जेम्स क्लार्क मैक्सवेल: द साइंटिस्ट एंड हिज़ डेमन। जेम्स मैक्सवेल के वैज्ञानिक कार्य

जेम्स क्लर्क मैक्सवेल (1831-79) - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के निर्मातासांख्यिकीय भौतिकी के संस्थापकों में से एक, आयोजक और कैवेंडिश प्रयोगशाला के पहले निदेशक (1871 से) ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के विचार को सामने रखा, पहला सांख्यिकीय कानून स्थापित किया - गति द्वारा अणुओं के वितरण का नियम, उन्हीं के नाम पर रखा गया।

उन्होंने माइकल फैराडे के विचारों को विकसित करते हुए विद्युत सिद्धांत का निर्माण किया चुंबकीय क्षेत्र(मैक्सवेल के समीकरण); विस्थापन धारा की अवधारणा पेश की, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, और प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के विचार को सामने रखा। उनके नाम पर एक सांख्यिकीय वितरण की स्थापना की। उन्होंने गैसों की चिपचिपाहट, प्रसार और तापीय चालकता का अध्ययन किया। मैक्सवेल ने दिखाया कि शनि के छल्ले अलग-अलग पिंडों से बने हैं। रंग दृष्टि और वर्णमिति (मैक्सवेल डिस्क), प्रकाशिकी (मैक्सवेल प्रभाव), लोच सिद्धांत (मैक्सवेल का प्रमेय, मैक्सवेल-क्रेमोना आरेख), थर्मोडायनामिक्स, भौतिकी का इतिहास, आदि पर काम करता है।

परिवार। अध्ययन के वर्ष

जेम्स मैक्सवेल का जन्म 13 जून 1831 को एडिनबर्ग में हुआ था। वह था इकलौता बेटास्कॉटिश रईस और वकील जॉन क्लर्क, जिन्हें एक रिश्तेदार की पत्नी, नी मैक्सवेल की संपत्ति विरासत में मिली थी, ने इस नाम को अपने उपनाम में जोड़ा। अपने बेटे के जन्म के बाद, परिवार दक्षिणी स्कॉटलैंड में अपनी संपत्ति, ग्लेनलर ("शेल्टर इन द वैली") में चला गया, जहाँ लड़के ने अपना बचपन बिताया।

1841 में, जेम्स के पिता ने उन्हें एडिनबर्ग अकादमी नामक स्कूल में भेजा। यहीं, 15 साल की उम्र में, मैक्सवेल ने अपना पहला वैज्ञानिक लेख, "ऑन ड्रॉइंग ओवल्स" लिखा। 1847 में उन्होंने एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में प्रवेश किया, जहां उन्होंने तीन साल तक अध्ययन किया, और 1850 में वे कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय चले गए, जहां उन्होंने 1854 में स्नातक की उपाधि प्राप्त की। इस समय तक, जेम्स मैक्सवेल शानदार विकसित अंतर्ज्ञान के साथ प्रथम श्रेणी के गणितज्ञ थे एक भौतिक विज्ञानी का.

कैवेंडिश प्रयोगशाला का निर्माण. शिक्षण कार्य

विश्वविद्यालय से स्नातक होने के बाद, जेम्स मैक्सवेल को कैम्ब्रिज में छोड़ दिया गया शैक्षणिक कार्य. 1856 में उन्हें एबरडीन विश्वविद्यालय (स्कॉटलैंड) के मैरिस्चल कॉलेज में प्रोफेसर के रूप में पद प्राप्त हुआ। 1860 में उन्हें लंदन की रॉयल सोसाइटी का सदस्य चुना गया। उसी वर्ष वह किंग्स कॉलेज, लंदन विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग के प्रमुख का पद संभालने का प्रस्ताव स्वीकार करते हुए लंदन चले गए, जहां उन्होंने 1865 तक काम किया।

1871 में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय लौटकर, मैक्सवेल ने भौतिक प्रयोगों के लिए ब्रिटेन की पहली विशेष रूप से सुसज्जित प्रयोगशाला का आयोजन और नेतृत्व किया, जिसे कैवेंडिश प्रयोगशाला (अंग्रेजी वैज्ञानिक हेनरी कैवेंडिश के नाम पर) के रूप में जाना जाता है। इस प्रयोगशाला का निर्माण, जो 19वीं-20वीं शताब्दी के मोड़ पर हुआ। में से एक में बदल गया सबसे बड़े केंद्रविश्व विज्ञान, मैक्सवेल समर्पित पिछले साल कास्वजीवन।

सामान्यतः मैक्सवेल के जीवन से जुड़े कुछ ही तथ्य ज्ञात हैं। शर्मीले और विनम्र, वह एकांत में रहना चाहते थे और डायरी नहीं रखते थे। 1858 में जेम्स मैक्सवेल ने शादी की, लेकिन पारिवारिक जीवन, जाहिरा तौर पर, असफल हो गया, उसकी असामाजिकता बढ़ गई, और उसे अपने पूर्व दोस्तों से अलग कर दिया। ऐसी अटकलें हैं कि मैक्सवेल के जीवन के बारे में बहुत सी महत्वपूर्ण सामग्री उनकी मृत्यु के 50 साल बाद, 1929 में उनके ग्लेनलेयर घर में लगी आग में नष्ट हो गई थी। 48 वर्ष की आयु में कैंसर से उनकी मृत्यु हो गई।

वैज्ञानिक गतिविधि

मैक्सवेल के वैज्ञानिक हितों के असामान्य रूप से व्यापक क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय घटना का सिद्धांत, गैसों का गतिज सिद्धांत, प्रकाशिकी, लोच का सिद्धांत और बहुत कुछ शामिल था। उनके पहले कार्यों में से एक रंग दृष्टि और वर्णमिति के शरीर विज्ञान और भौतिकी पर शोध था, जो 1852 में शुरू हुआ था। 1861 में, जेम्स मैक्सवेल ने पहली बार एक स्क्रीन पर लाल, हरे और नीले रंग की स्लाइड्स को एक साथ प्रक्षेपित करके एक रंगीन छवि प्राप्त की थी। इसने दृष्टि के तीन-घटक सिद्धांत की वैधता साबित की और रंगीन फोटोग्राफी बनाने के तरीकों की रूपरेखा तैयार की। मैक्सवेल ने अपने कार्यों 1857-59 में सैद्धांतिक रूप से शनि के छल्लों की स्थिरता का अध्ययन किया और दिखाया कि शनि के वलय केवल तभी स्थिर हो सकते हैं जब उनमें ऐसे कण (पिंड) हों जो एक दूसरे से जुड़े न हों।

1855 में, डी. मैक्सवेल ने इलेक्ट्रोडायनामिक्स पर अपने मुख्य कार्यों की एक श्रृंखला शुरू की। लेख "फैराडे की बल रेखाओं पर" (1855-56), "बल की भौतिक रेखाओं पर" (1861-62), और "विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का गतिशील सिद्धांत" (1869) प्रकाशित हुए। शोध दो खंडों वाले मोनोग्राफ, "ट्रीटीज़ ऑन इलेक्ट्रिसिटी एंड मैग्नेटिज्म" (1873) के प्रकाशन के साथ पूरा हुआ।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत का निर्माण

