Thomson jest naukowcem. Biografie wielkich ludzi

Williama Thomsona, barona Kelvina(Inż. William Thomson, 1. baron Kelvin; 26 czerwca 1824 r., Belfast, Irlandia - 17 grudnia 1907 r., Largs, Szkocja) - brytyjski fizyk i mechanik. Znany ze swoich prac z zakresu termodynamiki, mechaniki, elektrodynamiki.

Biografia

William Thomson urodził się 26 czerwca 1824 roku w Belfaście. Przodkowie Thomsona byli irlandzkimi rolnikami; jego ojciec James Thomson, słynny matematyk, był nauczycielem w Belfast Academical Institution od 1814 r., a następnie profesorem matematyki w Glasgow od 1832 r.; znany z podręczników do matematyki, z dziesiątkami wydań. William Thomson i jego starszy brat James poszli do college'u w Glasgow, a następnie do St. Peter's w Cambridge, gdzie William ukończył kurs nauk ścisłych w 1845 roku.

W 1846 roku dwudziestodwuletni Thomson objął katedrę fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Glasgow.

W 1856 roku naukowiec został odznaczony Królewskim Medalem Towarzystwa Królewskiego w Londynie.

Od 1880 do 1882 prezes Londyńskiego Towarzystwa Fizyków. Niezwykłe zasługi Thomsona w naukach ścisłych i stosowanych zostały w pełni docenione przez współczesnych.

W 1866 roku Thomson otrzymał tytuł szlachecki, w 1892 roku królowa Wiktoria nadała mu parostwo z tytułem „Barona Kelvina” wzdłuż rzeki Kelvin, która przepływa obok Uniwersytetu w Glasgow i wpada do rzeki Clyde.

Działalność naukowa

Będąc jeszcze studentem, Thomson opublikował serię artykułów na temat zastosowania szeregu Fouriera w fizyce oraz w badaniu „Jednorodny ruch ciepła w jednorodnej bryle i jego związek z matematyczną teorią elektryczności” („The Cambridge math. Journ .”, 1842), zwrócił ważne analogie między zjawiskami propagacji ciepła i prąd elektryczny poprzez pokazanie, w jaki sposób rozwiązania pytań z jednego z tych obszarów odnoszą się do pytań z drugiego. W innym badaniu, „The Linear Motion of Heat” (1842, tamże), Thomson opracował zasady, które następnie z powodzeniem zastosował do wielu zagadnień geologii dynamicznej, takich jak chłodzenie ziemi.

W 1845 roku, będąc w Paryżu, Thomson zaczął publikować szereg artykułów na temat elektrostatyki w czasopiśmie Joseph Liouville, w których przedstawił swoją metodę obrazowania elektrycznego, która umożliwiła proste rozwiązanie wielu najtrudniejszych problemów elektrostatyki.

W 1849 Thomson rozpoczął prace nad termodynamiką, które zostały opublikowane w publikacjach Towarzystwa Królewskiego w Edynburgu. W pierwszej z tych prac Thomson, opierając się na badaniach Joule'a, wskazał, jak zmodyfikować zasadę Carnota, przedstawioną w jego „Rflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres dvelopper cette puissance” (1824), tak aby zasada byłaby spójna z aktualnymi danymi; praca ta zawiera jedno z pierwszych sformułowań drugiej zasady termodynamiki. W 1852 r. Thomson podał inne sformułowanie, a mianowicie doktrynę rozpraszania energii. W tym samym roku Thomson wraz z Joule'em przeprowadzili badanie chłodzenia gazów podczas rozprężania bez wykonywania pracy, co posłużyło jako krok przejściowy od teorii gazów doskonałych do teorii gazów rzeczywistych.

Rozpoczęte w 1855 r. prace nad termoelektrycznością („Elektrodynamiczne właściwości metali”) spowodowały zintensyfikowanie prac eksperymentalnych; W pracach wzięli udział studenci z University of Glasgow, co zapoczątkowało pierwsze w Wielkiej Brytanii praktyczna praca studentów, a także początek laboratorium fizyki w Glasgow.

W latach pięćdziesiątych Thomson zainteresował się kwestią telegrafii transatlantyckiej; Pod wpływem niepowodzeń pierwszych praktycznych pionierów Thomson teoretycznie zbadał kwestię propagacji impulsów elektrycznych w kablach i doszedł do wniosków o największym znaczeniu praktycznym, które umożliwiły prowadzenie telegrafii przez ocean. Po drodze Thomson wydedukował warunki istnienia oscylacyjnego wyładowania elektrycznego (1853), które później odkrył ponownie Kirchhoff (1864) i stworzył podstawę całej teorii oscylacji elektrycznych. Podczas wyprawy mającej na celu położenie kabla Thomson zapoznał się z potrzebami spraw morskich, co doprowadziło do ulepszenia parceli i kompasu (1872-1876).

BIOGRAFIA.

Tym, który później został Lordem Kelvinem, był William Thomson. Urodził się 26 czerwca 1824 roku w Belfaście (Irlandia Północna) w rodzinie profesora inżynierii. Kiedy chłopiec miał siedem lat, rodzina przeniosła się do Glasgow (Szkocja), gdzie jego ojciec otrzymał katedrę matematyki na uniwersytecie. Wilhelm wcześnie został bez matki, a jego ojciec, cieszący się wśród nich wielkim szacunkiem, zajął się wychowaniem jego i starszego brata.

William zaczął uczęszczać na wykłady ojca na uniwersytecie w wieku ośmiu lat, aw wieku dziesięciu lat był już pełnoprawnym studentem. W Księdze Rekordów Guinnessa William Thomson jest odnotowany jako najmłodszy student w historii – studia na Uniwersytecie w Glasgow rozpoczął w październiku 1834 roku w wieku 10 lat i 4 miesięcy, a 14 listopada tego samego roku został zapisany jako student.

Po ukończeniu Glasgow siedemnastoletni chłopiec wstąpił na uniwersytet w Cambridge z dyplomem z matematyki. Po ukończeniu uniwersytetu w 1845 roku, za radą ojca, William wyjeżdża do Paryża na staż w dziedzinie fizyki cieplnej. Uwagę młodego naukowca zwraca również analogia między opisem zjawisk elektrostatycznych i termicznych. Naukowiec zachował to zainteresowanie elektro- i termodynamiką do końca życia.

Po powrocie z Francji Thomson obejmuje katedrę filozofii przyrody (fizyki teoretycznej) na Uniwersytecie w Glasgow, gdzie pracuje do 1899 roku, czyli przez pięćdziesiąt trzy lata. Od 1904 roku Thomson jest rektorem uniwersytetu.

Od 1890 do 1895 przewodniczył Towarzystwu Królewskiemu w Londynie, aw 1892 otrzymał tytuł Lorda Kelvina za wybitne zasługi naukowe. Thomson cieszył się dużym prestiżem wśród naukowców na całym świecie, był członkiem wielu akademii naukowych i towarzystw, w tym członkiem honorowym Petersburskiej Akademii Nauk, miał na swoim koncie wiele nagród.

DZIAŁALNOŚĆ NAUKOWA.

Zainteresowania naukowe Thomsona były bardzo zróżnicowane. Jeszcze w Paryżu opracował ważną metodę rozwiązywania problemów elektrostatyki, którą nazwano metodą „odbić lustrzanych” (1846) i umożliwiła rozwiązanie wielu problemów z zakresu elektrotechniki, teorii przewodnictwa cieplnego itp. W Paryżu Thomson zapoznał się z teorią Carnota, która doprowadziła go do idei temperatury bezwzględnej i koncepcji bezwzględnej skali temperatur, zwanej później skalą Kelvina.

Niezależnie od Clausiusa Thomson sformułował drugą zasadę termodynamiki. Wraz z J. Joule'em Thomson ustalił, że gaz ochładza się podczas rozprężania adiabatycznego (efekt Joule'a-Thomsona). Efekt ten stał się powszechnie stosowany w celu uzyskania w czasie niskie temperatury. Thomson jest właścicielem konstrukcji pierwszej spójnej teorii zjawisk termoelektrycznych.

Thomson opracował również podstawy teorii oscylacji elektrycznych i wyprowadził wzór, który nosi dziś jego imię, który określa zależność między okresem naturalnych oscylacji obwodu a jego pojemnością i indukcyjnością. Dokonał również ważnych zmian w praktycznym wdrażaniu łączności telegraficznej, był głównym konsultantem naukowym przy układaniu pierwszych kabli transatlantyckich, które zapewniły stabilne połączenie telegraficzne między dwoma kontynentami. Za udział w układaniu kabla Thomson został wyniesiony do godności szlacheckiej.

