James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell

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James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell
Nascimento	13 de junho de 1831 Edimburg, Escócia
Morte	5 de novembro de 1879 Cambridge, Inglaterra
Residência	Escócia
Nacionalidade	Escocês
Campo	Matemático e físico
Universidade	Universidade de Cambridge
Conhecido por	Equacions de Maxwell, Distribuição de Maxwell
Prêmios importantes	Medalha Rumford, Prêmio Adams
Religião	Cristão

James Clerk Maxwell (13 de junho de 1831 – 5 de novembro de 1879 ) foi um matemático e físico teòric escocês. O seu sucesso mais importante foi a formulació de um conjunto de equacions epònimes —conhecidas como equacions de Maxwell— que por primeira volta exprimiu as leis básicas da electricidade e o magnetisme de um modo unificado. Também desenvolveu a distribuição de Maxwell, uma estatística que pretende descrever aspectos da teoria cinètica dos gases. Estas duas descobertas contribuíram a inaugurar era-a da física moderna, assentant os fundamentos para os futuros trabalhos em campos como a relativitat especial e a mecânica quàntica. Maxwell é também conhecido para ter criado a primeira câmara fotogràfica de cores combinadas o 1861, mediante o sistema da síntese additiva.

A maioria de ilustro-a carreira de Maxwell teve lugar à Universidade de Cambridge, onde as suas investigações com freqüência faziam uso da sua aptitud matemática, percorrendo a elementos da geometria e a àlgebra. Com estas destreses, Maxwell foi capaz de demonstrar que os campos eléctrico e magnético viajam através do espaço em forma de ondas e à velocidade constante da luz. Finalmente, o 1861 Maxwell escreveu uma publicação dividida em quatro partes no Philosophical Magazine denominada Sobre as linhas físicas de bastante onde propôs por primeiro golpe que a luz era de fato ondulacions no próprio medi, que é a causa do fenòmen eléctrico e magnético.

Maxwell é considerado por muitos, especialmente por aqueles que trabalham no campo da física, como o cientista do século XIX que mais influiu a física do século XX. Muitos consideram que as suas contribuições à física são da mesma magnitude que as de Isaac Newton e Albert Einstein.^[2] Ao final do enquesta do milénio, uma enquesta que pretende fazer uma lista dos 100 físicos mais rellevants da história, Maxwell foi votado como o terceiro físico mais grande de todos os tempos, só por trás de Newton e Einstein.^[3] No centenário do nascimento de Maxwell, o mesmo Einstein descreveu o trabalho de Maxwell como a obra "mais profunda e mais fructífera que a física experimentou desde a época de Newton."^[4] Einstein manteve uma a fotografa de Maxwell à parede do seu estudo, ao lado de fotografas de Michael Faraday e Newton.^[5]

Mesa de conteúdos 1 Biografia 1.1 Primeiros anos 1.2 Educação 1.3 Juventude 1.3.1 Teoria cinètica e teoria de controle 1.3.2 Electromagnetisme 1.4 Maturidade, morrido e anos posteriores 1.5 Personalidade 2 Publicações 3 Referências 4 Bibliografia 5 Enllaços e recursos

Biografia

Primeiros anos

James Clerk Maxwell nasceu o 13 de junho de 1831 a Edimburg , Escócia; era filho de John Clerk e Frances Maxwell, com Cay como cognom de soltera.^[6] O lugar de nascimento foi o número 14 de India Street, que agora é a localização do ICMS (Centro Internacional para as Ciências Matemáticas). Por aquela época o físico Michael Faraday estava a ponto de completar o seu trabalho sobre inducció magnética, um conceito sobre o qual Maxwell basear-se-ia mais tarde.