जब जेम्स मैक्सवेल ने 1855 में विद्युत और चुंबकीय घटनाओं पर शोध करना शुरू किया, तो उनमें से कई का पहले ही अच्छी तरह से अध्ययन किया जा चुका था: विशेष रूप से, स्थिर विद्युत आवेशों (कूलम्ब का नियम) और धाराओं (एम्पीयर का नियम) की परस्पर क्रिया के नियम स्थापित किए जा चुके थे; यह सिद्ध हो चुका है कि चुंबकीय अंतःक्रिया गतिमान विद्युत आवेशों की अंतःक्रिया है। उस समय के अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि अंतःक्रिया तुरंत, सीधे शून्यता (लंबी दूरी की कार्रवाई का सिद्धांत) के माध्यम से प्रसारित होती थी।

कम दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत में निर्णायक मोड़ 30 के दशक में माइकल फैराडे द्वारा किया गया था। 19 वीं सदी फैराडे के विचारों के अनुसार, एक विद्युत आवेश आसपास के स्थान में एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। एक आवेश का क्षेत्र दूसरे पर कार्य करता है, और इसके विपरीत। धाराओं की परस्पर क्रिया एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से होती है। फैराडे ने बल की रेखाओं का उपयोग करके अंतरिक्ष में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के वितरण का वर्णन किया, जो उनके विचार में, एक काल्पनिक माध्यम - विश्व ईथर में साधारण लोचदार रेखाओं के समान है।

मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अस्तित्व के बारे में फैराडे के विचारों को पूरी तरह से स्वीकार कर लिया, यानी कि चार्ज और धाराओं के पास अंतरिक्ष में प्रक्रियाओं की वास्तविकता के बारे में। उनका मानना ​​था कि शरीर वहां कार्य नहीं कर सकता जहां उसका अस्तित्व नहीं है।

सबसे पहला काम डी.के. ने किया मैक्सवेल - ने फैराडे के विचारों को एक सख्त गणितीय रूप दिया, जो भौतिकी में बहुत आवश्यक था। यह पता चला कि क्षेत्र की अवधारणा की शुरुआत के साथ, कूलम्ब और एम्पीयर के नियम पूरी तरह से, गहराई से और सुरुचिपूर्ण ढंग से व्यक्त होने लगे। घटना में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शनमैक्सवेल ने क्षेत्रों की एक नई संपत्ति देखी: एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र खाली स्थान में बल की बंद रेखाओं (तथाकथित भंवर विद्युत क्षेत्र) के साथ एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के बुनियादी गुणों की खोज में अगला और अंतिम कदम मैक्सवेल द्वारा प्रयोग पर निर्भरता के बिना उठाया गया था। उन्होंने एक शानदार अनुमान लगाया कि एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र सामान्य की तरह ही एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। बिजली(विस्थापन वर्तमान परिकल्पना)। 1869 तक, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के व्यवहार के सभी बुनियादी नियम चार समीकरणों की एक प्रणाली के रूप में स्थापित और तैयार किए गए, जिन्हें मैक्सवेल के समीकरण कहा जाता है।

मैक्सवेल के समीकरण शास्त्रीय मैक्रोस्कोपिक इलेक्ट्रोडायनामिक्स के मूल समीकरण हैं, जो मनमाने ढंग से मीडिया और वैक्यूम में विद्युत चुम्बकीय घटनाओं का वर्णन करते हैं। मैक्सवेल के समीकरण 60 के दशक में जे.सी. मैक्सवेल द्वारा प्राप्त किए गए थे। 19 वीं सदी अनुभव से प्राप्त विद्युत और चुंबकीय घटना के नियमों के सामान्यीकरण के परिणामस्वरूप।

मैक्सवेल के समीकरणों से एक मौलिक निष्कर्ष निकला: विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं के प्रसार की सीमित गति। यह मुख्य बात है जो छोटी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत को लंबी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत से अलग करती है। गति निकली समान गतिनिर्वात में प्रकाश: 300,000 किमी/सेकेंड। इससे मैक्सवेल ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगों का एक रूप है।

गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत पर काम करता है

आण्विक गतिज सिद्धांत के विकास और स्थापना में जेम्स मैक्सवेल की भूमिका अत्यंत महत्वपूर्ण है ( आधुनिक नाम- सांख्यिकीय यांत्रिकी)। मैक्सवेल प्रकृति के नियमों की सांख्यिकीय प्रकृति के बारे में बयान देने वाले पहले व्यक्ति थे। 1866 में उन्होंने पहला सांख्यिकीय नियम खोजा - गति द्वारा अणुओं के वितरण का नियम (मैक्सवेल वितरण)। इसके अलावा, उन्होंने अणुओं की गति और औसत मुक्त पथ के आधार पर गैसों की चिपचिपाहट की गणना की, और कई थर्मोडायनामिक संबंध निकाले।

मैक्सवेल का वितरण थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में एक प्रणाली के अणुओं का वेग वितरण है (बशर्ते कि अणुओं की अनुवादात्मक गति शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों द्वारा वर्णित हो)। 1859 में जे.सी. मैक्सवेल द्वारा स्थापित।

मैक्सवेल विज्ञान के एक प्रतिभाशाली लोकप्रिय प्रवर्तक थे। उन्होंने एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका और लोकप्रिय पुस्तकों के लिए कई लेख लिखे: "द थ्योरी ऑफ़ हीट" (1870), "मैटर एंड मोशन" (1873), "इलेक्ट्रिसिटी इन एलीमेंट्री एक्सपोज़िशन" (1881), जिनका रूसी में अनुवाद किया गया; पर व्याख्यान और रिपोर्टें दीं भौतिक विषयव्यापक दर्शकों के लिए. मैक्सवेल ने विज्ञान के इतिहास में भी बहुत रुचि दिखाई। 1879 में उन्होंने बिजली पर जी. कैवेंडिश के कार्यों को प्रकाशित किया और उन्हें व्यापक टिप्पणियाँ प्रदान कीं।

मैक्सवेल के कार्य का मूल्यांकन

वैज्ञानिक के कार्यों की उनके समकालीनों ने सराहना नहीं की। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अस्तित्व के बारे में विचार मनमाने और निरर्थक लग रहे थे। हेनरिक हर्ट्ज़ द्वारा 1886-89 में मैक्सवेल द्वारा भविष्यवाणी की गई विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व को प्रयोगात्मक रूप से साबित करने के बाद ही उनके सिद्धांत को सार्वभौमिक स्वीकृति मिली। यह मैक्सवेल की मृत्यु के दस साल बाद हुआ।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की वास्तविकता की प्रयोगात्मक पुष्टि के बाद, एक मौलिक वैज्ञानिक खोज की गई: वहाँ हैं विभिन्न प्रकारपदार्थ, और उनमें से प्रत्येक के अपने नियम हैं जिन्हें न्यूटन के यांत्रिकी के नियमों तक सीमित नहीं किया जा सकता है। हालाँकि, मैक्सवेल को स्वयं इसके बारे में स्पष्ट रूप से पता नहीं था और सबसे पहले उन्होंने विद्युत चुम्बकीय घटना के यांत्रिक मॉडल बनाने की कोशिश की।

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन ने विज्ञान के विकास में मैक्सवेल की भूमिका के बारे में उत्कृष्ट रूप से कहा: "मानव जाति के इतिहास में (यदि आप इसे देखें, मान लीजिए, दस हजार साल बाद), 19वीं शताब्दी की सबसे महत्वपूर्ण घटना निस्संदेह मैक्सवेल की खोज होगी इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों के बारे में. इस महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोज की पृष्ठभूमि में गृहयुद्धउसी दशक में अमेरिका में यह एक प्रांतीय घटना की तरह दिखाई देगी।”