Co ciekawe, prace nad ułożeniem kabla wzbudziły zainteresowanie naukowca problematyką nawigacji morskiej, co zaowocowało stworzeniem ciągłej echosondy, pływomierza i fundamentalnym ulepszeniem kompasu morskiego. Następujące słowa oficera marynarki świadczą o autorytecie Thomsona i szacunku dla niego: „Każdy marynarz powinien modlić się za niego każdej nocy!”

Historie o naukowcach zajmujących się fizyką. 2014

"Jeśli potrafisz zmierzyć to, o czym mówisz i wyrazić to w liczbach, to wiesz coś na ten temat. Ale jeśli nie możesz tego określić ilościowo, twoja wiedza jest bardzo ograniczona i niezadowalająca. Może to Pierwszy etap, ale to nie jest poziom prawdziwej wiedzy naukowej..."

W. Thomson (Lord Kelvin)

Naukowiec, którego nazwisko to absolutna termodynamiczna skala temperatur, Lord Kelvin, był wszechstronną osobą, której zainteresowania naukowe obejmują dobrze znaną termodynamikę (w szczególności posiada dwa sformułowania drugiej zasady termodynamiki), hydrodynamikę, geologię dynamiczną, elektromagnetyzm, sprężystość teoria, mechanika i matematyka. Znane są badania naukowca nad przewodnictwem cieplnym, prace nad teorią pływów, rozchodzeniem się fal po powierzchni, teorią ruchu wirowego. Ale nie był tylko teoretykiem. „Człowieka nauki dzieli od robotnika produkcyjnego cała przepaść, a nauka, zamiast służyć w rękach robotnika jako środek do zwiększania jego własnej siły wytwórczej, prawie wszędzie przeciwstawia się mu.” – powiedział naukowiec Jego wkład w rozwój praktycznych zastosowań różnych dziedzin nauki jest trudny do przecenienia W latach pięćdziesiątych XIX wieku naukowiec zainteresowany telegrafią był głównym konsultantem naukowym przy układaniu pierwszych kabli telegraficznych przez Ocean Atlantycki. precyzyjne przyrządy elektrometryczne: galwanometr zwierciadlany „kablowy”, elektrometry kwadrantowe i absolutne, undulator-znacznik do odbioru sygnałów telegraficznych z zasilaniem syfonowym, amperomierze do ustawiania urządzenia elektryczne, i wiele więcej, a także zasugerował użycie splecionych drutów miedzianych. Naukowiec stworzył ulepszony kompas morski z kompensacją magnetyzmu żelaznego kadłuba statku, wynalazł echosondę ciągłą, miernik pływów (urządzenie do rejestrowania poziomu wody w morzu lub rzece). Wśród wielu patentów tego genialnego projektanta są patenty na urządzenia czysto praktyczne (np. krany). Naprawdę utalentowana osoba utalentowani we wszystkim.

William Thomson (tak naprawdę nazywa się ten słynny naukowiec), urodził się dokładnie 190 lat temu, 26 czerwca 1824 roku, w Belfaście (Irlandia Północna) w rodzinie nauczyciela matematyki w Królewskim Instytucie Akademickim w Belfaście, autor z wielu podręczników, które doczekały się dziesiątek wydań, James Thomson, którego przodkowie byli irlandzkimi rolnikami. W 1817 ożenił się z Margaret Gardner. Ich małżeństwo było duże (czterech chłopców i dwie dziewczynki). Najstarszy syn Jakub i Wilhelm wychowywali się w domu ojca, a młodszych chłopców oddawano pod opiekę starszych sióstr. Nic dziwnego, że Thomson Senior zadbał o godne wykształcenie swoich synów. Początkowo poświęcał Jamesowi więcej uwagi, ale wkrótce stało się jasne, że zły stan zdrowia jego najstarszego syna nie pozwoli mu na przyjmowanie Dobra edukacja, a ojciec skupił się na wychowaniu Williama.br/>
Kiedy William miał 7 lat, rodzina przeniosła się do Glasgow (Szkocja), gdzie jego ojciec otrzymał katedrę matematyki i profesurę. Glasgow stało się później miejscem życia i pracy słynnego fizyka. Już w wieku ośmiu lat William zaczął uczęszczać na wykłady ojca, aw wieku 10 lat został studentem college'u w Glasgow, gdzie studiował ze swoim starszym bratem Jamesem. Dużą rolę w kształtowaniu zainteresowań naukowych młodego człowieka odegrał John Nichol, znany szkocki astronom i popularyzator nauki, który pracował na uczelni od 1839 roku. Śledził zaawansowane osiągnięcia nauki i starał się z nimi zapoznać swoich uczniów. W wieku szesnastu lat William przeczytał książkę Fouriera The Analytical Theory of Heat, która w istocie wyznaczyła program jego badań na resztę życia.

Po ukończeniu college'u Thomson poszedł na studia do St. Peter College w Cambridge, gdzie opublikował kilka artykułów na temat zastosowania szeregu Fouriera w różnych gałęziach fizyki oraz w znakomitej pracy „Jednorodny ruch ciepła w jednorodnym ciele stałym i jego związek z matematyczną teorią elektryczności” („The Cambridge math . Journ.”, 1842) zwrócił ważne analogie między zjawiskami propagacji ciepła i prądu elektrycznego i pokazał, w jaki sposób rozwiązanie pytań z jednego z tych obszarów można zastosować do pytań z innego obszaru. W innym badaniu, „The Linear Motion of Heat” (1842, tamże), Thomson opracował zasady, które następnie z powodzeniem zastosował do wielu zagadnień geologii dynamicznej, takich jak chłodzenie ziemi. W jednym ze swoich wczesnych listów do ojca Thomson pisze, jak planuje swój czas: wstań o 5 rano i rozpal ogień; czytać do 8 godzin 15 minut; uczestniczyć w codziennym wykładzie; czytać do 13:00; ćwicz do godziny 16:00; odwiedzić kościół przed 19:00; czytać do 8 godzin 30 minut; idź spać o 9 rano Ten harmonogram ilustruje trwające całe życie pragnienie zminimalizowania straconego czasu. Muszę powiedzieć, że William Thomson był wszechstronnie rozwiniętym młodzieńcem, uprawiał sport, był nawet członkiem drużyny wioślarskiej Cambridge i wraz z towarzyszami pokonał oksfordzkich studentów w słynnym wyścigu, który odbywa się od 1829 roku. Thomson był również dobrze zorientowany w muzyce i literaturze. Ale wolał naukę od wszystkich tych hobby, i tutaj jego zainteresowania były również różnorodne.

W 1845 roku, po ukończeniu Cambridge, po otrzymaniu dyplomu drugiego leśniczego i nagrody Smitha, William za radą ojca wyjechał do Paryża, aby szkolić się w laboratorium słynnego francuskiego fizyka eksperymentalnego Henri-Victora Regnaulta (1810 -1878). W tym samym czasie w czasopiśmie Joseph Liouville Thomson opublikował szereg artykułów na temat elektrostatyki, w których nakreślił swoją metodę obrazów elektrycznych, zwaną później „metodą odbicia lustrzanego”, która umożliwiła proste rozwiązanie wielu najbardziej trudne zagadnienia elektrostatyki.

