatika probleemide lahendamiseks, mida nimetati “peegelpildi” meetodiks (1846) ja mis võimaldas lahendada mitmeid küsimusi elektrotehnikas, soojusjuhtivuse teoorias jne. Pariisis tutvus Thomson Carnot’ teooriaga, mis viis ta ideeni absoluutsest temperatuurist ja absoluutse temperatuuriskaala kontseptsioonini, mida hiljem nimetati Kelvini skaalaks.

Clausiusest sõltumatult sõnastas Thomson termodünaamika teise seaduse. Koos J. Joule'iga tegi Thomson kindlaks, et adiabaatilise paisumise käigus gaas jahtub (Joule-Thomsoni efekt). Aja jooksul hakati selle efekti saamiseks laialdaselt kasutama madalad temperatuurid. Thomson vastutab esimese järjepideva termoelektriliste nähtuste teooria loomise eest.

Thomson töötas välja ka elektriliste võnkumiste teooria põhialused ja tuletas täna tema nime kandva valemi, mis paneb paika seose ahela loomulike võnkumiste perioodi ning selle mahtuvuse ja induktiivsuse vahel. Samuti viis ta läbi olulisi arendusi telegraafiside praktilisel rakendamisel ning oli teaduslik peakonsultant esimeste transatlantiliste kaablite paigaldamisel, mis tagas stabiilse telegraafiside kahe kontinendi vahel. Kaabli paigaldamises osalemise eest tõsteti Tomson aadli väärikusse.

Huvitav on see, et töö kaabli paigaldamisel äratas teadlases huvi merenavigatsiooni probleemide vastu, mille tulemusel loodi pidev kajaloodi, loodete mõõtur ja merekompassi põhimõtteline täiustamine. Tomsoni autoriteedist ja lugupidamisest tema vastu annavad tunnistust ühe mereväeohvitseri järgmised sõnad: "Iga meremees peaks igal õhtul tema eest palvetama!"

Lood füüsikateadlastest. 2014

"Kui oskad mõõta, millest räägid, ja väljendada seda numbritega, siis tead sellest teemast midagi. Kuid kui te ei suuda seda kvantifitseerida, on teie teadmised äärmiselt piiratud ja mitterahuldavad. Võib-olla see Esimene aste, kuid see pole tõeliste teaduslike teadmiste tase..."

W. Thomson (lord Kelvin)

Teadlane, kelle nimi on antud absoluutsele termodünaamilisele temperatuuriskaalale, Lord Kelvin, oli mitmekülgne mees, kelle teaduslike huvide hulka kuulusid termodünaamika (eelkõige kuulus talle termodünaamika teise printsiibi kaks formulatsiooni), hüdrodünaamika, dünaamiline geoloogia, elektromagnetism, elastsuse teooria. , mehaanika ja matemaatika . Teada on teadlase uuringud soojusjuhtivuse, loodete teooria, lainete pinnal levimise ja keerise liikumise teooria alal. Kuid ta polnud ainult teoreetiline teadlane. "Teaduse inimest eraldab tootvast töötajast terve kuristik ja teadus, selle asemel, et teenida töötaja käes kui vahendit oma tootliku jõu suurendamiseks, vastandub talle peaaegu kõikjal," ütles teadlane. Tema panust erinevate teadusharude praktiliste rakenduste arendamisse on vaevalt võimalik ülehinnata 1850. aastatel oli telegraafihuviline teadlane esimeste telegraafikaablite paigaldamisel üle Atlandi ookeani teaduslikuks peakonsultandiks, kes kavandas mitmeid täppisseadmeid. elektromeetrilised instrumendid: "kaabel" peegelgalvanomeeter, kvadrand- ja absoluutelektromeetrid, undulaator-marker telegraafi signaalide vastuvõtmiseks sifoonitindiga signaalid, joondamiseks kasutatavad amprite skaalad elektriseadmed, ja palju muud ning soovitas kasutada ka keerdunud vasktraate. Teadlane lõi täiustatud merekompassi, mis kompenseeris laeva raudkere magnetismi, leiutas pideva kajaloodi ja mõõnamõõturi (seade veetaseme registreerimiseks meres või jões). Selle leidliku disaineri paljude patentide hulgas on ka puhtalt praktilistele seadmetele (nt veekraanidele) mõeldud patente. Tõesti andekas inimene andekas kõiges.

William Thomson (see on selle kuulsa teadlase tegelik nimi) sündis täpselt 190 aastat tagasi, 26. juunil 1824 Belfastis (Põhja-Iirimaal) Belfasti Kuningliku Akadeemilise Instituudi matemaatikaõpetaja Jamesi perekonnas. , mitme kümneid trükke läbinud õpikute autor Thomson, kelle esivanemad olid Iiri põllumehed. Aastal 1817 abiellus ta Margaret Gardneriga. Nende abielu oli suur (neli poissi ja kaks tüdrukut). Vanim poeg James ja William kasvasid üles isakodus, nooremaid poisse aga nende vanemad õed. Pole üllatav, et Thomson seenior hoolitses oma poegade korraliku hariduse eest. Alguses pööras ta Jamesile rohkem tähelepanu, kuid peagi sai selgeks, et vanema poja kehv tervis ei võimalda tal vastu võtta. hea haridus, ja isa keskendus Williami kasvatamisele.br />
Kui William oli 7-aastane, kolis pere Glasgow'sse (Šotimaa), kus tema isa sai matemaatika õppetooli ja professuuri. Glasgowst sai hiljem kuulsa füüsiku elu- ja töökoht. Juba kaheksa-aastaselt hakkas William käima oma isa loengutel ja 10-aastaselt sai temast tudeng Glasgow kolledžis, kus ta õppis koos vanema venna Jamesiga. Noormehe teadushuvide kujundamisel mängis suurt rolli kuulus Šoti astronoom ja teaduse populariseerija John Nicol, kes töötas ülikoolis alates 1839. aastast. Ta jälgis teaduse edusamme ja püüdis neid oma õpilastele tutvustada. Kuueteistkümneaastaselt luges William Fourier' raamatut "The Analytical Theory of Heat", mis määras sisuliselt tema uurimisprogrammi kogu ülejäänud eluks.

Pärast kolledži lõpetamist läks Thomson õppima St. Peter College'is Cambridge'is, kus ta avaldas mitmeid kirjutisi Fourier' seeria rakendamise kohta erinevates füüsikaharudes ja tähelepanuväärses uurimuses "Soojuse ühtlane liikumine homogeenses tahkis ja selle seos elektri matemaatilise teooriaga" ("The Cambridge math" . Journ.”, 1842) tegi olulisi analooge soojuse ja elektrivoolu levimise nähtuste vahel ning näitas, kuidas ühest neist valdkondadest pärit probleemide lahendamist saab rakendada mõne teise valdkonna probleemidele. Teises uurimuses "The Linear Motion of Heat" (1842, ibid.) töötas Thomson välja põhimõtted, mida ta seejärel viljakalt rakendas paljudes dünaamilise geoloogia küsimustes, näiteks Maa jahtumise küsimuses. Ühes oma varajases kirjas isale kirjutab Thomson, kuidas ta oma aega planeerib: tõuse üles kell 5 ja süütab tule; lugeda kuni 8 tundi 15 minutit; osaleda igapäevases loengus; lugeda kella 13-ni; teha harjutusi kella 16-ni; külastada kirikut enne kella 19; lugeda kuni 8 tundi 30 minutit; mine magama kell 9. See ajakava illustreerib elukestvat soovi minimeerida tulutut ajaraiskamist. Peab ütlema, et William Thomson oli hästi arenenud noormees, tegeles spordiga, kuulus isegi Cambridge'i sõudmismeeskonda ja alistas koos kaaslastega kuulsal, aastast 1829 peetud võistlusel Oxfordi õpilasi. Tomson tundis hästi ka muusikat ja kirjandust. Kuid kõigile neile hobidele eelistas ta teadust ja siin olid ka tema huvid mitmekesised.

Aastal 1845, pärast Cambridge'i ülikooli lõpetamist, olles saanud teise järglase diplomi ja Smithi preemia, läks William oma isa nõuandel Pariisi kuulsa prantsuse eksperimentaalfüüsiku Henri-Victor Regnault' (1810-1878) laborisse. ). Samal ajal avaldas Thomson Joseph Liouville'i ajakirjas mitmeid elektrostaatikateemalisi artikleid, milles ta kirjeldas oma elektriliste kujutiste meetodit, mida hiljem nimetati "peegelpiltide meetodiks", mis võimaldas lihtsalt lahendada paljusid probleeme. elektrostaatika kõige raskemad probleemid.

Sel ajal, kui Thomson Cambridge'is õppis, toimusid Glasgow's sündmused, mis kujundasid tema edasise karjääri. Kui Thomson oli 1841. aastal Cambridge'is esimest aastat lõpetamas, haigestus Glasgow ülikooli loodusfilosoofia professor William Meikleham raskelt. Oli selge, et tööle ta naasta ei saa. 1842 möödus ilma ühegi selge kandidaadita Glasgow' vabale kohale ja siis sai Thomson vanem aru, et tema poeg William, kes oli just saanud 18-aastaseks, võib selle koha eest konkureerida. 11. septembril 1846 valiti 22-aastane Thomson salajasel hääletusel Glasgow ülikooli loodusfilosoofia professori kohale. Ta säilitas oma ametikoha kuni 1899. aastani, teda ei ahvatlenud isegi Cavendishi õppetool Cambridge'is, mida talle 1870. ja 1880. aastatel kolm korda pakuti. Oma esimese loengu professorina pidas Thomson Glasgow ülikoolis 4. novembril 1846. Selles andis ta loodusfilosoofia kursusele registreerunud üliõpilastele sissejuhatava ülevaate kõigist füüsikaharudest. Stokesile saadetud kirjas tunnistas Thomson, et esimene loeng ebaõnnestus. Ta oli selle täiesti ette välja kirjutanud ja tundis pidevalt muret, et luges seda liiga kiiresti läbi. Kuid see ei takistanud sama kirje kasutamist järgmisel aastal ja seejärel igal aastal viiekümne aasta jooksul koos erinevate lisade, muudatuste ja täiustustega. Üliõpilased jumaldasid oma kuulsat professorit, kuigi tema võime kohe mõelda, seoseid ja analoogiaid näha tekitas paljudes hämmingut, eriti kui Thomson eksprompt loengutesse taolise arutluskäigu sisse pani.