जेम्स मैक्सवेल का निधन हो गया है 5 नवंबर 1879, कैम्ब्रिज। उन्हें इंग्लैंड के महापुरुषों - वेस्टमिंस्टर एब्बे - की कब्र में नहीं, बल्कि स्कॉटिश गांव में उनके प्रिय चर्च के बगल में एक साधारण कब्र में दफनाया गया है, जो पारिवारिक संपत्ति से ज्यादा दूर नहीं है।

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जेम्स क्लार्क मैक्सवेल केवल 48 वर्ष जीवित रहे, लेकिन गणित, भौतिकी और यांत्रिकी में उनके योगदान को कम करके आंकना मुश्किल है। अल्बर्ट आइंस्टीन ने स्वयं कहा था कि उनके सापेक्षता के सिद्धांत का श्रेय विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए मैक्सवेल के समीकरणों को जाता है।

एडिनबर्ग में इंडिया स्ट्रीट में एक घर है जिसकी दीवार पर एक पट्टिका लगी है:
"जेम्स क्लार्क मैक्सवेल
प्रकृतिवादी
यहां 13 जून, 1831 को जन्म हुआ।"

भविष्य के महान वैज्ञानिक एक पुराने कुलीन परिवार से थे और उन्होंने अपना अधिकांश बचपन दक्षिणी स्कॉटलैंड में स्थित अपने पिता की संपत्ति मिडिलबी में बिताया। वह जिज्ञासु और बड़ा हुआ सक्रिय बच्चा, और तब भी उनके रिश्तेदारों ने नोट किया कि उनके पसंदीदा प्रश्न थे: "यह कैसे करें?" और "यह कैसे होता है?"

जब जेम्स दस वर्ष के हुए, तो पारिवारिक निर्णय से, उन्होंने एडिनबर्ग अकादमी में प्रवेश लिया, जहाँ उन्होंने लगन से अध्ययन किया, हालाँकि बिना कोई विशेष प्रतिभा दिखाए। हालाँकि, ज्यामिति से प्रभावित होकर, मैक्सवेल ने आविष्कार किया नया रास्ताअंडाकार आरेखण. अंडाकार वक्रों की ज्यामिति पर उनके काम की सामग्री 1846 के रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग के लेनदेन में उल्लिखित थी। उस समय लेखक केवल चौदह वर्ष का था। सोलह साल की उम्र में, मैक्सवेल अपने मुख्य विषयों के रूप में भौतिकी और गणित को चुनते हुए एडिनबर्ग विश्वविद्यालय गए। इसके अलावा, उन्हें दर्शनशास्त्र की समस्याओं में रुचि हो गई और उन्होंने तर्क और तत्वमीमांसा में पाठ्यक्रम लिया।

पहले से उल्लिखित "एडिनबर्ग की रॉयल सोसाइटी की कार्यवाही" में एक प्रतिभाशाली छात्र द्वारा दो और काम प्रकाशित किए गए - रोलिंग कर्व्स और इलास्टिक गुणों पर एसएनएफ. अंतिम विषय संरचनात्मक यांत्रिकी के लिए महत्वपूर्ण था।

एडिनबर्ग में अध्ययन करने के बाद, उन्नीस वर्षीय मैक्सवेल कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय चले गए, पहले सेंट पीटर कॉलेज, फिर अधिक प्रतिष्ठित ट्रिनिटी कॉलेज। वहां गणित का अध्ययन गहन स्तर पर किया जाता था, और छात्रों के लिए आवश्यकताएँ एडिनबर्ग की तुलना में काफी अधिक थीं। इसके बावजूद, मैक्सवेल स्नातक की डिग्री के लिए गणित में सार्वजनिक तीन चरण की परीक्षा में दूसरा स्थान हासिल करने में सफल रहे।

कैंब्रिज में मैक्सवेल ने काफी बातचीत की भिन्न लोग, प्रेरितों के क्लब में शामिल हो गए, जिसमें 12 सदस्य शामिल थे जो अपनी व्यापकता और सोच की मौलिकता से एकजुट थे। उन्होंने शिक्षा के लिए बनाये गये वर्कर्स कॉलेज की गतिविधियों में भाग लिया आम लोग, ने वहां व्याख्यान दिये।

1855 के पतन में, जब मैक्सवेल ने अपनी पढ़ाई पूरी की, तो उन्हें होली ट्रिनिटी कॉलेज में स्वीकार कर लिया गया और शिक्षक के रूप में बने रहने के लिए आमंत्रित किया गया। थोड़ी देर बाद, वह स्कॉटलैंड के राष्ट्रीय वैज्ञानिक संघ - रॉयल सोसाइटी ऑफ़ एडिनबर्ग में शामिल हो गए। 1856 में, मैक्सवेल ने स्कॉटिश शहर एबरडीन के मैरिस्चल कॉलेज में प्रोफेसर के पद के लिए कैम्ब्रिज छोड़ दिया।

कॉलेज के प्रिंसिपल, रेवरेंड डैनियल डेवार से दोस्ती करने के बाद, मैक्सवेल उनकी बेटी कैथरीन मैरी से मिले। उन्होंने 1858 की सर्दियों के अंत में अपनी सगाई की घोषणा की और जून में उनकी शादी हो गई। जीवनी लेखक और वैज्ञानिक लुईस कैंपबेल के मित्र के संस्मरणों के अनुसार, उनका विवाह अविश्वसनीय भक्ति का एक उदाहरण बन गया। यह ज्ञात है कि कैथरीन ने प्रयोगशाला अनुसंधान में अपने पति की मदद की थी।

कुल मिलाकर, एबरडीन काल मैक्सवेल के जीवन में बहुत फलदायी था। कैम्ब्रिज में रहते हुए, उन्होंने शनि के छल्लों की संरचना पर शोध करना शुरू किया और 1859 में उनका मोनोग्राफ प्रकाशित हुआ, जहाँ उन्होंने साबित किया कि वे ग्रह के चारों ओर घूमने वाले ठोस पिंड हैं। उसी समय, वैज्ञानिक ने एक लेख "गैसों के गतिशील सिद्धांत पर स्पष्टीकरण" लिखा, जिसमें उन्होंने गैस अणुओं के वितरण को उनकी गति के आधार पर दर्शाते हुए एक फ़ंक्शन निकाला, जिसे बाद में मैक्सवेल वितरण कहा गया। यह सांख्यिकीय कानूनों के पहले उदाहरणों में से एक था जो एक वस्तु या एकल कण के व्यवहार का नहीं, बल्कि कई वस्तुओं या कणों के व्यवहार का वर्णन करता है। शोधकर्ता ने बाद में "मैक्सवेल के दानव" का आविष्कार किया - एक विचार प्रयोग जिसमें कुछ बुद्धिमान निराकार प्राणी गैस अणुओं को गति से अलग करते हैं - थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम की सांख्यिकीय प्रकृति का प्रदर्शन किया।

1860 में, कई कॉलेजों को एबरडीन विश्वविद्यालय में मिला दिया गया और कुछ विभागों को समाप्त कर दिया गया। युवा प्रोफेसर मैक्सवेल को भी हटा दिया गया। लेकिन वह लंबे समय तक बेरोजगार नहीं रहे; लगभग तुरंत ही उन्हें किंग्स कॉलेज लंदन में पढ़ाने के लिए आमंत्रित किया गया, जहां वे अगले पांच वर्षों तक रहे।

उसी वर्ष, ब्रिटिश एसोसिएशन की एक बैठक में, वैज्ञानिक ने रंग धारणा से संबंधित अपने विकास पर एक रिपोर्ट पढ़ी, जिसके लिए बाद में उन्हें रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन से रमफोर्ड मेडल प्राप्त हुआ। रंग के बारे में अपने स्वयं के सिद्धांत की सत्यता को साबित करते हुए, मैक्सवेल ने जनता के सामने एक नया उत्पाद प्रस्तुत किया जिसने उनकी कल्पना पर कब्जा कर लिया - रंगीन फोटोग्राफी। उनसे पहले इसे कोई नहीं पा सका.

