ジェームズ・クラーク・マクスウェル（1831-1879）は、スコットランド出身の科学者であり、数理物理学の分野を専門としており、この科学の歴史の中でその前と後をマークしました。
彼は記録上で最も重要な科学者の一人であると考えられ、特に電磁放射の理論の定式化で認められました。彼のアイデアは、今日知られているラジオが構築される基礎を築きました。
正体不明の写真家。ウィキメディア・コモンズ経由の米国のスミソニアン協会
さらに、この物理学者は、太陽系の惑星の1つである土星の環が安定している理由についての理論も開発しました。彼はガスの動力学を扱っており、カラー写真を印刷した最初の人物であることが知られています。
書記マックスウェルの発見は、現代物理学の基礎を築くのに役立ちました。この分野の多くの専門家は、彼を20世紀の物理学の分野で最も影響力のある19世紀の科学者だと考えています。
彼が科学分野で行った貢献は、アイザックニュートンやアルバートアインシュタインが行った貢献と同じレベルの重要性で検討されています。
バイオグラフィー
早い時期
ジェームズ・クラーク・マクスウェルは1831年6月13日、スコットランドのエジンバラで中産階級の家族に生まれました。彼は晩年に結婚した夫婦の唯一の子供でした。彼の母親は40歳で彼を産んだ。
彼の父、著名な弁護士であるミドルビーのジョン・クラーク・マクスウェルは、当時の重要な家族から彼の姓を継承しました。ジェームズの姓はスコットランドの上流社会と同義でした。フランシス・ケイは当時の社会で高い地位にある家族に属していた女性の母親の名前でした。
書記官の誕生直後、一家はミドルビービレッジと教区にあるGlenlair Houseと呼ばれるカントリーハウスに引っ越しました。
最初の研究
マクスウェルが約8歳のとき、1839年、彼の母親は腹部癌に苦しんで亡くなりました。イベントの後、書記は、若い男が情報を記憶するのに時間がかかったために学習に問題があったと主張する家庭教師から授業を受け始めました。
しかし、書記マックスウェルは幼い頃に大きな好奇心と新しいアイデアを学ぶ驚くべき能力を示しました。彼がプライベートレッスンを見始めた直後に、彼の叔母は1841年に彼をエジンバラアカデミーの学校に送り、そこで彼は彼の将来を形作った人々と友達になりました。
彼の驚くべき好奇心にもかかわらず、彼が学校で受けた研究プログラムは興味をそそらなかった。このため、彼は科学に傾倒し始め、わずか14歳のときにこの分野に関する最初の記事を発表しました。
このエッセイでは、Clerk Maxwellは、楕円を使って、ピンとねじで類推できた一連の楕円曲線について説明しました。幾何学と機械モデルへの彼の関心は、学生時代を通して彼の研究期間中ずっと彼を助けました。
高等教育
ジェームズクラークマクスウェルは16歳で、スコットランドで最も重要な大学の1つであるエジンバラ大学で研究を始めました。彼がこの機関に留まった期間中、彼は彼自身の著者の2つの科学論文を発表しました。
さらに、物理学者は大学で受けたものに加えて数時間の研究に専念しました。彼は彼が住んでいた家の中で化学的、電気的、磁気的装置の即興を実験するようになりました。
これらの実践の一部は、彼が光弾性（物理的構造における応力の分布を決定する手段）を発見するのに役立ちました。
1850年、物理学者が約19歳のとき、彼はケンブリッジ大学に入り、彼の知的能力が認められ始めました。ケンブリッジの教育機関では、マックスウェルを彼の最も重要な学生の1人と見なした数学の教授としてウィリアムホプキンスを雇っていました。
この研究所での研究を開始してから4年後の1854年、スミス賞を受賞しました。この権威ある賞は、独自の科学研究に関するエッセイを実施したことで彼に与えられました。
さらに、彼は奨学金に選ばれました。彼は不安定な健康状態にあった父親の世話をするためにスコットランドに戻ることを拒否した機会です。
個人の喪失と結婚
1856年、マリシャルカレッジで自然哲学の教授に任命されましたが、父親は任命前に亡くなりました。これは、父親との強い結びつきが原因で物理学者に大きな損失をもたらしたことを意味します。
科学者は、Colegio Marischalで教えた他の教授よりも約15歳若かった。しかしながら、これは彼が彼がとった立場への強いコミットメントを生み出すための障害ではありませんでした。彼は熱心に新しい学習プログラムを開発し、学生との会議を計画していました。
2年後の1858年、マリシャル大学の校長の娘であるキャサリンメアリーデュワーと結婚しました。彼らは一緒に子供がいなかった。数年後、彼はイギリスのロンドンのキングスカレッジで自然哲学の教授に任命されました。
専門分野の進歩
彼が達成した科学的成果のおかげで、次の5年間は彼のキャリアの中で最も前向きでした。この期間、彼は電磁界の主題を取り上げ、カラー写真のデモンストレーションを行った2つの記事を発表しました。
さらに、彼はガスの粘度に関する理論的および実験的研究も行った。彼が科学分野で得た重要性により、彼は1861年に王立科学協会の会員になる価値がありました。
一方、彼は英国協会の電気ユニットの実験的決定の監督を担当しました。科学分野での彼の貢献は、国立物理学研究所の創設につながりました。
また、電気の電磁単位と静電単位の比率を測定したおかげで、光速の理論にも重要な貢献をしました。
科学への貢献
1865年、物理学者はキングスカレッジでの仕事を辞任し、グレンレアの地所に引退しました。彼はロンドンとイタリアに複数回旅行し、数年後、電気と磁気に関する論文を書き始めました。