1847. aastal kohtus Thomson Briti Loodusloo Assotsiatsiooni koosolekul Oxfordis James Joule'iga. Eelneva nelja aasta jooksul oli Joule nendel aastakoosolekutel teatanud, et kuumus ei ole, nagu tollal arvati, mingi aine (kalor), mis levib ühest kehast teise. Joule väljendas veendumust, et soojus on tegelikult ainet moodustavate aatomite vibratsiooni tulemus. Olles uurinud, kuidas gaas jahutamisel kokku tõmbub, tegi Joule ettepaneku, et ühtki ainet ei saa jahutada temperatuurini 284 ° C (hiljem, nagu me teame, täpsustas seda arvu Thomson). Lisaks demonstreeris Joule töö ja soojuse samaväärsust, viies läbi katseid, et määrata samaväärne mehaanilise töö hulk, mis on vajalik ühe naela vee soojendamiseks 1 °F võrra. Ta väitis isegi, et joa põhjas oli veetemperatuur kõrgem kui tipus. Joule’i kõned Briti Assotsiatsiooni koosolekutel võeti vastu tüdimuse ja umbusuga. Kuid kõik muutus 1847. aasta koosolekul Oxfordis, sest Thomson istus saalis. Ta rõõmustas Joule’i jutu üle, hakkas esitama palju küsimusi ja kutsus esile tulise arutelu. Tõsi, Thomson oletas, et Joule võib eksida. Thomson kirjutas pärast kohtumist oma vennale saadetud kirjas: "Saadan Joule'i teosed, mis panevad teid hämmastama. Mul on olnud vähe aega neid üksikasjalikult mõista. Mulle tundub, et praegu on neil veel palju vigu." Kuid Joule ei eksinud ja Thomson nõustus pärast pikka kaalumist temaga. Veelgi enam, ta suutis ühendada Joule'i ideed Sadi Carnot' tööga soojusmasinate alal. Samal ajal õnnestus tal leida üldisem viis absoluutse nulltemperatuuri määramiseks, mis ei sõltu konkreetsest ainest. Seetõttu hakati temperatuuri põhiühikut hiljem nimetama kelviniks. Veelgi enam, Thomson mõistis, et energia jäävuse seadus on teaduse suur ühendav printsiip, ning võttis kasutusele mõisted "staatiline" ja "dünaamiline" energia, mida me nüüd nimetame vastavalt kineetiliseks ja potentsiaalseks energiaks.

Aastal 1848 tutvustas Thomson " absoluutne termomeetriline skaala". Ta selgitas selle nime järgmiselt: " Seda skaalat iseloomustab täielik sõltumatus füüsikalised omadused mis tahes konkreetne aine". Ta märgib, et" lõpmatu külm peab vastama õhutermomeetri lõplikule arvule alla nulli kraadidele", nimelt: punkt, " mis vastab nullini vähendatud õhuhulgale, mis märgitakse skaalal -273 ° C".

1849. aastal algas Thomsoni termodünaamika alane töö, mis avaldati Edinburghi Kuningliku Seltsi väljaannetes. Neist esimeses töös osutab Thomson Joule'i uurimistööle tuginedes, kuidas tuleks muuta Carnot' põhimõtet, mis on sätestatud viimase essees "Reflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance" (1824). et põhimõte oleks kooskõlas tänapäevaste andmetega; see kuulus teos sisaldab ühte termodünaamika teise seaduse esimestest sõnastustest.

Alates 1851. aastast avaldas Thomson teaduslike artiklite sarja üldpealkirja all “On the Dynamic Theory of Heat”, milles ta uuris (sõltumata R. Clausiusest) termodünaamika esimest ja teist seadust. Samal ajal naaseb ta taas absoluutse temperatuuri probleemi juurde, märkides, et " kahe keha temperatuurid on võrdelised soojushulgaga, mille ainesüsteem võtab ja eraldab kahes kohas, kus on need temperatuurid, kui süsteem viib lõpule ideaalsete pöörduvate protsesside täieliku tsükli ja on kaitstud soojuse kadumise või lisamise eest igal ajal. muu temperatuur Tema töö "Soojuse dünaamiline teooria" tõi välja uue vaatenurga soojusele, mille kohaselt " soojus ei ole aine, vaid mehaanilise mõju dünaamiline vorm. Seetõttu „mehaanilise töö ja soojuse vahel peab olema teatav samaväärsus". Thomson juhib tähelepanu sellele, et see põhimõte ilmselt esimest korda... kuulutati avalikult Yu Mayeri teoses “Märkused elutu looduse jõudude kohta". Lisaks mainib ta arvulist seost uurinud J. Joule'i tööd, " soojuse ja mehaanilise jõu ühendamine". Thomson väidab, et kogu soojuse liikumapaneva jõu teooria põhineb kahel sättel, millest esimene ulatub tagasi Joule'i ja on sõnastatud järgmiselt: " Kõigil juhtudel, kui ainult soojuse tõttu saadakse võrdne kogus mehaanilist tööd või kulutatakse ainult soojusefektide saamiseks, kaob või saadakse alati sama palju soojust.". Thomson sõnastab teise seisukoha järgmiselt: "Kui mõni masin on konstrueeritud nii, et kui see töötab vastupidises suunas, muutuvad kõik mehaanilised ja füüsikalised protsessid selle liikumise mis tahes osas vastupidiseks, siis toodab see täpselt nii palju mehaanilist tööd, kui ükski termodünaamiline masin suudaks. antud koguse soojusmasina tõttu sama temperatuuriga soojusallikate ja külmkapiga". Thomson viib selle seisukoha S. Carnot'le ja R. Clausiusele ning põhjendab seda järgmise aksioomiga: “ Eluta ainelise agensi abil on võimatu saada mehaanilist tööd mis tahes ainemassist, jahutades seda ümbritsevate objektide kõige külmema temperatuurini.". Sellele formuleeringule, mida nimetatakse Thomsoni teise seaduse sõnastuseks, teeb Thomson järgmise märkuse: " Kui me ei tunnistaks seda aksioomi kehtivaks kõigil temperatuuridel, peaksime tunnistama, et on võimalik panna tööle automaatne masin ja saada mere või maa jahutamisega mehaanilist tööd mis tahes koguses kuni ammendumiseni. kogu maa ja mere kuumus või lõpuks kogu materiaalne maailm". Selles märkuses kirjeldatud “automaati” hakati nimetama 2. tüüpi perpetuum mobileks. Lähtudes termodünaamika avatud seadusest ja rakendades seda universumile tervikuna, jõudis ta (1852) ekslikule järeldusele “universumi termilise surma” (universumi termilise surma hüpotees) vältimatuse kohta. Selle käsitluse ebaseaduslikkust ja hüpoteesi ekslikkust tõestas L. Boltzmann.

Samal aastal, 27-aastaselt, sai Thomson Londoni Kuningliku Seltsi - Inglise Teaduste Akadeemia - liikmeks. 1852. aastal viis Thomson koos inglise füüsiku James Joule'iga läbi kuulsa uuringu gaaside jahutamise kohta paisumisel ilma tööd tegemata, mis oli üleminekuetapp ideaalsete gaaside teoorialt reaalsete gaaside teooriale. Nad leidsid, et kui gaas läbib adiabaatiliselt (ilma väljastpoolt tuleva energia sissevooluta) läbi poorse vaheseina, siis selle temperatuur langeb. Seda nähtust nimetatakse "Joule-Thomsoni efektiks". Umbes samal ajal töötas Thomson välja termoelektriliste nähtuste termodünaamilise teooria.

1852. aastal abiellus teadlane Margaret Crumiga, kellesse ta oli lapsepõlvest saati armunud. Ta oli õnnelik, kuid õnn ei kestnud kahjuks kaua. Juba mesinädalate ajal halvenes Margareti tervis järsult. Thomsoni järgmised 17 eluaastat varjutasid pidevad mured tema naise tervise pärast ja teadlane pühendas peaaegu kogu oma vaba aja tema eest hoolitsemisele.

Lisaks termodünaamikatööle uuris Thomson elektromagnetnähtusi. Nii avaldas ta 1853. aastal artikli "Mööduvatest elektrivooludest", mis pani aluse elektromagnetiliste võnkumiste teooriale. Arvestades kerakujulise keha elektrilaengu aja muutumist selle ühendamisel peenikese juhi (traadiga) Maaga, leidis Thomson, et sõltuvalt keha elektrilisest võimsusest, keha takistusest tekivad teatud omadustega summutatud võnkumised. juht ja elektrodünaamiline mahtuvus. Seejärel nimetati valemit, mis peegeldas takistuseta vooluringis vabade võnkumiste perioodi sõltuvust näidatud väärtustest, "Thomsoni valemiks" (kuigi ta ise seda valemit ei tuletanud).

