William Thomson, barun Kelvin(Eng. William Thomson, 1st Baron Kelvin; 26. lipnja 1824., Belfast, Irska - 17. prosinca 1907., Largs, Škotska) - britanski fizičar i mehaničar. Poznat po svom radu na području termodinamike, mehanike, elektrodinamike.

Biografija

William Thomson rođen je 26. lipnja 1824. u Belfastu. Thomsonovi preci bili su irski farmeri; njegov otac James Thomson, poznati matematičar, bio je nastavnik na Akademskoj ustanovi u Belfastu od 1814., zatim profesor matematike u Glasgowu od 1832.; poznat po udžbenicima iz matematike koji imaju desetke izdanja. William Thomson i njegov stariji brat James otišli su na koledž u Glasgow, a potom u St. Peter's u Cambridgeu, gdje je William završio svoj znanstveni tečaj 1845.

Godine 1846., dvadesetdvogodišnji Thomson preuzeo je katedru teorijske fizike na Sveučilištu u Glasgowu.

Godine 1856. znanstvenik je nagrađen Kraljevskom medaljom Kraljevskog društva u Londonu.

Od 1880. do 1882. predsjednik Londonskog društva fizičara. Thomsonove izvanredne zasluge u čistoj i primijenjenoj znanosti u potpunosti su cijenili njegovi suvremenici.

Godine 1866. Thomson je proglašen vitezom, a 1892. kraljica Viktorija mu je dodijelila plemstvo s titulom "Baron Kelvin" uz rijeku Kelvin, koja teče pored Sveučilišta u Glasgowu i ulijeva se u rijeku Clyde.

Znanstvena djelatnost

Još dok je bio student, Thomson je objavio niz radova o primjeni Fourierovih redova u fizici, te u studiji "Jednomjerno gibanje topline u homogenom čvrstom tijelu i njegova veza s matematičkom teorijom elektriciteta" ("The Cambridge math. Journ" .", 1842), povukao je važne analogije između fenomena širenja topline i električna struja, pokazujući kako se rješenja pitanja jednog od ovih područja primjenjuju na pitanja drugog. U drugoj studiji, "Linearno gibanje topline" (1842., ibid.), Thomson je razvio principe koje je zatim plodonosno primijenio na mnoga pitanja u dinamičkoj geologiji, kao što je hlađenje Zemlje.

Godine 1845., dok je bio u Parizu, Thomson je počeo objavljivati ​​brojne članke o elektrostatici u časopisu Joseph Liouville, u kojima je opisao svoju metodu električnog oslikavanja, koja je omogućila jednostavno rješavanje mnogih najtežih problema elektrostatike.

Godine 1849. Thomson je započeo rad na termodinamici, koji je objavljen u publikacijama Kraljevskog društva u Edinburghu. U prvom od ovih radova, Thomson je, oslanjajući se na Jouleova istraživanja, ukazao kako modificirati Carnotov princip, postavljen u potonjem "Rflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres dvelopper cette puissance" (1824.), tako da načelo bi bilo u skladu s ažuriranim podacima; ovo djelo sadrži jednu od prvih formulacija drugog zakona termodinamike. Godine 1852. Thomson je dao još jednu njegovu formulaciju, naime doktrinu disipacije energije. Iste godine Thomson je zajedno s Jouleom proveo istraživanje hlađenja plinova tijekom ekspanzije bez obavljanja rada, što je poslužilo kao prijelazni korak od teorije idealnih plinova do teorije realnih plinova.

Rad započet 1855. na termoelektricitetu ("Elektrodinamičke kvalitete metala") izazvao je pojačan eksperimentalni rad; studenti sa Sveučilišta u Glasgowu sudjelovali su u radu, što je označilo početak prvog u Velikoj Britaniji praktični rad studenata, kao i početak fizikalnog laboratorija u Glasgowu.

Pedesetih godina prošlog stoljeća Thomson se zainteresirao za pitanje transatlantske telegrafije; Ponukan neuspjesima prvih praktičnih pionira, Thomson je teorijski istražio pitanje širenja električnih impulsa duž kabela i došao do zaključaka od najveće praktične važnosti, koji su omogućili telegrafiju preko oceana. Usput je Thomson izveo uvjete za postojanje oscilirajućeg električnog pražnjenja (1853.), koje je kasnije ponovno pronašao Kirchhoff (1864.) i koji su bili temelj čitave teorije električnih oscilacija. U ekspediciji na polaganju kabela Thomson se upoznao s potrebama pomorstva, što je dovelo do poboljšanja lota i kompasa (1872.-1876.).

BIOGRAFIJA.

Onaj koji je kasnije postao Lord Kelvin bio je William Thomson. Rođen je 26. lipnja 1824. u Belfastu (Sjeverna Irska) u obitelji profesora strojarstva. Kad je dječaku bilo sedam godina, obitelj se preselila u Glasgow (Škotska), gdje je njegov otac dobio katedru matematike na sveučilištu. William je rano ostao bez majke, a njegov otac, koji je među njima uživao veliko poštovanje, bavio se odgojem njega i starijeg brata.

William je s osam godina počeo pohađati očeva predavanja na sveučilištu, a s deset je već postao redoviti student. U Guinnessovoj knjizi rekorda William Thomson zabilježen je kao najmlađi student u povijesti - započeo je studij na Sveučilištu u Glasgowu u listopadu 1834. s 10 godina i 4 mjeseca, a 14. studenoga iste godine upisan je na kao student.

Nakon što je diplomirao u Glasgowu, sedamnaestogodišnji dječak upisao je sveučilište u Cambridgeu s diplomom iz matematike. Nakon što je 1845. diplomirao na sveučilištu, William po savjetu svog oca odlazi u Pariz na praksu u području toplinske fizike. Pozornost mladog znanstvenika privlači i analogija između opisa elektrostatičkih i toplinskih pojava. Znanstvenik je zadržao taj interes za elektro- i termodinamiku do kraja života.

Po povratku iz Francuske, Thomson zauzima katedru za prirodnu filozofiju (teorijsku fiziku) na Sveučilištu u Glasgowu, gdje radi do 1899. godine, pedeset i tri godine. Od 1904. Thomson je predsjednik sveučilišta.

Od 1890. do 1895. predsjedao je Kraljevskim društvom u Londonu i dobio je titulu lorda Kelvina 1892. za izvanredne znanstvene zasluge. Thomson je uživao veliki ugled među znanstvenicima diljem svijeta, bio je član mnogih znanstvenih akademija i društava, uključujući i počasnog člana Sanktpeterburške akademije znanosti, te dobio mnoge nagrade.

ZNANSTVENA DJELATNOST.

Thomsonovi znanstveni interesi bili su vrlo raznoliki. Još u Parizu razvio je važnu metodu za rješavanje problema elektrostatike, koja je nazvana metoda "zrcalnih slika" (1846.) i omogućila je rješavanje niza problema u elektrotehnici, teoriji toplinske vodljivosti itd. U Parizu, Thomson se upoznao s Carnotovom teorijom, koja ga je dovela do ideje o apsolutnoj temperaturi i konceptu apsolutne temperaturne ljestvice, kasnije nazvane Kelvinova ljestvica.

Neovisno o Clausiusu, Thomson je formulirao drugi zakon termodinamike. Thomson je zajedno s J. Jouleom utvrdio da se plin hladi tijekom adijabatskog širenja (Joule-Thomsonov efekt). Taj se učinak s vremenom naširoko koristi za dobivanje niske temperature. Thomson posjeduje konstrukciju prve dosljedne teorije termoelektričnih pojava.

Thomson je također razvio temelje teorije električnih oscilacija i izveo formulu koja danas nosi njegovo ime, a koja utvrđuje odnos između perioda vlastitih oscilacija kruga i njegovog kapaciteta i induktiviteta. Izveo je i važne pomake u praktičnoj provedbi telegrafskih komunikacija, bio je glavni znanstveni savjetnik pri postavljanju prvih transatlantskih kabela, koji su omogućili stabilnu telegrafsku vezu između dvaju kontinenata. Za svoje sudjelovanje u postavljanju kabela, Thomson je uzdignut u dostojanstvo plemstva.

Zanimljivo je da je rad na polaganju kabela pobudio zanimanje znanstvenika za probleme pomorske navigacije, što je rezultiralo stvaranjem kontinuiranog ehosonda, mareografa i temeljnog poboljšanja pomorskog kompasa. O Thomsonovom autoritetu i poštovanju prema njemu svjedoče sljedeće riječi jednog mornaričkog časnika: "Svaki mornar treba mu se moliti svaku noć!"

Priče o znanstvenicima u fizici. 2014

"Ako možete izmjeriti ono o čemu govorite i izraziti to brojevima, onda znate nešto o ovoj temi. Ali ako to ne možete kvantificirati, vaše je znanje krajnje ograničeno i nezadovoljavajuće. Možda ovo Prva razina, ali to nije razina istinskog znanstvenog znanja ..."

W. Thomson (Lord Kelvin)

Znanstvenik čije ime nosi apsolutna termodinamička temperaturna ljestvica, Lord Kelvin, bio je svestrana osoba čiji su znanstveni interesi poznata termodinamika (konkretno, pripadaju mu dvije formulacije drugog principa termodinamike), hidrodinamika, dinamička geologija, elektromagnetizam, elastičnost. teorija, mehanika i matematika. Poznata su znanstvenikova istraživanja toplinske vodljivosti, rad na teoriji plime i oseke, širenju valova po površini i teoriji vrtložnog gibanja. Ali on nije bio samo teoretski znanstvenik. “Čovjeka znanosti od proizvodnog radnika dijeli cijeli ponor, a znanost, umjesto da služi u rukama radnika kao sredstvo za povećanje vlastite proizvodne moći, gotovo posvuda mu se suprotstavlja.” – rekao je znanstvenik. Njegov doprinos razvoju praktičnih primjena raznih grana znanosti teško je precijeniti 1850-ih, znanstvenik koji se zanimao za telegrafiju bio je glavni znanstveni savjetnik pri postavljanju prvih telegrafskih kabela preko Atlantskog oceana. precizni elektrometrijski instrumenti: “kabelski” zrcalni galvanometar, kvadrantni i apsolutni elektrometri, ondulator-marker za primanje telegrafskih signala sa sifonskim dovodom tinte, amperske skale za poravnanje električni uređaji, i mnogo više, a također je predložio korištenje užetanih bakrenih žica. Znanstvenik je stvorio poboljšani pomorski kompas s kompenzacijom magnetizma željeznog trupa broda, izumio kontinuirani ehosonder, mjerač plime (uređaj za snimanje razine vode u moru ili rijeci). Među brojnim patentima koje je preuzeo ovaj genijalni dizajner ima i onih za čisto praktične uređaje (kao što su slavine). Uistinu talentirana osoba talentiran u svemu.

