James Maxwell je fizičar koji je prvi formulirao osnove klasične elektrodinamike. Koriste se i danas. Poznata je poznata Maxwellova jednadžba; on je u ovu nauku uveo pojmove kao što su struja pomaka, elektromagnetno polje, predviđeni elektromagnetni valovi, priroda i pritisak svjetlosti i napravio mnoga druga važna otkrića.
Fizičar iz detinjstva
Fizičar Maksvel rođen je u 19. veku, 1831. godine. Rođen je u Edinburgu, Škotska. Junak našeg članka dolazi iz porodice činovnika; njegov otac je imao porodično imanje u Južnoj Škotskoj. Godine 1826. pronašao je ženu po imenu Frances Kay, vjenčali su se, a 5 godina kasnije im se rodio James.
U djetinjstvu, Maxwell i njegovi roditelji preselili su se na imanje Middleby, gdje je proveo svoje djetinjstvo, koje je u velikoj mjeri zasjenila smrt njegove majke od raka. Već u prvim godinama života aktivno se zanimao za svijet oko sebe, volio je poeziju i bio je okružen takozvanim „naučnim igračkama“. Na primjer, prethodnik bioskopa "magični disk".
Sa 10 godina počeo je da uči kod kućne učiteljice, ali se to pokazalo neefikasnim, pa se 1841. preselio u Edinburg da živi kod tetke. Ovdje je počeo pohađati akademiju u Edinburgu, koja je naglašavala klasično obrazovanje.
Studiranje na Univerzitetu u Edinburgu
Godine 1847. ovdje je počeo studirati budući fizičar James Maxwell koji je proučavao radove iz fizike, magnetizma i filozofije, te izveo brojne laboratorijske eksperimente. Najviše su ga zanimala mehanička svojstva materijala. Pregledao ih je koristeći polarizirano svjetlo. Fizičar Maksvel imao je ovu priliku nakon što mu je njegov kolega William Nicol dao dva polarizujuća uređaja koja je sam sastavio.
U to vreme je pravio veliki brojŽelatinski modeli, podvrgnuti ih deformacijama, pratili su slike u boji polarizovano svetlo. Uspoređujući svoje eksperimente sa teorijskim istraživanjima, Maxwell je izveo mnoge nove zakone i testirao stare. U to vrijeme rezultati ovog rada bili su izuzetno važni za konstrukcijsku mehaniku.
Maxwella u Kembridžu
1850. Maksvel želi da nastavi školovanje, iako njegov otac nije oduševljen ovom idejom. Naučnik odlazi u Kembridž. Tamo ulazi na jeftin Peterhouse College. Dostupan tamo program obuke nije zadovoljilo Jamesa, a osim toga, studiranje u Peterhouseu nije pružalo nikakve izglede.
Tek na kraju prvog semestra uspio je uvjeriti oca i prebaciti se na prestižniji Trinity College. Dvije godine kasnije postaje stipendista i dobija zasebnu sobu.
U isto vrijeme, Maxwell se praktički ne bavi naučne aktivnosti, više čita i pohađa predavanja istaknutih naučnika svog vremena, piše poeziju i učestvuje u intelektualnom životu univerziteta. Junak našeg članka puno komunicira s novim ljudima, zbog čega nadoknađuje svoju prirodnu stidljivost.
Maxwellova dnevna rutina bila je zanimljiva. Od 7 do 17 sati radio je, pa zaspao. Ponovo sam ustao u 21.30, čitao i od dva do pola tri ujutro trčao pravo po hodnicima hostela. Nakon toga je ponovo otišao u krevet da spava do jutra.
Elektro radovi
Dok je bio u Kembridžu, fizičar Maksvel se ozbiljno zainteresovao za probleme električne energije. Istražuje magnetne i električne efekte.
Do tada je Michael Faraday iznio teoriju elektromagnetne indukcije, linije sile koje su sposobne da povežu negativna i pozitivna električna naboja. Međutim, Maxwellu se ovaj koncept djelovanja na daljinu nije sviđao; njegova intuicija mu je govorila da negdje postoje kontradiktornosti. Stoga je odlučio da konstruiše matematičku teoriju koja bi kombinovala rezultate koje su dobili zagovornici akcije dugog dometa i Faradejevu reprezentaciju. Koristio je metod analogije i primijenio rezultate koje je William Thomson prethodno postigao u analizi procesa prijenosa topline u čvrstim tvarima. Tako je po prvi put dao obrazloženo matematičko opravdanje za to kako se u određenom okruženju odvija prijenos električnog djelovanja.
Fotografije u boji
1856. Maksvel je otišao u Aberdin, gde se ubrzo oženio. U junu 1860. godine, na Kongresu Britanskog udruženja, koji se održava u Oksfordu, junak našeg članka daje važan izvještaj o svom istraživanju u području teorije boja, potkrepljujući ga specifičnim eksperimentima koristeći kutiju za boje. Iste godine je nagrađen medaljom za rad na kombinovanju optike i boja.