Gdy Thomson studiował w Cambridge, w Glasgow miały miejsce wydarzenia, które zdeterminowały jego przyszłą karierę. Kiedy Thomson kończył pierwszy rok w Cambridge w 1841 roku, William Meiklehem, profesor filozofii naturalnej na Uniwersytecie w Glasgow, poważnie zachorował. Wiadomo było, że nie będzie mógł wrócić do pracy. Gdy minął rok 1842, kiedy nie było żadnego oczywistego kandydata na wolne miejsce w Glasgow, Thomson Senior zdał sobie sprawę, że jego syn William, który właśnie skończył 18 lat, może równie dobrze ubiegać się o to miejsce. 11 września 1846 roku 22-letni Thomson został wybrany w tajnym głosowaniu na stanowisko profesora filozofii przyrody na Uniwersytecie w Glasgow. Zachował to stanowisko do 1899 r., nie kuszony nawet posadą kierownika Cavendish Chair w Cambridge, którą oferowano mu trzykrotnie w latach 70. i 80. XIX wieku. Thomson wygłosił swój pierwszy wykład jako profesor na Uniwersytecie w Glasgow 4 listopada 1846 r. Przedstawił w nim wstępny przegląd wszystkich gałęzi fizyki dla studentów zapisanych na kurs filozofii przyrody. W liście do Stokesa Thomson przyznał, że pierwszy wykład był porażką. Zapisał to wcześniej w całości i cały czas martwił się, że czyta za szybko. Ale to nie powstrzymało ich przed używaniem tego samego wpisu w następnym roku, a potem co roku przez pięćdziesiąt lat, z różnymi wstawkami, poprawkami i ulepszeniami. Studenci uwielbiali swojego słynnego profesora, chociaż jego umiejętność natychmiastowego myślenia, dostrzegania powiązań i analogii wprawiała wielu w zakłopotanie, zwłaszcza gdy Thomson improwizował takie rozumowanie na wykładach.

W 1847 roku na spotkaniu Brytyjskiego Stowarzyszenia Przyrodników w Oksfordzie Thomson spotkał się z Jamesem Joule. W ciągu ostatnich czterech lat Joule oświadczał na tych corocznych spotkaniach, że ciepło nie jest, jak wówczas sądzono, jakąś substancją (kaloryczną) rozchodzącą się z jednego ciała do drugiego. Joule wyraził przekonanie, że ciepło jest w rzeczywistości wynikiem wibracji atomów składowych materii. Po zbadaniu, jak gaz spręża się po schłodzeniu, Joule zasugerował, że żadnej substancji nie można schłodzić poniżej 284 ° C (później, jak wiemy, liczba ta została udoskonalona przez Thomsona). Ponadto Joule wykazał równoważność pracy i ciepła, przeprowadzając eksperymenty w celu określenia równoważnej ilości pracy mechanicznej potrzebnej do podgrzania jednego funta wody o 1 ° F. Twierdził nawet, że temperatura wody u podstawy wodospadu była wyższa niż na szczycie. Przemówienia Joule'a na spotkaniach Stowarzyszenia Brytyjskiego przyjmowano z nudą i nieufnością. Ale wszystko zmieniło się na spotkaniu w Oksfordzie w 1847 roku, ponieważ Thomson siedział w holu. Był zachwycony tym, co Joel miał do powiedzenia, zaczął zadawać wiele pytań i wywołał gorącą debatę. To prawda, Thomson zasugerował, że Joule może się mylić. W liście do brata po spotkaniu Thomson napisał: „Wysyłam prace Joule'a, które was zadziwią. Miałem mało czasu, żeby się nimi szczegółowo zająć. Wydaje mi się, że teraz jest w nich jeszcze wiele wad ”. Ale Joel się nie mylił i Thomson po długich naradach zgodził się z nim. Co więcej, był w stanie powiązać pomysły Joule'a z pracami Sadi Carnota nad silnikami cieplnymi. Jednocześnie udało mu się znaleźć bardziej ogólny sposób wyznaczania zera bezwzględnego temperatury, która nie zależy od konkretnej substancji. Dlatego podstawową podstawową jednostkę temperatury nazwano później kelwinem. Ponadto Thomson zdał sobie sprawę, że prawo zachowania energii jest wielką, jednoczącą zasadą nauki, i wprowadził pojęcia energii „statycznej” i „dynamicznej”, które obecnie nazywamy odpowiednio energią kinetyczną i potencjalną.

W 1848 Thomson wprowadził „ bezwzględna skala termometryczna". Wyjaśnił jej imię w następujący sposób: " Skala ta charakteryzuje się całkowitą niezależnością od właściwości fizyczne jakaś konkretna substancja— Zauważa to. nieskończone zimno musi odpowiadać skończonej liczbie stopni poniżej zera na termometrze powietrza", a mianowicie: punkt," odpowiadającą objętości powietrza zredukowanej do zera, która zostanie zaznaczona na skali jako -273°C".

Od 1849 r. Thomson rozpoczął pracę nad termodynamiką, drukowaną w publikacjach Towarzystwa Królewskiego w Edynburgu. W pierwszej z tych prac Thomson, opierając się na badaniach Joule'a, wskazuje, jak zmodyfikować zasadę Carnota, przedstawioną w Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machine propres à développer cette puissance (1824), aby zasada była zgodna ze współczesnymi danymi; ta słynna praca zawiera jedno z pierwszych sformułowań drugiej zasady termodynamiki.

Począwszy od 1851 r. Thomson publikował serię artykułów naukowych pod ogólnym tytułem „O dynamicznej teorii ciepła”, w których rozważał (niezależnie od R. Clausiusa) pierwszą i drugą zasadę termodynamiki. Jednocześnie ponownie powraca do problemu temperatury bezwzględnej, zauważając, że „ temperatury dwóch ciał są proporcjonalne do ilości ciepła odpowiednio pobranego i oddanego przez układ materialny w dwóch miejscach o tych temperaturach, gdy układ kończy pełny cykl idealnych procesów odwracalnych i jest chroniony przed utratą lub dodawaniem ciepła w dowolnym momencie inna temperatura". W swojej pracy "O dynamicznej teorii ciepła" stwierdzono nowy punkt widzenia na ciepło, zgodnie z którym " ciepło nie jest substancją, ale dynamiczną formą efektu mechanicznego. Dlatego „musi istnieć pewna równoważność między pracą mechaniczną a ciepłem". Thomson zwraca uwagę, że ta zasada „ najwyraźniej po raz pierwszy ... został otwarcie ogłoszony w pracy Y. Mayera „Uwagi o siłach natury nieożywionej". Ponadto wspomina pracę J. Joule'a, który badał stosunek liczbowy: łącząc ciepło i siłę mechaniczną". Thomson stwierdza, że cała teoria siły napędowej ciepła opiera się na dwóch twierdzeniach, z których pierwsze pochodzi od Joule'a i jest sformułowane w następujący sposób: We wszystkich przypadkach, gdy równe ilości pracy mechanicznej są uzyskiwane w jakikolwiek sposób wyłącznie z ciepła lub są wydatkowane wyłącznie na uzyskanie efektów termicznych, zawsze traci się lub uzyskuje równe ilości ciepła.". Thomson formułuje drugie twierdzenie w następujący sposób: „Jeśli jakakolwiek maszyna jest ustawiona w taki sposób, że gdy działa w przeciwnym kierunku, wszystkie procesy mechaniczne i fizyczne w dowolnej części jej ruchu zamieniają się w przeciwne, to wykonuje ona dokładnie tyle pracy mechanicznej, ile jakikolwiek układ termodynamiczny mógłby wytworzyć dzięki do danej ilości ciepła maszyna o tej samej temperaturze źródła ciepła i lodówki". Thomson podnosi to stanowisko do S. Carnota i R. Clausiusa i uzasadnia je następującym aksjomatem: „ Za pomocą nieożywionego czynnika materialnego niemożliwe jest uzyskanie pracy mechanicznej z dowolnej masy materii poprzez schłodzenie jej poniżej temperatury najzimniejszego z otaczających obiektów.". Do tego sformułowania, które nazywa się sformułowaniem drugiego prawa Thomsona, Thomson czyni następującą uwagę: Gdybyśmy nie uznawali tego aksjomatu za obowiązujący we wszystkich temperaturach, musielibyśmy przyznać, że można uruchomić automat i uzyskać, ochładzając morze lub ziemię, pracę mechaniczną w dowolnej ilości, aż do wyczerpania całego ciepła lądu i morza, czy w końcu całego materialnego świata". „Maszynę automatyczną” opisaną w tej notatce zaczęto nazywać perpetuum mobile II rodzaju. Wychodząc z otwartego prawa termodynamiki i stosując je do Wszechświata jako całości, doszedł (1852) do błędnego wniosku o nieuchronności „termicznej śmierci Wszechświata” (hipoteza termicznej śmierci Wszechświata). Słuszności tego podejścia i błędności hipotezy dowiódł L. Boltzmann.

