James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell. Fonte: vedi pagina per l'autore, Wikimedia Commons

Chi era James Clerk Maxwell?

James Clerk Maxwell (1831-1879) era uno scienziato scienziato specializzato nell'area della fisica matematica e i cui contributi hanno segnato una pietra miliare nella storia di questa disciplina.

È stato particolarmente riconosciuto dalla formulazione della teoria delle radiazioni elettromagnetiche. La sua idea ha gettato le basi su cui la radio che è conosciuta oggi è costruita oggi.

Ha anche sviluppato teorie sulla stabilità degli anelli di Saturno, ha lavorato con la cinetica dei gas ed è noto per essere la prima persona a stampare una fotografia a colori.

Le scoperte di Maxwell hanno contribuito a gettare le basi della fisica moderna. Molti esperti della zona lo considerano lo scienziato del diciannovesimo secolo di maggiore influenza nel campo della fisica del ventesimo secolo.

I contributi apportati nel campo scientifico hanno lo stesso livello di importanza di quelli apportati da Isaac Newton e Albert Einstein.

James Clerk Maxwell Biografia

Nei primi anni

James Clerk Maxwell è nato il 13 giugno 1831 a Edimburg, in Scozia, in una famiglia della classe media. Era l'unico figlio di una coppia che ha sposato un'età avanzata (sua madre lo aveva all'età di 40 anni).

Suo padre, John Clerk Maxwell di Middlebie, importante avvocato, ha ereditato il suo cognome di un'importante famiglia dell'epoca. Il cognome di James era sinonimo di alta società scozzese. Frances Cay era il nome di sua madre, appartenente a una famiglia di alta posizione nella società dell'epoca.

Poco dopo la nascita di James, la famiglia si trasferì in una casa di campagna chiamata Glenlair House, a Middlebie.

Primi studi

Quando Maxwell aveva circa otto anni, nel 1839, sua madre morì di cancro addominale. Dopo l'evento, ha iniziato a ricevere lezioni da un tutor che ha assicurato che il giovane ha avuto problemi ad apprendere a causa del tempo che ha preso per memorizzare le informazioni.

Tuttavia, Maxwell ha dimostrato una grande curiosità in tenera età e una famigerata capacità di imparare nuove idee. Poco dopo aver iniziato a vedere lezioni private, sua zia lo mandò a scuola all'Accademia di Edimburgo nel 1841, dove fece amicizia con persone che segnarono il suo futuro.

Nonostante la sua straordinaria curiosità da imparare, il programma di studio che ha ricevuto a scuola non gli ha interessato. Per questo motivo, ha iniziato a inchinarsi alla scienza, al punto da pubblicare il suo primo articolo quando aveva solo 14 anni.

Nel saggio, Maxwell ha descritto una serie di curve ovali che potrebbero essere rintracciate con pin e fili per analogia, con un'ellisse. Il suo interesse per la geometria e i modelli meccanici è continuato per tutta la vita da studente e lo ha aiutato durante il suo palco come ricercatore.

Può servirti: detti cileni

Istruzione superiore

A 16 anni, Maxwell ha iniziato gli studi all'Università di Edimburg, uno dei più importanti della Scozia. Durante il periodo in questa istituzione, ha pubblicato due articoli scientifici.

Inoltre, si è dedicato alla fisica diverse ore di studio aggiuntive a coloro che ha ricevuto all'università. È venuto a sperimentare con l'improvvisazione di dispositivi chimici, elettrici e magnetici all'interno della casa in cui ha vissuto.

Parte di queste pratiche è servita a scoprire la fotoelasticità (significa che determina la distribuzione dello stress nelle strutture fisiche).

Nel 1850, quando aveva circa 19 anni, entrò nell'Università di Cambridge e le sue capacità intellettuali iniziarono a essere riconosciute. In quell'istituzione, aveva come professore di matematica a William Hopkins, che considerava Maxwell come uno dei suoi studenti più importanti.

Quattro anni dopo aver iniziato gli studi in questa istituzione, nel 1854, gli fu assegnato il premio Smith, per aver condotto un saggio su una ricerca scientifica originale.