Godine 1861. u Kraljevskoj instituciji pružio je nepobitne dokaze o ispravnosti svoje teorije - ovo je fotografija u boji, na kojoj je radio od 1855. godine. Ovo niko na svetu nije uradio ranije. Negative je snimao kroz nekoliko filtera - plavi, zeleni i crveni. Osvjetljavanjem negativa kroz iste filtere uspijeva dobiti sliku u boji.
Maxwellova jednadžba
U biografiji Jamesa Clerka Maxwella, Thomson je također imao snažan utjecaj na njega. Kao rezultat toga, dolazi do zaključka da magnetizam ima vrtložnu prirodu, a električna struja translacijsku prirodu. On stvara mehanički model kako bi sve jasno demonstrirao.
Rezultirajuća struja pomaka dovela je do poznate jednadžbe kontinuiteta koja se i danas koristi za električni naboj. Prema savremenicima, ovo otkriće je postalo Maxwellov najznačajniji doprinos moderna fizika.
poslednje godine života
Posljednje godine svog života Maxwell je proveo u Kembridžu na raznim administrativnim pozicijama, postavši predsjednik filozofsko društvo. Zajedno sa svojim studentima proučavao je širenje talasa u kristalima.
Zaposlenici koji su sa njim radili više puta su istakli da je bio što lakši za komunikaciju, da se u potpunosti posvetio istraživanju, da je imao jedinstvenu sposobnost da pronikne u suštinu samog problema, da je bio veoma pronicljiv, a da je istovremeno adekvatno odgovarao na kritike. , nikada nije težio da postane poznat, ali je u isto vrijeme bio sposoban za vrlo rafiniran sarkazam.
Prvi simptomi teške bolesti pojavili su se 1877. godine, kada je Maxwell imao samo 46 godina. Počeo je sve češće da se guši, bilo mu je teško da jede i guta hranu, a osećao je jake bolove.
Posle dve godine bilo mu je jako teško da drži predavanja, javno govori, brzo se umorio. Ljekari su konstatovali da se njegovo stanje stalno pogoršava. Dijagnoza ljekara je bila razočaravajuća - rak trbušne duplje. Krajem godine, potpuno oslabljen, vratio se iz Glenlarea u Cambridge. Dr Džejms Pedžet, poznati u to vreme, pokušao je da mu olakša patnju.
U novembru 1879. Maksvel je umro. Kovčeg s njegovim tijelom prevezen je iz Kembridža na porodično imanje, sahranjen pored njegovih roditelja na malom seoskom groblju u Partonu.
Olimpijske igre u čast Maxwella
Uspomena na Maxwella sačuvana je u nazivima ulica, zgrada, astronomskih objekata, nagrada i dobrotvornih fondacija. Maxwellova fizička olimpijada se takođe održava svake godine u Moskvi.
Izvodi se za učenike od 7. do 11. razreda. Za školsku decu od 7-8 razreda, rezultati Maksvelove olimpijade iz fizike su zamena za regionalne i Sveruska pozornica Olimpijade za školarce iz fizike.
Za učešće u regionalnoj fazi potrebno je da dobijete dovoljan broj bodova u preliminarnoj selekciji. Regionalna i završna faza Maxwell olimpijade iz fizike održavaju se u dvije etape. Jedan od njih je teorijski, a drugi eksperimentalni.
Zanimljivo je da se zadaci Maxwell olimpijade iz fizike u svim fazama poklapaju po stepenu težine sa testovima završnih faza Sveruska olimpijadaškolska djeca.
13. juna 1831. godine u Edinburgu je rođen dječak po imenu James u porodici aristokrate iz stare porodice Klerk. Njegov otac, John Clerk Maxwell, član advokature, imao je fakultetsko obrazovanje, ali nije volio svoju profesiju i zanimao se za tehnologiju i nauku u slobodno vrijeme. Džejmsova majka, Frensis Kej, bila je ćerka sudije. Nakon rođenja dječaka, porodica se preselila u Middleby, porodično imanje Maxwell na jugu Škotske. Uskoro je John tu izgradio nova kuća, po imenu Glenlar.
Djetinjstvo budućeg velikog fizičara pomračila je samo prerana smrt njegove majke. Džejms je odrastao kao radoznao dečak i, zahvaljujući očevim hobijima, od detinjstva je bio okružen "tehničkim" igračkama, poput modela nebeske sfere i "magijskog diska", preteče bioskopa. Ipak, zanimao se i za poeziju, pa je čak i sam pisao poeziju, inače, ne napuštajući ovu aktivnost do kraja svojih dana. Džejmsov otac dao mu je osnovno obrazovanje - prvi kućni učitelj primljen je tek kada je Džejms imao deset godina. Istina, otac je brzo shvatio da takva obuka nije nimalo efikasna i poslao je sina u Edinburg, svojoj sestri Izabeli. Ovdje je James upisao akademiju u Edinburgu, gdje su djeca dobila čisto klasično obrazovanje - latinski, grčki, antičku književnost, sveta biblija i malo matematike. Dječak nije odmah volio učenje, ali je postepeno postao najbolji učenik u razredu i počeo se zanimati prvenstveno za geometriju. U to vrijeme je izmislio sopstveni put crtanje ovala.