W tym samym roku, w wieku 27 lat, Thomson został członkiem Royal Society of London - Angielskiej Akademii Nauk. W 1852 roku Thomson wraz z angielskim fizykiem Jamesem Joule przeprowadził dobrze znane badanie dotyczące chłodzenia gazów podczas ekspansji bez wykonywania pracy, które posłużyło jako krok przejściowy od teorii gazów doskonałych do teorii gazów rzeczywistych. Odkryli, że kiedy gaz przechodzi adiabatycznie (bez dopływu energii z zewnątrz) przez porowatą przegrodę, jego temperatura spada. Zjawisko to nazywane jest „efektem Joule'a-Thomsona”. Mniej więcej w tym samym czasie Thomson opracował termodynamiczną teorię zjawisk termoelektrycznych.

W 1852 roku naukowiec poślubił Margaret Crum, w której był zakochany od dzieciństwa. Był szczęśliwy, ale szczęście niestety nie trwało długo. Już podczas miesiąca miodowego stan zdrowia Małgorzaty gwałtownie się pogorszył. Kolejne 17 lat życia Thomsona było przyćmione ciągłymi obawami o zdrowie jego żony, a naukowiec poświęcił prawie cały swój wolny czas na opiekę nad nią.

Oprócz pracy nad termodynamiką Thomson badał zjawiska elektromagnetyczne. Tak więc w 1853 roku opublikował artykuł „O przejściowych prądach elektrycznych”, kładąc podwaliny pod teorię oscylacji elektromagnetycznych. Rozważając zmianę w czasie ładunku elektrycznego ciała kulistego, gdy jest ono połączone cienkim przewodnikiem (drutem) z Ziemią, Thomson stwierdził, że w tym przypadku powstają drgania tłumione o pewnych charakterystykach zależnych od pojemności elektrycznej ciała, tj. rezystancja przewodnika i pojemność elektrodynamiczna. Następnie wzór odzwierciedlający zależność okresu swobodnych oscylacji w obwodzie bez rezystancji od wskazanych wartości nazwano „formułą Thomsona” (chociaż on sam nie wyprowadził tego wzoru).

Wreszcie w 1855 roku naukowiec połączył oba obszary swoich zainteresowań naukowych i zaczął badać procesy termoelektryczne. Opracował termodynamiczną teorię zjawisk termoelektrycznych. Wiele takich zjawisk było już znanych, niektóre odkrył sam Thomson. W 1856 roku odkrył trzeci efekt termoelektryczny – efekt Thomsona (dwa pierwsze to występowanie termo-EMF i wydzielanie ciepła Peltiera), który polegał na uwolnieniu tzw. „Ciepło Thomsona”, gdy prąd przepływa przez przewodnik w obecności gradientu temperatury. Najbardziej zaskakujące jest to, że Thomson nie dokonał eksperymentalnie tego odkrycia, ale przewidział je na podstawie swojej teorii. I to w czasie, gdy naukowcy wciąż nie mieli nawet mniej lub bardziej poprawnych pomysłów na temat natury prądu elektrycznego! Ogromne znaczenie w tworzeniu idei atomistycznych miało obliczenie Thomsona wielkości cząsteczek na podstawie pomiarów energii powierzchniowej ciekłej warstwy. W 1870 roku ustalił zależność sprężystości pary nasyconej od kształtu powierzchni cieczy.

Thomson był blisko związany z innym fizykiem urodzonym w Irlandii, George'em Gabrielem Stokesem. Poznali się w Cambridge i pozostali bliskimi przyjaciółmi do końca życia, wymieniając ponad 650 listów. Znaczna część ich korespondencji dotyczy badań w dziedzinie matematyki i fizyki. Ich umysły wzajemnie się uzupełniały, aw niektórych przypadkach myśli były tak zjednoczone, że żadne z nich nie mogło powiedzieć (ani nie przejmowało się), kto pierwszy wpadł na pomysł. Być może najbardziej znanym przykładem jest twierdzenie Stokesa z analizy wektorowej, które pozwala przekształcić całki po zamkniętym konturze w całki po powierzchni rozpiętej przez ten kontur i odwrotnie. Twierdzenie to zostało faktycznie stwierdzone w liście od Thomsona do Stokesa, więc powinno nazywać się „twierdzeniem Thomsona”.

W latach pięćdziesiątych Thomson zainteresował się również kwestią telegrafii transatlantyckiej; zainspirowany niepowodzeniami pierwszych praktycznych pionierów, Thomson teoretycznie bada kwestię propagacji impulsów elektrycznych w kablach i dochodzi do wniosków o największym znaczeniu praktycznym, które umożliwiły prowadzenie telegrafii przez ocean. Po drodze Thomson dedukuje warunki istnienia oscylacyjnego wyładowania elektrycznego (1853), które zostały ponownie znalezione później przez Kirchhoffa (1864) i stanowiły podstawę całej teorii oscylacji elektrycznych. Wyprawa kładąca kable zapoznaje Thomsona z potrzebami morza i prowadzi do ulepszenia parceli i kompasu (1872-1876). Stworzył i opatentował nowy kompas, który był bardziej stabilny niż istniejące w tamtym czasie i wyeliminował odchylenie związane ze stalowymi kadłubami statków. Początkowo Admiralicja była sceptycznie nastawiona do wynalazku. Według konkluzji jednej z komisji „kompas jest zbyt delikatny i prawdopodobnie bardzo kruchy”. W odpowiedzi Thomson wrzucił kompas do pokoju, w którym spotkała się komisja, i kompas nie został uszkodzony. Władze morskie przekonały się ostatecznie o sile nowego kompasu iw 1888 roku został on przyjęty przez całą flotę. Thomson wynalazł również mechaniczny predyktor pływów i stworzył nową echosondę, która mogła szybko określać głębokość pod statkiem i, co ważniejsze, robić to, gdy statek się poruszał.

Nie mniej znane były poglądy Williama Thomsona na termiczną historię Ziemi. Jego zainteresowanie tym tematem rozbudziło się w 1844 roku, kiedy był jeszcze studentem w Cambridge. Później wielokrotnie do niej wracał, co ostatecznie doprowadziło go do konfliktu z innymi znanymi naukowcami, w tym Johnem Tyndallem, Thomasem Huxleyem i Karolem Darwinem. Można to zobaczyć w opisie Thomsona przez Darwina jako „podłego ducha” oraz w gorliwości Huxleya w propagowaniu teorii ewolucji jako alternatywy dla przekonań religijnych. Thomson był chrześcijaninem, ale nie zależało mu na obronie dosłownej interpretacji szczegółów Stworzenia, na przykład chętnie opowiadał o tym, że meteoryt przyniósł życie na Ziemię. Jednak Thomson przez całe życie zawsze bronił i promował dobrą naukę. Uważał, że geologia i biologia ewolucyjna są słabo rozwinięte w porównaniu z fizyką opartą na rygorystycznej matematyce. W rzeczywistości wielu ówczesnych fizyków w ogóle nie uważało geologii i biologii za nauki. Aby oszacować wiek Ziemi, William Thomson wykorzystał metody swojego ulubionego Fouriera. Obliczył, ile czasu zajęło roztopionej kuli ostygnięcie do obecnej temperatury. W 1862 roku William Thomson oszacował wiek Ziemi na 100 milionów lat, ale w 1899 roku zrewidował obliczenia i zmniejszył liczbę do 20-40 milionów lat. Biolodzy i geolodzy potrzebowali sto razy więcej. Rozbieżność między teoriami została wyjaśniona dopiero na początku XX wieku, kiedy Ernest Rutherford zdał sobie sprawę, że radioaktywność skał zapewnia wewnętrzny mechanizm ogrzewania Ziemi, spowalniający ochładzanie. Proces ten prowadzi do wzrostu wieku Ziemi w porównaniu z przewidywaniami Thomsona. Współczesne szacunki dać wartość co najmniej 4600 milionów lat. Odkrycie w 1903 roku prawa dotyczącego uwalniania energii cieplnej do rozpadu promieniotwórczego nie skłoniło go do zmiany własnych szacunków wieku Słońca. Ale ponieważ radioaktywność została odkryta, gdy Thomson przekroczył 70-letni znak, można mu wybaczyć, że nie wziął pod uwagę jej roli w badaniach, które rozpoczął w wieku 20 lat.