William Thomson (ovo je pravo ime ovog slavnog znanstvenika), rođen je prije točno 190 godina, 26. lipnja 1824. godine u Belfastu (Sjeverna Irska) u obitelji profesora matematike na Kraljevskom akademskom institutu u Belfastu, autora niza udžbenika koji su doživjeli desetke izdanja, James Thomson, čiji su preci bili irski farmeri. Godine 1817. oženio se s Margaret Gardner. Njihov brak je bio velik (četiri dječaka i dvije djevojčice). Najstariji sin James i William odgojeni su u očevoj kući, a mlađe dječake dali su na odgoj starijim sestrama. Ne čudi što se Thomson stariji pobrinuo za pristojno školovanje svojih sinova. U početku je više pažnje posvećivao Jamesu, no ubrzo je postalo jasno da mu loše zdravlje najstarijeg sina neće dopustiti da primi dobro obrazovanje, a otac se usredotočio na odgoj Williama.br />
Kad je Williamu bilo 7 godina, obitelj se preselila u Glasgow (Škotska), gdje je njegov otac dobio katedru matematike i profesorsko mjesto. Glasgow je kasnije postao mjesto života i rada slavnog fizičara. Već s osam godina William je počeo pohađati očeva predavanja, a s 10 je postao student koledža u Glasgowu, gdje je studirao sa svojim starijim bratom Jamesom. Veliku ulogu u oblikovanju mladićevih znanstvenih interesa odigrao je John Nichol, poznati škotski astronom i popularizator znanosti, koji je na sveučilištu radio od 1839. godine. Pratio je napredna dostignuća znanosti i nastojao s njima upoznati svoje učenike. Sa šesnaest godina William je pročitao Fourierovu knjigu Analitička teorija topline, koja je u biti odredila program njegovih istraživanja do kraja života.

Nakon što je završio koledž, Thomson je otišao studirati na St. Peter College, Cambridge, gdje je objavio nekoliko radova o primjeni Fourierovih redova u raznim granama fizike te u izvrsnoj studiji "Jednomjerno gibanje topline u homogenom čvrstom tijelu i njegova veza s matematičkom teorijom elektriciteta" ("The Cambridge math" Journ.", 1842.) povukao je važne analogije između fenomena širenja topline i električne struje i pokazao kako se rješenje pitanja iz jednog od ovih područja može primijeniti na pitanja iz drugog područja. U drugoj studiji, "Linearno gibanje topline" (1842., ibid.), Thomson je razvio principe koje je zatim plodonosno primijenio na mnoga pitanja u dinamičkoj geologiji, kao što je hlađenje Zemlje. U jednom od svojih ranih pisama ocu, Thomson piše kako planira svoje vrijeme: ustaje u 5 ujutro i zapali vatru; čitati do 8 sati i 15 minuta; prisustvovati dnevnom predavanju; čitati do 13 sati; raditi vježbe do 16 sati; posjet crkvi prije 19 sati; čitati do 8 sati i 30 minuta; odlazak u krevet u 9 ujutro. Ovaj raspored ilustrira cjeloživotnu želju da se izgubljeno vrijeme svede na minimum. Moram reći da je William Thomson bio svestrano razvijen mladić, bavio se sportom, čak je bio član veslačkog tima Cambridgea i zajedno sa svojim drugovima pobijedio studente Oxforda u poznatoj utrci koja se održava od 1829. godine. Thomson je također bio dobro upućen u glazbu i književnost. No od svih tih hobija više je volio znanost, ai tu su mu interesi bili raznoliki.

Godine 1845., nakon što je diplomirao na Cambridgeu, primivši diplomu drugog ranglera i Smithovu nagradu, William je, po savjetu svog oca, otišao u Pariz na usavršavanje u laboratorij poznatog francuskog eksperimentalnog fizičara Henri-Victora Regnaulta (1810. -1878). U isto vrijeme, Thomson je objavio niz članaka o elektrostatici u časopisu Joseph Liouville, u kojima je opisao svoju metodu električnih slika, kasnije nazvanu "metoda slike u zrcalu", koja je omogućila jednostavno rješavanje mnogih najtežih problema. problemi elektrostatike.

Dok je Thomson studirao na Cambridgeu, u Glasgowu su se odvijali događaji koji su odredili njegovu buduću karijeru. Kad je Thomson završavao svoju prvu godinu na Cambridgeu 1841., William Meiklhem, profesor prirodne filozofije na Sveučilištu u Glasgowu, ozbiljno se razbolio. Bilo je jasno da se neće moći vratiti na posao. Kako je 1842. prolazila, bez očitog kandidata za upražnjeno mjesto u Glasgowu, Thomson stariji je shvatio da bi se njegov sin William, koji je upravo napunio 18 godina, mogao natjecati za mjesto. 11. rujna 1846. 22-godišnji Thomson izabran je tajnim glasovanjem na mjesto profesora prirodne filozofije na Sveučilištu u Glasgowu. Svoju je dužnost zadržao do 1899., čak ni ne doveden u iskušenje mjestom predstojnika Katedre za Cavendish na Cambridgeu, koje mu je ponuđeno tri puta 1870-ih i 1880-ih. Thomson je održao svoje prvo predavanje kao profesor na Sveučilištu u Glasgowu 4. studenog 1846. U njemu je dao uvodni pregled svih grana fizike za studente koji su upisali kolegij prirodne filozofije. U pismu Stokesu, Thomson je priznao da je prvo predavanje bilo neuspjeh. Unaprijed ga je u cijelosti zapisao i cijelo se vrijeme brinuo da prebrzo čita. Ali to ih nije spriječilo da koriste isti unos sljedeće godine, i svake godine nakon toga tijekom pedeset godina, s različitim umetcima, ispravcima i poboljšanjima. Studenti su obožavali svog slavnog profesora, iako je njegova sposobnost trenutnog razmišljanja, uočavanja poveznica i analogija mnoge zbunjivala, pogotovo kad je Thomson improvizirano ubacio takva razmišljanja u predavanja.

Godine 1847., na sastanku Britanskog udruženja prirodoslovaca u Oxfordu, Thomson se susreo s Jamesom Jouleom. Tijekom prethodne četiri godine, Joule je na tim godišnjim sastancima izjavio da toplina nije, kako se tada vjerovalo, neka tvar (kalorija) koja se širi od jednog tijela do drugog. Joule je izrazio uvjerenje da je toplina zapravo rezultat vibracija sastavnih atoma materije. Nakon proučavanja kako se plin komprimira kada se ohladi, Joule je predložio da se nijedna tvar ne može ohladiti ispod 284 °C (kasnije je, kao što znamo, ovu brojku precizirao Thomson). Osim toga, Joule je demonstrirao ekvivalentnost rada i topline provodeći pokuse kako bi odredio ekvivalentnu količinu mehaničkog rada potrebnog za zagrijavanje jedne funte vode za 1°F. Čak je tvrdio da je temperatura vode u podnožju vodopada viša nego na vrhu. Jouleovi govori na sastancima Britanskog udruženja primljeni su s dosadom i nepovjerenjem. Ali sve se promijenilo na sastanku u Oxfordu 1847., jer je Thomson sjedio u dvorani. Bio je oduševljen onim što je Joel imao za reći, počeo je postavljati mnoga pitanja i izazvao žestoku raspravu. Istina, Thomson je sugerirao da bi Joule mogao biti u krivu. U pismu svom bratu nakon sastanka, Thomson je napisao: "Šaljem Jouleova djela, koja će vas zadiviti. Imao sam malo vremena da uđem u njih u detalje. Čini mi se da u njima sada ima još mnogo nedostataka ." Ali Joel nije pogriješio, a Thomson se nakon dugog razmišljanja složio s njim. Štoviše, uspio je povezati Jouleove ideje s radom Sadija Carnota o toplinskim motorima. Istodobno je uspio pronaći općenitiji način za određivanje apsolutne nule temperature, koja ne ovisi o određenoj tvari. Zato je temeljna osnovna jedinica temperature kasnije nazvana kelvin. Osim toga, Thomson je shvatio da je zakon održanja energije veliko ujedinjujuće načelo znanosti, te je uveo koncepte "statičke" i "dinamičke" energije, koje sada nazivamo kinetičkom i potencijalnom energijom.

Godine 1848. Thomson je predstavio " apsolutna termometrijska skala". Objasnio je njezino ime na sljedeći način: " Ovu ljestvicu karakterizira potpuna neovisnost o fizička svojstva bilo koju određenu tvar— On to primjećuje. beskonačna hladnoća mora odgovarati konačnom broju stupnjeva ispod nule na zračnom termometru", naime: točka, " što odgovara volumenu zraka smanjenom na nulu, što će na skali biti označeno kao -273 °C".

Od 1849. započeo je Thomsonov rad na termodinamici, tiskan u publikacijama Kraljevskog društva u Edinburghu. U prvom od ovih radova, Thomson, oslanjajući se na Jouleova istraživanja, ukazuje na to kako modificirati Carnotov princip, postavljen u potonjem Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance (1824), kako bi se načelo je bilo u skladu s modernim podacima; ovo poznato djelo sadrži jednu od prvih formulacija drugog zakona termodinamike.

