على مر التاريخ ، كان هناك العديد من العلماء الذين قدموا مساهمة هائلة في العلم والتي تسببت في تقدم هائل. هذه هي حالة الفيزيائي الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل. صاغ هذا الفيزيائي النظرية الكلاسيكية للكهرومغناطيسية عن طريق تقليل حقيقة أن الضوء مصنوع من مجالات كهربائية ومغناطيسية تنتشر باستمرار عبر الفضاء. تم تقديم كل هذه الخصومات في معادلات ماكسويل لتعكس وتوضح نظريتك. أدت هذه النظرية إلى التنبؤ بوجود موجات الراديو وموجات الراديو.
في هذه المقالة سوف نخبرك بكل السيرة الذاتية ، والمآثر التاريخية حول معادلات ماكسويل.
سيرة ماكسويل
ضع في اعتبارك أن جميع العلماء يبدأون من عمل قام به علماء سابقون آخرون. هذا القول عبر عنه نيوتن في جملة "كل العلماء يعملون على أكتاف العمالقة". هذا يعني أن معظم الإنجازات تتم بفضل العمل الذي قامت به سابقًا لعلماء آخرين. هذه الحقيقة صحيحة بشكل خاص في حالة ماكسويل لأنه كان قادرًا على الجمع بين كل المعرفة الموجودة بالفعل لمدة 150 عامًا حول موضوع عمله. بهذه الطريقة ، ستكون قادرًا على التعبير عن مبادئ الكهرباء والمغناطيسية والبصريات وترابطها المادي.
ولد جيمس كلارك ماكسويل في إدنبرة عام 1831. كانت عائلته من الطبقة المتوسطة. أظهر هذا الرجل دائمًا فضولًا غريبًا منذ طفولته المبكرة. في الرابعة عشرة من عمري كنت قد كتبت بالفعل ورقة. وصفت في هذا البحث الطرق الميكانيكية الأولى للتمكن من معالجة المنحنيات. درس في جامعات إدنبرة وكامبريدج حيث أذهل الطلاب والمعلمين نظرًا لقدرته على حل المشكلات العددية. ظهرت جميع المشكلات في مادتي الرياضيات والفيزياء والتي كانت صعبة على باقي الطلاب.
في سن ال 23 تخرج في الرياضيات من كلية ترينيتي وبعد عامين تمكن من الحصول على منصب أستاذ الفلسفة في كلية ماريشال ، أبردين. مكث في هذا الموقع لمدة 4 سنوات وكان يزور معارف متعددة. وبهذه الطريقة تمكن في عام 1860 من الحصول على منصب مماثل ولكن في كلية King's College المرموقة بلندن. في هذا الوقت تقريبًا بدأ أكثر الأوقات المثمرة في حياته المهنية بأكملها. في هذا المكان كان هناك اقتصاد أفضل بكثير سمح له بإجراء التجارب واختبار نظرياته.
معادلات ماكسويل
ربما تكون معادلات ماكسويل أفضل إرث تركه هذا العالم. منذ أن كان مستواه ومساهماته في العلم تتزايد ، كان قادرًا على الانضمام إلى الجمعية الملكية عام 1861. كان هذا هو المكان الذي عاد فيه الجمهور أو النظرية الكهرومغناطيسية للضوء مع عائلته إلى منزل والديه في اسكتلندا. تم تعيينه مديرًا لمختبر كافنديش في كامبريدج عام 1871. وتوفي أخيرًا بسبب سرطان البطن عن عمر يناهز 48 عامًا في عام 1879.
إنه نشر مقال بعنوان "نظرية ديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي" حيث ظهرت معادلات ماكسويل لأول مرة. هذه المعادلات هي تلك التي تعمل على التعبير بطريقة واضحة وموجزة عن جميع قوانين الظواهر المتعلقة بالكهرباء والمغناطيسية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه قد تمت صياغتهما منذ القرن الثامن عشر و اعتمد على قوانين أمبير وفاراداي ولينز. في الوقت الحاضر ، تم تقديم شرح المتجه المستخدم بعد سنوات من قبل Heaviside و Gibbs.
أهمية معادلات ماكسويل
لا تكمن قيمة هذه المعادلات فقط في تركيب كل أفكار جميع العلماء الذين كانوا يقدمون معلومات عن الكهرباء والمغناطيسية. وهذا هو كشفت معادلات ماكسويل العلاقة الحميمة بين الكهرباء والمغناطيسية. من معادلاتها ، يمكن استنتاج معادلات أخرى ، مثل معادلة الموجة التي عملت على التنبؤ بوجود موجات ذات طبيعة كهرومغناطيسية قادرة على الانتشار بسرعة الضوء.
من هذا يمكن أن نستنتج أن الضوء والمغناطيسية هي جوانب من نفس المادة وأن الضوء هو اضطراب كهرومغناطيسي. بفضل هذا ، عمل ماكسويل على توليف وتوحيد البصريات للكهرومغناطيسية وكشف الجوهر الكهرومغناطيسي الذي يمتلكه الضوء كان الجوهر الكهرومغناطيسي للضوء بسبب تجربة في المختبر ونفذه الفيزيائي الألماني هاينريش هيرتز في عام 1887 ، بعد سنوات من وفاة ماكسويل.
يمكن القيام بذلك عن طريق بناء مذبذب يعمل كباعث ومرنان يعمل كمستقبل. بفضل هذه الأجهزة كان من الممكن إنشاء موجات واستقبالها في مكان بعيد وهذا ما تسبب في اسم مهندس إيطالي تمكن Guillermo Marconi من إتقان التقنية لإحداث ثورة تكنولوجية. هذه الثورة التكنولوجية هي الاتصالات اللاسلكية. بعض العناصر اليومية التي نمتلكها اليوم ، مثل الهواتف المحمولة ، تعتمد على هذه التقنية التي اكتشفها Guillermo Marconi.
كل هذه الأسباب كافية للاعتقاد بأن معادلات ماكسويل ، التي قد تبدو للوهلة الأولى أكثر نظرية من العلوم الأساسية ، انتهى بها الأمر إلى أن يكون لها تطبيقات رائعة في تكنولوجيا اليوم. لقد حان تطبيق معادلات ماكسويل لتغيير العالم بهذه الطريقة يمكننا التواصل عن بعد باستخدام الاتصالات.
تركة
كل هذه المساهمات لا تقتصر فقط على نظرية الكهرومغناطيسية والضوء. ضع في اعتبارك أن ماكسويل كان فيزيائيًا فضوليًا إلى حد ما ، وكرس نفسه أيضًا لدراسة حركية الغازات والديناميكا الحرارية. تم تطبيق هذه الجوانب في طرق تحليل إحصائية مختلفة من أجل تحديد احتمال أن يكون للجسيم في الغاز المخفف سرعة معينة. كان هذا الاكتشاف اليوم يسميها توزيع ماكسويل بولتزمان.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن معادلات ماكسويل وأهميتها.