Lõpuks, 1855. aastal, ühendas teadlane kaks oma teaduslike huvide valdkonda ja asus uurima termoelektrilisi protsesse. Ta töötas välja termodünaamilise termoelektriliste nähtuste teooria. Paljud sellised nähtused olid juba teada, osa avastas Thomson ise. 1856. aastal avastas ta kolmanda termoelektrilise efekti - Thomsoni efekti (esimesed kaks olid termo-emfi tekkimine ja Peltieri soojuse vabanemine), mis seisnes nn. "Thomsoni soojus", kui vool voolab läbi juhi temperatuurigradiendi juuresolekul. Kõige hämmastavam on see, et Thomson ei viinud seda avastust eksperimentaalselt läbi, vaid ennustas seda oma teooriale tuginedes. Ja seda ajal, mil teadlastel polnud veel enam-vähem õigeid ettekujutusi elektrivoolu olemusest! Tomsoni molekulide suuruste arvutamine vedela kile pinnaenergia mõõtmise põhjal oli atomistlike kontseptsioonide kujunemisel väga oluline. 1870. aastal tegi ta kindlaks küllastunud auru elastsuse sõltuvuse vedeliku pinna kujust.

Thomson oli tihedalt seotud teise Iiri päritolu füüsiku George Gabriel Stokesiga. Nad kohtusid Cambridge'is ja jäid elu lõpuni lähedasteks sõpradeks, vahetades üle 650 kirja. Suur osa nende kirjavahetusest puudutab matemaatika- ja füüsikauuringuid. Nende mõistus täiendas üksteist ja mõnel juhul olid mõtted nii ühtsed, et kumbki ei saanud aru (või ei hoolinud), kes oli esimesena idee välja öelnud. Võib-olla kõige kuulsam näide on Stokesi teoreem vektoranalüüsist, mis võimaldab teisendada suletud kontuuri integraale selle kontuuriga kaetud pinna integraalideks ja vastupidi. See teoreem oli tegelikult sõnastatud kirjas, mille Thomson saatis Stokesile, nii et seda tuleks nimetada "Thomsoni teoreemiks".

Viiekümnendatel tundis Thomson huvi ka Atlandi-ülese telegraafi teema vastu; Esimeste praktiliste pioneeride ebaõnnestumistest ajendatuna uuris Thomson teoreetiliselt elektriliste impulsside levimise küsimust piki kaableid ja jõudis kõige praktilisema tähtsusega järeldustele, mis võimaldasid telegraafi teostada üle ookeani. Selle käigus tuletab Thomson võnkuva elektrilahenduse olemasolu tingimused (1853), mille leidis hiljem taas Kirchhoff (1864) ja mis oli kogu elektrivõnkumiste õpetuse aluseks. Kaabli paigaldamise ekspeditsioon tutvustas Thomsonile merenduse vajadusi ning viis krundi ja kompassi täiustamiseni (1872–1876). Ta lõi ja patenteeris uue kompassi, mis oli tol ajal olemasolevatest stabiilsem ja kõrvaldas laevade teraskerega seotud kõrvalekalde. Alguses oli Admiraliteedi selle leiutise suhtes skeptiline. Ühe komisjoni järelduse kohaselt on "kompass liiga õrn ja tõenäoliselt väga habras." Vastuseks viskas Tomson kompassi ruumi, kus komisjon kogunes ja kompass viga ei saanud. Mereväevõimud veendusid lõpuks uue kompassi tugevuses ja 1888. aastal võttis selle kasutusele kogu laevastik. Thomson leiutas ka mehaanilise loodete ennustaja ja lõi uue kajaloodi, mis suudab kiiresti määrata sügavuse laeva all ja, mis veelgi olulisem, teha seda laeva liikumise ajal.

Mitte vähem kuulsad olid William Thomsoni vaated Maa termilise ajaloo kohta. Tema huvi selle küsimuse vastu äratas 1844. aastal, kui ta oli veel Cambridge'i noorem üliõpilane. Hiljem naasis ta selle juurde mitu korda, mis viis ta lõpuks konflikti teiste kuulsate teadlastega, sealhulgas John Tyndalli, Thomas Huxley ja Charles Darwiniga. Seda võib näha Darwini kirjelduses Thomsonist kui "alatu tondist" ja Huxley jutlustavast tulisusest evolutsiooniteooria propageerimisel alternatiivina usulistele tõekspidamistele. Thomson oli kristlane, kuid teda ei huvitanud loomise üksikasjade sõnasõnalise tõlgenduse kaitsmine; näiteks arutles ta rõõmsalt teemal, et meteoriit tõi Maale elu. Thomson aga kaitses ja propageeris kogu elu alati head teadust. Ta uskus, et geoloogia ja evolutsioonibioloogia on vähearenenud võrreldes füüsikaga, mis põhines rangel matemaatikal. Tegelikult ei uskunud paljud tolleaegsed füüsikud, et geoloogia ja bioloogia on üldse teadused. Maa vanuse hindamiseks kasutas William Thomson oma lemmik-Fourieri meetodeid. Ta arvutas välja, kui kaua kulus sula maakera jahtumiseks praeguse temperatuurini. 1862. aastal hindas William Thomson Maa vanuseks 100 miljonit aastat, kuid 1899. aastal revideeris arvutused ja vähendas arvu 20–40 miljonile aastale. Bioloogid ja geoloogid vajasid sada korda suuremat figuuri. Teooriate lahknevus lahenes alles 20. sajandi alguses, kui Ernest Rutherford taipas, et kivimite radioaktiivsus loob sisemise mehhanismi Maa soojendamiseks, mis aeglustab jahtumist. See protsess põhjustab Maa vanuse pikenemise Thomsoni ennustatust kaugemale. Kaasaegsed hinnangud anda väärtuseks vähemalt 4600 miljonit aastat. 1903. aastal avastatud seadus, mis seostab soojusenergia vabanemist radioaktiivse lagunemisega, ei ajendanud teda muutma oma hinnanguid Päikese vanuse kohta. Kuid kuna radioaktiivsus avastati, kui Thomson oli üle 70-aastane, võib talle andeks anda, et ta ei arvestanud selle rolliga uurimistöös, mida ta 20ndates eluaastates alustas.

W. Thomsonil oli ka suurepärane õpetajaanne ja ta oli suurepäraselt ühendatud teoreetiline koolitus praktilisega. Tema füüsika loengutega kaasnesid meeleavaldused, millesse Thomson kaasas laialdaselt tudengeid, mis äratas kuulajates huvi. Glasgow ülikoolis lõi W. Thomson Suurbritannias esimese füüsikalise labori, milles paljud originaal teaduslikud uuringud, mis mängis suurt rolli füüsikateaduse arengus. Algul kubises labor endistes loenguruumides, vanas mahajäetud veinikeldris ja osa vanast professori majast. 1870. aastal kolis ülikool suurejoonelisse uude majja, mis andis ruumikad laboriruumid. Thomsoni kantsel ja maja olid esimesed Suurbritannias, mis valgustati elektriga. Ülikooli ja White’i töökodade vahel töötas esimene telefoniliin riigis, kus valmistati füüsilisi instrumente. Töökodadest kasvas välja mitmekorruseline tehas, millest sai sisuliselt labori filiaal.

Räägitakse, et ühel päeval oli lord Kelvin sunnitud oma loengu ära jätma ja kirjutas tahvlile: "Professor Thomson ei kohtu täna oma tundidega." Õpilased otsustasid professori üle nalja teha ja kustutasid sõnast “klassid” tähe “c”. Järgmisel päeval ei olnud Tomson sildi nähes hämmastunud, kustutas samas sõnas veel ühe tähe ja lahkus vaikselt. (Mängitakse sõnadega: klassid - klassid, õpilased; tüdrukud - armukesed, eeslid - eeslid.)

Margaret suri 17. juunil 1870. aastal. Pärast seda otsustas teadlane oma elu muuta, pühendada rohkem aega puhkamisele, ostis isegi kuunari, millel jalutas sõprade ja kolleegidega. 1873. aasta suvel juhtis Thomson järjekordset kaabli paigaldamise ekspeditsiooni. Kaabli vigastuse tõttu oli meeskond sunnitud tegema 16-päevase peatuse Madeiral, kus teadlane sõbrunes Charles Blandy perekonnaga, eriti Fannyga, ühe tema tütrega, kellega ta järgmisel suvel abiellus.

Lisaks teadus-, õppe- ja inseneritegevusele täitis William Thomson palju aukohustusi. Kolm korda (1873–1878, 1886–1890, 1895–1907) valiti ta Edinburghi Kuningliku Seltsi presidendiks ning aastatel 1890–1895 juhtis ta Londoni Kuninglikku Seltsi. 1884. aastal reisis ta USA-sse, kus pidas loengusarja. Kaasaegsed hindasid täielikult Thomsoni erakordseid saavutusi puhtas ja rakendusteaduses. 1866. aastal sai William aadlitiitli ja 1892. aastal andis kuninganna Victoria talle teaduslike saavutuste eest peerage'i tiitliga "Parun Kelvin" (Glasgow's voolava Kelvini jõe nime järgi). Kahjuks sai Williamist mitte ainult esimene, vaid ka viimane parun Kelvin - tema teine ​​abielu, nagu ka esimene, osutus lastetuks. Tema teadusliku tegevuse viiekümnendat aastapäeva tähistasid 1896. aastal füüsikud üle maailma. Tomsoni austamisel osalesid erinevate riikide esindajad, sealhulgas vene füüsik N.A.Umov; aastal 1896 valiti Tomson Peterburi Teaduste Akadeemia auliikmeks. 1899. aastal lahkus Kelvin Glasgow õppetoolist, kuigi ta ei lõpetanud teaduse õppimist.