Sa šesnaest godina, James Maxwell je diplomirao na akademiji i upisao se na Univerzitet u Edinburghu. Ovdje se konačno zainteresirao za egzaktne nauke, a već 1850. godine Kraljevsko društvo Edinburgha prepoznalo je njegov rad na teoriji elastičnosti kao ozbiljan. Iste godine Džejmsov otac se složio da je njegovom sinu potrebno prestižnije obrazovanje i Džejms je otišao na Kembridž, gde je prvo studirao na koledžu Peterhouse, a u drugom semestru prešao na Triniti koledž. Dvije godine kasnije, Maxwell je dobio univerzitetsku stipendiju za svoj uspjeh. Međutim, na Kembridžu se bavio vrlo malo nauke – više je čitao, stekao nova poznanstva i aktivno se kretao među univerzitetskim intelektualcima. U to vrijeme formiraju se i njegovi vjerski stavovi - bezuvjetna vjera u Boga i skepticizam prema teologiji, koju je James Maxwell stavio na posljednje mjesto među ostalim naukama. U studentskim godinama postao je i pristalica takozvanog „hrišćanskog socijalizma“ i učestvovao u radu „Radničkog koledža“, držeći tamo popularna predavanja.
Sa dvadeset tri godine, Džejms je položio završni ispit iz matematike i završio na drugom mestu na listi studenata. Nakon što je stekao diplomu, odlučio je da ostane na univerzitetu i priprema se za zvanje profesora. Predavao je, nastavio da sarađuje sa Radničkom školom i započeo knjigu o optici, koju nikada nije završio. U isto vrijeme, Maxwell je stvorio eksperimentalnu strip studiju koja je postala dio folklora Kembridža. Svrha ove studije bila je "mačje kotrljanje" - Maxwell je odredio minimalnu visinu sa koje mačka stoji na šapama prilikom pada. Ali Jamesovo glavno zanimanje u to vrijeme bila je teorija boja, koja je nastala iz Newtonove ideje o postojanju sedam osnovnih boja. Njegovo ozbiljno interesovanje za električnu energiju datira iz istog vremena. Odmah nakon što je stekao diplomu, Maksvel je počeo da istražuje elektricitet i magnetizam. Po pitanju prirode magnetnih i električnih efekata, prihvatio je stav Majkla Faradaja, prema kojem linije sile povezuju negativna i pozitivna naelektrisanja i ispunjavaju okolni prostor. Ali točne rezultate je dobila već uspostavljena i rigorozna nauka o elektrodinamici, pa je Maxwell sebi postavio pitanje izgradnje teorije koja je uključivala i Faradejeve ideje i rezultate elektrodinamike. Maksvel je razvio hidrodinamički model linija sila, a takođe je uspeo da po prvi put izrazi na jeziku matematike zakone koje je otkrio Faradej – u obliku diferencijalnih jednačina.
U jesen 1855. James Maxwell, uspješno položivši traženi ispit, postaje član univerzitetskog vijeća, što je, inače, u to vrijeme značilo polaganje zavjeta celibata. S početkom novog semestra počeo je da čita predavanja iz optike i hidrostatike na fakultetu. Međutim, zimi je morao otići na svoje rodno imanje da preveze svog teško bolesnog oca u Edinburg. Vrativši se u Englesku, James je saznao da postoji slobodno mjesto za nastavnika prirodne filozofije na koledžu Aberdeen Marischal. Ovo mjesto mu je dalo priliku da bude bliže svom ocu, a Maxwell nije vidio nikakvu perspektivu za sebe u Cambridgeu. Sredinom proljeća 1856. postao je profesor u Aberdeenu, ali John Clerk Maxwell je umro prije imenovanja njegovog sina. Džejms je leto proveo na porodičnom imanju i u oktobru je otišao u Aberdin.
Aberdeen je bio glavna luka Škotske, ali su mnogi odsjeci njegovog univerziteta nažalost napušteni. Već u prvim danima svog profesorskog staža, Džejms Maksvel je počeo da ispravlja ovu situaciju, barem na svom odseku. Radio je na novim nastavnim metodama i pokušavao da zainteresuje studente za naučni rad, ali u tom poduhvatu nije bio uspešan. Predavanja novog profesora, puna humora i igre riječi, bavila su se vrlo složenim stvarima, a ta činjenica je uplašila većinu studenata, naviknutih na popularnost izlaganja, nedostatak demonstracija i zanemarivanje matematike. Od osam desetina učenika, Maksvel je uspeo da podučava samo nekoliko ljudi koji su zaista želeli da uče.
U Aberdinu je Maxwell uredio i svoj lični život - u ljeto 1858. oženio se najmlađom kćerkom direktora koledža Marischal, Catherine Dewar. Odmah nakon vjenčanja, James je izbačen iz vijeća Trinity Collegea zbog kršenja zavjeta celibata.
