Открыть сервис
Главная → Блог → Джеймс Клерк Максвелл и его наследие

Джеймс Клерк Максвелл и его наследие

Максвелл — распространённая фамилия шотландского происхождения, а также имя, ставшее широко известным благодаря Джеймсу Клерку Максвеллу (1831–1879), физику, создателю классической теории электромагнитного поля. В русскоязычной традиции под словом «Максвелл» чаще всего понимают именно этого учёного; кроме того, так называют единицу измерения магнитного потока в системе СГС и ряд топонимов, организаций и персоналий.

Джеймс Клерк Максвелл

Джеймс Клерк Максвелл родился 13 июня 1831 года в Эдинбурге в семье шотландского дворянина. Образование получил в Эдинбургском университете и Кембридже, где окончил Тринити-колледж. С 1860 года преподавал в Лондоне, а с 1871 года возглавил первую в мире кафедру экспериментальной физики в Кембриджском университете и стал первым директором Кавендишской лаборатории.

Основные работы Максвелла посвящены электродинамике, кинетической теории газов, оптике и теории упругости. Наиболее известен он как автор системы уравнений, описывающих электромагнитное поле и объединивших электричество, магнетизм и оптику в единую теорию.

Уравнения Максвелла

Система уравнений Максвелла — фундамент классической электродинамики. В современной формулировке она включает четыре уравнения, связывающих напряжённости электрического и магнитного полей с плотностью заряда и плотностью тока:

Из этих уравнений Максвелл теоретически вывел существование электромагнитных волн и предсказал, что их скорость совпадает со скоростью света. Это позволило сделать вывод о электромагнитной природе света. Экспериментально электромагнитные волны подтвердил Генрих Герц в 1887 году, что позднее привело к созданию радио, радиолокации и современных систем связи.

Другие научные результаты

Помимо электродинамики, Максвелл внёс вклад в:

  • кинетическую теорию газов — распределение Максвелла по скоростям молекул;
  • термодинамику — соотношения Максвелла, демонстрационный термодинамический цикл;
  • теорию цветного зрения и цветовую фотографию — предложил метод трёхцветной съёмки;
  • теорию устойчивости колец Сатурна, за которую получил премию Адамса.

Единица измерения

Максвелл (Мкс) — единица магнитного потока в системе СГС. Один максвелл равен магнитному потоку, создаваемому однородным магнитным полем с индукцией 1 гаусс через площадку 1 см², расположенную перпендикулярно полю. Соотношение с единицей СИ: 1 Мкс = 10⁻⁸ вебера. Единица названа в честь Джеймса Клерка Максвелла и применяется преимущественно в астрофизике и физике плазмы.

Персоналии

Фамилия Максвелл встречается у ряда известных деятелей:

  • Джеймс Клерк Максвелл — физик, о котором сказано выше;
  • Роберт Максвелл (1923–1991) — британский медиамагнат, издатель;
  • Джон Максвелл — шотландский математик и физик XVIII века, оказавший влияние на ранние работы по электричеству;
  • Нил Максвелл — персонаж ряда литературных и кинопроизведений.

Топонимы и организации

Именем Максвелла названы:

  • гора Максвелл в Антарктиде;
  • кратер Максвелл на обратной стороне Луны;
  • мост Максвелла в Глазго;
  • научные премии и медали, в том числе медаль Максвелла Института физики (Великобритания);
  • телескоп Джеймса Клерка Максвелла в обсерватории на Гавайях.

Значение

Работы Джеймса Клерка Максвелла считаются одним из величайших достижений физики XIX века. Объединение электричества и магнетизма в единую теорию стало образцом для последующих фундаментальных теорий, включая специальную теорию относительности Альберта Эйнштейна. Уравнения Максвелла сохраняют актуальность и лежат в основе всей современной электротехники, радиотехники и оптики.

Интересные факты

  • Первая цветная фотография, полученная методом трёхцветной съёмки, была сделана по идее Максвелла в 1861 году.
  • Максвелл написал первое в истории стихотворение, посвящённое электромагнитным волнам.
  • Его именем названа единица магнитного потока, хотя сам он не занимался её введением — это сделал позже Карл Фридрих Гаусс и его школа.
  • Кавендишская лаборатория, которой он руководил, впоследствии стала местом работы более двадцати нобелевских лауреатов.

Источники: Encyclopaedia Britannica; Большая российская энциклопедия; сборники трудов Дж. К. Максвелла; материалы Кембриджского университета.

Похожие материалы