Väga XIX lõpus c., 27. aprillil 1900, pidas Lord Kelvin Kuninglikus Instituudis kuulsa loengu valguse ja soojuse dünaamilise teooria kriisist pealkirjaga "Üheksateistkümnenda sajandi pilved soojuse ja valguse dünaamilise teooria kohal". Selles ütles ta: "Dünaamilise teooria, mille kohaselt soojus ja valgus on liikumisvormid, ilu ja selgust varjutavad praegu kaks pilve. Esimene neist ... on küsimus: kuidas saab Maa läbi liikuda. elastne keskkond, mis on sisuliselt helendav eeter? Teine on Maxwell-Boltzmanni doktriin energia jaotusest." Lord Kelvin lõpetas oma arutelu esimese küsimuse üle sõnadega: "Ma kardan, et praegu peame esimest pilve pidama väga tumedaks." Suur osa loengust oli pühendatud raskustele, mis on seotud energia ühtlase jaotuse eeldamisega vabadusastmete vahel. Seda küsimust arutati neil aastatel laialdaselt seoses ületamatute vastuoludega musta keha kiirguse spektraaljaotuse osas. Võttes kokku tulemusteta otsitud viisi, kuidas vastuoludest üle saada, järeldab lord Kelvin üsna pessimistlikult, et lihtsaim viis on selle pilve olemasolu lihtsalt ignoreerida. Auväärse füüsiku nägemus oli hämmastav: ta tuvastas täpselt kaks kaasaegse teaduse valupunkti. Mõni kuu hiljem, 19. sajandi viimastel päevadel, avaldas M. Planck oma lahenduse musta keha kiirguse probleemile, tuues sisse kiirguse kvantloomuse ja valguse neeldumise kontseptsiooni ning viis aastat hiljem, 1905. a. A. Einstein avaldas töö “Liikuvate kehade K elektrodünaamika”, milles sõnastas erirelatiivsusteooria ja andis eitava vastuse küsimusele eetri olemasolu kohta. Seega olid füüsikataeva kahe pilve taga relatiivsusteooria ja kvantmehaanika – tänapäeva füüsika põhialused.

Lord Kelvini elu viimased aastad olid aeg, mil füüsikasse ilmus palju põhimõtteliselt uusi asju. Klassikalise füüsika ajastu, mille üks eredamaid tegelasi ta oli, oli lõppemas. Kvant- ja relativistlik ajastu polnud juba kaugel ning ta astus samme selle poole: teda huvitasid teravalt röntgenikiirgus ja radioaktiivsus, ta tegi arvutusi molekulide suuruse määramiseks, püstitas hüpoteesi aatomite struktuuri kohta ja toetas aktiivselt J. J. Thomsoni sellesuunalist uurimistööd . Mõned juhtumid siiski juhtusid. 1896. aastal suhtus ta skeptiliselt uudistesse Wilhelm Conrad Roentgeni erikiirte avastamisest, mis võimaldas näha sisemine struktuur Inimkeha, nimetades seda uudist liialdatuks, mis sarnaneb hästi planeeritud pettusega ja nõuab hoolikat kontrollimist. Ja aasta varem ütles ta: "Õhust raskemad lennukid on võimatud." 1897. aastal märkis Kelvin, et raadiol pole väljavaateid.

Lord William Kelvin suri 17. detsembril 1907 83-aastaselt Largsis (Šotimaa), Glasgow lähedal. Selle Victoria ajastu füüsikakuninga teened teadusele on vaieldamatult suured ja tema põrm puhkab õigusega Westminster Abbeys Isaac Newtoni tuha kõrval. Pärast teda jäi 25 raamatut, 660 teadusartiklit ja 70 leiutist. In Biogr.-Pesakond. Handwörterbuch Poggendorffa" (1896) sisaldab loetelu umbes 250 Thomsonile kuuluvast artiklist (välja arvatud raamatud).

100 kuulsat teadlast Sklyarenko Valentina Markovna

THOMSON WILLIAM, PARUN KELVIN (1824-1907)

THOMSON WILLIAM, PARUN KELVIN

(1824–1907)

26. juunil 1824 sündis Iirimaa linnas Belfastis William Thomson – üks suurimaid füüsikuid teaduse ajaloos, mees, kes teaduslikud saavutused pälvis isanda tiitli (mida, peab ütlema, ei juhtunud sageli). Tema esivanemad olid tavalised Iiri põllumehed. Tõsi, Williami isa James Thomson lõpetas Glasgow ülikooli ja oli üsna kuulus matemaatik, õpetades Belfasti Kuninglikus Akadeemilises Instituudis. Aastal 1817 abiellus ta Margaret Gardneriga. Nende abielu oli suur (neli poissi ja kaks tüdrukut). Vanim poeg James ja William kasvasid üles isakodus, nooremaid poisse aga nende vanemad õed. Pole üllatav, et Thomson seenior hoolitses oma poegade korraliku hariduse eest. Alguses pööras ta Jamesile rohkem tähelepanu, kuid peagi sai selgeks, et vanema poja kehv tervis ei võimalda tal head haridust saada ning isa keskendus Williami kasvatamisele.

1832. aastal sai Thomson vanem Glasgows matemaatikaprofessorina ja perekond lahkus Belfastist. 1834. aastal astus William Glasgow ülikooli, kus õpetati ka keskkooli aineid võimekatele lastele. Noormehe teadushuvide kujundamisel mängis suurt rolli kuulus Šoti astronoom ja teaduse populariseerija John Nicol, kes töötas ülikoolis alates 1839. aastast. Ta jälgis teaduse edusamme ja püüdis neid oma õpilastele tutvustada. Üheks selliseks uuenduseks oli Fourier-seeria meetod, mille rakendamisele füüsikalistes uuringutes pühendas Thomson veel tudengina mitmeid töid. Eelkõige rakendas ta Fourier' seeria meetodit soojuse leviku mustrite uurimisel erinevates keskkondades ning näitas analoogiat soojuse ja elektrivoolu levimise vahel.

1841. aastal sai Williami isa talle Cambridge'i töökoha. Noormees õppis edukalt, 1845. aastal sai ta teise jooksja diplomi ja võitis Smithi auhinna. Peab ütlema, et William Thomson oli hästi arenenud noormees, tegeles spordiga, kuulus isegi Cambridge'i sõudmismeeskonda ja alistas koos kaaslastega kuulsal, aastast 1829 peetud võistlusel Oxfordi õpilasi. Tomson tundis hästi ka muusikat ja kirjandust. Kuid kõigile neile hobidele eelistas ta teadust ja siin olid ka tema huvid mitmekesised.

1845. aastal tegi William Thomson ühe esimesi katseid matemaatiliselt tõlgendada Faraday ideid lühimaategevuse kohta. Tänavu sai ta eristipendiumi, tänu millele sai ta minna Pariisi, kus töötas mõnda aega kuulsa füüsiku Henri Victor Ragno laboris. Prantsusmaal tegeles William peamiselt elektrostaatikaga ja avaldas mitmeid töid, milles ta kirjeldas eelkõige tema välja töötatud elektrilist meetodit kujutiste saamiseks. Sellest meetodist sai hiljem väga kasulik vahend paljudes elektrostaatilistes uuringutes.

1846. aastal sai Thomson kutse Glasgow’s teoreetilise füüsika osakonda juhatada. Juba siis saavutas 23-aastane teadlane teadusringkondades teatud autoriteedi ja kuulsuse. Sellest annab tunnistust tema osalemine Briti Teaduse Edendamise Ühingu aastakoosolekul 1847. aastal, mille käigus William kuulas Joule’i ettekannet soojusülekande teooriatest. See teema huvitas teda väga ja ta võttis tõsiselt käsile termodünaamika. Juba 1848. aastal pakkus Thomson välja oma kuulsa termodünaamilise temperatuuriskaala (Kelvini skaala). See erineb teistest temperatuuriskaaladest selle poolest, et võrdluspunktiks on võetud absoluutne nulltemperatuur. Seega see skaala ei sõltu termomeetrilise aine (temperatuuri mõõtmise seadmes kasutatav aine) omadustest.

1851. aastal sõnastas William peaaegu samaaegselt Rudolf Clausiusega ja sellest sõltumatult termodünaamika teise seaduse. Thomsoni sõnastuse kohaselt kõlas see seadus järgmiselt: "Looduses on võimatu protsess, mille ainsaks tulemuseks oleks soojusmahuti jahutamisel tehtav mehaaniline töö." Siit tegi inglise teadlane kaugeleulatuvad järeldused: niipea, kui mehaaniline energia saab täielikult muutuda soojusenergiaks, kuid täielik vastupidine muundamine on võimatu, muutub lõpuks kogu energia soojusenergiaks ja seetõttu peatuvad mehaanilised liikumised. . Seda järeldust hakati nimetama "universumi kuumasurma" ideeks. Olgu öeldud, et praegu peetakse Universumi termilise surma hüpoteesi ekslikuks, kuid igal juhul aitas see suuresti kaasa termodünaamika arengule.

William Thomson jätkas elektriliste nähtuste uurimist. Samal 1851. aastal tegi ta veel ühe avastuse: ta avastas, et kui ferromagneteid magnetiseerida, muutub nende elektritakistus. Seda nähtust nimetatakse ferromagnetites Thomsoni efektiks (termoelektrilisest Thomsoni efektist räägime allpool). William pälvis oma tööga üha laieneva kolleegide ringi tähelepanu. 1851. aastat tähistas teine märkimisväärne sündmus– Thomson valiti Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks.

1852. aastal abiellus teadlane Margaret Crumiga, kellesse ta oli lapsepõlvest saati armunud. Ta oli õnnelik, kuid õnn ei kestnud kahjuks kaua. Juba mesinädalate ajal halvenes Margareti tervis järsult. Thomsoni järgmised 17 eluaastat varjutasid pidevad mured tema naise tervise pärast ja teadlane pühendas peaaegu kogu oma vaba aja tema eest hoolitsemisele.

