James Clerk Maxwell, omul de știință care a demonstrat pentru prima dată legătura dintre electricitate, magnetism și lumină

„O epocă științifică s-a încheiat și o alta a început cu James Clerk Maxwell”, spunea Albert Einstein despre unul dintre oamenii de știință de top ai umanității, fizicianul scoțian James Clerk Maxwell, cel mai cunoscut pentru teoria radiațiilor electromagnetice. Maxwell, în 1865, a demonstrat cum câmpurile electrice și magnetice se deplasează cu viteza luminii prin spațiu ca niște unde, propagânda-se sub formă de unde electromagnetice. Această descoperire nu numai că a explicat natura luminii ca undă electromagnetică, ci a deschis calea pentru dezvoltarea unor tehnologii precum radioul, televiziunea și comunicațiile fără fir. Maxwell a contribuit în mod esenţial la elaborarea teoriei cinetice a gazelor, scrie bcu-iasi.ro, utilizând statistica matematică pentru stabilirea legii de distribuţie a vitezelor moleculelor.

Adesea amintit ca fiind unul dintre cei mai inventivi și influenți fizicieni din toate timpurile, James Clerk Maxwell s-a născut la Edinburgh, la 13 iunie 1831, într-o familie de academicieni care l-a expus de mic la un mediu intelectual stimulativ.

• Ce putem afla din cristalele antice despre apa și continentele Pământului?
• Iată ce se întâmplă în creierul tău dacă îți place să citești ficțiune

La vârsta de opt ani, Maxwell a intrat la Edinburgh Academy, o prestigioasă școală independentă, acolo unde și-a dezvoltat și completat cunoștințele deja implementate de mama lui în diverse materii, inclusiv matematică, științe, literatură engleză și latină.

În 1847, la vârsta de 16 ani, Maxwell s-a înscris la Universitatea din Edinburgh. Inițial, a studiat clasicii, dar în curând s-a orientat spre matematică și fizică, urmându-și pasiunea pentru cercetarea științifică. În perioada petrecută la universitate, a studiat sub îndrumarea unor profesori renumiți, precum James Forbes și Philip Kelland, dezvoltându-și și mai mult abilitățile matematice și științifice.

În 1850, la vârsta de 19 ani, Maxwell și-a continuat studiile la Universitatea din Cambridge, mai exact la Trinity College. Cambridge era un centru de activitate științifică, iar Maxwell a prosperat în acest mediu avansat din punct de vedere intelectual. A continuat să studieze matematica și fizica sub îndrumarea unor profesori influenți ai vremii, printre care William Hopkins și George Stokes, în același timp având posibilitatea de a stabili legături cu oameni de știință importanți ai epocii care i-au favorizat diverse colaborări și schimburi intelectuale.

La vârsta de 25 de ani (în 1856), James Clerk Maxwell a devenit profesor la Cambridge, preluând catedra de filosofie naturală și predând studenților din anul III, de la Arte.

În timpul petrecut la Marischal College, Maxwell s-a implicat într-o gamă variată de activități științifice și a continuat să își demonstreze abilitățile intelectuale remarcabile.

În optică, de exemplu, a adus contribuții semnificative. A pus bazele colorimetriei moderne, care reprezintă studiul științific al culorilor și al percepției acestora. În plus, a formulat proprietățile generale ale sistemelor imagistice perfecte, cu impact semnificativ asupra înțelegerii și dezvoltării instrumentelor optice.

În domeniul dinamicii, Maxwell a dedus natura și stabilitatea inelelor lui Saturn, oferind informații valoroase despre structura și dinamica acestor obiecte cerești și, de asemenea, a dezvoltat un top dinamic, un dispozitiv care a demonstrat concepte simplificatoare pentru analiza mișcării corpurilor care se rotesc, invenție care a contribuit la facilitarea studiului mișcării de rotație.