Počevši od 1851. Thomson objavljuje niz znanstvenih članaka pod općim naslovom "O dinamičkoj teoriji topline", u kojima razmatra (neovisno o R. Clausiusu) prvi i drugi zakon termodinamike. U isto vrijeme, ponovno se vraća na problem apsolutne temperature, napominjući da " temperature dvaju tijela proporcionalne su količini topline koju uzima i predaje materijalni sustav na dva mjesta koja imaju te temperature, kada sustav dovrši potpuni ciklus idealnih reverzibilnih procesa i zaštićen je od gubitka ili dodavanja topline u bilo kojem trenutku druga temperatura". U njegovom djelu "O dinamičkoj teoriji topline" izneseno je novo gledište na toplinu, prema kojem " toplina nije tvar, već dinamički oblik mehaničkog učinka. Stoga "mora postojati neka ekvivalencija između mehaničkog rada i topline". Thomson ističe da ovo načelo, " očito, po prvi put ... je otvoreno objavljeno u djelu Y. Mayera “Primjedbe o silama nežive prirode”". Nadalje, spominje rad J. Joulea, koji je proučavao numerički omjer, “ povezivanje topline i mehaničke sile". Thomson tvrdi da se cijela teorija pokretačke sile topline temelji na dvije tvrdnje, od kojih prva seže do Joulea i formulirana je na sljedeći način: U svim slučajevima gdje se jednake količine mehaničkog rada na bilo koji način dobivaju isključivo iz topline, ili se troše samo na dobivanje toplinskih učinaka, uvijek se gubi ili dobiva jednaka količina topline.". Thomson formulira drugu tvrdnju na sljedeći način: “Ako je bilo koji stroj postavljen na takav način da se, kada radi u suprotnom smjeru, svi mehanički i fizički procesi u bilo kojem dijelu njegovog kretanja pretvaraju u suprotne, tada on proizvodi točno onoliko mehaničkog rada koliko bi bilo koji termodinamički sustav mogao proizvesti zbog na zadanu količinu topline.stroj s istom temperaturom izvora topline i hladnjak". Thomson to stajalište uzdiže do S. Carnota i R. Clausiusa i potkrijepljuje ga sljedećim aksiomom: “ Nemoguće je uz pomoć neživog materijalnog agensa dobiti mehanički rad od bilo koje mase materije hlađenjem ispod temperature najhladnijeg od okolnih objekata.". Uz ovu formulaciju, koja se naziva Thomsonova formulacija drugog zakona, Thomson daje sljedeću bilješku: Kad ne bismo priznali ovaj aksiom kao valjan na svim temperaturama, morali bismo priznati da je moguće pustiti u rad automatski stroj i dobiti, hlađenjem mora ili zemlje, mehanički rad u bilo kojoj količini, sve do iznemoglosti. sve topline kopna i mora, ili, na kraju, svega materijalnog svijeta". “Automatski stroj” opisan u ovoj bilješci nazvan je perpetuum mobile 2. vrste. Na temelju otvorenog zakona termodinamike i primjenjujući ga na svemir kao cjelinu, došao je (1852.) do pogrešnog zaključka o neizbježnosti "toplinske smrti svemira" (hipoteza o toplinskoj smrti svemira). Nelegitimnost ovakvog pristupa i pogrešnost hipoteze dokazao je L. Boltzmann.

Iste godine, u dobi od 27 godina, Thomson je postao član Kraljevskog društva u Londonu - Engleske akademije znanosti. Godine 1852. Thomson je zajedno s engleskim fizičarom Jamesom Jouleom proveo poznato istraživanje o hlađenju plinova tijekom širenja bez vršenja rada, što je poslužilo kao prijelazni korak od teorije idealnih plinova prema teoriji realnih plinova. Otkrili su da kada plin adijabatski (bez dotoka energije izvana) prolazi kroz poroznu pregradu, njegova temperatura opada. Taj se fenomen naziva "Joule-Thomsonov učinak". Otprilike u isto vrijeme Thomson je razvio termodinamičku teoriju termoelektričnih pojava.

Godine 1852. znanstvenik se oženio Margaret Crum, u koju je bio zaljubljen od djetinjstva. Bio je sretan, ali sreća, nažalost, nije dugo trajala. Već tijekom medenog mjeseca Margaretino zdravlje se naglo pogoršalo. Sljedećih 17 godina Thomsonova života zasjenile su stalne brige o zdravlju njegove supruge, a znanstvenik je gotovo sve svoje slobodno vrijeme posvetio brizi za nju.

Uz rad na termodinamici, Thomson je proučavao elektromagnetske pojave. Tako je 1853. godine objavio članak "O prijelaznim električnim strujama", postavljajući temelje teoriji elektromagnetskih oscilacija. Razmatrajući promjenu u vremenu električnog naboja sfernog tijela kada je ono tankim vodičem (žicom) spojeno sa Zemljom, Thomson je utvrdio da u tom slučaju nastaju prigušene oscilacije s određenim karakteristikama ovisno o električnom kapacitetu tijela, tj. otpor vodiča i elektrodinamički kapacitet. Naknadno je formula koja odražava ovisnost razdoblja slobodnih oscilacija u krugu bez otpora o navedenim vrijednostima nazvana "Thomsonova formula" (iako on sam nije izveo ovu formulu).

Konačno, 1855. godine, znanstvenik je spojio dva područja svojih znanstvenih interesa i počeo proučavati termoelektrične procese. Razvio je termodinamičku teoriju termoelektričnih pojava. Mnogi takvi fenomeni već su bili poznati, neke je otkrio sam Thomson. Godine 1856. otkrio je treći termoelektrični efekt – Thomsonov efekt (prva dva su pojava termo-EMF-a i oslobađanje Peltierove topline), koji se sastojao u oslobađanju tzv. "Thomsonova toplina" kada struja teče kroz vodič u prisutnosti temperaturnog gradijenta. Ono što najviše iznenađuje je to što Thomson ovo otkriće nije eksperimentalno proveo, već ga je predvidio na temelju svoje teorije. I to u vrijeme kada znanstvenici još nisu imali koliko-toliko točne predodžbe o prirodi električne struje! Veliku važnost u formiranju atomističkih ideja imao je Thomsonov izračun veličine molekula na temelju mjerenja površinske energije tekućeg filma. Godine 1870. utvrdio je ovisnost elastičnosti zasićene pare o obliku površine tekućine.

Thomson je bio blisko povezan s još jednim fizičarom rođenim u Irskoj, Georgeom Gabrielom Stokesom. Upoznali su se u Cambridgeu i ostali bliski prijatelji do kraja života, razmijenivši više od 650 pisama. Velik dio njihove korespondencije odnosi se na istraživanja u matematici i fizici. Njihovi su se umovi međusobno nadopunjavali, au nekim su slučajevima misli bile toliko ujedinjene da nijedno nije moglo reći (pa čak ni brinuti) tko je prvi došao na ideju. Možda je najpoznatiji primjer Stokesov teorem iz vektorske analize, koji omogućuje pretvaranje integrala preko zatvorene konture u integrale preko površine koju premošćuje ta kontura, i obrnuto. Ovaj je teorem zapravo naveden u pismu Thomsona Stokesu, pa se trebao zvati "Thomsonov teorem".

Pedesetih godina Thomson se zainteresirao i za pitanje transatlantske telegrafije; ponukan neuspjesima prvih praktičnih pionira, Thomson teorijski istražuje pitanje širenja električnih impulsa duž kabela i dolazi do zaključaka od najveće praktične važnosti, koji su omogućili provedbu telegrafije preko oceana. Usput, Thomson izvodi uvjete za postojanje oscilatornog električnog pražnjenja (1853.), koje je kasnije opet pronašao Kirchhoff (1864.) i činili su osnovu cjelokupne teorije električnih oscilacija. Ekspedicija polaganja kabela upoznaje Thomsona s potrebama mora i dovodi do poboljšanja ždrijeba i kompasa (1872.-1876.). Stvorio je i patentirao novi kompas koji je bio stabilniji od onih koji su u to vrijeme postojali i eliminirao je odstupanja povezana s čeličnim trupovima brodova. U početku je Admiralitet bio skeptičan prema izumu. Prema zaključku jedne od komisija, "kompas je previše osjetljiv i vjerojatno vrlo krhak". Kao odgovor, Thomson je bacio kompas u prostoriju u kojoj se sastajala komisija i kompas nije oštećen. Mornaričke vlasti konačno su se uvjerile u snagu novog kompasa, te ga je 1888. usvojila cijela flota. Thomson je također izumio mehanički prediktor plime i stvorio novi sonder koji je mogao brzo odrediti dubinu ispod broda i, što je još važnije, učiniti to dok se brod kreće.

Ništa manje poznati nisu bili ni pogledi Williama Thomsona o toplinskoj povijesti Zemlje. Njegov interes za ovu temu probudio se 1844., kada je još bio student dodiplomskog studija na Cambridgeu. Kasnije mu se više puta vraćao, što ga je na kraju dovelo u sukob s drugim poznatim znanstvenicima, uključujući Johna Tyndalla, Thomasa Huxleya i Charlesa Darwina. To se može vidjeti u Darwinovom spominjanju Thomsona kao "podlog duha" i Huxleyjevom propovjedničkom žaru u promicanju evolucijske teorije kao alternative religijskim uvjerenjima. Thomson je bio kršćanin, ali nije mario za obranu doslovnog tumačenja detalja stvaranja, na primjer, rado je govorio o tome da je meteorit donio život na Zemlju. Međutim, Thomson je tijekom svog života uvijek branio i promicao dobru znanost. Vjerovao je da su geologija i evolucijska biologija nerazvijene u usporedbi s fizikom koja se temelji na rigoroznoj matematici. Zapravo, mnogi fizičari tog vremena geologiju i biologiju uopće nisu smatrali znanošću. Za procjenu starosti Zemlje William Thomson koristio se metodama svog omiljenog Fouriera. Izračunao je koliko je vremena trebalo rastaljenoj kugli da se ohladi na trenutnu temperaturu. Godine 1862. William Thomson procijenio je starost Zemlje na 100 milijuna godina, ali je 1899. revidirao izračune i smanjio brojku na 20-40 milijuna godina. Biolozima i geolozima trebala je sto puta veća brojka. Neslaganje između teorija razriješeno je tek početkom 20. stoljeća, kada je Ernest Rutherford shvatio da radioaktivnost stijena osigurava unutarnji mehanizam za zagrijavanje Zemlje, usporavajući hlađenje. Ovaj proces dovodi do povećanja starosti Zemlje u usporedbi s onim što je Thomson predvidio. Suvremene procjene dati vrijednost od najmanje 4600 milijuna godina. Otkriće 1903. godine zakona koji povezuje oslobađanje toplinske energije s radioaktivnim raspadom nije ga potaknulo da promijeni vlastite procjene starosti Sunca. No budući da je radioaktivnost otkrivena kada je Thomson prešao granicu od 70 godina, može mu se ispričati što nije uzeo u obzir njezinu ulogu u istraživanju koje je započeo u dobi od 20 godina.