Aastatel 1852–1856 tegi Thomson aktiivselt koostööd Joule'iga, kuigi teadlased suhtlesid peamiselt kirjavahetuse teel. Aastatel 1853–1854 viisid nad ühiselt läbi rea katseid ja avastasid gaasi temperatuuri muutumise mõju selle adiabaatilise paisumise ajal. Joule-Thomsoni efekt võib olla positiivne (gaas jahutatakse) ja negatiivne (gaas kuumutatakse). Lisaks teaduslikule huvile on sellel nähtusel ka praktiline rakendus: seda kasutatakse väga madalate temperatuuride saamiseks.

Lõpuks, 1855. aastal, ühendas teadlane kaks oma teaduslike huvide valdkonda ja asus uurima termoelektrilisi protsesse. Ta töötas välja termodünaamilise termoelektriliste nähtuste teooria. Paljud sellised nähtused olid juba teada, osa avastas Thomson ise. Ühte neist nimetatakse Thomsoni termoelektriliseks efektiks. See on järgmine: kui piki juhti, mida läbib elektrivool, on temperatuuride erinevus, siis lisaks Joule-Lenzi seadusega seletatavale kuumutamisprotsessile toimub täiendav soojuse neeldumine või eraldumine (olenevalt voolu suunast ). Kõige hämmastavam on see, et Thomson ei viinud seda avastust eksperimentaalselt läbi, vaid ennustas seda oma teooriale tuginedes. Ja seda ajal, mil teadlastel polnud veel enam-vähem õigeid ettekujutusi elektrivoolu olemusest! Thomson kaasas termoelektriliste nähtuste uurimisse ka üliõpilasi. Tänu sellele algatusele loodi Glasgow ülikooli esimene õppe- ja uurimislabor.

Inglise teadlane oli väga huvitatud kaasaegse teaduse saavutuste praktilisest rakendamisest. 1854. aastal sai ta pakkumise osaleda Atlandi-ülese telegraafikaabli rajamise projektis. Thomson pühendas sellele tööle palju aega ja vaeva, alates 1856. aastast töötas ta Atlantic Telegraph Company direktorite nõukogus ja osales peamiselt pühade ajal kaablipaigalduse ekspeditsioonidel. Kuid Thomson andis projekti elluviimisel suurimat abi oma teadusliku uurimistööga. Ta uuris elektriimpulsside levimise mustreid mööda juhtmeid, elektrivoolu võnkeahelas, arendas elektromagnetiliste võnkumiste teooriat ja tuletas eelkõige ühe temanimelise elektri- ja raadiotehnika põhivalemi (Thomsoni valem määrab ahela võnkeperioodi sõltuvus selle kondensaatori mahtuvusest ja pooli induktiivsusest ).

Muidugi ei saanud selline mitmekülgne ja entusiastlik inimene nagu Thomson ekspeditsioonide ajal jätta huvi tundma navigeerimise küsimuste vastu. Samuti leidis ta selles vallas rakendust oma leidlikule ja teaduslikule andele: täiustas kompassi ja partii konstruktsioone, uuris lainete teooriat ja loodete teooriat jne. Üldiselt väärib William Thomsoni leidlik tegevus erilist tähelepanu. Ta kavandas ja täiustas mitmeid füüsilisi instrumente: peegelgalvanomeetrit, ruut- ja absoluutelektromeetrit ning oli mitme rakendusliku leiutise autor. Näiteks patenteeris ta undulaatori, millel oli sifooniga tindivarustus, ühte tüüpi telegraafivõtmed ja isegi enda disainitud veekraan.

Osalemise eest Atlandi-ülese telegraafikaabli paigaldamisel 10. novembril 1866 anti William Thomsonile ja teistele projektijuhtidele lordide tiitel. See tegevus nõudis palju vaeva ja aega ning pikka aega pidi teadlane piirduma ainult nende uuringutega, mida sai läbi viia ilma, et ta oleks sellest häiritud. Kuid see teos paelus Thomsonit ja ta armus kirglikult merre. Alates 1869. aastast osales William Thomson Prantsuse Atlandi ookeani kaabli paigaldamises.

Margaret suri 17. juunil 1870. aastal. Pärast seda otsustas teadlane oma elu muuta, pühendada rohkem aega puhkamisele, ostis isegi kuunari, millel jalutas sõprade ja kolleegidega. 1873. aasta suvel juhtis Thomson järjekordset kaabli paigaldamise ekspeditsiooni. Kaabli vigastuse tõttu oli meeskond sunnitud tegema 16-päevase peatuse Madeiral, kus teadlane sõbrunes Charles Blandy perekonnaga, eriti Fannyga, ühe tema tütrega, kellega ta järgmisel suvel abiellus.

Lisaks teadus-, õppe- ja inseneritegevusele täitis William Thomson palju aukohustusi. Kolm korda (1873–1878, 1886–1890, 1895–1907) valiti ta Edinburghi Kuningliku Seltsi presidendiks ning aastatel 1890–1895 juhtis ta Londoni Kuninglikku Seltsi. 1884. aastal reisis ta USA-sse, kus pidas loengusarja. 1892. aastal sai teadlane oma teaduslike teenete eest esimese parun Kelvini tiitli (see nimi võeti Glasgow ülikooli territooriumi läbiva jõe nimest). Kahjuks sai Williamist mitte ainult esimene, vaid ka viimane parun Kelvin - tema teine ​​abielu, nagu ka esimene, osutus lastetuks. 1899. aastal lahkus Kelvin Glasgow õppetoolist, kuigi ta ei lõpetanud teaduse õppimist. Järgmisel aastal pidas ta loengu valguse ja soojuse dünaamilise teooria kriisist. Hiljem huvitasid teadlast uued avastused: röntgenikiirgus, radioaktiivsus jne Lord William Kelvin suri 17. detsembril 1907. aastal. Teadlane maeti Westminster Abbeysse Isaac Newtoni haua kõrvale.

See tekst on sissejuhatav osa. Raamatust Keiserlik Venemaa autor Anisimov Jevgeni Viktorovitš

1824. aasta üleujutus Aleksander I valitsusaeg ei lõppenud Peterburi ja riigi jaoks hästi. Linna tabas kaks kohutavat katastroofi, üks loodus- ja teine ​​sotsiaalne. Ja nende keskel oli pronksratsutaja, kelle all näis elavat linna geenius. 7. november 1824

Raamatust 100 suurt geeniust autor Balandin Rudolf Konstantinovitš

BYRON (1788–1824) George Noel Gordon Byron pärines üllast, ehkki vaesunud perekonnast. Lapsepõlve veetis ta Aberdeeni linnas (Šotimaa). Kümneaastaselt päris ta oma vanaonult isanda tiitli ja valduse. Pärast suletud aristokraatlikku kooli, kus ta alustas

Raamatust Maailma ajalugu. 4. köide. Lähiajalugu autor Yeager Oscar

1. Hispaania ja Portugal alates 1824. aastast Hispaania aastast 1824 Pärast sissetungi Hispaanias kehtestatud mõttetut süsteemi tuli peagi mõnevõrra muuta. Kuningas ise ei muutnud suunda mitte sellepärast, et tema kättemaksuhimu ja julmus rahuldati või et ta mõistis, et see pole vajalik

Raamatust Prantsuse She-Wolf – Inglismaa kuninganna. Isabel autor Weir Alison

1824 Murymouth; Foedera; CCR; pagar; S.C.Ainult sellel valitsusel on õigus eksisteerida, kellel on

Raamatust Varjatud Tiibet. Iseseisvuse ja okupatsiooni ajalugu autor Kuzmin Sergei Lvovitš

1824 Jingji Ribao: kiire areng...

autor Šiškova Maria Pavlovna

Lõunapagulus (1820-1824) Kaukaasia, Krimm, Chişinău, Kamenka, Odessa Mais 1820 aeti Puškin Peterburist välja. Pärast lühikest viibimist Jekaterinoslavlis (Dnepropetrovskis) suundus ta koos Raevski perekonnaga Kaukaasiasse Mineraalvesi. Seejärel kolis Puškin Krimmi

Raamatust Puškin-muusika-ajastu autor Šiškova Maria Pavlovna

Mihhailovskoje (1824-1826) 31. juulil 1824 lahkub Puškin Odessast. “Ooperist, pimedatest kastidest. Ja jumal tänatud, aadlikelt. Ta lahkus Trigorski metsade varju. Kaugesse põhjarajooni” (Onegini reiside versioon). Uues paguluses viibimise esimestel kuudel kirjutab Puškin Vjazemskile: „Ma

Raamatust Maailma ajalugu ütlustes ja tsitaatides autor Dušenko Konstantin Vassiljevitš

"Kui oskad mõõta, millest räägid, ja väljendada seda numbritega, siis tead sellest teemast midagi. Kuid kui te ei suuda seda kvantifitseerida, on teie teadmised äärmiselt piiratud ja mitterahuldavad. See võib olla algetapp, kuid see pole tõelise teadusliku teadmise tase..."

W. Thomson (lord Kelvin)

Teadlane, kelle nimi on antud absoluutsele termodünaamilisele temperatuuriskaalale, Lord Kelvin, oli mitmekülgne mees, kelle teaduslike huvide hulka kuulusid termodünaamika (eelkõige kuulus talle termodünaamika teise printsiibi kaks formulatsiooni), hüdrodünaamika, dünaamiline geoloogia, elektromagnetism, elastsuse teooria. , mehaanika ja matemaatika . Teada on teadlase uuringud soojusjuhtivuse, loodete teooria, lainete pinnal levimise ja keerise liikumise teooria alal. Kuid ta polnud ainult teoreetiline teadlane. "Teaduse inimest eraldab tootvast töötajast terve kuristik ja teadus, selle asemel, et teenida töötaja käes kui vahendit oma tootliku jõu suurendamiseks, vastandub talle peaaegu kõikjal," ütles teadlane. Tema panust erinevate teadusharude praktiliste rakenduste arendamisse on vaevalt võimalik ülehinnata 1850. aastatel oli telegraafihuviline teadlane esimeste telegraafikaablite paigaldamisel üle Atlandi ookeani teaduslikuks peakonsultandiks, kes kavandas mitmeid täppisseadmeid. elektromeetrilised instrumendid: "kaabel" peegelgalvanomeeter, kvadrand- ja absoluutelektromeetrid, undulaator-marker telegraafi signaalide vastuvõtmiseks. sifooni tindi toiteallikaga signaalid, elektriseadmete kalibreerimiseks kasutatavad ampriskaalad ja palju muud, samuti tehti ettepanek kasutada keerdunud juhtmeid valmistatud vasktraadist.Teadlane lõi täiustatud merekompassi, mis kompenseeris laeva raudkere magnetismi, leiutas pideva kajaloodi, mõõnamõõturi (seadme veetaseme registreerimiseks meres või jões). Selle leidliku disaineri paljude patentide hulgas on ka puhtalt praktilistele seadmetele (nt veekraanidele) mõeldud patente. Tõeliselt andekas inimene on andekas kõiges.