James Maxwell a dezvoltat primele legi statistice din fizică, cunoscute acum sub numele de distribuția lui Maxwell, care descriu distribuția vitezelor moleculelor de gaz în echilibru termic, punând astfel bazele dezvoltării mecanicii statistice, cu un rol crucial în înțelegerea comportamentului particulelor la nivel molecular.

În 1858, Maxwell s-a căsătorit cu Katherine Mary Dewar în Old Machar, Aberdeen, marcând o etapă personală importantă în viața sa, în același an publicând și lucrarea „Illustrations of the Dynamical Theory of Gases”, în care a dezvoltat și demonstrat distribuția de viteză a particulelor într-un gaz, ceea ce a devenit cunoscut sub numele de distribuția Maxwell-Boltzmann, cu implicații importante în înțelegerea comportamentului particulelor la nivel molecular.

În 1860, James Maxwell și-a încheiat colaborarea cu Marischal College, în momentul în care i-a fost desființat postul ca urmare a fuziunii celor două universități din Aberdeen. Ulterior, a ocupat un post de profesor la King’s College din Londra, continuându-și remarcabila călătorie științifică.

În 1861, Maxwell a făcut prima sa demonstrație privind reproducerea culorilor la Royal Institution, prezentându-și expertiza în domeniul opticii. În același an, a fost ales membru al Societății Regale (FRS), chiar înainte de a împlini 30 de ani.

Tot în 1861, Maxwell a publicat „On Physical Lines of Force”, o lucrare științifică care a expus ideile sale privind natura câmpurilor electromagnetice și relația acestora cu fenomenele de electricitate, magnetism și optică. Ideea cheie a lui Maxwell a fost realizarea faptului că efectele electrice și magnetice pot fi descrise printr-un set de ecuații matematice, efecte despre care a spus că se propagă prin spațiu sub forma unor „linii de forță”, pe care le-a considerat entități fizice. Conceptul de linii de forță al lui Maxwell a reprezentat o îndepărtare de la opinia predominantă conform căreia numai particulele materiale puteau fi considerate entități fizice. Ecuațiile lui Maxwell au formalizat matematic relația dintre sarcinile electrice, câmpurile electrice, câmpurile magnetice și interacțiunea acestora și, de asemenea, au prezis existența undelor electromagnetice, stabilind că lumina însăși este un fenomen electromagnetic. Această perspectivă a revoluționat înțelegerea opticii și a deschis calea pentru dezvoltarea tehnologiilor de comunicare fără fir, iar lucrarea în sine i-a consolidat poziția de pionier în domeniul electromagnetismului.

În 1871, Maxwell a condus și a înființat Laboratorul Cavendish din Cambridge, devenind primul profesor de fizică experimentală al acestuia. A ținut cea de-a doua prelegere despre culoare la Royal Institution, extinzându-și și mai mult activitatea în domeniul opticii.

Contribuțiile lui Maxwell au fost recunoscute la nivel mondial. A fost ales membru al unor societăți științifice prestigioase, inclusiv al Academiei Americane de Arte și Științe și al Societății Filosofice Americane, munca sa aducându-i numeroase diplome și medalii onorifice, printre care Medalia Volta și Medalia Rumford de la Royal Society.

James Clerk Maxwell a murit la doar 48 de ani, în urma unui cancer la stomac, la 5 noiembrie 1879. În semn de recunoaștere a imensei sale contribuții, o statuie a lui Maxwell a fost dezvelită la Edinburgh în 2008.

Surse:

https://www.britannica.com/biography/James-Clerk-Maxwell

https://www.bcu-iasi.ro/expozitii_virtuale/james-clerk-maxwell-1831-1879/

Vă mai recomandăm să citiți și:

André-Marie Ampère, unul dintre fondatorii științei electromagnetismului clasic

Hans Christian Orsted, pionierul electromagnetismului

Sateliții lui Elon Musk ar putea distruge câmpul magnetic al Pământului

Cele mai puternice câmpuri magnetice ar putea fi chiar aici pe Pământ