Davne 1855. godine Kembridž je ponudio rad na proučavanju Saturnovih prstenova za prestižnu Adamsovu nagradu, a nagradu je dobio Džejms Maksvel 1857. godine. Ali nije bio zadovoljan nagradom i nastavio je da razvija temu, na kraju je objavio raspravu „O stabilnosti kretanja Saturnovih prstenova“ 1859. godine, koja je odmah stekla priznanje među naučnicima. Za raspravu je rečeno da je najbriljantnija primjena matematike na fiziku koja postoji. Tokom svog profesorskog rada na koledžu Aberdeen, Maxwell se bavio i temom prelamanja svjetlosti, geometrijska optika i, što je najvažnije, kinetička teorija gasova. Godine 1860. izgradio je prvi statistički model mikroprocesa, koji je postao osnova za razvoj statističke mehanike.
Profesorsko mjesto na Univerzitetu Aberdeen je sasvim dobro odgovaralo Maxwellu - fakultet je zahtijevao njegovo prisustvo samo od oktobra do maja, a ostatak vremena naučnik je bio potpuno slobodan. Na koledžu je vladala atmosfera slobode, profesori nisu imali stroge obaveze, a osim toga, Maxwell je svake sedmice držao plaćena predavanja na Aberdeenskoj naučnoj školi za mehaničare i zanatlije, za čije je usavršavanje uvijek bio zainteresiran. Ovo izvanredno stanje se promijenilo 1859. godine, kada je odlučeno da se dva univerzitetska koledža ujedine, a mjesto profesora na katedri za prirodnu filozofiju ukinuto. Maksvel je pokušao da dobije istu poziciju na Univerzitetu u Edinburgu, ali je posao prošao kroz konkurenciju njegovom starom prijatelju Peteru Tatu. U junu 1860. Jamesu je ponuđeno mjesto profesora na odsjeku za prirodnu filozofiju na Kraljevskom koledžu u glavnom gradu. Istog mjeseca održao je govor o svom istraživanju teorije boja i ubrzo je dobio Rumfordovu medalju za svoj rad u optici i miješanju boja. Međutim, svo preostalo vrijeme do početka semestra proveo je u Glenlareu, porodičnom imanju – i to ne na naučnim studijama, već teško oboljelih od malih boginja.
Biti profesor u Londonu pokazalo se mnogo manje prijatnim nego u Aberdinu. King's College je imao vrhunski opremljene laboratorije za fiziku i poštovao eksperimentalnu nauku, ali je takođe podučavao mnogo više studenata. Rad je ostavio Maxwellu samo vrijeme za kućne eksperimente. Međutim, 1861. godine je uključen u Odbor za standarde, koji je imao zadatak da definiše osnovne jedinice električne energije. Dvije godine kasnije objavljeni su rezultati pažljivih mjerenja, koji su 1881. poslužili kao osnova za usvajanje volta, ampera i oma. Maksvel je nastavio svoj rad na teoriji elastičnosti, stvorio Maksvelov teorem, koji razmatra naprezanje u rešetkama koristeći grafostatske metode, i analizirao ravnotežne uslove sfernih školjki. Za ove i druge radove koji su imali značajne praktični značaj godine, dobio je Keith nagradu od Kraljevskog društva u Edinburgu. U maju 1861., dok je držao predavanje o teoriji boja, Maxwell je iznio vrlo uvjerljive dokaze da je bio u pravu. Ovo je bila prva fotografija u boji na svijetu.
Ali najveći doprinos Jamesa Maxwella fizici bilo je otkriće struje. Došavši do zaključka da električna struja ima translacijsku prirodu, a magnetizam vrtložnu, Maxwell je stvorio novi model - čisto mehanički, prema kojem "molekularni vrtlozi proizvode" rotirajuće magnetsko polje, a "prazni prijenosni kotači" osigurati njihovu jednosmjernu rotaciju. Formacija električna struja osigurano je translatornim kretanjem prijenosnih kotača (prema Maxwellu - "čestice električne energije"), a magnetsko polje, koje je usmjereno duž osi vrtložne rotacije, pokazalo se okomito na smjer struje. To je bilo izraženo u „pravilu gimleta“, koje je Maksvel obrazložio. Zahvaljujući svom modelu, uspio je ne samo da jasno ilustruje fenomen elektromagnetne indukcije i vrtložnu prirodu polja koje stvara struju, već i da dokaže da promjene u električnom polju, koje se nazivaju struja pomaka, dovode do pojave magnetsko polje. Pa, struja pomaka dala je ideju o postojanju otvorenih struja. U svom članku "O fizičkim linijama sile" (1861-1862), Maxwell je izložio ove rezultate, a također je primijetio sličnost svojstava vrtložnog medija sa svojstvima luminifernog etra - i to je bio ozbiljan korak ka nastanku elektromagnetne teorije svjetlosti.