W. Thomson također je imao veliki pedagoški talent i savršeno kombiniran teorijska obuka s praktičnim. Njegova predavanja iz fizike bila su popraćena demonstracijama, kojima je Thomson naveliko privukao studente, što je potaknulo interes publike. Na Sveučilištu u Glasgowu, W. Thomson stvorio je prvi fizički laboratorij u Velikoj Britaniji, u kojem su mnogi originalni znanstveno istraživanje, a koji je odigrao važnu ulogu u razvoju fizikalne znanosti. U početku se laboratorij nalazio u nekadašnjim predavaonicama, starom napuštenom vinskom podrumu i dijelu stare profesorske kuće. Godine 1870. sveučilište se seli u novu velebnu zgradu, u kojoj se nalaze prostrani prostori za laboratorij. Thomsonova propovjedaonica i kuća bile su prve u Britaniji osvijetljene električnom energijom. Prva telefonska linija u zemlji radila je između sveučilišta i Whiteovih radionica koje su izrađivale fizičke instrumente. Radionice su prerasle u tvornicu na više katova, koja je u biti postala podružnica laboratorija.

Rečeno je da je jednom Lord Kelvin morao otkazati svoje predavanje i napisao na ploči "Professor Thomson will not meet his classes today" ("Profesor Thomson se danas neće moći sastati sa svojim studentima"). Učenici su se odlučili našaliti s profesorom i izbrisali su slovo "c" u riječi "nastava". Sljedećeg dana, kada je vidio natpis, Thomson se nije zabunio, izbrisao je još jedno slovo u istoj riječi i šutke otišao. (Igra riječi: razredi - razredi, učenici; djevojke - ljubavnice, magarci - magarci.)

17. lipnja 1870. Margareta je umrla. Nakon toga, znanstvenik je odlučio promijeniti svoj život, posvetiti više vremena odmoru, čak je kupio škunu, na kojoj je šetao s prijateljima i kolegama. U ljeto 1873. Thomson je vodio još jednu ekspediciju polaganja kabela. Zbog oštećenja kabela, posada je bila prisiljena 16-dnevno stati na Madeiri, gdje se znanstvenik sprijateljio s obitelji Charlesa Blandyja, posebno s Fanny, jednom od njegovih kćeri, s kojom se oženio sljedećeg ljeta.

Uz znanstvenu, nastavnu i inženjersku djelatnost William Thomson obavljao je mnoge počasne dužnosti. Tri puta (1873.-1878., 1886.-1890., 1895.-1907.) biran je za predsjednika Kraljevskog društva u Edinburghu, od 1890. do 1895. na čelu je Kraljevskog društva u Londonu. Godine 1884. otputovao je u Sjedinjene Države, gdje je održao niz predavanja. Thomsonove izvanredne zasluge u čistoj i primijenjenoj znanosti u potpunosti su cijenili njegovi suvremenici. Godine 1866. William je dobio plemićku titulu, a 1892. kraljica Viktorija mu je za njegove znanstvene zasluge dodijelila plemićki čin s titulom "Baron Kelvin" (prema imenu rijeke Kelvin koja teče u Glasgowu). Nažalost, William je postao ne samo prvi, već i posljednji barun Kelvin - njegov drugi brak, kao i prvi, pokazao se bez djece. Pedesetu obljetnicu njegova znanstvenog rada 1896. godine slavili su fizičari cijeloga svijeta. U proslavi Thomsona sudjelovali su predstavnici raznih zemalja, među kojima i ruski fizičar N. A. Umov; 1896. Thomson je izabran za počasnog člana peterburške Akademije znanosti. Godine 1899. Kelvin je napustio katedru u Glasgowu, iako se nije prestao baviti znanošću.

U samom potkraj XIX Dana 27. travnja 1900. Lord Kelvin održao je danas poznato predavanje na Kraljevskoj instituciji o krizi dinamičke teorije svjetlosti i topline, pod naslovom 'Oblaci devetnaestog stoljeća nad dinamičkom teorijom topline i svjetlosti'. U njemu je rekao: "Ljepota i jasnoća dinamičke teorije, prema kojoj su toplina i svjetlost oblici gibanja, trenutno su zasjenjene dvama oblakima. Prvi od njih ... je pitanje: kako se Zemlja može kretati kroz elastični medij, koji je u biti luminoferni eter? Druga je Maxwell-Boltzmannova doktrina o distribuciji energije." Lord Kelvin zaključio je raspravu o prvom pitanju riječima: "Bojim se da za sada prvi oblak moramo smatrati vrlo mračnim." Veći dio predavanja bio je posvećen poteškoćama vezanim uz pretpostavku jednolike raspodjele energije po stupnjevima slobode. O ovom se pitanju tih godina naširoko raspravljalo u vezi s nepremostivim proturječjima u pitanju spektralne raspodjele zračenja potpuno crnog tijela. Sažimajući besplodnu potragu za načinom prevladavanja proturječja, Lord Kelvin prilično pesimistički zaključuje da je najjednostavniji način jednostavno ignorirati postojanje ovog oblaka. Pronicljivost časnog fizičara bila je nevjerojatna: definitivno je napipao dvije bolne točke suvremene znanosti. Nekoliko mjeseci kasnije, u posljednjim danima 19. stoljeća, M. Planck objavljuje svoje rješenje problema zračenja crnog tijela, uvodeći koncept kvantne prirode zračenja i apsorpcije svjetlosti, a pet godina kasnije, 1905. A. Einstein objavio je djelo "K elektrodinamika pokretnih tijela", u kojem je formulirao privatnu teoriju relativnosti i dao negativan odgovor na pitanje o postojanju etera. Tako su se iza dva oblaka na nebu fizike sakrile teorija relativnosti i kvantna mehanika, temeljni temelji današnje fizike.

Posljednje godine života Lorda Kelvina bile su vrijeme kada su se u fizici pojavile mnoge fundamentalno nove stvari. Doba klasične fizike, kojoj je on bio jedna od najsvjetlijih figura, bližilo se kraju. Kvantna i relativistička era već nije bila daleko, a on je koračao prema njoj: živo su ga zanimali X-zrake i radioaktivnost, izvodio je proračune za određivanje veličine molekula, postavio hipotezu o strukturi atoma i aktivno podupirao istraživanja J. J. Thomsona u tom smjeru. Ipak, nije prošlo bez incidenata. Godine 1896. bio je skeptičan u vezi s otkrićem Wilhelma Conrada Roentgena posebnih zraka koje su vam omogućile da vidite unutarnja struktura ljudsko tijelo, nazivajući ovu vijest pretjeranom, sličnom dobro planiranoj podvali i zahtijeva pažljivu provjeru. A godinu dana prije rekao je: "Avioni teži od zraka su nemogući." Godine 1897. Kelvin je primijetio da radio nema budućnost.

Lord William Kelvin preminuo je 17. prosinca 1907. u dobi od 83 godine u Largsu (Škotska), blizu Glasgowa. Zasluge za znanost ovog kralja fizike viktorijanskog doba nedvojbeno su velike, a njegov pepeo s pravom počiva u Westminsterskoj opatiji uz pepeo Isaaca Newtona. Iza sebe je ostavio 25 knjiga, 660 znanstvenih članaka i 70 izuma. U „Biogr.-leg. Handwörterbuch Poggendorffa" (1896.) daje popis od oko 250 članaka (osim knjiga) koji pripadaju Thomsonu.

100 poznatih znanstvenika Sklyarenko Valentina Markovna

THOMSON WILLIAM, BARUN CALVIN (1824. - 1907.)

THOMSON WILLIAM, BARON CALVIN

(1824. - 1907.)

26. lipnja 1824. u irskom gradu Belfastu rođen je William Thomson - jedan od najvećih fizičara u povijesti znanosti, čovjek koji je za svoje znanstvena dostignuća dobio titulu lorda (što se, moram reći, nije često događalo). Njegovi preci bili su obični irski farmeri. Istina, James Thomson, Williamov otac, diplomirao je na Sveučilištu u Glasgowu i bio je prilično poznati matematičar koji je predavao na Kraljevskom akademskom institutu u Belfastu. Godine 1817. oženio se s Margaret Gardner. Njihov brak je bio velik (četiri dječaka i dvije djevojčice). Najstariji sin James i William odgojeni su u očevoj kući, a mlađe dječake dali su na odgoj starijim sestrama. Ne čudi što se Thomson stariji pobrinuo za pristojno školovanje svojih sinova. U početku je više pažnje posvećivao Jamesu, ali ubrzo je postalo jasno da mu loše zdravlje najstarijeg sina neće omogućiti dobro obrazovanje, a njegov se otac usredotočio na odgoj Williama.

Godine 1832. Thomson stariji imenovan je profesorom matematike u Glasgowu i obitelj je napustila Belfast. Godine 1834. William je ušao na Sveučilište u Glasgowu, koje je također podučavalo srednjoškolske discipline za sposobnu djecu. Veliku ulogu u oblikovanju mladićevih znanstvenih interesa odigrao je John Nichol, poznati škotski astronom i popularizator znanosti, koji je na sveučilištu radio od 1839. godine. Pratio je napredna dostignuća znanosti i nastojao s njima upoznati svoje učenike. Jedna od tih inovacija bila je metoda Fourierovih redova, čijoj je primjeni u fizikalnim istraživanjima Thomson, još kao student, posvetio nekoliko radova. Konkretno, primijenio je metodu Fourierovih redova na proučavanje zakona širenja topline u različitim medijima i pokazao analogiju između širenja topline i električne struje.

Godine 1841. njegov je otac smjestio Williama u Cambridge. Mladić je uspješno studirao, 1845. dobio je diplomu drugog lovca i osvojio Smithovu nagradu. Moram reći da je William Thomson bio svestrano razvijen mladić, bavio se sportom, čak je bio član veslačkog tima Cambridgea i zajedno sa svojim drugovima pobijedio studente Oxforda u poznatoj utrci koja se održava od 1829. godine. Thomson je također bio dobro upućen u glazbu i književnost. No od svih tih hobija više je volio znanost, ai tu su mu interesi bili raznoliki.