O pai de Maxwell era um homem com recursos económicos, relacionado com a família Clerk de Penicuik, Midlothian (Escócia), baronets titulares dos Clerk de Penicuik; o seu irmão, Sir George Clerk, era o sexto baronet.^[7] Tinha nascido com o nome de John Clerk,^[8] e acrescentou o llinatge Maxwell ao seu próprio cognom depois de ter herdado uma casa de campo a Middlebie, Kirkcudbrightshire, ao sudoeste de Escócia, com conexões com a família Maxwell, membros da nobreza.^[6] Os pais de Maxwell não se conhecem e se casaram já bem entrados à trentena,^[9] um fato pouco habitual naquele tempo, e Frances Maxwell tinha quase 40 anos quando nasceu James. Tinham tido dantes uma filha, Elizabeth, que morreu durante a infantesa.^[10] Denominaram James ao seu único filho supervivent, um nome que seguia a tradição familiar, não só pelo seu avô senão por muitos outros dos seus antepassados.

A família transladou-se quando James era jovem a Glenlair, uma casa que os seus pais tinha construído numa área de 1500 acres (6,1 km²) a Middlebie, à ruralia de Escócia.^[11] Todos os indícios sugerem que Maxwell tinha mantido uma curiosidade insaciable desde uma idade temporã.^[12] À idade de três anos, o que se movia, brilhava, ou fazia um ruído já gerava a pergunta: "qual é o ir ou 'isto?".^[13] Todos os indícios sugerem que Maxwell tinha mantido uma inextingible curiosidade desde bem jovem. Aos três anos, qualquer coisa que se movia, brilhava ou fazia ruído gritava a sua atenção.^[14] O 1834, numa carta à sua cunyada Jane Cay, o seu pai descrever este sentido innat da curiosidade de James:^[15][2]

Educação

Em adonar-se do potencial do jovem Maxwell, a sua mãe Frances fez-se responsável da sua educação infantil, que na época victoriana era em boa mede o trabalho das mulheres que serviam à casa.^[16] Mas vai emmalaltir,provavelmente de um cancro ao abdomen, e depois de uma operação sem sucesso morreu o 1839, quando o pequeno James tinha só 8 anos. O seu pai, John Clerk Maxwell, fez-se cargo da educação do seu filho, com a ajuda da sua cunyada Jane Cay; ambos jogaram papéis fundamentais na vida de James.^[16] A sua educação formal começou, sem sucesso, sob a orientação de um tutor contratado. Não se sabe muito sobre o homem que o pai de James contratou para alliçonar o seu filho, excepto que tratou o moço com muita severitat, e o renyava com freqüência para ser lento e capritxós.^[16] A sua filosofia educativa baseava-se na intimidação, com freqüência física. James nunca respondeu bem à instrução do tutor; John Maxwell despediu o tutor o novembro de 1841. Depois de uma busca considerável e de pensar-se-o bem, o pai enviou James ao Acadèmia de Edimburg.^[17] O seu malnom ao escola era «Dafty» («soado» ou «badoc») porque no primeiro dia de classe levou sabates de fabricação caseira.^[18]

Maxwell foi captivat pela geometria a uma idade precoç, redescobrint os políedres regulares dantes de qualquer ensino formal. Muito do seu talento, mas, passou desapercebut e o seu trabalho académico permaneceu sem notorietat até que o 1845, à idade de 13 anos, ganhou a medalha de matemáticas da escola e os primeiros prêmios às categories de língua e versos em inglês. Como primeira criação de trabalho inovador, à idade de 14, Maxwell escreveu um ensaio descrevendo técnicas mecânicas para desenhar curvas matemáticas com um pedaço de cordill e as propriedades de el·lipses e curvas com mais de dois foco. Este trabalho, Curvas ovals, foi publicado pela Royal Society de Edimburg e apesar que demonstra a curiosidade de Maxwell a uma idade bem jovem, é importante assinalar que o trabalho em si mesmo não era matemàticament profundo. A diferença de outras mentes excepcionais, como agora Gauß, Pascal ou Mozart, Maxwell não foi um menino prodígio. O seu talento natural mais cedo maduraria lentamente. O seu pai alentou-o para que perseguisse os seus interesses científicos e matemáticos. Maxwell entrou à universidade à idade de 16 anos e com o tempo vai-se graduar com honras em matemáticas.