研究
電磁気学に関するマクスウェルの研究は非常に重要であったため、科学者は歴史上最も重要なものの1つと見なされ始めました。
1873年に出版された電気と磁気に関する論文では、彼の主な目標は、マイケルファラデーの物理的なアイデアを数式に変換することでした。彼はファラデーの考えをわかりやすく説明しようとした。
彼がこの法律に関して実施した調査により、科学者は、光速に関する対応する情報に関する限り、物理学の領域について重要な発見をすることができました。
科学者はケンブリッジで開かれた新しい椅子の教授として仕えるために1871年に選ばれました。この提案に従って、彼はキャベンディッシュ研究所を設計し始め、その建設を監督しました。彼の担当する学生はほとんどいなかったにもかかわらず、彼には当時の有名な科学者のグループがいました。
死
8年後の1879年、マクスウェルは何度か病気に苦しみ始めました。彼がグレンレアに戻った直後。しかし、彼の健康は改善しませんでした。
科学者は1879年11月5日に短い病気に苦しんで死んだ。彼の埋葬には公の栄誉はなかった。彼はスコットランドにある小さな墓地に埋葬されました。
科学への貢献
電磁気
マックスウェルがファラデーの誘導則に基づいて実施した研究では、磁場は電磁場に変化する可能性があると述べており、この科学分野で重要な発見をすることができました。
この法則を説明しようとすることで、科学者は横波の基礎となる「変位電流」をもたらす機械モデルの構築に成功しました。
物理学者はこれらの波の速度の計算を行い、それらが光の速度に非常に近いことを発見しました。これは、電磁波が実験室で生成される可能性があることを示唆する理論につながりました。それは科学者ハインリッヒヘルツによって数年後に実証されました。
マクスウェルによるこの研究により、長年にわたって、今日私たちが知っているラジオを作成することができました。
土星のリングについての事実
科学者の若者の間、土星のリングが惑星の周りで一貫して回転し続けた理由を説明することを優先しました。
マクスウェルの研究は、土星の環の動きの安定性に関するエッセイにつながりました。このエッセイの開発により、マクスウェルは科学的な賞を獲得しました。
この研究は、土星の輪は互いに関連しない物質の塊で構成されている必要があると結論付けました。研究はそれが作った科学への重要な貢献のために授与されました。
この問題に関するマクスウェルの結論は、100年以上後の1980年に、惑星に向けて送信された宇宙探査機によって検証されました。このプローブは、NASAから送信された有名なボイジャーです。
気体の運動論の調査
マクスウェルは、確率と統計の方法を適用して一連の分子の特性を記述した最初の科学者だったので、ガスの分子の速度に統計的分布がなければならないことを示すことができました。
その直後の分布は、マクスウェルボルツマン分布法として知られるようになりました。さらに、物理学者は、粘度、熱伝導率、および拡散に対する温度と圧力の変化の関数としてガスを輸送できるようにする特性を調査しました。
色覚
当時の他の科学者と同様に、マクスウェルは心理学、特に色覚に注目を集めていました。
1855年から1872年までの約17年間、彼は色の知覚、この領域に関する色を見ることができないことや理論について、彼が行った一連の調査を発表しました。彼らのおかげで、彼はエッセイの1つである「カラービジョンの理論について」というタイトルのメダルを受け取りました。
アイザックニュートンやトーマスヤングなどの一部の関連科学者の調査は、この主題に関連する研究を実施するための基礎となりました。しかし、物理学者は写真の色の知覚に特に興味を持っていました。
色知覚に関する心理学的研究を行った後、3つのライトの合計が人間が知覚できる任意の色を再現できれば、これを実現するために特別なフィルターを使用してカラー写真を作成できると判断しました。
マクスウェルは、赤、緑、青のフィルターを使用して白黒で写真を撮影した場合、同様のフィルターを備えた3つのプロテクターを使用して、画像の透明な印象をスクリーンに投影できると提案しました。
色覚実験の結果
マウェルが画面に画像を重ねた瞬間、彼は人間の目がその結果をシーンにあるすべての色の完全な再現として知覚することに気づきました。
数年後の1861年、王立研究所での色理論に関する会議中に、科学者は写真での色の使用について世界で最初のデモを行いました。彼は自分の分析結果を使用して自分のアイデアを正当化しました。
ただし、色を追加するために使用されるフィルター間の色素沈着の違いにより、実験結果は期待どおりではありませんでした。
彼が望んだ結果を達成できなかったにもかかわらず、写真での色の使用に関する彼の研究は、数年後にカラー写真を生み出すための基礎となった。
参考文献
- ジェームズ・クラーク・マクスウェル、百科事典ブリタニカ編集者、（2018）。britannica.comから取得
- James Clerk Maxwell、有名な科学者ポータル（nd）。knownscientists.orgから取得
- James Clerk Maxwell、未発見のスコットランドポータル（nd）。undiscoveredscotland.co.ukから取得
- James Clerk Maxwell、英語版ウィキペディアポータル（nd）。en.wikipedia.orgから取得
- グレンレアトラストのポータルザマクスウェル、ジェームズクラークマクスウェルは誰でしたか（nd）。org.ukから取得