W. Thomson miał też wielki talent pedagogiczny i doskonale kombinował szkolenie teoretyczne z praktycznym. Jego wykładom z fizyki towarzyszyły pokazy, w których Thomson bardzo przyciągał studentów, co wzbudzało zainteresowanie słuchaczy. Na Uniwersytecie w Glasgow W. Thomson stworzył pierwsze w Wielkiej Brytanii laboratorium fizyczne, w którym znajduje się wiele oryginalnych badania naukowe i które odegrały ważną rolę w rozwoju nauk fizycznych. Początkowo laboratorium stłoczyło się w dawnych salach wykładowych, starej opuszczonej piwnicy z winami i części dawnego domu profesorskiego. W 1870 roku uczelnia przeniosła się do nowego okazałego gmachu, który zapewnił obszerne pomieszczenia dla laboratorium. Ambona i dom Thomsona jako pierwsze w Wielkiej Brytanii zostały oświetlone elektrycznością. Pierwsza linia telefoniczna w kraju działała między uniwersytetem a warsztatami White'a, w których wykonywano instrumenty fizyczne. Warsztaty rozrosły się w kilkupiętrową fabrykę, która w zasadzie stała się filią laboratorium.

Mówi się, że kiedyś Lord Kelvin musiał odwołać swój wykład i napisał na tablicy „Profesor Thomson nie spotka się dziś ze swoimi zajęciami” („Profesor Thomson nie będzie mógł dziś spotkać się ze swoimi studentami”). Studenci postanowili spłatać profesorowi figla i wymazali literę „c” w słowie „zajęcia”. Następnego dnia, kiedy zobaczył napis, Thomson nie był zagubiony, wymazał kolejną literę w tym samym słowie i cicho wyszedł. (Gra słów: klasy - klasy, uczniowie; dziewczęta - kochanki, osły - osły.)

17 czerwca 1870 roku Małgorzata zmarła. Po tym naukowiec postanowił zmienić swoje życie, poświęcić więcej czasu na odpoczynek, kupił nawet szkuner, na którym spacerował z przyjaciółmi i współpracownikami. Latem 1873 roku Thomson poprowadził kolejną ekspedycję do układania kabli. Ze względu na uszkodzenie kabla załoga została zmuszona do 16-dniowego postoju na Maderze, gdzie naukowiec zaprzyjaźnił się z rodziną Charlesa Blandy'ego, zwłaszcza Fanny, jedną z jego córek, którą poślubił następnego lata.

Oprócz działalności naukowej, dydaktycznej i inżynierskiej William Thomson pełnił wiele funkcji honorowych. Trzykrotnie (1873-1878, 1886-1890, 1895-1907) był wybierany na prezesa Towarzystwa Królewskiego w Edynburgu, w latach 1890-1895 kierował Towarzystwem Królewskim w Londynie. W 1884 wyjechał do Stanów Zjednoczonych, gdzie wygłosił cykl wykładów. Niezwykłe zasługi Thomsona w naukach ścisłych i stosowanych zostały w pełni docenione przez współczesnych. W 1866 roku Wilhelm otrzymał tytuł szlachecki, a w 1892 roku królowa Wiktoria za zasługi naukowe nadała mu parostwo z tytułem „Baron Kelvin” (od nazwy rzeki Kelvin płynącej w Glasgow). Niestety William stał się nie tylko pierwszym, ale i ostatnim baronem Kelvinem - jego drugie małżeństwo, podobnie jak pierwsze, okazało się bezdzietne. Pięćdziesiątą rocznicę jego pracy naukowej obchodzili w 1896 roku fizycy na całym świecie. W obchodach Thomsona wzięli udział przedstawiciele różnych krajów, w tym rosyjski fizyk N. A. Umov; w 1896 r. Thomson został wybrany honorowym członkiem Petersburskiej Akademii Nauk. W 1899 roku Kelvin opuścił katedrę w Glasgow, choć nie przestał zajmować się nauką.

w bardzo koniec XIXw 27 kwietnia 1900 roku Lord Kelvin wygłosił w Royal Institution słynny wykład na temat kryzysu dynamicznej teorii światła i ciepła, zatytułowany „Dziewiętnastowieczne chmury nad dynamiczną teorią ciepła i światła”. Powiedział w nim: „Piękno i przejrzystość teorii dynamicznej, według której ciepło i światło są formami ruchu, są obecnie przesłonięte dwoma chmurami. Pierwsza z nich… to pytanie: w jaki sposób Ziemia może się poruszać przez elastyczne medium, którym jest zasadniczo świecący eter? Drugim jest doktryna Maxwella-Boltzmanna dotycząca dystrybucji energii”. Lord Kelvin zakończył dyskusję nad pierwszym pytaniem słowami: „Obawiam się, że na razie pierwszą chmurę musimy uznać za bardzo ciemną”. Większą część wykładu poświęcono trudnościom związanym z założeniem równomiernego rozkładu energii na stopnie swobody. Kwestia ta była szeroko dyskutowana w tamtych latach w związku z nie do pokonania sprzecznościami w kwestii rozkładu widmowego promieniowania całkowicie czarnego ciała. Podsumowując bezowocne poszukiwania sposobu na przezwyciężenie sprzeczności, Lord Kelvin dość pesymistycznie dochodzi do wniosku, że najprostszym sposobem jest po prostu zignorowanie istnienia tej chmury. Intuicja czcigodnego fizyka była zdumiewająca: zdecydowanie doszukał się dwóch bolesnych punktów współczesnej nauki. Kilka miesięcy później, w ostatnich dniach XIX wieku, M. Planck opublikował swoje rozwiązanie problemu promieniowania ciała doskonale czarnego, wprowadzając koncepcję kwantowej natury promieniowania i absorpcji światła, a pięć lat później, w 1905 r., A. Einstein opublikował pracę „K elektrodynamika poruszających się ciał”, w której sformułował prywatną teorię względności i udzielił negatywnej odpowiedzi na pytanie o istnienie eteru. W ten sposób za dwoma chmurami na niebie fizyki ukryła się teoria względności i mechanika kwantowa, fundamentalne podstawy dzisiejszej fizyki.

Ostatnie lata życia Lorda Kelvina to czas, kiedy w fizyce pojawiło się wiele fundamentalnie nowych rzeczy. Era fizyki klasycznej, której był jedną z najjaśniejszych postaci, dobiegała końca. Era kwantowa i relatywistyczna była już niedaleko, a on czynił kroki w jej kierunku: żywo interesował się promieniowaniem rentgenowskim i radioaktywnością, wykonywał obliczenia określające rozmiary cząsteczek, stawiał hipotezy dotyczące budowy atomów i aktywnie wspierał badania J. J. Thomsona w tym kierunku. Nie obyło się jednak bez incydentów. Już w 1896 roku był sceptycznie nastawiony do odkrycia przez Wilhelma Conrada Roentgena specjalnych promieni, pozwalających zobaczyć Struktura wewnętrzna Ludzkie ciało, nazywając tę wiadomość przesadą, przypominającą dobrze zaplanowaną mistyfikację i wymagającą starannej weryfikacji. A rok wcześniej powiedział: „Samoloty cięższe od powietrza są niemożliwe”. W 1897 roku Kelvin zauważył, że radio nie ma przyszłości.

Lord William Kelvin zmarł 17 grudnia 1907 roku w wieku 83 lat w Largs (Szkocja), niedaleko Glasgow. Zasługi dla nauki tego króla fizyki epoki wiktoriańskiej są niezaprzeczalnie wielkie, a jego prochy słusznie spoczywają w Opactwie Westminsterskim obok prochów Isaaca Newtona. Pozostawił po sobie 25 książek, 660 artykułów naukowych i 70 wynalazków. W "Biogr.-Miot. Handwörterbuch Poggendorffa” (1896) zawiera listę około 250 artykułów (oprócz książek) należących do Thomsona.

100 znanych naukowców Sklyarenko Valentina Markovna

THOMSON WILLIAM, BARON CALVIN (1824 - 1907)

THOMSON WILLIAM, BARON CALVIN

(1824 - 1907)

26 czerwca 1824 w irlandzkim mieście Belfast urodził się William Thomson – jeden z najwybitniejszych fizyków w historii nauki, człowiek, który za swoje osiągnięcia naukowe otrzymał tytuł lorda (co, muszę powiedzieć, nie zdarzało się zbyt często). Jego przodkowie byli zwykłymi irlandzkimi rolnikami. To prawda, że James Thomson, ojciec Williama, ukończył Uniwersytet w Glasgow i był dość znanym matematykiem, który wykładał w Królewskim Instytucie Akademickim w Belfaście. W 1817 ożenił się z Margaret Gardner. Ich małżeństwo było duże (czterech chłopców i dwie dziewczynki). Najstarszy syn Jakub i Wilhelm wychowywali się w domu ojca, a młodszych chłopców oddawano pod opiekę starszych sióstr. Nic dziwnego, że Thomson Senior zadbał o godne wykształcenie swoich synów. Z początku większą uwagę poświęcał Jamesowi, ale wkrótce stało się jasne, że zły stan zdrowia najstarszego syna nie pozwoli mu na otrzymanie dobrego wykształcenia, a ojciec skupił się na wychowaniu Williama.