Godine 1845. William Thomson napravio je jedan od prvih pokušaja da matematički protumači Faradayeve ideje o djelovanju kratkog dometa. Ove godine dobio je posebnu stipendiju, zahvaljujući kojoj je mogao otići u Pariz, gdje je neko vrijeme radio u laboratoriju poznatog fizičara Henrija Victora Ragnoa. William se u Francuskoj uglavnom bavio elektrostatikom i objavio je niz radova, u kojima je posebno prikazao električnu metodu koju je razvio za dobivanje slike. Ova je metoda kasnije postala vrlo koristan alat u mnogim elektrostatičkim studijama.

Godine 1846. Thomson je dobio poziv da vodi odjel teorijske fizike u Glasgowu. Već tada je 23-godišnji znanstvenik stekao određeni autoritet i slavu u znanstvenim krugovima. O tome svjedoči barem njegovo sudjelovanje na godišnjem sastanku Britanskog udruženja za napredak znanosti 1847., tijekom kojeg je William čuo Jouleov izvještaj o teorijama prijenosa topline. Ta ga je tema jako zanimala i ozbiljno se pozabavio termodinamikom. Već 1848. Thomson je predložio svoju poznatu termodinamičku temperaturnu ljestvicu (Kelvinovu ljestvicu). Razlikuje se od ostalih temperaturnih ljestvica po tome što se kao referentna točka uzima temperatura apsolutne nule. Dakle, ova ljestvica ne ovisi o svojstvima termometrijske tvari (tvari koja se koristi u uređaju za mjerenje temperature).

Godine 1851. William je, gotovo istodobno s Rudolfom Clausiusom i neovisno o njemu, formulirao drugi zakon termodinamike. U Thomsonovoj formulaciji ovaj je zakon zvučao ovako: "U prirodi je nemoguć proces čiji bi jedini rezultat bio mehanički rad izvršen hlađenjem spremnika topline." Odavde je engleski znanstvenik izveo dalekosežne zaključke: čim se mehanička energija može potpuno pretvoriti u toplinsku energiju, a potpuna obratna transformacija je nemoguća, na kraju će se sva energija pretvoriti u toplinsku energiju, a posljedično, mehanička kretanja će Stop. Ovaj zaključak postao je poznat kao "ideja o toplinskoj smrti svemira". Treba reći da se sada hipoteza o toplinskoj smrti svemira smatra pogrešnom, ali je u svakom slučaju uvelike pridonijela razvoju termodinamike.

William Thomson također je nastavio istraživati ​​električne fenomene. Iste 1851. godine napravio je još jedno otkriće: otkrio je da se električni otpor feromagneta mijenja kad se magnetiziraju. Ta se pojava kod feromagneta naziva Thomsonov efekt (o termoelektričnom Thomsonovom efektu govorit ćemo nešto kasnije). William je svojim radom privlačio pozornost sve šireg kruga kolega. 1851. obilježila je još jedna značajan događaj Thomson je izabran za člana Kraljevskog društva u Londonu.

Godine 1852. znanstvenik se oženio Margaret Crum, u koju je bio zaljubljen od djetinjstva. Bio je sretan, ali sreća, nažalost, nije dugo trajala. Već tijekom medenog mjeseca Margaretino zdravlje se naglo pogoršalo. Sljedećih 17 godina Thomsonova života zasjenile su stalne brige o zdravlju njegove supruge, a znanstvenik je gotovo sve svoje slobodno vrijeme posvetio brizi za nju.

U 1852-1856, Thomson je aktivno surađivao s Jouleom, iako su znanstvenici komunicirali uglavnom putem dopisivanja. 1853.-1854. zajedno su proveli niz eksperimenata i otkrili učinak promjene temperature plina tijekom njegovog adijabatskog širenja. Joule-Thomsonov efekt može biti pozitivan (plin se hladi) ili negativan (plin se zagrijava). Osim znanstvenog interesa, ovaj fenomen ima i praktičnu primjenu: koristi se za dobivanje vrlo niskih temperatura.

Konačno, 1855. godine, znanstvenik je spojio dva područja svojih znanstvenih interesa i počeo proučavati termoelektrične procese. Razvio je termodinamičku teoriju termoelektričnih pojava. Mnogi takvi fenomeni već su bili poznati, neke je otkrio sam Thomson. Jedan od njih naziva se termoelektrični Thomsonov efekt. Sastoji se u sljedećem: ako postoji temperaturna razlika duž vodiča kroz koji teče električna struja, tada uz proces zagrijavanja objašnjen Joule-Lenzovim zakonom dolazi do dodatne apsorpcije ili oslobađanja topline (ovisno o smjeru Trenutno). Ono što najviše iznenađuje je to što Thomson ovo otkriće nije eksperimentalno proveo, već ga je predvidio na temelju svoje teorije. I to u vrijeme kada znanstvenici još nisu imali koliko-toliko točne predodžbe o prirodi električne struje! Thomson je također privukao studente na istraživanje termoelektričnih pojava. Zahvaljujući ovoj inicijativi, na Sveučilištu u Glasgowu stvoren je prvi obrazovno-znanstveni laboratorij.

Engleski je znanstvenik bio vrlo zainteresiran za praktičnu primjenu dostignuća suvremene znanosti. Godine 1854. dobio je ponudu da sudjeluje u projektu polaganja transatlantskog telegrafskog kabela. Thomson je posvetio puno vremena i energije ovom poslu, od 1856. bio je član upravnog odbora tvrtke Atlantic Telegraph, sudjelovao je, uglavnom tijekom praznika, u ekspedicijama polaganja kabela. No Thomson je svojim znanstvenim istraživanjima dao najveći doprinos provedbi projekta. Proučavao je obrasce širenja električnih impulsa kroz žice, električne struje u oscilatornom krugu, razvio teoriju elektromagnetskih oscilacija i, posebno, izveo jednu od temeljnih formula elektrotehnike i radiotehnike, nazvanu njegovim imenom (Thomsonova formula određuje ovisnost perioda titranja kruga o kapacitetu njegovog kondenzatora i induktivitetu svitka ).

Naravno, tijekom ekspedicija, takva svestrana i entuzijastična osoba kao što je Thomson nije mogla a da se ne zainteresira za pitanja navigacije. Također je pronašao primjenu za svoje inventivne i znanstvene talente u ovom području: poboljšao je dizajne kompasa i lota, proveo istraživanja o teoriji valova i teoriji plime i oseke, itd. Općenito, inventivna aktivnost Williama Thomsona zaslužuje posebnu pozornost pažnja. Konstruirao je i unaprijedio niz fizikalnih instrumenata: zrcalni galvanometar, kvadratni i apsolutni elektrometar, a autor je i nekoliko primijenjenih izuma. Na primjer, patentirao je undulator sa sifonskim dovodom tinte, tip telegrafskog ključa, pa čak i slavinu za vodu vlastitog dizajna.

Za sudjelovanje u postavljanju transatlantskog telegrafskog kabela 10. studenoga 1866. Williamu Thomsonu i drugim voditeljima projekta dodijeljene su titule Lordova. Ova je aktivnost oduzimala puno truda i vremena, a znanstvenik se dugo vremena morao ograničiti samo na one studije koje se mogu provesti, a da se od toga ne odvrati. Ali ovaj je rad bio jako fasciniran Thomsonom, osim toga, strastveno se zaljubio u more. Od 1869. William Thomson sudjelovao je u polaganju francuskog atlantskog kabela.

17. lipnja 1870. Margareta je umrla. Nakon toga, znanstvenik je odlučio promijeniti svoj život, posvetiti više vremena odmoru, čak je kupio škunu, na kojoj je šetao s prijateljima i kolegama. U ljeto 1873. Thomson je vodio još jednu ekspediciju polaganja kabela. Zbog oštećenja kabela, posada je bila prisiljena 16-dnevno stati na Madeiri, gdje se znanstvenik sprijateljio s obitelji Charlesa Blandyja, posebno s Fanny, jednom od njegovih kćeri, s kojom se oženio sljedećeg ljeta.

Uz znanstvenu, nastavnu i inženjersku djelatnost William Thomson obavljao je mnoge počasne dužnosti. Tri puta (1873.-1878., 1886.-1890., 1895.-1907.) biran je za predsjednika Kraljevskog društva u Edinburghu, od 1890. do 1895. na čelu je Kraljevskog društva u Londonu. Godine 1884. otputovao je u Sjedinjene Države, gdje je održao niz predavanja. Godine 1892., za znanstvene zasluge, znanstvenik je dobio titulu prvog baruna Kelvina (ovo ime je preuzeto iz imena rijeke koja teče kroz teritorij Sveučilišta u Glasgowu). Nažalost, William je postao ne samo prvi, već i posljednji barun Kelvin - njegov drugi brak, kao i prvi, pokazao se bez djece. Godine 1899. Kelvin je napustio katedru u Glasgowu, iako se nije prestao baviti znanošću. Sljedeće godine održao je predavanje o krizi u dinamičkoj teoriji svjetlosti i topline. Kasnije je znanstvenik bio zainteresiran za nova otkrića: X-zrake, radioaktivnost itd. Lord William Kelvin umro je 17. prosinca 1907. godine. Znanstvenik je pokopan u Westminsterskoj opatiji, pored groba Isaaca Newtona.

Ovaj tekst je uvodni dio. Iz knjige Carska Rusija Autor Anisimov Evgenij Viktorovič

Poplava 1824. Vladavina Aleksandra I. nije dobro završila za Petrograd i zemlju. Dvije strašne katastrofe, jedna prirodna, druga socijalna, pogodile su grad. A u središtu njih bio je Brončani konjanik pod kojim kao da živi genij grada. 7. studenoga 1824. godine

Iz knjige 100 velikih genija Autor Balandin Rudolf Konstantinovič

BYRON (1788. – 1824.) George Noel Gordon Byron potjecao je iz ugledne, iako siromašne obitelji. Djetinjstvo je proveo u gradu Aberdeenu (Škotska). U dobi od deset godina naslijedio je titulu lorda i posjed od svog prastrica. Nakon zatvorene plemićke škole, gdje je započeo

Iz knjige Svjetska povijest. Svezak 4. Novija povijest autora Yeagera Oscara

1. Španjolska i Portugal od 1824. Španjolska od 1824. Besmisleni sustav koji je uspostavljen u Španjolskoj nakon invazije uskoro je morao biti donekle promijenjen. Sam kralj je promijenio smjer, ne zato što je njegova osvetoljubivost i okrutnost bila zadovoljena ili zato što je shvatio da je nepotrebno

Iz knjige Francuski vuk - engleska kraljica. Isabel autorica Weir Alison

1824 Murimout; Foedera; CCR; Pekar; S.C. Samo ona vlast ima pravo postojati, koja ima

Iz knjige Skriveni Tibet. Povijest osamostaljenja i okupacije Autor Kuzmin Sergej Ljvovič

1824 "Jingji ribao": brz razvoj ...