1861 में, मैक्सवेल को मुख्य विद्युत इकाइयों को परिभाषित करने के लिए बनाई गई मानक समिति में नियुक्त किया गया था।

इसके अलावा, मैक्सवेल ने ठोस पदार्थों की लोच पर शोध नहीं छोड़ा और प्राप्त परिणामों के लिए उन्हें रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग के कीथ पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

किंग्स कॉलेज लंदन में काम करते हुए मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का अपना सिद्धांत पूरा किया। इस क्षेत्र का विचार प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे द्वारा प्रस्तावित किया गया था, लेकिन उनका ज्ञान उनकी खोज को सूत्रों की भाषा में प्रस्तुत करने के लिए पर्याप्त नहीं था। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का गणितीय विवरण मैक्सवेल के लिए मुख्य वैज्ञानिक समस्या बन गया। उपमाओं की पद्धति पर आधारित, जिसकी बदौलत बीच में समानताएं होती हैं विद्युत संपर्कऔर एक ठोस शरीर में गर्मी हस्तांतरण, वैज्ञानिक ने गर्मी पर अनुसंधान डेटा को बिजली में स्थानांतरित कर दिया और गणितीय रूप से स्थानांतरण को प्रमाणित करने में सक्षम होने वाले पहले व्यक्ति थे विद्युत क्रियापर्यावरण में।

वर्ष 1873 को "विद्युत और चुंबकत्व पर ग्रंथ" के प्रकाशन द्वारा चिह्नित किया गया था, जिसका महत्व न्यूटन के "दर्शन के गणितीय सिद्धांतों" के बराबर है। समीकरणों का उपयोग करते हुए, मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय घटनाओं का वर्णन किया और निष्कर्ष निकाला कि ये हैं विद्युतचुम्बकीय तरंगें, कि वे प्रकाश की गति से फैलते हैं और प्रकाश स्वयं विद्युत चुम्बकीय प्रकृति का है।

यह ग्रंथ तब प्रकाशित हुआ जब मैक्सवेल पहले से ही दो साल (1871 से) के लिए कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में भौतिकी प्रयोगशाला के प्रमुख थे, जिसके निर्माण का मतलब वैज्ञानिक समुदाय में अनुसंधान के लिए प्रयोगात्मक दृष्टिकोण के अत्यधिक महत्व को मान्यता देना था।

कम नहीं महत्वपूर्ण कार्यमैक्सवेल ने विज्ञान को लोकप्रिय होते देखा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के लिए लेख लिखे, एक ऐसा कार्य जहाँ उन्होंने प्रयास किया सरल भाषा मेंपदार्थ, गति, बिजली, परमाणुओं और अणुओं की बुनियादी अवधारणाओं की व्याख्या करें।

1879 में मैक्सवेल का स्वास्थ्य बहुत बिगड़ गया। वह जानता था कि वह गंभीर रूप से बीमार था और उसका निदान कैंसर था। यह महसूस करते हुए कि वह बर्बाद हो गया था, उसने बहादुरी से दर्द सहन किया और शांति से मृत्यु को प्राप्त किया, जो 5 नवंबर, 1879 को हुई।

हालाँकि मैक्सवेल के कार्यों को वैज्ञानिक के जीवनकाल के दौरान एक योग्य मूल्यांकन प्राप्त हुआ, लेकिन उनका वास्तविक महत्व केवल वर्षों बाद स्पष्ट हुआ, जब बीसवीं शताब्दी में एक क्षेत्र की अवधारणा वैज्ञानिक उपयोग में मजबूती से स्थापित हो गई, और अल्बर्ट आइंस्टीन ने कहा कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए मैक्सवेल के समीकरण पहले थे उनका सापेक्षता का सिद्धांत.

वैज्ञानिक की स्मृति एडिनबर्ग विश्वविद्यालय की इमारतों में से एक, सैलफोर्ड विश्वविद्यालय की मुख्य इमारत और कॉन्सर्ट हॉल और एडिनबर्ग अकादमी के जेम्स क्लर्क मैक्सवेल सेंटर के नाम से अमर है। एबरडीन और कैम्ब्रिज में आप उनके नाम पर सड़कें पा सकते हैं। वेस्टमिंस्टर एब्बे में मैक्सवेल को समर्पित एक स्मारक पट्टिका है, और एबरडीन विश्वविद्यालय की आर्ट गैलरी में आने वाले आगंतुक वैज्ञानिक की एक प्रतिमा देख सकते हैं। 2008 में, एडिनबर्ग में मैक्सवेल का एक कांस्य स्मारक बनाया गया था।

मैक्सवेल के नाम के साथ कई संस्थाएं और पुरस्कार भी जुड़े हुए हैं. जिस भौतिकी प्रयोगशाला का उन्होंने नेतृत्व किया, उसने सबसे प्रतिभाशाली स्नातक छात्रों के लिए छात्रवृत्ति की स्थापना की। ब्रिटिश इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स उन युवा भौतिकविदों को मैक्सवेल मेडल और पुरस्कार प्रदान करता है जिन्होंने विज्ञान में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। लंदन विश्वविद्यालय में एक मैक्सवेल प्रोफेसरशिप और एक मैक्सवेल स्टूडेंट सोसाइटी है। 1977 में स्थापित, मैक्सवेल फाउंडेशन भौतिकी और गणित में सम्मेलन आयोजित करता है।

मान्यता के साथ-साथ, मैक्सवेल को 2006 के सर्वेक्षण में सबसे प्रसिद्ध स्कॉटिश वैज्ञानिक नामित किया गया था, जो सभी को इंगित करता है महान भूमिका, जो उन्होंने विज्ञान के इतिहास में निभाया।

"... एक महान मोड़ आया, जो हमेशा के लिए फैराडे, मैक्सवेल, हर्ट्ज़ के नामों से जुड़ा हुआ है। इस क्रांति में शेर का हिस्सा मैक्सवेल का है... मैक्सवेल के बाद, भौतिक वास्तविकता को निरंतर क्षेत्रों के रूप में सोचा गया था इसे यंत्रवत् समझाया नहीं जा सकता... वास्तविकता की अवधारणा में यह परिवर्तन न्यूटन के समय से भौतिकी द्वारा अनुभव किए गए परिवर्तनों में सबसे गहरा और फलदायी है।"

आइंस्टाइन

जेम्स मैक्सवेल द्वारा सूत्र और उद्धरण।
"जब किसी घटना का वर्णन इस प्रकार किया जा सकता है विशेष मामलाअन्य घटनाओं पर लागू होने वाले कुछ सामान्य सिद्धांत, फिर वे कहते हैं कि इस घटना की व्याख्या की गई है"

"...विज्ञान के विकास के लिए, किसी भी युग में यह आवश्यक है कि लोग न केवल सामान्य रूप से सोचें, बल्कि वे अपने विचारों को विज्ञान के विशाल क्षेत्र के उस हिस्से पर केंद्रित करें जो कि समय दिया गयाविकास की आवश्यकता है"

"सभी परिकल्पनाओं में से... उसे चुनें जो अध्ययन की जा रही चीज़ों के बारे में आगे सोचने में हस्तक्षेप न करे"