William Thomson (see on selle kuulsa teadlase tegelik nimi) sündis täpselt 190 aastat tagasi, 26. juunil 1824 Belfastis (Põhja-Iirimaal) Belfasti Kuningliku Akadeemilise Instituudi matemaatikaõpetaja Jamesi perekonnas. , mitme kümneid trükke läbinud õpikute autor Thomson, kelle esivanemad olid Iiri põllumehed. Aastal 1817 abiellus ta Margaret Gardneriga. Nende abielu oli suur (neli poissi ja kaks tüdrukut). Vanim poeg James ja William kasvasid üles isakodus, nooremaid poisse aga nende vanemad õed. Pole üllatav, et Thomson seenior hoolitses oma poegade korraliku hariduse eest. Alguses pööras ta Jamesile rohkem tähelepanu, kuid peagi sai selgeks, et vanema poja kehv tervis ei võimalda tal head haridust saada ning isa keskendus Williami kasvatamisele.br />
Kui William oli 7-aastane, kolis pere Glasgow'sse (Šotimaa), kus tema isa sai matemaatika õppetooli ja professuuri. Glasgowst sai hiljem kuulsa füüsiku elu- ja töökoht. Juba kaheksa-aastaselt hakkas William käima oma isa loengutel ja 10-aastaselt sai temast tudeng Glasgow kolledžis, kus ta õppis koos vanema venna Jamesiga. Noormehe teadushuvide kujundamisel mängis suurt rolli kuulus Šoti astronoom ja teaduse populariseerija John Nicol, kes töötas ülikoolis alates 1839. aastast. Ta jälgis teaduse edusamme ja püüdis neid oma õpilastele tutvustada. Kuueteistkümneaastaselt luges William Fourier' raamatut "The Analytical Theory of Heat", mis määras sisuliselt tema uurimisprogrammi kogu ülejäänud eluks.

Pärast kolledži lõpetamist läks Thomson õppima St. Peter College'is Cambridge'is, kus ta avaldas mitmeid kirjutisi Fourier' seeria rakendamise kohta erinevates füüsikaharudes ja tähelepanuväärses uurimuses "Soojuse ühtlane liikumine homogeenses tahkis ja selle seos elektri matemaatilise teooriaga" ("The Cambridge math" . Journ.”, 1842) tegi olulisi analooge soojuse ja elektrivoolu levimise nähtuste vahel ning näitas, kuidas ühest neist valdkondadest pärit probleemide lahendamist saab rakendada mõne teise valdkonna probleemidele. Teises uurimuses "The Linear Motion of Heat" (1842, ibid.) töötas Thomson välja põhimõtted, mida ta seejärel viljakalt rakendas paljudes dünaamilise geoloogia küsimustes, näiteks Maa jahtumise küsimuses. Ühes oma varajases kirjas isale kirjutab Thomson, kuidas ta oma aega planeerib: tõuse üles kell 5 ja süütab tule; lugeda kuni 8 tundi 15 minutit; osaleda igapäevases loengus; lugeda kella 13-ni; teha harjutusi kella 16-ni; külastada kirikut enne kella 19; lugeda kuni 8 tundi 30 minutit; mine magama kell 9. See ajakava illustreerib elukestvat soovi minimeerida tulutut ajaraiskamist. Peab ütlema, et William Thomson oli hästi arenenud noormees, tegeles spordiga, kuulus isegi Cambridge'i sõudmismeeskonda ja alistas koos kaaslastega kuulsal, aastast 1829 peetud võistlusel Oxfordi õpilasi. Tomson tundis hästi ka muusikat ja kirjandust. Kuid kõigile neile hobidele eelistas ta teadust ja siin olid ka tema huvid mitmekesised.

Aastal 1845, pärast Cambridge'i ülikooli lõpetamist, olles saanud teise järglase diplomi ja Smithi preemia, läks William oma isa nõuandel Pariisi kuulsa prantsuse eksperimentaalfüüsiku Henri-Victor Regnault' (1810-1878) laborisse. ). Samal ajal avaldas Thomson Joseph Liouville'i ajakirjas mitmeid elektrostaatikateemalisi artikleid, milles ta kirjeldas oma elektriliste kujutiste meetodit, mida hiljem nimetati "peegelpiltide meetodiks", mis võimaldas lihtsalt lahendada paljusid probleeme. elektrostaatika kõige raskemad probleemid.

Sel ajal, kui Thomson Cambridge'is õppis, toimusid Glasgow's sündmused, mis kujundasid tema edasise karjääri. Kui Thomson oli 1841. aastal Cambridge'is esimest aastat lõpetamas, haigestus Glasgow ülikooli loodusfilosoofia professor William Meikleham raskelt. Oli selge, et tööle ta naasta ei saa. 1842 möödus ilma ühegi selge kandidaadita Glasgow' vabale kohale ja siis sai Thomson vanem aru, et tema poeg William, kes oli just saanud 18-aastaseks, võib selle koha eest konkureerida. 11. septembril 1846 valiti 22-aastane Thomson salajasel hääletusel Glasgow ülikooli loodusfilosoofia professori kohale. Ta säilitas oma ametikoha kuni 1899. aastani, teda ei ahvatlenud isegi Cavendishi õppetool Cambridge'is, mida talle 1870. ja 1880. aastatel kolm korda pakuti. Oma esimese loengu professorina pidas Thomson Glasgow ülikoolis 4. novembril 1846. Selles andis ta loodusfilosoofia kursusele registreerunud üliõpilastele sissejuhatava ülevaate kõigist füüsikaharudest. Stokesile saadetud kirjas tunnistas Thomson, et esimene loeng ebaõnnestus. Ta oli selle täiesti ette välja kirjutanud ja tundis pidevalt muret, et luges seda liiga kiiresti läbi. Kuid see ei takistanud sama kirje kasutamist järgmisel aastal ja seejärel igal aastal viiekümne aasta jooksul koos erinevate lisade, muudatuste ja täiustustega. Üliõpilased jumaldasid oma kuulsat professorit, kuigi tema võime kohe mõelda, seoseid ja analoogiaid näha tekitas paljudes hämmingut, eriti kui Thomson eksprompt loengutesse taolise arutluskäigu sisse pani.

1847. aastal kohtus Thomson Briti Loodusloo Assotsiatsiooni koosolekul Oxfordis James Joule'iga. Eelneva nelja aasta jooksul oli Joule nendel aastakoosolekutel teatanud, et kuumus ei ole, nagu tollal arvati, mingi aine (kalor), mis levib ühest kehast teise. Joule väljendas veendumust, et soojus on tegelikult ainet moodustavate aatomite vibratsiooni tulemus. Olles uurinud, kuidas gaas jahutamisel kokku tõmbub, tegi Joule ettepaneku, et ühtki ainet ei saa jahutada temperatuurini 284 ° C (hiljem, nagu me teame, täpsustas seda arvu Thomson). Lisaks demonstreeris Joule töö ja soojuse samaväärsust, viies läbi katseid, et määrata samaväärne mehaanilise töö hulk, mis on vajalik ühe naela vee soojendamiseks 1 °F võrra. Ta väitis isegi, et joa põhjas oli veetemperatuur kõrgem kui tipus. Joule’i kõned Briti Assotsiatsiooni koosolekutel võeti vastu tüdimuse ja umbusuga. Kuid kõik muutus 1847. aasta koosolekul Oxfordis, sest Thomson istus saalis. Ta rõõmustas Joule’i jutu üle, hakkas esitama palju küsimusi ja kutsus esile tulise arutelu. Tõsi, Thomson oletas, et Joule võib eksida. Thomson kirjutas pärast kohtumist oma vennale saadetud kirjas: "Saadan Joule'i teosed, mis panevad teid hämmastama. Mul on olnud vähe aega neid üksikasjalikult mõista. Mulle tundub, et praegu on neil veel palju vigu." Kuid Joule ei eksinud ja Thomson nõustus pärast pikka kaalumist temaga. Veelgi enam, ta suutis ühendada Joule'i ideed Sadi Carnot' tööga soojusmasinate alal. Samal ajal õnnestus tal leida üldisem viis absoluutse nulltemperatuuri määramiseks, mis ei sõltu konkreetsest ainest. Seetõttu hakati temperatuuri põhiühikut hiljem nimetama kelviniks. Veelgi enam, Thomson mõistis, et energia jäävuse seadus on teaduse suur ühendav printsiip, ning võttis kasutusele mõisted "staatiline" ja "dünaamiline" energia, mida me nüüd nimetame vastavalt kineetiliseks ja potentsiaalseks energiaks.

Aastal 1848 tutvustas Thomson " absoluutne termomeetriline skaala". Ta selgitas selle nime järgmiselt: " Seda skaalat iseloomustab täielik sõltumatus mis tahes konkreetse aine füüsikalistest omadustest". Ta märgib, et" lõpmatu külm peab vastama õhutermomeetri lõplikule arvule alla nulli kraadidele", nimelt: punkt, " mis vastab nullini vähendatud õhuhulgale, mis märgitakse skaalal -273 ° C".