Autor Šiškova Marija Pavlovna

Južno progonstvo (1820.-1824.) Kavkaz, Krim, Kišinjev, Kamenka, Odesa U svibnju 1820. Puškin je protjeran iz Petrograda. Nakon kratkog boravka u Jekaterinoslavlju (Dnjepropetrovsk), on i obitelj Rajevski otišli su na Kavkaz. Mineralna voda. Tada se Puškin preselio na Krim

Iz knjige Pushkin-Music-Era Autor Šiškova Marija Pavlovna

Mikhailovskoye (1824.-1826.) 31. srpnja 1824. Puškin napušta Odesu. “Iz opere, iz mračnih loža. I to, hvala Bogu, od plemića. Otišao je u sjenu Trigorskih šuma. U daleku sjevernu zemlju” (varijanta Onjeginova putovanja). U prvim mjesecima svog novog izgnanstva, Puškin je napisao Vjazemskom: "Ja

Iz knjige Svjetska povijest u izrekama i citatima Autor Dušenko Konstantin Vasiljevič

"Ako možete izmjeriti ono o čemu govorite i izraziti to brojevima, onda znate nešto o ovoj temi. Ali ako to ne možete kvantificirati, vaše je znanje krajnje ograničeno i nezadovoljavajuće. Možda je ovo početna faza, ali ovo nije razina istinske znanstvene spoznaje ..."

W. Thomson (Lord Kelvin)

Znanstvenik čije ime nosi apsolutna termodinamička temperaturna ljestvica, Lord Kelvin, bio je svestrana osoba čiji su znanstveni interesi poznata termodinamika (konkretno, pripadaju mu dvije formulacije drugog principa termodinamike), hidrodinamika, dinamička geologija, elektromagnetizam, elastičnost. teorija, mehanika i matematika. Poznata su znanstvenikova istraživanja toplinske vodljivosti, rad na teoriji plime i oseke, širenju valova po površini i teoriji vrtložnog gibanja. Ali on nije bio samo teoretski znanstvenik. “Čovjeka znanosti od proizvodnog radnika dijeli cijeli ponor, a znanost, umjesto da služi u rukama radnika kao sredstvo za povećanje vlastite proizvodne moći, gotovo posvuda mu se suprotstavlja.” – rekao je znanstvenik. Njegov doprinos razvoju praktičnih primjena raznih grana znanosti teško je precijeniti 1850-ih, znanstvenik koji se zanimao za telegrafiju bio je glavni znanstveni savjetnik pri postavljanju prvih telegrafskih kabela preko Atlantskog oceana. precizni elektrometrijski instrumenti: “kabelski” zrcalni galvanometar, kvadrantni i apsolutni elektrometri, ondulator-marker za primanje telegrafskih signala sa sifonskim dovodom tinte, amperske ljestvice za baždarenje električnih aparata i još mnogo toga, a također je predložio upotrebu užetanih žica izrađenih od bakrene žice.uređaj za snimanje razine vode u moru ili rijeci). Među brojnim patentima koje je preuzeo ovaj genijalni dizajner ima i onih za čisto praktične uređaje (kao što su slavine). Istinski talentirana osoba je talentirana u svemu.

William Thomson (ovo je pravo ime ovog slavnog znanstvenika), rođen je prije točno 190 godina, 26. lipnja 1824. godine u Belfastu (Sjeverna Irska) u obitelji profesora matematike na Kraljevskom akademskom institutu u Belfastu, autora niza udžbenika koji su doživjeli desetke izdanja, James Thomson, čiji su preci bili irski farmeri. Godine 1817. oženio se s Margaret Gardner. Njihov brak je bio velik (četiri dječaka i dvije djevojčice). Najstariji sin James i William odgojeni su u očevoj kući, a mlađe dječake dali su na odgoj starijim sestrama. Ne čudi što se Thomson stariji pobrinuo za pristojno školovanje svojih sinova. U početku je više pažnje posvećivao Jamesu, no ubrzo je postalo jasno da mu loše zdravlje najstarijeg sina neće omogućiti dobro obrazovanje, pa se njegov otac usredotočio na odgoj Williama.br />
Kad je Williamu bilo 7 godina, obitelj se preselila u Glasgow (Škotska), gdje je njegov otac dobio katedru matematike i profesorsko mjesto. Glasgow je kasnije postao mjesto života i rada slavnog fizičara. Već s osam godina William je počeo pohađati očeva predavanja, a s 10 je postao student koledža u Glasgowu, gdje je studirao sa svojim starijim bratom Jamesom. Veliku ulogu u oblikovanju mladićevih znanstvenih interesa odigrao je John Nichol, poznati škotski astronom i popularizator znanosti, koji je na sveučilištu radio od 1839. godine. Pratio je napredna dostignuća znanosti i nastojao s njima upoznati svoje učenike. Sa šesnaest godina William je pročitao Fourierovu knjigu Analitička teorija topline, koja je u biti odredila program njegovih istraživanja do kraja života.

Nakon što je završio koledž, Thomson je otišao studirati na St. Peter College, Cambridge, gdje je objavio nekoliko radova o primjeni Fourierovih redova u raznim granama fizike te u izvrsnoj studiji "Jednomjerno gibanje topline u homogenom čvrstom tijelu i njegova veza s matematičkom teorijom elektriciteta" ("The Cambridge math" Journ.", 1842.) povukao je važne analogije između fenomena širenja topline i električne struje i pokazao kako se rješenje pitanja iz jednog od ovih područja može primijeniti na pitanja iz drugog područja. U drugoj studiji, "Linearno gibanje topline" (1842., ibid.), Thomson je razvio principe koje je zatim plodonosno primijenio na mnoga pitanja u dinamičkoj geologiji, kao što je hlađenje Zemlje. U jednom od svojih ranih pisama ocu, Thomson piše kako planira svoje vrijeme: ustaje u 5 ujutro i zapali vatru; čitati do 8 sati i 15 minuta; prisustvovati dnevnom predavanju; čitati do 13 sati; raditi vježbe do 16 sati; posjet crkvi prije 19 sati; čitati do 8 sati i 30 minuta; odlazak u krevet u 9 ujutro. Ovaj raspored ilustrira cjeloživotnu želju da se izgubljeno vrijeme svede na minimum. Moram reći da je William Thomson bio svestrano razvijen mladić, bavio se sportom, čak je bio član veslačkog tima Cambridgea i zajedno sa svojim drugovima pobijedio studente Oxforda u poznatoj utrci koja se održava od 1829. godine. Thomson je također bio dobro upućen u glazbu i književnost. No od svih tih hobija više je volio znanost, ai tu su mu interesi bili raznoliki.

Godine 1845., nakon što je diplomirao na Cambridgeu, primivši diplomu drugog ranglera i Smithovu nagradu, William je, po savjetu svog oca, otišao u Pariz na usavršavanje u laboratorij poznatog francuskog eksperimentalnog fizičara Henri-Victora Regnaulta (1810. -1878). U isto vrijeme, Thomson je objavio niz članaka o elektrostatici u časopisu Joseph Liouville, u kojima je opisao svoju metodu električnih slika, kasnije nazvanu "metoda slike u zrcalu", koja je omogućila jednostavno rješavanje mnogih najtežih problema. problemi elektrostatike.

Dok je Thomson studirao na Cambridgeu, u Glasgowu su se odvijali događaji koji su odredili njegovu buduću karijeru. Kad je Thomson završavao svoju prvu godinu na Cambridgeu 1841., William Meiklhem, profesor prirodne filozofije na Sveučilištu u Glasgowu, ozbiljno se razbolio. Bilo je jasno da se neće moći vratiti na posao. Kako je 1842. prolazila, bez očitog kandidata za upražnjeno mjesto u Glasgowu, Thomson stariji je shvatio da bi se njegov sin William, koji je upravo napunio 18 godina, mogao natjecati za mjesto. 11. rujna 1846. 22-godišnji Thomson izabran je tajnim glasovanjem na mjesto profesora prirodne filozofije na Sveučilištu u Glasgowu. Svoju je dužnost zadržao do 1899., čak ni ne doveden u iskušenje mjestom predstojnika Katedre za Cavendish na Cambridgeu, koje mu je ponuđeno tri puta 1870-ih i 1880-ih. Thomson je održao svoje prvo predavanje kao profesor na Sveučilištu u Glasgowu 4. studenog 1846. U njemu je dao uvodni pregled svih grana fizike za studente koji su upisali kolegij prirodne filozofije. U pismu Stokesu, Thomson je priznao da je prvo predavanje bilo neuspjeh. Unaprijed ga je u cijelosti zapisao i cijelo se vrijeme brinuo da prebrzo čita. Ali to ih nije spriječilo da koriste isti unos sljedeće godine, i svake godine nakon toga tijekom pedeset godina, s različitim umetcima, ispravcima i poboljšanjima. Studenti su obožavali svog slavnog profesora, iako je njegova sposobnost trenutnog razmišljanja, uočavanja poveznica i analogija mnoge zbunjivala, pogotovo kad je Thomson improvizirano ubacio takva razmišljanja u predavanja.