È stata scelta per una borsa di studio, ma l'ha respinta per tornare in Scozia per prendersi cura di suo padre, che si trovava in una precaria situazione sanitaria.

Perdita personale e matrimonio

Nel 1856 fu nominato professore di filosofia naturale al Marischal College, ma suo padre morì prima della sua nomina, il che significava un importante colpo emotivo.

Lo scienziato aveva circa 15 anni rispetto agli altri professori che hanno insegnato alla Marischal School. Tuttavia, non è stato un impedimento generare un forte impegno per la posizione che aveva assunto. Sviluppato nuovi programmi di studio e conferenze programmate con gli studenti.

Due anni dopo, nel 1858, sposò Katherine Mary Dewar, figlia del direttore del Marischal College. Non hanno mai avuto figli. Anni dopo, è stato nominato professore di filosofia naturale al King's College di Londra, in Inghilterra.

Progressi nell'area professionale

I successivi cinque anni furono i più positivi della sua carriera grazie ai risultati scientifici che raggiunse. In questo periodo, ha pubblicato due articoli che hanno affrontato il tema del campo elettromagnetico e hanno fatto la dimostrazione della fotografia a colori.

Ha anche svolto un lavoro teorico e sperimentale sulla viscosità dei gas. L'importanza che ha ottenuto nell'area scientifica lo ha reso membro della Royal Scientific Society nel 1861.

D'altra parte, era incaricato di supervisionare la determinazione sperimentale delle unità elettriche per la British Association. I suoi contributi nel campo della scienza hanno portato alla creazione del laboratorio nazionale di fisica.

Ha anche dato importanti contributi alle teorie della velocità della luce, grazie alla misurazione della proporzione di unità elettromagnetiche ed elettrostatiche dell'elettricità.

Nel 1865, il fisico si dimise dal lavoro che aveva al King's College per ritirarsi nella sua fattoria di Glenlair. Ha fatto diversi viaggi a Londra e in Italia, e alcuni anni dopo ha iniziato a scrivere un trattato su elettricità e magnetismo.

Può servirti: Act di posizione: concetto e caratteristiche

Ricerca

La ricerca di Maxwell sull'elettromagnetismo era di tale importanza che iniziò a essere considerata una delle più importanti nella storia.

Dentro Trattato di elettricità e magnetismo, Pubblicato nel 1873, la conversione delle idee fisiche di Michael Faraday in una formula matematica è stata sollevata come obiettivo principale. Ha cercato di illustrare comprensibilmente le idee di Faraday.

Le indagini condotte rispetto a questa legge gli hanno permesso di fare importanti scoperte nell'area della fisica, legate alla velocità della luce.

Fu scelto nel 1871 per esercitare come professore in una nuova sedia che aveva aperto a Cambridge. Dopo questa proposta, la progettazione del laboratorio Cavendish ha iniziato e supervisionato la sua costruzione. Nonostante avesse pochi studenti al comando, aveva un gruppo di famosi scienziati del momento.

Morte

Otto anni dopo, nel 1879, Maxwell iniziò a soffrire di varie malattie. Poco dopo il suo ritorno a Glenlair, ma la sua salute non è migliorata.

Maxwill morì il 5 novembre 1879 dopo aver subito una breve malattia. Il suo funerale non aveva onori pubblici e fu sepolto in un piccolo cimitero in Scozia.

Contributi alla scienza

Elettromagnetismo

Gli studi che Maxwell ha fatto sulla legge di induzione di Faraday, che affermava che un campo magnetico può cambiarne uno elettromagnetico, consentivano scoperte importanti.

Ha formulato la teoria classica delle radiazioni elettromagnetiche, dove unificava elettricità, luce e magnetismo e ha dimostrato che i tre sono manifestazioni diverse dello stesso fenomeno.

Ha dimostrato che la luce è costituita da onde elettromagnetiche e che i campi magnetici ed elettrici viaggiano attraverso lo spazio alla velocità della luce.