W 1832 r. Thomson Sr. został mianowany profesorem matematyki w Glasgow, a rodzina opuściła Belfast. W 1834 roku William wstąpił na Uniwersytet w Glasgow, który również uczył zdolnych dzieci przedmiotów w szkołach średnich. Dużą rolę w kształtowaniu zainteresowań naukowych młodego człowieka odegrał John Nichol, znany szkocki astronom i popularyzator nauki, który pracował na uczelni od 1839 roku. Śledził zaawansowane osiągnięcia nauki i starał się z nimi zapoznać swoich uczniów. Jedną z tych innowacji była metoda szeregu Fouriera, której zastosowaniu w badaniach fizycznych Thomson, będąc jeszcze studentem, poświęcił kilka prac. W szczególności zastosował metodę szeregu Fouriera do badania praw rozchodzenia się ciepła w różnych ośrodkach i wykazał analogię między rozchodzeniem się ciepła i prądu elektrycznego.

W 1841 roku jego ojciec umieścił Williama w Cambridge. Młody człowiek studiował pomyślnie, w 1845 roku otrzymał dyplom drugiego leśniczego i zdobył Nagrodę Smitha. Muszę powiedzieć, że William Thomson był wszechstronnie rozwiniętym młodzieńcem, uprawiał sport, był nawet członkiem drużyny wioślarskiej Cambridge i wraz z towarzyszami pokonał oksfordzkich studentów w słynnym wyścigu, który odbywa się od 1829 roku. Thomson był również dobrze zorientowany w muzyce i literaturze. Ale wolał naukę od wszystkich tych hobby, i tutaj jego zainteresowania były również różnorodne.

W 1845 roku William Thomson podjął jedną z pierwszych prób matematycznej interpretacji pomysłów Faradaya na temat działań krótkodystansowych. W tym roku otrzymał specjalne stypendium, dzięki któremu mógł wyjechać do Paryża, gdzie przez pewien czas pracował w laboratorium słynnego fizyka Henri Victora Ragno. We Francji William zajmował się głównie elektrostatyką i opublikował szereg artykułów, w których w szczególności przedstawił opracowaną przez siebie elektryczną metodę uzyskiwania obrazu. Metoda ta stała się później bardzo użytecznym narzędziem w wielu badaniach elektrostatycznych.

W 1846 Thomson otrzymał zaproszenie do kierowania wydziałem fizyki teoretycznej w Glasgow. Już wtedy 23-letni naukowiec zdobył pewien autorytet i sławę w kręgach naukowych. Świadczy o tym przynajmniej jego udział w dorocznym spotkaniu Brytyjskiego Stowarzyszenia Postępu Nauki w 1847 r., podczas którego William wysłuchał raportu Joule'a na temat teorii wymiany ciepła. Temat ten bardzo go zainteresował i na poważnie zajął się termodynamiką. Już w 1848 roku Thomson zaproponował swoją słynną termodynamiczną skalę temperatur (skala Kelvina). Różni się od innych skal temperaturowych tym, że jako punkt odniesienia przyjmuje się temperaturę zera bezwzględnego. Zatem skala ta nie zależy od właściwości substancji termometrycznej (substancji stosowanej w urządzeniu do pomiaru temperatury).

W 1851 roku William, niemal równocześnie i niezależnie od Rudolfa Clausiusa, sformułował drugą zasadę termodynamiki. W sformułowaniu Thomsona prawo to brzmiało tak: „W naturze niemożliwy jest proces, którego jedynym rezultatem byłaby praca mechaniczna wykonywana przez ochłodzenie rezerwuaru ciepła”. Stąd angielski naukowiec wyciągnął daleko idące wnioski: gdy tylko energia mechaniczna może całkowicie zamienić się w energię cieplną, a całkowita odwrotna przemiana jest niemożliwa, w końcu cała energia zamieni się w energię cieplną, a w konsekwencji ruchy mechaniczne zatrzymywać się. Wniosek ten stał się znany jako „idea śmierci cieplnej wszechświata”. Należy powiedzieć, że obecnie hipoteza śmierci cieplnej Wszechświata jest uważana za błędną, ale w każdym razie znacznie przyczyniła się do rozwoju termodynamiki.

William Thomson kontynuował również badanie zjawisk elektrycznych. W tym samym 1851 roku dokonał kolejnego odkrycia: odkrył, że kiedy ferromagnesy są namagnesowane, zmienia się ich opór elektryczny. Zjawisko to nazywane jest efektem Thomsona w ferromagnesach (o efekcie termoelektrycznym Thomsona porozmawiamy nieco później). William swoją pracą przyciągał uwagę coraz szerszego kręgu współpracowników. Rok 1851 upłynął pod znakiem kolejnego istotne wydarzenie Thomson został wybrany członkiem Royal Society of London.

W latach 1852-1856 Thomson aktywnie współpracował z Joule, chociaż naukowcy komunikowali się głównie korespondencyjnie. W latach 1853-1854 wspólnie przeprowadzili serię eksperymentów i odkryli wpływ zmiany temperatury gazu podczas jego adiabatycznego rozprężania. Efekt Joule'a-Thomsona może być dodatni (gaz ochładza się) lub ujemny (gaz się nagrzewa). Oprócz zainteresowania naukowego zjawisko to ma również zastosowanie praktyczne: służy do uzyskiwania bardzo niskich temperatur.

Wreszcie w 1855 roku naukowiec połączył oba obszary swoich zainteresowań naukowych i zaczął badać procesy termoelektryczne. Opracował termodynamiczną teorię zjawisk termoelektrycznych. Wiele takich zjawisk było już znanych, niektóre odkrył sam Thomson. Jeden z nich nazywa się efektem termoelektrycznym Thomsona. Polega ona na tym, że jeśli wzdłuż przewodnika, przez który przepływa prąd elektryczny, występuje różnica temperatur, to oprócz procesu nagrzewania, wyjaśnianego prawem Joule'a-Lenza, następuje dodatkowe pochłanianie lub wydzielanie ciepła (w zależności od kierunku przepływu prądu). aktualny). Najbardziej zaskakujące jest to, że Thomson nie dokonał eksperymentalnie tego odkrycia, ale przewidział je na podstawie swojej teorii. I to w czasie, gdy naukowcy wciąż nie mieli nawet mniej lub bardziej poprawnych pomysłów na temat natury prądu elektrycznego! Thomson przyciągnął także studentów do badań nad zjawiskami termoelektrycznymi. Dzięki tej inicjatywie na Uniwersytecie w Glasgow powstało pierwsze laboratorium edukacyjno-naukowe.

Angielski naukowiec bardzo interesował się praktycznym zastosowaniem osiągnięć współczesnej nauki. W 1854 otrzymał propozycję udziału w projekcie ułożenia transatlantyckiego kabla telegraficznego. Thomson poświęcił tej pracy wiele czasu i energii, od 1856 roku był członkiem zarządu firmy Atlantic Telegraph, brał udział, głównie w czasie wakacji, w wyprawach kładących kable. Jednak największy wkład w realizację projektu wniósł Thomson swoimi badaniami naukowymi. Studiował wzorce rozchodzenia się impulsów elektrycznych w przewodach, prądów elektrycznych w obwodzie oscylacyjnym, rozwinął teorię oscylacji elektromagnetycznych, a w szczególności wyprowadził jeden z podstawowych wzorów elektrotechniki i radiotechniki, nazwany jego imieniem (wzór Thomsona określa zależność okresu oscylacji obwodu od pojemności jego kondensatora i indukcyjności cewki).

Oczywiście podczas wypraw tak wszechstronna i entuzjastyczna osoba jak Thomson nie mogła nie zainteresować się zagadnieniami nawigacyjnymi. Również w tej dziedzinie znalazł zastosowanie dla swoich talentów wynalazczych i naukowych: udoskonalił konstrukcje kompasu i lotki, prowadził badania z teorii fal i teorii pływów itp. Ogólnie rzecz biorąc, działalność wynalazcza Williama Thomsona zasługuje na szczególne uwaga. Zaprojektował i udoskonalił szereg przyrządów fizycznych: galwanometr lustrzany, elektrometr kwadratowy i absolutny, był autorem kilku wynalazków stosowanych. Na przykład opatentował undulator z syfonowym dopływem atramentu, rodzaj klucza telegraficznego, a nawet własny projekt kranu.