“काफ़ी सही ढंग से नेतृत्व करने के लिए वैज्ञानिकों का कामव्यवस्थित प्रयोग और सटीक प्रदर्शन के माध्यम से रणनीति की कला की आवश्यकता होती है।

“...विज्ञान का इतिहास सफल शोध को सूचीबद्ध करने तक सीमित नहीं है। इसे हमें असफल अध्ययनों के बारे में बताना चाहिए और यह बताना चाहिए कि इनमें से कुछ सबसे अधिक क्यों हैं सक्षम लोगज्ञान की कुंजी नहीं मिल सकी, और दूसरों की प्रतिष्ठा ने उन त्रुटियों को और अधिक समर्थन कैसे दिया जिनमें वे गिरे थे।

"कोई बढ़िया आदमीएक तरह का है. वैज्ञानिकों के ऐतिहासिक जुलूस में, उनमें से प्रत्येक का अपना विशिष्ट कार्य और अपना स्वयं का कार्य होता है विशिष्ट स्थान»

“विज्ञान का वास्तविक केंद्र वैज्ञानिक कार्यों का ढेर नहीं है, बल्कि एक व्यक्ति का जीवित दिमाग है, और विज्ञान को आगे बढ़ाने के लिए, मानव विचार को वैज्ञानिक दिशा में निर्देशित करना आवश्यक है। यह किया जा सकता है विभिन्न तरीके: किसी खोज की घोषणा करके, किसी विरोधाभासी विचार का बचाव करके, या किसी वैज्ञानिक वाक्यांश का आविष्कार करके, या सिद्धांत की एक प्रणाली स्थापित करके।

मैक्सवेल और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का सिद्धांत।
मैक्सवेल ने विद्युत और चुंबकीय घटनाओं का अध्ययन तब किया जब उनमें से कई को पहले से ही अच्छी तरह से समझा जा चुका था। कूलम्ब का नियम और एम्पीयर का नियम बनाया गया, और यह भी सिद्ध हुआ कि चुंबकीय अंतःक्रियाएं विद्युत आवेशों की क्रिया से संबंधित हैं। उस समय के कई वैज्ञानिक लंबी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत के समर्थक थे, जो बताता है कि बातचीत तुरंत और खाली जगह में होती है।

शॉर्ट-रेंज इंटरैक्शन के सिद्धांत में मुख्य भूमिका माइकल फैराडे (19वीं सदी के 30 के दशक) के शोध ने निभाई थी। फैराडे ने तर्क दिया कि विद्युत आवेश की प्रकृति आसपास के विद्युत क्षेत्र पर आधारित होती है। एक आवेश का क्षेत्र पड़ोसी आवेश से दो दिशाओं में जुड़ा होता है। धाराएँ एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके परस्पर क्रिया करती हैं। चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रफैराडे के अनुसार, उनका वर्णन उनके द्वारा बल की रेखाओं के रूप में किया गया है, जो एक काल्पनिक माध्यम में - ईथर में लोचदार रेखाएँ हैं।

मैक्सवेल ने फैराडे के विचारों को गणितीय रूप में समझाया, जिसकी भौतिकी को वास्तव में आवश्यकता थी। क्षेत्र की अवधारणा की शुरुआत के साथ, कूलम्ब और एम्पीयर के नियम अधिक ठोस और गहरे अर्थपूर्ण हो गए। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की अवधारणा में, मैक्सवेल स्वयं क्षेत्र के गुणों पर विचार करने में सक्षम थे। एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, खाली स्थान में बंद बल रेखाओं वाला एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है। इस घटना को भंवर विद्युत क्षेत्र कहा जाता है।
मैक्सवेल ने दिखाया कि एक प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र सामान्य विद्युत धारा के समान एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर सकता है। इस सिद्धांत को विस्थापन धारा परिकल्पना कहा गया। इसके बाद, मैक्सवेल ने अपने समीकरणों में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के व्यवहार को व्यक्त किया।

संदर्भ। मैक्सवेल के समीकरण ऐसे समीकरण हैं जो विद्युत चुम्बकीय घटना का वर्णन करते हैं विभिन्न वातावरणऔर वैक्यूम स्पेस, और शास्त्रीय मैक्रोस्कोपिक इलेक्ट्रोडायनामिक्स से भी संबंधित है। यह विद्युत और चुंबकीय घटना के नियमों पर आधारित प्रयोगों से निकाला गया एक तार्किक निष्कर्ष है।
मैक्सवेल के समीकरणों का मुख्य निष्कर्ष विद्युत और चुंबकीय अंतःक्रियाओं के प्रसार की परिमितता है, जो छोटी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत और लंबी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत के बीच अंतर करता है। गति विशेषताएँ प्रकाश की गति 300,000 किमी/सेकेंड तक पहुँच गईं। इससे मैक्सवेल को यह तर्क देने का कारण मिला कि प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगों की क्रिया से जुड़ी एक घटना है।

मैक्सवेल के गैसों का आणविक गतिज सिद्धांत।

मैक्सवेल ने आणविक गतिज सिद्धांत (आज इसे सांख्यिकीय यांत्रिकी कहा जाता है) के अध्ययन में योगदान दिया। वह प्रकृति के नियमों की सांख्यिकीय प्रकृति का विचार देने वाले पहले व्यक्ति थे। मैक्सवेलगति द्वारा अणुओं के वितरण के लिए एक कानून बनाया, और वह गति संकेतक और गैस अणुओं के मुक्त पथ के संबंध में गैसों की चिपचिपाहट की गणना करने में भी कामयाब रहे। मैक्सवेल के काम के लिए धन्यवाद, हमारे पास कई थर्मोडायनामिक संबंध हैं।

संदर्भ। मैक्सवेल का वितरण थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थितियों के तहत एक प्रणाली के अणुओं के वेग वितरण का एक सिद्धांत है। थर्मोडायनामिक संतुलन शास्त्रीय गतिशीलता के नियमों द्वारा वर्णित अणुओं की अनुवादात्मक गति के लिए एक शर्त है।
वैज्ञानिक कार्यमैक्सवेल: "ऊष्मा का सिद्धांत", "पदार्थ और गति", "प्राथमिक प्रस्तुति में विद्युत"। उन्हें विज्ञान के इतिहास में भी रुचि थी। एक समय में वह कैवेंडिश के कार्यों को प्रकाशित करने में कामयाब रहे, जोमैक्सवेलमैंने अपनी टिप्पणियाँ जोड़ीं।
मैक्सवेल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के अध्ययन पर सक्रिय रूप से काम कर रहे थे। उनके अस्तित्व के बारे में उनके सिद्धांत को उनकी मृत्यु के एक दशक बाद ही दुनिया भर में मान्यता मिल गई।

मैक्सवेल पहले व्यक्ति थे जिन्होंने पदार्थ को वर्गीकृत किया और प्रत्येक को अपने स्वयं के कानून बताए, जो न्यूटन के यांत्रिकी के नियमों के अनुरूप नहीं थे।

कई वैज्ञानिकों ने इसके बारे में लिखा है। भौतिक विज्ञानी फेनमैन ने कहा मैक्सवेलजिन्होंने इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों की खोज कीमैक्सवेल, सदियों से भविष्य की ओर देखा।