Maxwellov rad o dinamičkoj teoriji electro magnetsko polje objavljena je 1864. godine, a u njoj je mehanički model zamijenjen "Maxwellovim jednačinama" - matematičkom formulacijom jednačina polja - a samo polje je po prvi put tretirano kao pravi fizički sistem sa određenom energijom. U ovom članku je predvidio postojanje ne samo magnetnih, već i elektromagnetnih talasa. Paralelno sa proučavanjem elektromagnetizma, Maxwell je proveo nekoliko eksperimenata, testirajući svoje rezultate u kinetičkoj teoriji. Nakon što je konstruisao uređaj koji je određivao viskoznost vazduha, on se uverio da koeficijent unutrašnjeg trenja zaista ne zavisi od gustine.
Godine 1865, Maxwell se konačno umorio od njegovih pedagoška djelatnost. Nije iznenađujuće - njegova predavanja su bila preteška da bi se u njima održavala disciplina, a naučni rad, za razliku od nastave, okupirao je sve njegove misli. Odluka je donesena i naučnik se preselio u svoj rodni Glenlar. Gotovo odmah nakon selidbe ozlijeđen je jahanjem konja i razbolio se od erizipela. Nakon što se oporavio, James se aktivno bavio poljoprivredom, obnavljanjem i širenjem svog posjeda. Ipak, nije zaboravio ni na studente - redovno je putovao u London i Kembridž na polaganje ispita. Upravo je on postigao uvođenje pitanja i problema primijenjene prirode u ispite. Početkom 1867. doktor je savjetovao Maxwellovu često bolesnu ženu da se podvrgne liječenju u Italiji, a Maxwellovi su cijelo proljeće proveli u Firenci i Rimu. Ovde se naučnik sastao sa profesorom Matteucijem, italijanskim fizičarom, i vežbao strani jezici. Inače, Maksvel je dobro vladao latinskim, italijanskim, grčkim, nemačkim i francuskim. Maxwellovi su se vratili u domovinu preko Njemačke, Holandije i Francuske.
Iste godine Maksvel je komponovao pesmu posvećenu Peteru Tejtu. Komična oda nazvana je "Glavni muzičar za sviranje nabla" i pokazala se toliko uspješnom da je u nauci uspostavila novi izraz "nabla", nastao od imena drevnog Asiraca. muzički instrument i označava simbol vektorskog diferencijalnog operatora. Napominjemo da Maksvel svom prijatelju Taitu, koji je zajedno sa Tomsonom predstavio drugi zakon termodinamike kao JCM = dp/dt, duguje sopstveni pseudonim, kojim je potpisivao svoje pesme i pisma. Lijeva strana Formula se poklopila sa Džejmsovim inicijalima, pa je on odlučio da kao potpis koristi pravi - dp/dt.
Godine 1868. Maksvelu je ponuđeno mesto rektora na Univerzitetu St. Andrews, ali je naučnik odbio, ne želeći da promeni svoj povučeni način života u Glenlaru. Samo tri godine kasnije, nakon dugog razmišljanja, vodio je laboratorij za fiziku koji je upravo otvoren u Cambridgeu i shodno tome postao profesor eksperimentalne fizike. Nakon što je pristao na ovu dužnost, Maxwell je odmah počeo da se uspostavlja građevinski radovi i opremiti laboratoriju (prvo sopstvenim instrumentima). Na Kembridžu je počeo da predaje kurseve elektriciteta, toplote i magnetizma.
Takođe 1871. godine objavljen je Maksvelov udžbenik „Teorija toplote“, koji je kasnije više puta preštampan. Posljednje poglavlje knjige sadržavalo je osnovne postulate molekularne kinetičke teorije i Maxwellove statističke ideje. Ovdje je opovrgao drugi zakon termodinamike, koji su formulirali Clausius i Thomson. Ova formulacija je predvidjela "toplinsku smrt svemira" - čisto mehaničko gledište. Maxwell je ustvrdio statističku prirodu ozloglašenog "drugog zakona", koji, prema njegovom uvjerenju, može biti prekršen samo pojedinačnim molekulima, dok ostaje važeći u slučaju velikih agregata. Ovu poziciju je ilustrovao paradoksom nazvanim “Maxwellov demon”. Paradoks leži u sposobnosti "demona" (kontrolnog sistema) da smanji entropiju ovog sistema bez trošenja posla. Ovaj paradoks je razriješen u dvadesetom vijeku ukazivanjem na ulogu koju fluktuacije igraju u kontrolnom elementu i dokazivanjem da kada “demon” primi informaciju o molekulima, on povećava entropiju, te stoga nema kršenja drugog zakona termodinamike.
Dvije godine kasnije objavljeno je Maxwellovo dvotomno djelo pod naslovom “Treatise on Magnetism and Electricity”. Sadržao je Maxwellove jednačine, koje su dovele do Hertzovog otkrića elektromagnetnih valova (1887). Traktat je takođe dokazao elektromagnetnu prirodu svetlosti i predvideo efekat svetlosnog pritiska. Na osnovu ove teorije, Maksvel je objasnio uticaj magnetnog polja na širenje svetlosti. Međutim, ovaj fundamentalni rad su vrlo hladno prihvatili svetila nauke - Stokes, Thomson, Airy, Tait. Koncept ozloglašene struje pomaka, koja prema Maksvelu postoji čak i u eteru, odnosno u odsustvu materije, pokazao se posebno teškim za razumevanje. Osim toga, Maxwellov stil, koji je ponekad bio vrlo haotičan u prezentaciji, uvelike je ometao percepciju.