Za udział w układaniu transatlantyckiego kabla telegraficznego 10 listopada 1866 r. William Thomson i inni liderzy projektu otrzymali tytuły Lordów. Czynność ta wymagała wiele wysiłku i czasu i przez długi czas naukowiec musiał ograniczać się tylko do tych badań, które można było przeprowadzić bez rozpraszania się. Ale ta praca była bardzo zafascynowana Thomsonem, poza tym namiętnie zakochał się w morzu. Od 1869 roku William Thomson brał udział w układaniu francuskiego kabla atlantyckiego.

Oprócz działalności naukowej, dydaktycznej i inżynierskiej William Thomson pełnił wiele funkcji honorowych. Trzykrotnie (1873-1878, 1886-1890, 1895-1907) był wybierany na prezesa Towarzystwa Królewskiego w Edynburgu, w latach 1890-1895 kierował Towarzystwem Królewskim w Londynie. W 1884 wyjechał do Stanów Zjednoczonych, gdzie wygłosił cykl wykładów. W 1892 roku za zasługi naukowe naukowiec otrzymał tytuł pierwszego barona Kelvina (nazwa ta została zaczerpnięta od nazwy rzeki przepływającej przez teren Uniwersytetu w Glasgow). Niestety William stał się nie tylko pierwszym, ale i ostatnim baronem Kelvinem - jego drugie małżeństwo, podobnie jak pierwsze, okazało się bezdzietne. W 1899 roku Kelvin opuścił katedrę w Glasgow, choć nie przestał zajmować się nauką. W następnym roku wygłosił wykład na temat kryzysu w dynamicznej teorii światła i ciepła. Później naukowca interesowały nowe odkrycia: promieniowanie rentgenowskie, radioaktywność itp. Lord William Kelvin zmarł 17 grudnia 1907 roku. Naukowiec został pochowany w Opactwie Westminsterskim, obok grobu Izaaka Newtona.

Ten tekst jest wstępem. Z książki Cesarska Rosja autor Anisimow Jewgienij Wiktorowicz

Powódź 1824 r. Panowanie Aleksandra I nie skończyło się dobrze dla Petersburga i kraju. Miasto nawiedziły dwie straszne klęski, jedna naturalna, druga społeczna. A pośrodku nich znajdował się Brązowy Jeździec, pod którym zdaje się żyć geniusz miasta. 7 listopada 1824

Z Księgi 100 wielkich geniuszy autor Balandin Rudolf Konstantynowicz

BYRON (1788–1824) George Noel Gordon Byron pochodził z wybitnej, choć zubożałej rodziny. Dzieciństwo spędził w mieście Aberdeen (Szkocja). W wieku dziesięciu lat odziedziczył tytuł pana i majątek po swoim stryjecznym dziadku. Po zamknięciu szkoły arystokratycznej, w której zaczął

Z książki Historia świata. Tom 4. Najnowsza historia przez Yeagera Oscara

1. Hiszpania i Portugalia od 1824 r. Hiszpania od 1824 r. Bezsensowny system, który zapanował w Hiszpanii po inwazji, wkrótce musiał zostać nieco zmieniony. Sam król zmienił kierunek, nie dlatego, że jego mściwość i okrucieństwo zostały zaspokojone, ani dlatego, że uznał to za niepotrzebne

Z książki Wilk francuski - królowa Anglii. Brunatnożółty autor Weir Alison

1824 Murimout; Foedera; CCR; Piekarz; SC Tylko ten rząd ma prawo istnieć, który ma

Z książki Ukryty Tybet. Historia niepodległości i okupacji autor Kuzmin Siergiej Lwowicz

1824 „Jingji ribao”: szybki rozwój…

autor Sziszkowa Maria Pawłowna

Zesłanie na południe (1820-1824) Kaukaz, Krym, Kiszyniów, Kamenka, Odessa W maju 1820 r. Puszkin został wydalony z Petersburga. Po krótkim pobycie w Jekaterynosławiu (Dniepropietrowsk) wraz z rodziną Raevskich udał się na Kaukaz Woda mineralna. Następnie Puszkin przeniósł się na Krym

Z książki Puszkin-muzyka-era autor Sziszkowa Maria Pawłowna

Michajłowskoje (1824-1826) 31 lipca 1824 Puszkin opuszcza Odessę. „Z opery, z mrocznych lóż. I, dzięki Bogu, od szlachty. Wyjechał w cień lasów Trigorsky. Do dalekiego północnego hrabstwa” (wariant Podróży Oniegina). W pierwszych miesiącach swojego nowego wygnania Puszkin napisał do Wiazemskiego: „I

Z książki Historia świata w powiedzeniach i cytatach autor Duszenko Konstantin Wasiljewicz

"Jeśli potrafisz zmierzyć to, o czym mówisz i wyrazić to w liczbach, to wiesz coś na ten temat. Ale jeśli nie możesz tego określić ilościowo, twoja wiedza jest bardzo ograniczona i niezadowalająca. Może to jest wstępny etap, ale to nie jest poziom prawdziwej wiedzy naukowej…"

W. Thomson (Lord Kelvin)

Naukowiec, którego nazwisko to absolutna termodynamiczna skala temperatur, Lord Kelvin, był wszechstronną osobą, której zainteresowania naukowe obejmują dobrze znaną termodynamikę (w szczególności posiada dwa sformułowania drugiej zasady termodynamiki), hydrodynamikę, geologię dynamiczną, elektromagnetyzm, sprężystość teoria, mechanika i matematyka. Znane są badania naukowca nad przewodnictwem cieplnym, prace nad teorią pływów, rozchodzeniem się fal po powierzchni, teorią ruchu wirowego. Ale nie był tylko teoretykiem. „Człowieka nauki dzieli od robotnika produkcyjnego cała przepaść, a nauka, zamiast służyć w rękach robotnika jako środek do zwiększania jego własnej siły wytwórczej, prawie wszędzie przeciwstawia się mu.” – powiedział naukowiec Jego wkład w rozwój praktycznych zastosowań różnych dziedzin nauki jest trudny do przecenienia W latach pięćdziesiątych XIX wieku naukowiec zainteresowany telegrafią był głównym konsultantem naukowym przy układaniu pierwszych kabli telegraficznych przez Ocean Atlantycki. precyzyjnych przyrządów elektrometrycznych: galwanometru zwierciadlanego „kablowego”, elektrometrów kwadrantowych i absolutnych, undulatora-znacznika do odbioru sygnałów telegraficznych z zasilaniem syfonowym, amperomierzy do kalibracji urządzeń elektrycznych i wielu innych, a także zaproponował zastosowanie drutów skręconych z drutu miedzianego. czynności, miernik pływów (urządzenie do rejestrowania poziomu wody w morzu lub rzece). Wśród wielu patentów tego genialnego projektanta są patenty na urządzenia czysto praktyczne (np. krany). Prawdziwie utalentowana osoba jest utalentowana we wszystkim.

William Thomson (tak naprawdę nazywa się ten słynny naukowiec), urodził się dokładnie 190 lat temu, 26 czerwca 1824 roku, w Belfaście (Irlandia Północna) w rodzinie nauczyciela matematyki w Królewskim Instytucie Akademickim w Belfaście, autor z wielu podręczników, które doczekały się dziesiątek wydań, James Thomson, którego przodkowie byli irlandzkimi rolnikami. W 1817 ożenił się z Margaret Gardner. Ich małżeństwo było duże (czterech chłopców i dwie dziewczynki). Najstarszy syn Jakub i Wilhelm wychowywali się w domu ojca, a młodszych chłopców oddawano pod opiekę starszych sióstr. Nic dziwnego, że Thomson Senior zadbał o godne wykształcenie swoich synów. Z początku większą uwagę poświęcał Jamesowi, jednak wkrótce stało się jasne, że zły stan zdrowia jego najstarszego syna nie pozwoli mu na otrzymanie dobrego wykształcenia, a ojciec skupił się na wychowaniu Williama.br />
Kiedy William miał 7 lat, rodzina przeniosła się do Glasgow (Szkocja), gdzie jego ojciec otrzymał katedrę matematyki i profesurę. Glasgow stało się później miejscem życia i pracy słynnego fizyka. Już w wieku ośmiu lat William zaczął uczęszczać na wykłady ojca, aw wieku 10 lat został studentem college'u w Glasgow, gdzie studiował ze swoim starszym bratem Jamesem. Dużą rolę w kształtowaniu zainteresowań naukowych młodego człowieka odegrał John Nichol, znany szkocki astronom i popularyzator nauki, który pracował na uczelni od 1839 roku. Śledził zaawansowane osiągnięcia nauki i starał się z nimi zapoznać swoich uczniów. W wieku szesnastu lat William przeczytał książkę Fouriera The Analytical Theory of Heat, która w istocie wyznaczyła program jego badań na resztę życia.