Godine 1847., na sastanku Britanskog udruženja prirodoslovaca u Oxfordu, Thomson se susreo s Jamesom Jouleom. Tijekom prethodne četiri godine, Joule je na tim godišnjim sastancima izjavio da toplina nije, kako se tada vjerovalo, neka tvar (kalorija) koja se širi od jednog tijela do drugog. Joule je izrazio uvjerenje da je toplina zapravo rezultat vibracija sastavnih atoma materije. Nakon proučavanja kako se plin komprimira kada se ohladi, Joule je predložio da se nijedna tvar ne može ohladiti ispod 284 °C (kasnije je, kao što znamo, ovu brojku precizirao Thomson). Osim toga, Joule je demonstrirao ekvivalentnost rada i topline provodeći pokuse kako bi odredio ekvivalentnu količinu mehaničkog rada potrebnog za zagrijavanje jedne funte vode za 1°F. Čak je tvrdio da je temperatura vode u podnožju vodopada viša nego na vrhu. Jouleovi govori na sastancima Britanskog udruženja primljeni su s dosadom i nepovjerenjem. Ali sve se promijenilo na sastanku u Oxfordu 1847., jer je Thomson sjedio u dvorani. Bio je oduševljen onim što je Joel imao za reći, počeo je postavljati mnoga pitanja i izazvao žestoku raspravu. Istina, Thomson je sugerirao da bi Joule mogao biti u krivu. U pismu svom bratu nakon sastanka, Thomson je napisao: "Šaljem Jouleova djela, koja će vas zadiviti. Imao sam malo vremena da uđem u njih u detalje. Čini mi se da u njima sada ima još mnogo nedostataka ." Ali Joel nije pogriješio, a Thomson se nakon dugog razmišljanja složio s njim. Štoviše, uspio je povezati Jouleove ideje s radom Sadija Carnota o toplinskim motorima. Istodobno je uspio pronaći općenitiji način za određivanje apsolutne nule temperature, koja ne ovisi o određenoj tvari. Zato je temeljna osnovna jedinica temperature kasnije nazvana kelvin. Osim toga, Thomson je shvatio da je zakon održanja energije veliko ujedinjujuće načelo znanosti, te je uveo koncepte "statičke" i "dinamičke" energije, koje sada nazivamo kinetičkom i potencijalnom energijom.

Godine 1848. Thomson je predstavio " apsolutna termometrijska skala". Objasnio je njezino ime na sljedeći način: " Ovu ljestvicu karakterizira potpuna neovisnost o fizičkim svojstvima bilo koje određene tvari.— On to primjećuje. beskonačna hladnoća mora odgovarati konačnom broju stupnjeva ispod nule na zračnom termometru", naime: točka, " što odgovara volumenu zraka smanjenom na nulu, što će na skali biti označeno kao -273 °C".

Od 1849. započeo je Thomsonov rad na termodinamici, tiskan u publikacijama Kraljevskog društva u Edinburghu. U prvom od ovih radova, Thomson, oslanjajući se na Jouleova istraživanja, ukazuje na to kako modificirati Carnotov princip, postavljen u potonjem Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance (1824), kako bi se načelo je bilo u skladu s modernim podacima; ovo poznato djelo sadrži jednu od prvih formulacija drugog zakona termodinamike.

Počevši od 1851. Thomson objavljuje niz znanstvenih članaka pod općim naslovom "O dinamičkoj teoriji topline", u kojima razmatra (neovisno o R. Clausiusu) prvi i drugi zakon termodinamike. U isto vrijeme, ponovno se vraća na problem apsolutne temperature, napominjući da " temperature dvaju tijela proporcionalne su količini topline koju uzima i predaje materijalni sustav na dva mjesta koja imaju te temperature, kada sustav dovrši potpuni ciklus idealnih reverzibilnih procesa i zaštićen je od gubitka ili dodavanja topline u bilo kojem trenutku druga temperatura". U njegovom djelu "O dinamičkoj teoriji topline" izneseno je novo gledište na toplinu, prema kojem " toplina nije tvar, već dinamički oblik mehaničkog učinka. Stoga "mora postojati neka ekvivalencija između mehaničkog rada i topline". Thomson ističe da ovo načelo, " očito, po prvi put ... je otvoreno objavljeno u djelu Y. Mayera “Primjedbe o silama nežive prirode”". Nadalje, spominje rad J. Joulea, koji je proučavao numerički omjer, “ povezivanje topline i mehaničke sile". Thomson tvrdi da se cijela teorija pokretačke sile topline temelji na dvije tvrdnje, od kojih prva seže do Joulea i formulirana je na sljedeći način: U svim slučajevima gdje se jednake količine mehaničkog rada na bilo koji način dobivaju isključivo iz topline, ili se troše samo na dobivanje toplinskih učinaka, uvijek se gubi ili dobiva jednaka količina topline.". Thomson formulira drugu tvrdnju na sljedeći način: “Ako je bilo koji stroj postavljen na takav način da se, kada radi u suprotnom smjeru, svi mehanički i fizički procesi u bilo kojem dijelu njegovog kretanja pretvaraju u suprotne, tada on proizvodi točno onoliko mehaničkog rada koliko bi bilo koji termodinamički sustav mogao proizvesti zbog na zadanu količinu topline.stroj s istom temperaturom izvora topline i hladnjak". Thomson to stajalište uzdiže do S. Carnota i R. Clausiusa i potkrijepljuje ga sljedećim aksiomom: “ Nemoguće je uz pomoć neživog materijalnog agensa dobiti mehanički rad od bilo koje mase materije hlađenjem ispod temperature najhladnijeg od okolnih objekata.". Uz ovu formulaciju, koja se naziva Thomsonova formulacija drugog zakona, Thomson daje sljedeću bilješku: Kad ne bismo priznali ovaj aksiom kao valjan na svim temperaturama, morali bismo priznati da je moguće pustiti u rad automatski stroj i dobiti, hlađenjem mora ili zemlje, mehanički rad u bilo kojoj količini, sve do iznemoglosti. sve topline kopna i mora, ili, na kraju, svega materijalnog svijeta". “Automatski stroj” opisan u ovoj bilješci nazvan je perpetuum mobile 2. vrste. Na temelju otvorenog zakona termodinamike i primjenjujući ga na svemir kao cjelinu, došao je (1852.) do pogrešnog zaključka o neizbježnosti "toplinske smrti svemira" (hipoteza o toplinskoj smrti svemira). Nelegitimnost ovakvog pristupa i pogrešnost hipoteze dokazao je L. Boltzmann.

Iste godine, u dobi od 27 godina, Thomson je postao član Kraljevskog društva u Londonu - Engleske akademije znanosti. Godine 1852. Thomson je zajedno s engleskim fizičarom Jamesom Jouleom proveo poznato istraživanje o hlađenju plinova tijekom širenja bez vršenja rada, što je poslužilo kao prijelazni korak od teorije idealnih plinova prema teoriji realnih plinova. Otkrili su da kada plin adijabatski (bez dotoka energije izvana) prolazi kroz poroznu pregradu, njegova temperatura opada. Taj se fenomen naziva "Joule-Thomsonov učinak". Otprilike u isto vrijeme Thomson je razvio termodinamičku teoriju termoelektričnih pojava.

Godine 1852. znanstvenik se oženio Margaret Crum, u koju je bio zaljubljen od djetinjstva. Bio je sretan, ali sreća, nažalost, nije dugo trajala. Već tijekom medenog mjeseca Margaretino zdravlje se naglo pogoršalo. Sljedećih 17 godina Thomsonova života zasjenile su stalne brige o zdravlju njegove supruge, a znanstvenik je gotovo sve svoje slobodno vrijeme posvetio brizi za nju.

Uz rad na termodinamici, Thomson je proučavao elektromagnetske pojave. Tako je 1853. godine objavio članak "O prijelaznim električnim strujama", postavljajući temelje teoriji elektromagnetskih oscilacija. Razmatrajući promjenu u vremenu električnog naboja sfernog tijela kada je ono tankim vodičem (žicom) spojeno sa Zemljom, Thomson je utvrdio da u tom slučaju nastaju prigušene oscilacije s određenim karakteristikama ovisno o električnom kapacitetu tijela, tj. otpor vodiča i elektrodinamički kapacitet. Naknadno je formula koja odražava ovisnost razdoblja slobodnih oscilacija u krugu bez otpora o navedenim vrijednostima nazvana "Thomsonova formula" (iako on sam nije izveo ovu formulu).

Konačno, 1855. godine, znanstvenik je spojio dva područja svojih znanstvenih interesa i počeo proučavati termoelektrične procese. Razvio je termodinamičku teoriju termoelektričnih pojava. Mnogi takvi fenomeni već su bili poznati, neke je otkrio sam Thomson. Godine 1856. otkrio je treći termoelektrični efekt – Thomsonov efekt (prva dva su pojava termo-EMF-a i oslobađanje Peltierove topline), koji se sastojao u oslobađanju tzv. "Thomsonova toplina" kada struja teče kroz vodič u prisutnosti temperaturnog gradijenta. Ono što najviše iznenađuje je to što Thomson ovo otkriće nije eksperimentalno proveo, već ga je predvidio na temelju svoje teorije. I to u vrijeme kada znanstvenici još nisu imali koliko-toliko točne predodžbe o prirodi električne struje! Veliku važnost u formiranju atomističkih ideja imao je Thomsonov izračun veličine molekula na temelju mjerenja površinske energije tekućeg filma. Godine 1870. utvrdio je ovisnost elastičnosti zasićene pare o obliku površine tekućine.

Thomson je bio blisko povezan s još jednim fizičarom rođenim u Irskoj, Georgeom Gabrielom Stokesom. Upoznali su se u Cambridgeu i ostali bliski prijatelji do kraja života, razmijenivši više od 650 pisama. Velik dio njihove korespondencije odnosi se na istraživanja u matematici i fizici. Njihovi su se umovi međusobno nadopunjavali, au nekim su slučajevima misli bile toliko ujedinjene da nijedno nije moglo reći (pa čak ni brinuti) tko je prvi došao na ideju. Možda je najpoznatiji primjer Stokesov teorem iz vektorske analize, koji omogućuje pretvaranje integrala preko zatvorene konture u integrale preko površine koju premošćuje ta kontura, i obrnuto. Ovaj je teorem zapravo naveden u pismu Thomsona Stokesu, pa se trebao zvati "Thomsonov teorem".

Pedesetih godina Thomson se zainteresirao i za pitanje transatlantske telegrafije; ponukan neuspjesima prvih praktičnih pionira, Thomson teorijski istražuje pitanje širenja električnih impulsa duž kabela i dolazi do zaključaka od najveće praktične važnosti, koji su omogućili provedbu telegrafije preko oceana. Usput, Thomson izvodi uvjete za postojanje oscilatornog električnog pražnjenja (1853.), koje je kasnije opet pronašao Kirchhoff (1864.) i činili su osnovu cjelokupne teorije električnih oscilacija. Ekspedicija polaganja kabela upoznaje Thomsona s potrebama mora i dovodi do poboljšanja ždrijeba i kompasa (1872.-1876.). Stvorio je i patentirao novi kompas koji je bio stabilniji od onih koji su u to vrijeme postojali i eliminirao je odstupanja povezana s čeličnim trupovima brodova. U početku je Admiralitet bio skeptičan prema izumu. Prema zaključku jedne od komisija, "kompas je previše osjetljiv i vjerojatno vrlo krhak". Kao odgovor, Thomson je bacio kompas u prostoriju u kojoj se sastajala komisija i kompas nije oštećen. Mornaričke vlasti konačno su se uvjerile u snagu novog kompasa, te ga je 1888. usvojila cijela flota. Thomson je također izumio mehanički prediktor plime i stvorio novi sonder koji je mogao brzo odrediti dubinu ispod broda i, što je još važnije, učiniti to dok se brod kreće.