Laboratorija u Kembridžu, nazvana po Henriju Kevendišu, otvorena je u junu 1874. godine, a vojvoda od Devonšira svečano je predao Kevendišove rukopise Džejmsu Maksvelu. Maksvel je pet godina proučavao zaostavštinu ovog naučnika, reprodukovao njegove eksperimente u laboratoriji, a 1879. godine, pod njegovim uredništvom, objavio je sabranu dela Cavendisha koja se sastojala od dva toma.
Poslednjih deset godina svog života Maksvel se bavio popularizacijom nauke. U svojim knjigama, pisanim upravo za tu svrhu, slobodnije je iznosio svoje ideje i stavove, dijelio sumnje sa čitaocem i govorio o problemima koji tada još nisu bili rješivi. U laboratoriji Cavendish nastavio je razvijati vrlo specifična pitanja vezana za molekularnu fiziku. Njegova posljednja dva rada objavljena su 1879. - o teoriji razrijeđenih nehomogenih plinova i o raspodjeli plina pod utjecajem centrifugalnih sila. Obavljao je i mnoge dužnosti na univerzitetu - bio je u vijeću senata univerziteta, u komisiji za reformu matematičkog ispita, bio je i predsjednik filozofskog društva. Sedamdesetih je imao učenike, među kojima su bili budući poznati naučnici George Crystal, Arthur Shuster, Richard Glazeburg, John Poynting, Ambrose Fleming. I Maxwellovi učenici i saradnici su primijetili njegovu usredotočenost, lakoću komunikacije, uvid, suptilni sarkazam i potpuni nedostatak ambicija.
U zimu 1877. Maxwell je pokazao prve simptome bolesti koja će ga ubiti, a dvije godine kasnije ljekari su mu dijagnosticirali rak. Veliki naučnik umro je u Kembridžu 5. novembra 1879. godine u dobi od četrdeset osam godina. Maxwellovo tijelo je prevezeno u Glenlare i sahranjeno nedaleko od imanja, na skromnom groblju u selu Parton.
Njegovi savremenici nisu u potpunosti cenili ulogu Džejmsa Klerka Maksvela u nauci, ali je važnost njegovog rada bila neosporna za naredni vek. Ričard Fejman, američki fizičar, rekao je da je otkriće zakona elektrodinamike najznačajniji događaj devetnaestog veka, u poređenju sa kojim bledi. Građanski rat u Sjedinjenim Državama, što se dogodilo u isto vrijeme...
Mnoge naučne publikacije i časopisi u U poslednje vreme objavljuju članke o dostignućima u fizici i savremenim naučnicima, a retke su publikacije o fizičarima iz prošlosti. Željeli bismo da ispravimo ovu situaciju i prisjetimo se jednog od istaknutih fizičara prošlog stoljeća, Jamesa Clerka Maxwella. Ovo je poznati engleski fizičar, otac klasične elektrodinamike, statističke fizike i mnogih drugih teorija, fizičkih formula i izuma. Maxwell je postao tvorac i prvi direktor Cavendish laboratorije.
Kao što znate, Maksvel je došao iz Edinburga i rođen je 1831. godine u plemićkoj porodici, koja je bila u srodstvu sa Škotsko prezime Penicuik Clerks. Maxwell je svoje djetinjstvo proveo na imanju Glenlare. Džejmsovi preci su bili političari, pjesnicima, muzičarima i naučnicima. Vjerovatno je od njega naslijeđena sklonost ka nauci.
Džejmsa je bez majke (pošto je umrla kada je on imao 8 godina) odgajao otac koji se brinuo o dečaku. Otac je želio da njegov sin studira prirodne nauke. James se odmah zaljubio u tehnologiju i brzo je razvio praktične vještine. Mali Maxwell je svoje prve lekcije kod kuće uzeo uporno, jer mu se nisu sviđale oštre metode obrazovanja koje je koristio učitelj. Dalje školovanje odvijalo se u aristokratskoj školi, gdje je dječak pokazao velike matematičke sposobnosti. Maxwell je posebno volio geometriju.
Mnogim velikim ljudima geometrija se činila nevjerovatnom naukom, a čak je i sa 12 godina govorio o udžbeniku geometrije kao da je sveta knjiga. Maksvel je voleo geometriju kao i druga naučna svetila, ali su njegovi odnosi sa školskim drugovima bili loši. Stalno su mu smišljali uvredljive nadimke, a jedan od razloga je bila njegova smiješna odjeća. Maksvelovog oca smatrali su ekscentrikom i sinu je kupovao odeću koja mu je izmamila osmeh.