W 1848 Thomson wprowadził „ bezwzględna skala termometryczna". Wyjaśnił jej imię w następujący sposób: " Skala ta charakteryzuje się całkowitą niezależnością od właściwości fizycznych konkretnej substancji.— Zauważa to. nieskończone zimno musi odpowiadać skończonej liczbie stopni poniżej zera na termometrze powietrza", a mianowicie: punkt," odpowiadającą objętości powietrza zredukowanej do zera, która zostanie zaznaczona na skali jako -273°C".

Nie mniej znane były poglądy Williama Thomsona na termiczną historię Ziemi. Jego zainteresowanie tym tematem rozbudziło się w 1844 roku, kiedy był jeszcze studentem w Cambridge. Później wielokrotnie do niej wracał, co ostatecznie doprowadziło go do konfliktu z innymi znanymi naukowcami, w tym Johnem Tyndallem, Thomasem Huxleyem i Karolem Darwinem. Można to zobaczyć w opisie Thomsona przez Darwina jako „podłego ducha” oraz w gorliwości Huxleya w propagowaniu teorii ewolucji jako alternatywy dla przekonań religijnych. Thomson był chrześcijaninem, ale nie zależało mu na obronie dosłownej interpretacji szczegółów Stworzenia, na przykład chętnie opowiadał o tym, że meteoryt przyniósł życie na Ziemię. Jednak Thomson przez całe życie zawsze bronił i promował dobrą naukę. Uważał, że geologia i biologia ewolucyjna są słabo rozwinięte w porównaniu z fizyką opartą na rygorystycznej matematyce. W rzeczywistości wielu ówczesnych fizyków w ogóle nie uważało geologii i biologii za nauki. Aby oszacować wiek Ziemi, William Thomson wykorzystał metody swojego ulubionego Fouriera. Obliczył, ile czasu zajęło roztopionej kuli ostygnięcie do obecnej temperatury. W 1862 roku William Thomson oszacował wiek Ziemi na 100 milionów lat, ale w 1899 roku zrewidował obliczenia i zmniejszył liczbę do 20-40 milionów lat. Biolodzy i geolodzy potrzebowali sto razy więcej. Rozbieżność między teoriami została wyjaśniona dopiero na początku XX wieku, kiedy Ernest Rutherford zdał sobie sprawę, że radioaktywność skał zapewnia wewnętrzny mechanizm ogrzewania Ziemi, spowalniający ochładzanie. Proces ten prowadzi do wzrostu wieku Ziemi w porównaniu z przewidywaniami Thomsona. Współczesne szacunki podają wartość co najmniej 4600 milionów lat. Odkrycie w 1903 roku prawa dotyczącego uwalniania energii cieplnej do rozpadu promieniotwórczego nie skłoniło go do zmiany własnych szacunków wieku Słońca. Ale ponieważ radioaktywność została odkryta, gdy Thomson przekroczył 70-letni znak, można mu wybaczyć, że nie wziął pod uwagę jej roli w badaniach, które rozpoczął w wieku 20 lat.

W. Thomson posiadał również wielki talent pedagogiczny i doskonale łączył szkolenie teoretyczne z praktycznym. Jego wykładom z fizyki towarzyszyły pokazy, w których Thomson bardzo przyciągał studentów, co wzbudzało zainteresowanie słuchaczy. Na Uniwersytecie w Glasgow W. Thomson stworzył pierwsze w Wielkiej Brytanii laboratorium fizyczne, w którym przeprowadzono wiele oryginalnych badań naukowych i które odegrało dużą rolę w rozwoju nauk fizycznych. Początkowo laboratorium stłoczyło się w dawnych salach wykładowych, starej opuszczonej piwnicy z winami i części dawnego domu profesorskiego. W 1870 roku uczelnia przeniosła się do nowego okazałego gmachu, który zapewnił obszerne pomieszczenia dla laboratorium. Ambona i dom Thomsona jako pierwsze w Wielkiej Brytanii zostały oświetlone elektrycznością. Pierwsza linia telefoniczna w kraju działała między uniwersytetem a warsztatami White'a, w których wykonywano instrumenty fizyczne. Warsztaty rozrosły się w kilkupiętrową fabrykę, która w zasadzie stała się filią laboratorium.

Pod sam koniec XIX wieku, 27 kwietnia 1900 roku, Lord Kelvin wygłosił w Royal Institution słynny wykład na temat kryzysu dynamicznej teorii światła i ciepła, zatytułowany „The Clouds of the Nineteenth Century over the Dynamical Theory of Ciepło i światło”. Powiedział w nim: „Piękno i przejrzystość teorii dynamicznej, według której ciepło i światło są formami ruchu, są obecnie przesłonięte dwoma chmurami. Pierwsza z nich… to pytanie: w jaki sposób Ziemia może się poruszać przez elastyczne medium, którym jest zasadniczo świecący eter? Drugim jest doktryna Maxwella-Boltzmanna dotycząca dystrybucji energii”. Lord Kelvin zakończył dyskusję nad pierwszym pytaniem słowami: „Obawiam się, że na razie pierwszą chmurę musimy uznać za bardzo ciemną”. Większą część wykładu poświęcono trudnościom związanym z założeniem równomiernego rozkładu energii na stopnie swobody. Kwestia ta była szeroko dyskutowana w tamtych latach w związku z nie do pokonania sprzecznościami w kwestii rozkładu widmowego promieniowania całkowicie czarnego ciała. Podsumowując bezowocne poszukiwania sposobu na przezwyciężenie sprzeczności, Lord Kelvin dość pesymistycznie dochodzi do wniosku, że najprostszym sposobem jest po prostu zignorowanie istnienia tej chmury. Intuicja czcigodnego fizyka była zdumiewająca: zdecydowanie doszukał się dwóch bolesnych punktów współczesnej nauki. Kilka miesięcy później, w ostatnich dniach XIX wieku, M. Planck opublikował swoje rozwiązanie problemu promieniowania ciała doskonale czarnego, wprowadzając koncepcję kwantowej natury promieniowania i absorpcji światła, a pięć lat później, w 1905 r., A. Einstein opublikował pracę „K elektrodynamika poruszających się ciał”, w której sformułował prywatną teorię względności i udzielił negatywnej odpowiedzi na pytanie o istnienie eteru. W ten sposób za dwoma chmurami na niebie fizyki ukryła się teoria względności i mechanika kwantowa, fundamentalne podstawy dzisiejszej fizyki.

Ostatnie lata życia Lorda Kelvina to czas, kiedy w fizyce pojawiło się wiele fundamentalnie nowych rzeczy. Era fizyki klasycznej, której był jedną z najjaśniejszych postaci, dobiegała końca. Era kwantowa i relatywistyczna była już niedaleko, a on czynił kroki w jej kierunku: żywo interesował się promieniowaniem rentgenowskim i radioaktywnością, wykonywał obliczenia określające rozmiary cząsteczek, stawiał hipotezy dotyczące budowy atomów i aktywnie wspierał badania J. J. Thomsona w tym kierunku. Nie obyło się jednak bez incydentów. Jeszcze w 1896 roku sceptycznie odnosił się do odkrycia przez Wilhelma Conrada Roentgena specjalnych promieni, które pozwalają zobaczyć wewnętrzną strukturę ludzkiego ciała, nazywając tę wiadomość przesadą, niczym dobrze zaplanowaną mistyfikację i wymagającą starannej weryfikacji. A rok wcześniej powiedział: „Samoloty cięższe od powietrza są niemożliwe”. W 1897 roku Kelvin zauważył, że radio nie ma przyszłości.