मैक्सवेल (मैक्सवेल) जेम्स क्लर्क ( लिपिक) (1831-79), अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के निर्माता, सांख्यिकीय भौतिकी के संस्थापकों में से एक, कैवेंडिश प्रयोगशाला के आयोजक और पहले निदेशक (1871 से)। एम. फैराडे के विचारों को विकसित करते हुए, उन्होंने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (मैक्सवेल के समीकरण) का सिद्धांत बनाया; विस्थापन धारा की अवधारणा पेश की, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, और प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के विचार को सामने रखा। उनके नाम पर एक सांख्यिकीय वितरण की स्थापना की। उन्होंने गैसों की चिपचिपाहट, प्रसार और तापीय चालकता का अध्ययन किया। दिखाया गया कि शनि के वलय अलग-अलग पिंडों से बने हैं। रंग दृष्टि और वर्णमिति (मैक्सवेल डिस्क), प्रकाशिकी (मैक्सवेल प्रभाव), लोच सिद्धांत (मैक्सवेल का प्रमेय, मैक्सवेल-क्रेमोना आरेख), थर्मोडायनामिक्स, भौतिकी का इतिहास, आदि पर काम करता है।

मैक्सवेल (मैक्सवेल) जेम्स क्लर्क (13 जून, 1831, एडिनबर्ग, - 5 नवंबर, 1879, कैम्ब्रिज), अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के निर्माता, सांख्यिकीय भौतिकी के संस्थापकों में से एक, दुनिया के सबसे बड़े में से एक के संस्थापक वैज्ञानिक केंद्र 19 तारीख के अंत में - जल्दी 20वीं सदी - कैवेंडिश प्रयोगशाला; विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का सिद्धांत बनाया, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के विचार को सामने रखा, पहला सांख्यिकीय कानून स्थापित किया - गति द्वारा अणुओं के वितरण का कानून, उनके नाम पर रखा गया।

परिवार। अध्ययन के वर्ष

मैक्सवेल स्कॉटिश रईस और वकील जॉन क्लर्क का इकलौता बेटा था, जिसे एक रिश्तेदार की पत्नी, नी मैक्सवेल की संपत्ति विरासत में मिली थी, उसने इस नाम को अपने उपनाम में जोड़ा था। अपने बेटे के जन्म के बाद, परिवार दक्षिणी स्कॉटलैंड में अपनी संपत्ति, ग्लेनलारे ("शेल्टर इन द वैली") में चला गया, जहाँ लड़के ने अपना बचपन बिताया। 1841 में, जेम्स के पिता ने उन्हें एडिनबर्ग अकादमी नामक स्कूल में भेजा। यहीं, 15 साल की उम्र में, मैक्सवेल ने अपना पहला वैज्ञानिक लेख, "ऑन ड्रॉइंग ओवल्स" लिखा। 1847 में उन्होंने एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में प्रवेश किया, जहां उन्होंने तीन साल तक अध्ययन किया, और 1850 में वे कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय चले गए, जहां उन्होंने 1854 में स्नातक की उपाधि प्राप्त की। इस समय तक, मैक्सवेल शानदार विकसित अंतर्ज्ञान के साथ प्रथम श्रेणी के गणितज्ञ थे एक भौतिक विज्ञानी.

कैवेंडिश प्रयोगशाला का निर्माण. शिक्षण कार्य

विश्वविद्यालय से स्नातक होने के बाद मैक्सवेल को शिक्षण कार्य के लिए कैम्ब्रिज में छोड़ दिया गया। 1856 में उन्हें एबरडीन विश्वविद्यालय (स्कॉटलैंड) के मैरिस्चल कॉलेज में प्रोफेसर के रूप में पद प्राप्त हुआ। 1860 में उन्हें लंदन की रॉयल सोसाइटी का सदस्य चुना गया। उसी वर्ष वह किंग्स कॉलेज, लंदन विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग के प्रमुख का पद संभालने का प्रस्ताव स्वीकार करते हुए लंदन चले गए, जहां उन्होंने 1865 तक काम किया।

1871 में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय लौटकर, मैक्सवेल ने भौतिक प्रयोगों के लिए ग्रेट ब्रिटेन में पहली विशेष रूप से सुसज्जित प्रयोगशाला का आयोजन और नेतृत्व किया, जिसे कैवेंडिश प्रयोगशाला (अंग्रेजी वैज्ञानिक जी. कैवेंडिश के नाम पर) के रूप में जाना जाता है। इस प्रयोगशाला का निर्माण, जो 19वीं-20वीं शताब्दी के मोड़ पर हुआ। विश्व विज्ञान के सबसे बड़े केंद्रों में से एक में बदल गया, मैक्सवेल ने अपने जीवन के अंतिम वर्ष समर्पित किए।

मैक्सवेल के जीवन से जुड़े कुछ तथ्य ज्ञात हैं। शर्मीला, विनम्र, वह अकेले रहना चाहता था; मैं डायरी नहीं रखता था. 1858 में, मैक्सवेल ने शादी की, लेकिन उनका पारिवारिक जीवन, जाहिरा तौर पर, असफल रहा, उनकी असामाजिकता बढ़ गई और उन्हें अपने पूर्व दोस्तों से अलग कर दिया गया। ऐसी अटकलें हैं कि मैक्सवेल के जीवन के बारे में बहुत सी महत्वपूर्ण सामग्री उनकी मृत्यु के 50 साल बाद, 1929 में उनके ग्लेनलेयर घर में लगी आग में नष्ट हो गई थी। 48 वर्ष की आयु में कैंसर से उनकी मृत्यु हो गई।

वैज्ञानिक गतिविधि

मैक्सवेल के वैज्ञानिक हितों के असामान्य रूप से व्यापक क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय घटना का सिद्धांत, गैसों का गतिज सिद्धांत, प्रकाशिकी, लोच का सिद्धांत और बहुत कुछ शामिल था। उनके पहले कार्यों में से एक रंग दृष्टि और वर्णमिति के शरीर विज्ञान और भौतिकी पर शोध था, जो 1852 में शुरू हुआ था। 1861 में, मैक्सवेल ने पहली बार एक स्क्रीन पर लाल, हरे और नीले रंग की स्लाइड्स को एक साथ प्रक्षेपित करके एक रंगीन छवि प्राप्त की थी। इसने दृष्टि के तीन-घटक सिद्धांत की वैधता साबित की और रंगीन फोटोग्राफी बनाने के तरीकों की रूपरेखा तैयार की। मैक्सवेल ने अपने कार्यों 1857-59 में सैद्धांतिक रूप से शनि के छल्लों की स्थिरता का अध्ययन किया और दिखाया कि शनि के वलय केवल तभी स्थिर हो सकते हैं जब उनमें ऐसे कण (पिंड) हों जो एक दूसरे से जुड़े न हों।

1855 में, मैक्सवेल ने इलेक्ट्रोडायनामिक्स पर अपने मुख्य कार्यों की एक श्रृंखला शुरू की। लेख "फैराडे की बल रेखाओं पर" (1855-56), "बल की भौतिक रेखाओं पर" (1861-62), और "विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का गतिशील सिद्धांत" (1869) प्रकाशित हुए। शोध दो खंडों वाले मोनोग्राफ, "ट्रीटीज़ ऑन इलेक्ट्रिसिटी एंड मैग्नेटिज्म" (1873) के प्रकाशन के साथ पूरा हुआ।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत का निर्माण