Maxwell je već kao dijete pokazivao velika obećanja na polju nauke. Godine 1814. poslan je na školovanje u Edinburšku gimnaziju, a 1846. je nagrađen medaljom za zasluge u matematici. Njegov otac je bio ponosan na svog sina i dobio je priliku da predstavi jedan od naučnih radova svog sina pred odborom Edinburške akademije nauka. Ovaj rad se bavio matematičkim proračunima eliptičnih figura. U to vrijeme ovaj rad nosi naziv „O crtanju ovala i ovala sa mnogo žarišta“. Napisana je 1846. i objavljena široj javnosti 1851. godine.
Maxwell je počeo intenzivno studirati fiziku nakon prelaska na Univerzitet u Edinburgu. Calland, Forbes i drugi su postali njegovi učitelji. Odmah su u Jamesu vidjeli visok intelektualni potencijal i nekontrolisanu želju za proučavanjem fizike. Prije ovog perioda, Maxwell se susreo s određenim granama fizike i proučavao optiku (posvetio je dosta vremena polarizaciji svjetlosti i Newtonovim prstenovima). U tome mu je pomogao poznati fizičar William Nicol, koji je svojevremeno izumio prizmu.
Naravno, Maxwellu nisu bile strane druge prirodne nauke, a posebnu pažnju posvetio je proučavanju filozofije, historije nauke i estetike.
Godine 1850. ušao je u Kembridž, gde je Njutn nekada radio, a 1854. je stekao akademsku diplomu. Nakon toga, njegova istraživanja su se ticala oblasti električne energije i električnih instalacija. A 1855. dobio je članstvo u vijeću Triniti koledža.
Maksvelov prvi značajniji naučni rad bio je O Faradejevim linijama sile, koji se pojavio 1855. Boltzmann je jednom rekao o Maxwellovom radu da ovo djelo Ima duboko značenje i pokazuje koliko ciljano mladi naučnik pristupa naučnom radu. Boltzmann je vjerovao da Maxwell nije samo razumio pitanja prirodnih nauka, već je dao i poseban doprinos teorijskoj fizici. Maxwell je u svom članku iznio sve trendove u evoluciji fizike u narednih nekoliko decenija. Kasnije su Kirchhoff, Mach i drugi došli do istog zaključka.
Kako je nastala Cavendish laboratorija?
Po završetku studija na Kembridžu, Džejms Maksvel ostaje ovde kao učitelj, a 1860. godine postaje član Kraljevskog društva u Londonu. Istovremeno se preselio u London, gdje je dobio mjesto šefa odsjeka za fiziku na King's Collegeu na Univerzitetu u Londonu. Na ovoj poziciji radio je 5 godina.
Godine 1871. Maxwell se vratio u Cambridge i stvorio prvu laboratoriju u Engleskoj za istraživanja u oblasti fizike, koja je nazvana Cavendish Laboratory (u čast Henryja Cavendisha). Razvoj laboratorije, koja je postala pravi centar naučno istraživanje, Maxwell je posvetio ostatak svog života.
Malo se zna o Maxwellovom životu, jer on nije vodio evidenciju ni dnevnike. Bio je skroman i stidljiv čovjek. Maksvel je umro u 48. godini od raka.
Šta je naučno nasleđe Džejmsa Maksvela?
Maxwellova naučna djelatnost pokrivala je mnoga područja u fizici: teoriju elektromagnetnih pojava, kinematičku teoriju plinova, optiku, teoriju elastičnosti i dr. Prvo što je zanimalo Jamesa Maxwella bilo je proučavanje i provođenje istraživanja u fiziologiji i fizici vida boja.
Maxwell je prvi dobio sliku u boji, koja je dobijena simultanom projekcijom crvenog, zelenog i plavog raspona. Time je Maxwell još jednom dokazao svijetu da je slika vida u boji zasnovana na trokomponentnoj teoriji. Ovo otkriće označilo je početak stvaranja fotografija u boji. U periodu od 1857-1859, Maxwell je bio u mogućnosti da proučava stabilnost Saturnovih prstenova. Njegova teorija sugerira da će prstenovi Saturna biti stabilni samo pod jednim uvjetom - nepovezanošću čestica ili tijela jedno od drugog.
Od 1855. Maksvel je posebnu pažnju posvetio radu u oblasti elektrodinamike. Postoji nekoliko naučnih radova iz ovog perioda: “O Faradejevim linijama sile”, “O fizičkim linijama sile”, “Traktat o elektricitetu i magnetizmu” i “Dinamička teorija elektromagnetnog polja”.
Maxwell i teorija elektromagnetnog polja.
Kada je Maxwell počeo proučavati električne i magnetske fenomene, mnoge od njih su već bile dobro proučene. Je napravljeno Coulombov zakon, Amperov zakon, također je dokazano da su magnetske interakcije povezane s djelovanjem električnih naboja. Mnogi naučnici tog vremena bili su zagovornici teorije dugog dometa, koja kaže da se interakcija događa trenutno i u praznom prostoru.
Glavnu ulogu u teoriji interakcije kratkog dometa odigrala su istraživanja Michaela Faradaya (30-ih godina 19. stoljeća). Faraday je tvrdio da je priroda električnog naboja zasnovana na okolnom električnom polju. Polje jednog naboja povezano je sa susjednim u dva smjera. Struje međusobno djeluju pomoću magnetnog polja. Prema Faradeyu, magnetska i električna polja su opisana od njega u obliku linija sile, koje su elastične linije u hipotetičkom mediju - etru.