Ciò ha comportato una teoria che ha suggerito che le onde elettromagnetiche potevano essere generate in un laboratorio, che è stato dimostrato anni dopo dallo scienziato Heinrich Hertz.

Questo studio di Maxwell ha permesso, nel corso degli anni, la radio che sappiamo oggi potrebbe essere creata oggi.

Dati sugli anelli di Saturno

Durante la giovinezza dello scienziato, è stata data la priorità per spiegare perché gli anelli di Saturno sono stati mantenuti in modo coerente intorno al pianeta.

Le indagini di Maxwell hanno portato al saggio intitolato Sulla stabilità del movimento degli anelli di Saturno. Lo sviluppo di questo saggio meritava un premio scientifico.

Il lavoro ha concluso che gli anelli di Saturno dovrebbero essere formati da masse di materia che non erano correlate tra loro. 

Le conclusioni di Maxwell su questo argomento furono dimostrate più di 100 anni dopo, nel 1980, dalla sonda spaziale Voyager, inviato dalla NASA al pianeta. 

Ricerca della teoria cinetica dei gas

Maxwell è stato il primo scienziato che ha applicato i metodi di probabilità e statistiche per descrivere le proprietà di un insieme di molecole, in modo da poter dimostrare che le velocità delle molecole di un gas devono avere una distribuzione statistica.

Può servirti: agilità nell'educazione fisica

La sua distribuzione era conosciuta poco dopo come Maxwell-Boltzmann Distribution Law. Inoltre, ha studiato le proprietà che consentono di trasportare un gas in base alle variazioni di temperatura e pressione sulla viscosità, conducibilità termica e la sua diffusione.

Visione a colori

Come altri scienziati dell'epoca, Maxwell aveva un notevole interesse per la psicologia, in particolare per la visione del colore.

Per circa 17 anni, tra il 1855 e il 1872, ha pubblicato una serie di ricerche sulla percezione del colore, l'incapacità di vedere i colori e le teorie su quest'area. Grazie a loro, ha ricevuto una medaglia per uno dei suoi saggi, intitolato Sulla teoria della visione del colore.

La ricerca di alcuni scienziati di rilevanza, come Isaac Newton e Thomas Young, è stata la base per condurre ricerche relative alla materia. Tuttavia, il fisico aveva un interesse particolare per la percezione del colore nella fotografia.

Dopo aver eseguito un lavoro psicologico sulla percezione del colore, ha stabilito che, se la somma di tre luci potesse riprodurre qualsiasi colore evidente dall'essere umano, le fotografie a colori potrebbero essere prodotte usando filtri speciali per raggiungerlo.

Maxwell ha proposto che se una fotografia fosse scattata in bianco e nero con l'uso di filtri rossi, verdi e blu, le impressioni trasparenti delle immagini su uno schermo potrebbero essere proiettate utilizzando tre protettori dotati di filtri simili.

Il risultato dell'esperimento della visione dei colori

All'epoca Mawell sovrapposto l'immagine sullo schermo, si rese conto che l'occhio umano avrebbe percepito il risultato come una riproduzione completa di tutti i colori che erano nella scena.

Anni dopo, nel 1861, durante una conferenza alla Royal Intision sulla teoria dei colori, lo scienziato presentò la prima dimostrazione al mondo sull'uso del colore nella fotografia. Ha usato i risultati della sua analisi per giustificare le sue idee.

Tuttavia, i risultati dell'esperimento non erano previsti, a causa di una differenza di pigmentazione tra i filtri che ha usato per aggiungere il colore. Nonostante non avesse raggiunto i risultati che voleva, la sua ricerca sull'uso del colore nella fotografia è servita come base per la fotografia di colore qualche anno dopo.

Riferimenti

1. James Clerk Maxwell. Recuperato dalla Britannica.com.
2. James Clerk Maxwell. Estratto da famosi scienziati.org.
3. James Clerk Maxwell. Estratto da un non scoperto.co.UK.
4. James Clerk Maxwell. Recuperato da.Wikipedia.org.
5. Chi era James Clerk Maxwell. Recuperato da org.UK.