जब मैक्सवेल ने 1855 में विद्युत और चुंबकीय घटनाओं पर शोध करना शुरू किया, तो उनमें से कई का पहले से ही अच्छी तरह से अध्ययन किया जा चुका था: विशेष रूप से, स्थिर विद्युत आवेशों (कूलम्ब का नियम) और धाराओं (एम्पीयर का नियम) की परस्पर क्रिया के नियम स्थापित किए जा चुके थे; यह सिद्ध हो चुका है कि चुंबकीय अंतःक्रिया गतिमान विद्युत आवेशों की अंतःक्रिया है। उस समय के अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि अंतःक्रिया तुरंत, सीधे शून्यता (लंबी दूरी की कार्रवाई का सिद्धांत) के माध्यम से प्रसारित होती थी।

छोटी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत में एक निर्णायक मोड़ 30 के दशक में एम. फैराडे द्वारा किया गया था। 19 वीं सदी फैराडे के विचारों के अनुसार, एक विद्युत आवेश आसपास के स्थान में एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। एक आवेश का क्षेत्र दूसरे पर कार्य करता है, और इसके विपरीत। धाराओं की परस्पर क्रिया एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से होती है। फैराडे ने बल की रेखाओं का उपयोग करके अंतरिक्ष में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के वितरण का वर्णन किया, जो उनके विचार में, एक काल्पनिक माध्यम - विश्व ईथर में साधारण लोचदार रेखाओं के समान है।

मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अस्तित्व के बारे में फैराडे के विचारों को पूरी तरह से स्वीकार कर लिया, यानी कि चार्ज और धाराओं के पास अंतरिक्ष में प्रक्रियाओं की वास्तविकता के बारे में। उनका मानना ​​था कि शरीर वहां कार्य नहीं कर सकता जहां उसका अस्तित्व नहीं है।

मैक्सवेल ने पहला काम फैराडे के विचारों को एक कठोर गणितीय रूप देना किया, जो भौतिकी में बहुत आवश्यक था। यह पता चला कि क्षेत्र की अवधारणा की शुरुआत के साथ, कूलम्ब और एम्पीयर के नियम पूरी तरह से, गहराई से और सुरुचिपूर्ण ढंग से व्यक्त होने लगे। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना में, मैक्सवेल ने क्षेत्रों की एक नई संपत्ति देखी: एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र खाली स्थान में बंद बल रेखाओं (तथाकथित भंवर विद्युत क्षेत्र) के साथ एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के बुनियादी गुणों की खोज में अगला और अंतिम कदम मैक्सवेल द्वारा प्रयोग पर निर्भरता के बिना उठाया गया था। उन्होंने एक शानदार अनुमान लगाया कि एक प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र एक सामान्य विद्युत धारा (विस्थापन धारा परिकल्पना) की तरह ही एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। 1869 तक, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के व्यवहार के सभी बुनियादी नियम चार समीकरणों की एक प्रणाली के रूप में स्थापित और तैयार किए गए, जिन्हें मैक्सवेल के समीकरण कहा जाता है।

मैक्सवेल के समीकरणों से एक मौलिक निष्कर्ष निकला: विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं के प्रसार की सीमित गति। यह मुख्य बात है जो छोटी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत को लंबी दूरी की कार्रवाई के सिद्धांत से अलग करती है। गति निर्वात में प्रकाश की गति के बराबर निकली: 300,000 किमी/सेकेंड। इससे मैक्सवेल ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगों का एक रूप है।

गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत पर काम करता है

आण्विक गतिज सिद्धांत (आधुनिक नाम सांख्यिकीय यांत्रिकी है) के विकास और स्थापना में मैक्सवेल की भूमिका अत्यंत महत्वपूर्ण है। मैक्सवेल प्रकृति के नियमों की सांख्यिकीय प्रकृति के बारे में बयान देने वाले पहले व्यक्ति थे। 1866 में उन्होंने पहला सांख्यिकीय नियम खोजा - गति द्वारा अणुओं के वितरण का नियम (मैक्सवेल वितरण)। इसके अलावा, उन्होंने अणुओं की गति और औसत मुक्त पथ के आधार पर गैसों की चिपचिपाहट की गणना की, और कई थर्मोडायनामिक संबंध निकाले।

मैक्सवेल विज्ञान के एक प्रतिभाशाली लोकप्रिय प्रवर्तक थे। उन्होंने एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका और लोकप्रिय पुस्तकों के लिए कई लेख लिखे: "द थ्योरी ऑफ़ हीट" (1870), "मैटर एंड मोशन" (1873), "इलेक्ट्रिसिटी इन एलीमेंट्री एक्सपोज़िशन" (1881), जिनका रूसी में अनुवाद किया गया; व्यापक दर्शकों के लिए भौतिक विषयों पर व्याख्यान और रिपोर्टें दीं। मैक्सवेल ने विज्ञान के इतिहास में भी बहुत रुचि दिखाई। 1879 में उन्होंने बिजली पर जी. कैवेंडिश के कार्यों को प्रकाशित किया और उन्हें व्यापक टिप्पणियाँ प्रदान कीं।

मैक्सवेल के कार्य का मूल्यांकन

वैज्ञानिक के कार्यों की उनके समकालीनों ने सराहना नहीं की। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अस्तित्व के बारे में विचार मनमाने और निरर्थक लग रहे थे। 1886-89 में जी. हर्ट्ज़ द्वारा मैक्सवेल द्वारा भविष्यवाणी की गई विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व को प्रयोगात्मक रूप से साबित करने के बाद ही उनके सिद्धांत को सार्वभौमिक मान्यता मिली। यह मैक्सवेल की मृत्यु के दस साल बाद हुआ।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की वास्तविकता की प्रायोगिक पुष्टि के बाद, एक मौलिक वैज्ञानिक खोज की गई: विभिन्न प्रकार के पदार्थ हैं, और उनमें से प्रत्येक के अपने नियम हैं, जो न्यूटन के यांत्रिकी के नियमों से कम नहीं हैं। हालाँकि, मैक्सवेल को स्वयं इसके बारे में स्पष्ट रूप से पता नहीं था और सबसे पहले उन्होंने विद्युत चुम्बकीय घटना के यांत्रिक मॉडल बनाने की कोशिश की।

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर. फेनमैन ने विज्ञान के विकास में मैक्सवेल की भूमिका के बारे में उत्कृष्ट रूप से बात की: "मानव जाति के इतिहास में (यदि आप इसे देखें, मान लीजिए, दस हजार साल बाद), 19वीं शताब्दी की सबसे महत्वपूर्ण घटना निस्संदेह मैक्सवेल की होगी इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों की खोज, इस महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोज की पृष्ठभूमि में, उसी दशक में अमेरिकी गृह युद्ध एक प्रांतीय घटना की तरह दिखेगा।"

मैक्सवेल को इंग्लैंड के महापुरुषों - वेस्टमिंस्टर एबे - की कब्र में नहीं, बल्कि स्कॉटिश गांव में उनके प्रिय चर्च के बगल में एक साधारण कब्र में दफनाया गया है, जो पारिवारिक संपत्ति से ज्यादा दूर नहीं है।

शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के निर्माता, सांख्यिकीय भौतिकी के संस्थापकों में से एक।

मैक्सवेल जेम्स क्लर्क (13.6.1831, एडिनबर्ग - 5.11.1879, कैम्ब्रिज), अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी, शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के निर्माता, सांख्यिकीय भौतिकी के संस्थापकों में से एक। रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन के सदस्य (1860)। क्लर्कों के एक कुलीन परिवार के एक स्कॉटिश रईस का बेटा। उन्होंने एडिनबर्ग (1847-50) और कैम्ब्रिज (1850-54) विश्वविद्यालयों में अध्ययन किया। मैरिस्चल कॉलेज, एबरडीन में प्रोफेसर (1856-60), फिर लंदन विश्वविद्यालय में (1860-65)। 1871 से वह कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में प्रोफेसर बन गए, जहां एम. ने ग्रेट ब्रिटेन में पहली विशेष रूप से सुसज्जित भौतिक प्रयोगशाला - कैवेंडिश प्रयोगशाला की स्थापना की, जिसके वे 1871 से निदेशक थे।