Juventude

Maxwell abandonou o Acadèmia e começou a assistir às classes da Universidade de Edimburg. Teve a oportunidade de internar em Cambridge depois do primeiro trimestre, mas em vez disto Maxwell decidiu completar os três trimestres dos seus estudos universitários a Edimburg. A razão principal foi que Cambridge era demasiado longe de casa e só teria podido ver o seu pai dois golpes no ano. Outra razão foi a preocupação de Maxwell sobre o seu futuro. Queria ser científico, mas os trabalhos científicos eram escassas naquele tempo e teria sido bem mais difícil obter um lugar como ensinando numa universidade tão prestigiosa como Cambridge. Em consequência, Maxwell completou os seus estudos a Edimburg em filosofia natural, filosofia moral e filosofia da mente com Sir William Hamilton. No ano do seu divuitè aniversário contribuiu com dois artigos no Transactions of the Royal Society of Edinburgh —um dos quals, Sobre o equilíbrio dos sólidos elàstics, estabeleceu os fundamentos para uma importante descoberta que faria posteriormente na sua vida: a dupla refracció temporária produzida nos líquidos viscosos pela tensão de cisalla.

O 1850, Maxwell marchou à Universidade de Cambridge, inicialmente a Peterhouse, mas finalmente abandonou-a pela Trinity College, onde segundo cria era mais fácil conseguir uma bolsa. A Trinity, foi elegido pela sociedade secreta conhecida como os Apòstols de Cambridge. O novembro de 1851, Maxwell estudou com o tutor William Hopkins (conhecido como o «produtor de wranglers », estudantes que acabam no terceiro ano de carreira com as melhores qualificações). Durante o tempo em que Maxwell estudava a carreira universitária a Trinity, se completou uma parte considerável da interpretação das suas equacions de electromagnetisme.

O 1854, Maxwell se graduà com um título como second wrangler em matemáticas a Trinity (isto é, obtendo a segunda puntuació mais alta ao exame final de matemáticas) e foi declarado igual ao senior wrangler do seu ano na prova, bastante mais exigent, do exame para o prêmio Smith (isto é, ao mesmo nível que o primeiro da sua promoção). Imediatamente depois de tomar o seu título de graduat, leu adiante da Sociedade Filosòfica de Cambridge uma memória original, Sobre a transformação de superfícies por flexió. Este é um dos poucos documentos puramente matemáticos que publicou e imediatamente mostrou aos experts toda a genialitat do seu autor. Pela mesma época, apareceu a sua elaborada memória, Sobre as linhas de bastante de Faraday , na qual dava o primeiro indício de algumas das investigações sobre electricidade que culminaram no trabalho mais formidable da sua vida.

Do 1855 ao 1872, publicou em intèrvals uma série de valiosas investigações relacionadas com Percepció da cor e Daltonisme, pela primeira das quais recebeu a medalha Rumford da Royal Society o 1860. Os instrumentos que desenhou para estas investigações eram singelos e cómodoas de utilizar. Por exemplo, empregou os denominados discos de Maxwell para comparar uma mistura variable das três cores primaris com uma cor de mostra, observando a cor única que aparecia ao os girar rapidamente. O 1856, Maxwell foi nomeado para a cátedra de Filosofia Natural ao Marischal College, Aberdeen, que manteve até a fusão das duas universidades de Aberdeen o 1860.

O 1859, ganhou o prêmio Adams a Cambridge por um ensaio inovador, Sobre a estabilidade dos anéis de Saturn, no qual concluiu que os anéis não podiam ser completamente sólidos ou fluids. Maxwell demonstrou que a estabilidade poderia se apresentar unicamente se os anéis consistiram em numerosas pequenas partículas sólidas, que ele denominava «rocall». Também vai refutar matemàticament a hipótese nebular (que afirmava que o sistema solar se tinha formado pela condensació progressiva de uma nebulosa difusa), obrigando a teoria a dar explicações sobre as porcions adicionais de pequenas partículas sólidas.

O 1860, foi professor no King's College de Londres. O 1861, Maxwell foi escolhido para a Royal Society. Durante este tempo, fez busca sobre a elasticitat dos sólidos e a geometria pura.

Teoria cinètica e teoria de controle

Artigo principal: Distribuição de Maxwell-Boltzmann