Ništa manje poznati nisu bili ni pogledi Williama Thomsona o toplinskoj povijesti Zemlje. Njegov interes za ovu temu probudio se 1844., kada je još bio student dodiplomskog studija na Cambridgeu. Kasnije mu se više puta vraćao, što ga je na kraju dovelo u sukob s drugim poznatim znanstvenicima, uključujući Johna Tyndalla, Thomasa Huxleya i Charlesa Darwina. To se može vidjeti u Darwinovom spominjanju Thomsona kao "podlog duha" i Huxleyjevom propovjedničkom žaru u promicanju evolucijske teorije kao alternative religijskim uvjerenjima. Thomson je bio kršćanin, ali nije mario za obranu doslovnog tumačenja detalja stvaranja, na primjer, rado je govorio o tome da je meteorit donio život na Zemlju. Međutim, Thomson je tijekom svog života uvijek branio i promicao dobru znanost. Vjerovao je da su geologija i evolucijska biologija nerazvijene u usporedbi s fizikom koja se temelji na rigoroznoj matematici. Zapravo, mnogi fizičari tog vremena geologiju i biologiju uopće nisu smatrali znanošću. Za procjenu starosti Zemlje William Thomson koristio se metodama svog omiljenog Fouriera. Izračunao je koliko je vremena trebalo rastaljenoj kugli da se ohladi na trenutnu temperaturu. Godine 1862. William Thomson procijenio je starost Zemlje na 100 milijuna godina, ali je 1899. revidirao izračune i smanjio brojku na 20-40 milijuna godina. Biolozima i geolozima trebala je sto puta veća brojka. Neslaganje između teorija razriješeno je tek početkom 20. stoljeća, kada je Ernest Rutherford shvatio da radioaktivnost stijena osigurava unutarnji mehanizam za zagrijavanje Zemlje, usporavajući hlađenje. Ovaj proces dovodi do povećanja starosti Zemlje u usporedbi s onim što je Thomson predvidio. Suvremene procjene daju vrijednost od najmanje 4600 milijuna godina. Otkriće 1903. godine zakona koji povezuje oslobađanje toplinske energije s radioaktivnim raspadom nije ga potaknulo da promijeni vlastite procjene starosti Sunca. No budući da je radioaktivnost otkrivena kada je Thomson prešao granicu od 70 godina, može mu se ispričati što nije uzeo u obzir njezinu ulogu u istraživanju koje je započeo u dobi od 20 godina.

W. Thomson također je posjedovao veliki pedagoški talent i savršeno je kombinirao teorijsku obuku s praktičnom obukom. Njegova predavanja iz fizike bila su popraćena demonstracijama, kojima je Thomson naveliko privukao studente, što je potaknulo interes publike. W. Thomson je na Sveučilištu u Glasgowu stvorio prvi fizikalni laboratorij u Velikoj Britaniji, u kojem su obavljena mnoga originalna znanstvena istraživanja, a koji je odigrao veliku ulogu u razvoju fizikalne znanosti. U početku se laboratorij nalazio u nekadašnjim predavaonicama, starom napuštenom vinskom podrumu i dijelu stare profesorske kuće. Godine 1870. sveučilište se seli u novu velebnu zgradu, u kojoj se nalaze prostrani prostori za laboratorij. Thomsonova propovjedaonica i kuća bile su prve u Britaniji osvijetljene električnom energijom. Prva telefonska linija u zemlji radila je između sveučilišta i Whiteovih radionica koje su izrađivale fizičke instrumente. Radionice su prerasle u tvornicu na više katova, koja je u biti postala podružnica laboratorija.

Rečeno je da je jednom Lord Kelvin morao otkazati svoje predavanje i napisao na ploči "Professor Thomson will not meet his classes today" ("Profesor Thomson se danas neće moći sastati sa svojim studentima"). Učenici su se odlučili našaliti s profesorom i izbrisali su slovo "c" u riječi "nastava". Sljedećeg dana, kada je vidio natpis, Thomson se nije zabunio, izbrisao je još jedno slovo u istoj riječi i šutke otišao. (Igra riječi: razredi - razredi, učenici; djevojke - ljubavnice, magarci - magarci.)

17. lipnja 1870. Margareta je umrla. Nakon toga, znanstvenik je odlučio promijeniti svoj život, posvetiti više vremena odmoru, čak je kupio škunu, na kojoj je šetao s prijateljima i kolegama. U ljeto 1873. Thomson je vodio još jednu ekspediciju polaganja kabela. Zbog oštećenja kabela, posada je bila prisiljena 16-dnevno stati na Madeiri, gdje se znanstvenik sprijateljio s obitelji Charlesa Blandyja, posebno s Fanny, jednom od njegovih kćeri, s kojom se oženio sljedećeg ljeta.

Uz znanstvenu, nastavnu i inženjersku djelatnost William Thomson obavljao je mnoge počasne dužnosti. Tri puta (1873.-1878., 1886.-1890., 1895.-1907.) biran je za predsjednika Kraljevskog društva u Edinburghu, od 1890. do 1895. na čelu je Kraljevskog društva u Londonu. Godine 1884. otputovao je u Sjedinjene Države, gdje je održao niz predavanja. Thomsonove izvanredne zasluge u čistoj i primijenjenoj znanosti u potpunosti su cijenili njegovi suvremenici. Godine 1866. William je dobio plemićku titulu, a 1892. kraljica Viktorija mu je za njegove znanstvene zasluge dodijelila plemićki čin s titulom "Baron Kelvin" (prema imenu rijeke Kelvin koja teče u Glasgowu). Nažalost, William je postao ne samo prvi, već i posljednji barun Kelvin - njegov drugi brak, kao i prvi, pokazao se bez djece. Pedesetu obljetnicu njegova znanstvenog rada 1896. godine slavili su fizičari cijeloga svijeta. U proslavi Thomsona sudjelovali su predstavnici raznih zemalja, među kojima i ruski fizičar N. A. Umov; 1896. Thomson je izabran za počasnog člana peterburške Akademije znanosti. Godine 1899. Kelvin je napustio katedru u Glasgowu, iako se nije prestao baviti znanošću.

Na samom kraju 19. stoljeća, 27. travnja 1900., Lord Kelvin održao je poznato predavanje na Kraljevskoj instituciji o krizi dinamičke teorije svjetlosti i topline pod naslovom "Oblaci devetnaestog stoljeća nad dinamičkom teorijom svjetla i topline". Toplina i svjetlost." U njemu je rekao: "Ljepota i jasnoća dinamičke teorije, prema kojoj su toplina i svjetlost oblici gibanja, trenutno su zasjenjene dvama oblakima. Prvi od njih ... je pitanje: kako se Zemlja može kretati kroz elastični medij, koji je u biti luminoferni eter? Druga je Maxwell-Boltzmannova doktrina o distribuciji energije." Lord Kelvin zaključio je raspravu o prvom pitanju riječima: "Bojim se da za sada prvi oblak moramo smatrati vrlo mračnim." Veći dio predavanja bio je posvećen poteškoćama vezanim uz pretpostavku jednolike raspodjele energije po stupnjevima slobode. O ovom se pitanju tih godina naširoko raspravljalo u vezi s nepremostivim proturječjima u pitanju spektralne raspodjele zračenja potpuno crnog tijela. Sažimajući besplodnu potragu za načinom prevladavanja proturječja, Lord Kelvin prilično pesimistički zaključuje da je najjednostavniji način jednostavno ignorirati postojanje ovog oblaka. Pronicljivost časnog fizičara bila je nevjerojatna: definitivno je napipao dvije bolne točke suvremene znanosti. Nekoliko mjeseci kasnije, u posljednjim danima 19. stoljeća, M. Planck objavljuje svoje rješenje problema zračenja crnog tijela, uvodeći koncept kvantne prirode zračenja i apsorpcije svjetlosti, a pet godina kasnije, 1905. A. Einstein objavio je djelo "K elektrodinamika pokretnih tijela", u kojem je formulirao privatnu teoriju relativnosti i dao negativan odgovor na pitanje o postojanju etera. Tako su se iza dva oblaka na nebu fizike sakrile teorija relativnosti i kvantna mehanika, temeljni temelji današnje fizike.

Posljednje godine života Lorda Kelvina bile su vrijeme kada su se u fizici pojavile mnoge fundamentalno nove stvari. Doba klasične fizike, kojoj je on bio jedna od najsvjetlijih figura, bližilo se kraju. Kvantna i relativistička era već nije bila daleko, a on je koračao prema njoj: živo su ga zanimali X-zrake i radioaktivnost, izvodio je proračune za određivanje veličine molekula, postavio hipotezu o strukturi atoma i aktivno podupirao istraživanja J. J. Thomsona u tom smjeru. Ipak, nije prošlo bez incidenata. Godine 1896. bio je skeptičan prema otkriću Wilhelma Conrada Roentgena posebnih zraka koje vam omogućuju da vidite unutarnju strukturu ljudskog tijela, nazivajući ovu vijest pretjeranom, poput dobro planirane prijevare i zahtijeva pažljivu provjeru. A godinu dana prije rekao je: "Avioni teži od zraka su nemogući." Godine 1897. Kelvin je primijetio da radio nema budućnost.

Lord William Kelvin preminuo je 17. prosinca 1907. u dobi od 83 godine u Largsu (Škotska), blizu Glasgowa. Zasluge za znanost ovog kralja fizike viktorijanskog doba nedvojbeno su velike, a njegov pepeo s pravom počiva u Westminsterskoj opatiji uz pepeo Isaaca Newtona. Iza sebe je ostavio 25 knjiga, 660 znanstvenih članaka i 70 izuma. U „Biogr.-leg. Handwörterbuch Poggendorffa" (1896.) daje popis od oko 250 članaka (osim knjiga) koji pripadaju Thomsonu.