1849. aastal algas Thomsoni termodünaamika alane töö, mis avaldati Edinburghi Kuningliku Seltsi väljaannetes. Neist esimeses töös osutab Thomson Joule'i uurimistööle tuginedes, kuidas tuleks muuta Carnot' põhimõtet, mis on sätestatud viimase essees "Reflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance" (1824). et põhimõte oleks kooskõlas tänapäevaste andmetega; see kuulus teos sisaldab ühte termodünaamika teise seaduse esimestest sõnastustest.

Alates 1851. aastast avaldas Thomson teaduslike artiklite sarja üldpealkirja all “On the Dynamic Theory of Heat”, milles ta uuris (sõltumata R. Clausiusest) termodünaamika esimest ja teist seadust. Samal ajal naaseb ta taas absoluutse temperatuuri probleemi juurde, märkides, et " kahe keha temperatuurid on võrdelised soojushulgaga, mille ainesüsteem võtab ja eraldab kahes kohas, kus on need temperatuurid, kui süsteem viib lõpule ideaalsete pöörduvate protsesside täieliku tsükli ja on kaitstud soojuse kadumise või lisamise eest igal ajal. muu temperatuur Tema töö "Soojuse dünaamiline teooria" tõi välja uue vaatenurga soojusele, mille kohaselt " soojus ei ole aine, vaid mehaanilise mõju dünaamiline vorm. Seetõttu „mehaanilise töö ja soojuse vahel peab olema teatav samaväärsus". Thomson juhib tähelepanu sellele, et see põhimõte ilmselt esimest korda... kuulutati avalikult Yu Mayeri teoses “Märkused elutu looduse jõudude kohta". Lisaks mainib ta arvulist seost uurinud J. Joule'i tööd, " soojuse ja mehaanilise jõu ühendamine". Thomson väidab, et kogu soojuse liikumapaneva jõu teooria põhineb kahel sättel, millest esimene ulatub tagasi Joule'i ja on sõnastatud järgmiselt: " Kõigil juhtudel, kui ainult soojuse tõttu saadakse võrdne kogus mehaanilist tööd või kulutatakse ainult soojusefektide saamiseks, kaob või saadakse alati sama palju soojust.". Thomson sõnastab teise seisukoha järgmiselt: "Kui mõni masin on konstrueeritud nii, et kui see töötab vastupidises suunas, muutuvad kõik mehaanilised ja füüsikalised protsessid selle liikumise mis tahes osas vastupidiseks, siis toodab see täpselt nii palju mehaanilist tööd, kui ükski termodünaamiline masin suudaks. antud koguse soojusmasina tõttu sama temperatuuriga soojusallikate ja külmkapiga". Thomson viib selle seisukoha S. Carnot'le ja R. Clausiusele ning põhjendab seda järgmise aksioomiga: “ Eluta ainelise agensi abil on võimatu saada mehaanilist tööd mis tahes ainemassist, jahutades seda ümbritsevate objektide kõige külmema temperatuurini.". Sellele formuleeringule, mida nimetatakse Thomsoni teise seaduse sõnastuseks, teeb Thomson järgmise märkuse: " Kui me ei tunnistaks seda aksioomi kehtivaks kõigil temperatuuridel, peaksime tunnistama, et on võimalik panna tööle automaatne masin ja saada mere või maa jahutamisega mehaanilist tööd mis tahes koguses kuni ammendumiseni. kogu maa ja mere kuumus või lõpuks kogu materiaalne maailm". Selles märkuses kirjeldatud “automaati” hakati nimetama 2. tüüpi perpetuum mobileks. Lähtudes termodünaamika avatud seadusest ja rakendades seda universumile tervikuna, jõudis ta (1852) ekslikule järeldusele “universumi termilise surma” (universumi termilise surma hüpotees) vältimatuse kohta. Selle käsitluse ebaseaduslikkust ja hüpoteesi ekslikkust tõestas L. Boltzmann.

Samal aastal, 27-aastaselt, sai Thomson Londoni Kuningliku Seltsi - Inglise Teaduste Akadeemia - liikmeks. 1852. aastal viis Thomson koos inglise füüsiku James Joule'iga läbi kuulsa uuringu gaaside jahutamise kohta paisumisel ilma tööd tegemata, mis oli üleminekuetapp ideaalsete gaaside teoorialt reaalsete gaaside teooriale. Nad leidsid, et kui gaas läbib adiabaatiliselt (ilma väljastpoolt tuleva energia sissevooluta) läbi poorse vaheseina, siis selle temperatuur langeb. Seda nähtust nimetatakse "Joule-Thomsoni efektiks". Umbes samal ajal töötas Thomson välja termoelektriliste nähtuste termodünaamilise teooria.

1852. aastal abiellus teadlane Margaret Crumiga, kellesse ta oli lapsepõlvest saati armunud. Ta oli õnnelik, kuid õnn ei kestnud kahjuks kaua. Juba mesinädalate ajal halvenes Margareti tervis järsult. Thomsoni järgmised 17 eluaastat varjutasid pidevad mured tema naise tervise pärast ja teadlane pühendas peaaegu kogu oma vaba aja tema eest hoolitsemisele.

Lisaks termodünaamikatööle uuris Thomson elektromagnetnähtusi. Nii avaldas ta 1853. aastal artikli "Mööduvatest elektrivooludest", mis pani aluse elektromagnetiliste võnkumiste teooriale. Arvestades kerakujulise keha elektrilaengu aja muutumist selle ühendamisel peenikese juhi (traadiga) Maaga, leidis Thomson, et sõltuvalt keha elektrilisest võimsusest, keha takistusest tekivad teatud omadustega summutatud võnkumised. juht ja elektrodünaamiline mahtuvus. Seejärel nimetati valemit, mis peegeldas takistuseta vooluringis vabade võnkumiste perioodi sõltuvust näidatud väärtustest, "Thomsoni valemiks" (kuigi ta ise seda valemit ei tuletanud).

Lõpuks, 1855. aastal, ühendas teadlane kaks oma teaduslike huvide valdkonda ja asus uurima termoelektrilisi protsesse. Ta töötas välja termodünaamilise termoelektriliste nähtuste teooria. Paljud sellised nähtused olid juba teada, osa avastas Thomson ise. 1856. aastal avastas ta kolmanda termoelektrilise efekti - Thomsoni efekti (esimesed kaks olid termo-emfi tekkimine ja Peltieri soojuse vabanemine), mis seisnes nn. "Thomsoni soojus", kui vool voolab läbi juhi temperatuurigradiendi juuresolekul. Kõige hämmastavam on see, et Thomson ei viinud seda avastust eksperimentaalselt läbi, vaid ennustas seda oma teooriale tuginedes. Ja seda ajal, mil teadlastel polnud veel enam-vähem õigeid ettekujutusi elektrivoolu olemusest! Tomsoni molekulide suuruste arvutamine vedela kile pinnaenergia mõõtmise põhjal oli atomistlike kontseptsioonide kujunemisel väga oluline. 1870. aastal tegi ta kindlaks küllastunud auru elastsuse sõltuvuse vedeliku pinna kujust.

Thomson oli tihedalt seotud teise Iiri päritolu füüsiku George Gabriel Stokesiga. Nad kohtusid Cambridge'is ja jäid elu lõpuni lähedasteks sõpradeks, vahetades üle 650 kirja. Suur osa nende kirjavahetusest puudutab matemaatika- ja füüsikauuringuid. Nende mõistus täiendas üksteist ja mõnel juhul olid mõtted nii ühtsed, et kumbki ei saanud aru (või ei hoolinud), kes oli esimesena idee välja öelnud. Võib-olla kõige kuulsam näide on Stokesi teoreem vektoranalüüsist, mis võimaldab teisendada suletud kontuuri integraale selle kontuuriga kaetud pinna integraalideks ja vastupidi. See teoreem oli tegelikult sõnastatud kirjas, mille Thomson saatis Stokesile, nii et seda tuleks nimetada "Thomsoni teoreemiks".

Viiekümnendatel tundis Thomson huvi ka Atlandi-ülese telegraafi teema vastu; Esimeste praktiliste pioneeride ebaõnnestumistest ajendatuna uuris Thomson teoreetiliselt elektriliste impulsside levimise küsimust piki kaableid ja jõudis kõige praktilisema tähtsusega järeldustele, mis võimaldasid telegraafi teostada üle ookeani. Selle käigus tuletab Thomson võnkuva elektrilahenduse olemasolu tingimused (1853), mille leidis hiljem taas Kirchhoff (1864) ja mis oli kogu elektrivõnkumiste õpetuse aluseks. Kaabli paigaldamise ekspeditsioon tutvustas Thomsonile merenduse vajadusi ning viis krundi ja kompassi täiustamiseni (1872–1876). Ta lõi ja patenteeris uue kompassi, mis oli tol ajal olemasolevatest stabiilsem ja kõrvaldas laevade teraskerega seotud kõrvalekalde. Alguses oli Admiraliteedi selle leiutise suhtes skeptiline. Ühe komisjoni järelduse kohaselt on "kompass liiga õrn ja tõenäoliselt väga habras." Vastuseks viskas Tomson kompassi ruumi, kus komisjon kogunes ja kompass viga ei saanud. Mereväevõimud veendusid lõpuks uue kompassi tugevuses ja 1888. aastal võttis selle kasutusele kogu laevastik. Thomson leiutas ka mehaanilise loodete ennustaja ja lõi uue kajaloodi, mis suudab kiiresti määrata sügavuse laeva all ja, mis veelgi olulisem, teha seda laeva liikumise ajal.