एम. की वैज्ञानिक गतिविधियाँ विद्युत चुंबकत्व, गैसों के गतिज सिद्धांत, प्रकाशिकी, लोच सिद्धांत और बहुत कुछ की समस्याओं को कवर करती हैं। एम. ने अपना पहला काम, "ऑन ड्रॉइंग ओवल्स एंड ओवल्स विद मेनी ट्रिक्स" पूरा किया, जब वह अभी 15 वर्ष के नहीं थे (1846, 1851 में प्रकाशित)। उनका पहला शोध रंग दृष्टि और वर्णमिति के शरीर विज्ञान और भौतिकी पर काम था (1852-72, रंग माप देखें)। 1861 में, एम. स्क्रीन पर लाल, हरे और नीले रंग की स्लाइडों के एक साथ प्रक्षेपण से प्राप्त रंगीन छवि को प्रदर्शित करने वाले पहले व्यक्ति थे, जिससे रंग दृष्टि के तीन-घटक सिद्धांत की वैधता साबित हुई और साथ ही तरीकों की रूपरेखा तैयार हुई। रंगीन फोटोग्राफी बनाने के लिए. उन्होंने रंग की मात्रात्मक माप के लिए पहले उपकरणों में से एक बनाया, जिसे एम की डिस्क कहा जाता था। 1857-59 में, एम ने शनि के छल्ले की स्थिरता का सैद्धांतिक अध्ययन किया और दिखाया कि शनि के छल्ले हो सकते हैं केवल तभी स्थिर होते हैं जब उनमें असंबद्ध ठोस कण हों।

बिजली और चुंबकत्व पर शोध में (लेख "बल की फैराडियन रेखाओं पर", 1855-56; "बल की भौतिक रेखाओं पर", 1861-62; "विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का गतिशील सिद्धांत", 1864; दो-खंड मौलिक "ग्रंथ पर विद्युत और चुंबकत्व”, 1873 ) एम. ने गणितीय रूप से विद्युत और चुंबकीय अंतःक्रियाओं में मध्यवर्ती माध्यम की भूमिका पर एम. फैराडे के विचारों को विकसित किया। उन्होंने (फैराडे का अनुसरण करते हुए) इस माध्यम की व्याख्या एक सर्वव्यापी विश्व ईथर के रूप में करने की कोशिश की, लेकिन ये प्रयास सफल नहीं हुए। इससे आगे का विकासभौतिकी ने दिखाया कि विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं का वाहक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है, जिसका सिद्धांत (शास्त्रीय भौतिकी में) एम. ने बनाया था। इस सिद्धांत में, एम. ने उस समय ज्ञात मैक्रोस्कोपिक इलेक्ट्रोडायनामिक्स के सभी तथ्यों को संक्षेप में प्रस्तुत किया और पहली बार एक विस्थापन धारा के विचार को पेश किया जो एक साधारण धारा (चालन धारा चलती है) की तरह एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है विद्युत शुल्क). एम. ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के नियमों को 4 आंशिक अंतर समीकरणों की एक प्रणाली के रूप में व्यक्त किया (मैक्सवेल के समीकरण देखें)। इन समीकरणों की सामान्य और व्यापक प्रकृति इस तथ्य में प्रकट हुई कि उनके विश्लेषण से कई पूर्व अज्ञात घटनाओं और पैटर्न की भविष्यवाणी करना संभव हो गया। इस प्रकार, उनसे विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अस्तित्व उत्पन्न हुआ, जिन्हें बाद में जी. हर्ट्ज़ द्वारा प्रयोगात्मक रूप से खोजा गया। इन समीकरणों का अध्ययन करते हुए, एम. प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति (1865) के बारे में निष्कर्ष पर पहुंचे और दिखाया कि निर्वात में किसी भी अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गति प्रकाश की गति के बराबर है। उन्होंने (1856 में डब्ल्यू. वेबर और एफ. कोहलराउश की तुलना में अधिक सटीकता के साथ) चार्ज की इलेक्ट्रोस्टैटिक इकाई और विद्युत चुम्बकीय इकाई के अनुपात को मापा और प्रकाश की गति के साथ इसकी समानता की पुष्टि की। यह एम. के सिद्धांत का अनुसरण करता है कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें दबाव उत्पन्न करती हैं। प्रकाश दबाव प्रायोगिक तौर पर 1899 में पी. एन. लेबेडेव द्वारा स्थापित किया गया था।

एम. के विद्युतचुम्बकत्व के सिद्धांत को पूर्ण प्रायोगिक पुष्टि प्राप्त हुई और इसे आम तौर पर स्वीकार कर लिया गया शास्त्रीय आधारआधुनिक भौतिकी. इस सिद्धांत की भूमिका को ए आइंस्टीन द्वारा स्पष्ट रूप से वर्णित किया गया था: "... यहां एक महान मोड़ आया, जो हमेशा के लिए फैराडे, मैक्सवेल, हर्ट्ज़ के नामों से जुड़ा हुआ है।" इस क्रांति में शेर की हिस्सेदारी मैक्सवेल की है... मैक्सवेल के बाद, भौतिक वास्तविकता की कल्पना निरंतर क्षेत्रों के रूप में की गई थी जिन्हें यांत्रिक रूप से समझाया नहीं जा सकता... वास्तविकता की अवधारणा में यह परिवर्तन भौतिकी में सबसे गहरा और फलदायी है न्यूटन के समय से अनुभव किया गया है" (संग्रहित वैज्ञानिक कार्य, खंड 4, एम., 1967, पृष्ठ 138)।

गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत (लेख "गैसों के गतिशील सिद्धांत पर स्पष्टीकरण," 1860, और "गैसों के गतिशील सिद्धांत," 1866) पर शोध में, एम. अणुओं के वितरण की सांख्यिकीय समस्या को हल करने वाले पहले व्यक्ति थे। आदर्श गैसगति से (मैक्सवेल वितरण देखें)। एम. ने गणना करते हुए अणुओं की गति और मुक्त पथ (1860) पर गैस की चिपचिपाहट की निर्भरता की गणना की निरपेक्ष मूल्यबाद वाले ने थर्मोडायनामिक्स (1860) के कई महत्वपूर्ण संबंध निकाले। शुष्क हवा का चिपचिपापन गुणांक प्रयोगात्मक रूप से मापा गया (1866)। 1873-74 में एम. ने प्रवाह में दोहरे अपवर्तन (एम. प्रभाव) की घटना की खोज की।

एम. एक प्रमुख लोकप्रिय व्यक्ति थे। उन्होंने एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के लिए कई लेख लिखे, लोकप्रिय किताबें [जैसे कि "द थ्योरी ऑफ़ हीट" (1870), "मैटर एंड मोशन" (1873), "इलेक्ट्रिसिटी इन एलीमेंट्री एक्सपोज़िशन" (1881), रूसी में अनुवादित]। भौतिकी के इतिहास में एक महत्वपूर्ण योगदान एम. का बिजली पर जी. कैवेंडिश के कार्यों की पांडुलिपियों का प्रकाशन (1879) है जिसमें एम. की विस्तृत टिप्पणियाँ शामिल हैं।