Mitte vähem kuulsad olid William Thomsoni vaated Maa termilise ajaloo kohta. Tema huvi selle küsimuse vastu äratas 1844. aastal, kui ta oli veel Cambridge'i noorem üliõpilane. Hiljem naasis ta selle juurde mitu korda, mis viis ta lõpuks konflikti teiste kuulsate teadlastega, sealhulgas John Tyndalli, Thomas Huxley ja Charles Darwiniga. Seda võib näha Darwini kirjelduses Thomsonist kui "alatu tondist" ja Huxley jutlustavast tulisusest evolutsiooniteooria propageerimisel alternatiivina usulistele tõekspidamistele. Thomson oli kristlane, kuid teda ei huvitanud loomise üksikasjade sõnasõnalise tõlgenduse kaitsmine; näiteks arutles ta rõõmsalt teemal, et meteoriit tõi Maale elu. Thomson aga kaitses ja propageeris kogu elu alati head teadust. Ta uskus, et geoloogia ja evolutsioonibioloogia on vähearenenud võrreldes füüsikaga, mis põhines rangel matemaatikal. Tegelikult ei uskunud paljud tolleaegsed füüsikud, et geoloogia ja bioloogia on üldse teadused. Maa vanuse hindamiseks kasutas William Thomson oma lemmik-Fourieri meetodeid. Ta arvutas välja, kui kaua kulus sula maakera jahtumiseks praeguse temperatuurini. 1862. aastal hindas William Thomson Maa vanuseks 100 miljonit aastat, kuid 1899. aastal revideeris arvutused ja vähendas arvu 20–40 miljonile aastale. Bioloogid ja geoloogid vajasid sada korda suuremat figuuri. Teooriate lahknevus lahenes alles 20. sajandi alguses, kui Ernest Rutherford taipas, et kivimite radioaktiivsus loob sisemise mehhanismi Maa soojendamiseks, mis aeglustab jahtumist. See protsess põhjustab Maa vanuse pikenemise Thomsoni ennustatust kaugemale. Kaasaegsed hinnangud annavad väärtuseks vähemalt 4600 miljonit aastat. 1903. aastal avastatud seadus, mis seostab soojusenergia vabanemist radioaktiivse lagunemisega, ei ajendanud teda muutma oma hinnanguid Päikese vanuse kohta. Kuid kuna radioaktiivsus avastati, kui Thomson oli üle 70-aastane, võib talle andeks anda, et ta ei arvestanud selle rolliga uurimistöös, mida ta 20ndates eluaastates alustas.

W. Thomsonil oli ka suur õpetajaanne ja ta ühendas suurepäraselt teoreetilise õpetamise praktilise koolitusega. Tema füüsika loengutega kaasnesid meeleavaldused, millesse Thomson kaasas laialdaselt tudengeid, mis äratas kuulajates huvi. Glasgow ülikoolis lõi W. Thomson Suurbritannia esimese füüsikalabori, milles tehti palju originaalseid teaduslikke uuringuid ja millel oli suur roll füüsikateaduse arengus. Algul kubises labor endistes loenguruumides, vanas mahajäetud veinikeldris ja osa vanast professori majast. 1870. aastal kolis ülikool suurejoonelisse uude majja, mis andis ruumikad laboriruumid. Thomsoni kantsel ja maja olid esimesed Suurbritannias, mis valgustati elektriga. Ülikooli ja White’i töökodade vahel töötas esimene telefoniliin riigis, kus valmistati füüsilisi instrumente. Töökodadest kasvas välja mitmekorruseline tehas, millest sai sisuliselt labori filiaal.

Räägitakse, et ühel päeval oli lord Kelvin sunnitud oma loengu ära jätma ja kirjutas tahvlile: "Professor Thomson ei kohtu täna oma tundidega." Õpilased otsustasid professori üle nalja teha ja kustutasid sõnast “klassid” tähe “c”. Järgmisel päeval ei olnud Tomson sildi nähes hämmastunud, kustutas samas sõnas veel ühe tähe ja lahkus vaikselt. (Mängitakse sõnadega: klassid - klassid, õpilased; tüdrukud - armukesed, eeslid - eeslid.)

Margaret suri 17. juunil 1870. aastal. Pärast seda otsustas teadlane oma elu muuta, pühendada rohkem aega puhkamisele, ostis isegi kuunari, millel jalutas sõprade ja kolleegidega. 1873. aasta suvel juhtis Thomson järjekordset kaabli paigaldamise ekspeditsiooni. Kaabli vigastuse tõttu oli meeskond sunnitud tegema 16-päevase peatuse Madeiral, kus teadlane sõbrunes Charles Blandy perekonnaga, eriti Fannyga, ühe tema tütrega, kellega ta järgmisel suvel abiellus.

Lisaks teadus-, õppe- ja inseneritegevusele täitis William Thomson palju aukohustusi. Kolm korda (1873–1878, 1886–1890, 1895–1907) valiti ta Edinburghi Kuningliku Seltsi presidendiks ning aastatel 1890–1895 juhtis ta Londoni Kuninglikku Seltsi. 1884. aastal reisis ta USA-sse, kus pidas loengusarja. Kaasaegsed hindasid täielikult Thomsoni erakordseid saavutusi puhtas ja rakendusteaduses. 1866. aastal sai William aadlitiitli ja 1892. aastal andis kuninganna Victoria talle teaduslike saavutuste eest peerage'i tiitliga "Parun Kelvin" (Glasgow's voolava Kelvini jõe nime järgi). Kahjuks sai Williamist mitte ainult esimene, vaid ka viimane parun Kelvin - tema teine ​​abielu, nagu ka esimene, osutus lastetuks. Tema teadusliku tegevuse viiekümnendat aastapäeva tähistasid 1896. aastal füüsikud üle maailma. Tomsoni austamisel osalesid erinevate riikide esindajad, sealhulgas vene füüsik N.A.Umov; aastal 1896 valiti Tomson Peterburi Teaduste Akadeemia auliikmeks. 1899. aastal lahkus Kelvin Glasgow õppetoolist, kuigi ta ei lõpetanud teaduse õppimist.

Päris 19. sajandi lõpus, 27. aprillil 1900 pidas Lord Kelvin Kuninglikus Instituudis kuulsa loengu valguse ja soojuse dünaamilise teooria kriisist pealkirjaga „Nineteenth-Century Clouds Over the Dynamic Theory of Heat and Valgus." Selles ütles ta: "Dünaamilise teooria, mille kohaselt soojus ja valgus on liikumisvormid, ilu ja selgust varjutavad praegu kaks pilve. Esimene neist ... on küsimus: kuidas saab Maa läbi liikuda. elastne keskkond, mis on sisuliselt helendav eeter? Teine on Maxwell-Boltzmanni doktriin energia jaotusest." Lord Kelvin lõpetas oma arutelu esimese küsimuse üle sõnadega: "Ma kardan, et praegu peame esimest pilve pidama väga tumedaks." Suur osa loengust oli pühendatud raskustele, mis on seotud energia ühtlase jaotuse eeldamisega vabadusastmete vahel. Seda küsimust arutati neil aastatel laialdaselt seoses ületamatute vastuoludega musta keha kiirguse spektraaljaotuse osas. Võttes kokku tulemusteta otsitud viisi, kuidas vastuoludest üle saada, järeldab lord Kelvin üsna pessimistlikult, et lihtsaim viis on selle pilve olemasolu lihtsalt ignoreerida. Auväärse füüsiku nägemus oli hämmastav: ta tuvastas täpselt kaks kaasaegse teaduse valupunkti. Mõni kuu hiljem, 19. sajandi viimastel päevadel, avaldas M. Planck oma lahenduse musta keha kiirguse probleemile, tuues sisse kiirguse kvantloomuse ja valguse neeldumise kontseptsiooni ning viis aastat hiljem, 1905. a. A. Einstein avaldas töö “Liikuvate kehade K elektrodünaamika”, milles sõnastas erirelatiivsusteooria ja andis eitava vastuse küsimusele eetri olemasolu kohta. Seega olid füüsikataeva kahe pilve taga relatiivsusteooria ja kvantmehaanika – tänapäeva füüsika põhialused.

Lord Kelvini elu viimased aastad olid aeg, mil füüsikasse ilmus palju põhimõtteliselt uusi asju. Klassikalise füüsika ajastu, mille üks eredamaid tegelasi ta oli, oli lõppemas. Kvant- ja relativistlik ajastu polnud juba kaugel ning ta astus samme selle poole: teda huvitasid teravalt röntgenikiirgus ja radioaktiivsus, ta tegi arvutusi molekulide suuruse määramiseks, püstitas hüpoteesi aatomite struktuuri kohta ja toetas aktiivselt J. J. Thomsoni sellesuunalist uurimistööd . Mõned juhtumid siiski juhtusid. Veel 1896. aastal oli ta skeptiline uudiste suhtes Wilhelm Conrad Roentgeni erikiirte avastamisest, mis võimaldasid näha inimkeha sisemist ehitust, nimetades seda uudist liialdatuks, mis sarnaneb hästi planeeritud pettusega ja nõuab hoolikat kontrollimist. Ja aasta varem ütles ta: "Õhust raskemad lennukid on võimatud." 1897. aastal märkis Kelvin, et raadiol pole väljavaateid.

Lord William Kelvin suri 17. detsembril 1907 83-aastaselt Largsis (Šotimaa), Glasgow lähedal. Selle Victoria ajastu füüsikakuninga teened teadusele on vaieldamatult suured ja tema põrm puhkab õigusega Westminster Abbeys Isaac Newtoni tuha kõrval. Pärast teda jäi 25 raamatut, 660 teadusartiklit ja 70 leiutist. In Biogr.-Pesakond. Handwörterbuch Poggendorffa" (1896) sisaldab loetelu umbes 250 Thomsonile kuuluvast artiklist (välja arvatud raamatud).