Maxwell je podržavao Faradayevu teoriju o postojanju elektromagnetnih polja, odnosno bio je pristalica procesa koji se pojavljuju oko naboja i struje.
Maksvel je objasnio Faradejeve ideje u matematičkom obliku, nešto što je fizici zaista bilo potrebno. Uvođenjem koncepta polja, Coulombovi i Ampereovi zakoni postali su uvjerljiviji i dublji značajniji. U konceptu elektromagnetne indukcije, Maxwell je mogao razmotriti svojstva samog polja. Pod uticajem naizmeničnog magnetnog polja u praznom prostoru nastaje električno polje sa zatvorenim linijama sile. Ova pojava se naziva vrtložno električno polje.
Maxwellovo sljedeće otkriće bilo je da naizmjenično električno polje može generirati magnetsko polje, slično običnoj električnoj struji. Ova teorija je nazvana hipoteza struje pomaka. Nakon toga, Maxwell je izrazio ponašanje elektromagnetnih polja u svojim jednačinama.
Referenca. Maxwellove jednadžbe su jednadžbe koje opisuju elektromagnetne pojave u različitim medijima i vakuumskom prostoru, a odnose se i na klasičnu makroskopsku elektrodinamiku. Ovo je logičan zaključak izvučen iz eksperimenata zasnovanih na zakonima električnih i magnetskih fenomena.
Glavni zaključak Maxwellovih jednadžbi je konačnost širenja električnih i magnetskih interakcija, što je razlikovalo teoriju djelovanja kratkog dometa i teoriju djelovanja dugog dometa. Brzinske karakteristike približile su se brzini svjetlosti od 300.000 km/s. To je Maxwellu dalo razlog da tvrdi da je svjetlost fenomen povezan s djelovanjem elektromagnetnih valova.
Molekularno-kinetička teorija Maksvelovih gasova.
Maxwell je doprinio proučavanju molekularne kinetičke teorije (sada ovu nauku pozvao statistička mehanika). Maxwell je prvi došao na ideju o statističkoj prirodi zakona prirode. Napravio je zakon za raspodjelu molekula po brzini, a uspio je izračunati i viskoznost plinova u odnosu na indikatore brzine i slobodni put molekula plina. Takođe, zahvaljujući Maxwellovom radu, imamo niz termodinamičkih odnosa.
Referenca. Maksvelova distribucija je teorija distribucije brzina molekula sistema u uslovima termodinamičke ravnoteže. Termodinamička ravnoteža je uslov za translatorno kretanje molekula opisano zakonima klasične dinamike.
Maxwell je imao mnogo naučni radovi, koji su objavljeni: “Teorija toplote”, “Materija i kretanje”, “Elektricitet u elementarnoj prezentaciji” i dr. Maksvel nije samo unapredio nauku tokom tog perioda, već je bio zainteresovan i za njenu istoriju. Svojevremeno je uspio da objavi radove G. Cavendisha, koje je dopunio svojim komentarima.
Šta svijet pamti o Jamesu Clerku Maxwellu?
Maxwell je aktivno radio na proučavanju elektromagnetnih polja. Njegova teorija o njihovom postojanju dobila je svjetsko priznanje tek deceniju nakon njegove smrti.
Maksvel je bio prvi koji je klasifikovao materiju i svakom dodelio svoje zakone, koji se nisu mogli svesti na Njutnove zakone mehanike.
Mnogi naučnici su pisali o Maksvelu. Fizičar R. Feynman je o njemu rekao da je Maxwell, koji je otkrio zakone elektrodinamike, gledao stoljećima u budućnost.
Epilog. Džejms Klerk Maksvel umro je 5. novembra 1879. u Kembridžu. Sahranjen je u malom škotskom selu u blizini njegove omiljene crkve, koja se nalazi nedaleko od njegovog porodičnog imanja.
MAXWELL, JAMES CLERK(Maxwell, James Clerk) (1831–1879), engleski fizičar. Rođen 13. juna 1831. godine u Edinburgu u porodici škotskog plemića iz plemićke porodice činovnika. Studirao je prvo u Edinburgu (1847–1850), zatim na univerzitetima u Kembridžu (1850–1854). Godine 1855. postao je član vijeća Triniti koledža, 1856–1860. bio je profesor na Marischal koledžu na Univerzitetu u Aberdinu, a od 1860. vodio je odjel za fiziku i astronomiju na King's koledžu na Univerzitetu u Londonu. Godine 1865, zbog teške bolesti, Maksvel je dao ostavku na fotelju i nastanio se na svom porodičnom imanju Glenlare blizu Edinburga. Nastavio je da studira nauke i napisao nekoliko eseja iz fizike i matematike. Godine 1871. preuzeo je katedru eksperimentalne fizike na Univerzitetu u Kembridžu. Organizovao je istraživačku laboratoriju, koja je otvorena 16. juna 1874. godine i nazvana Cavendish - u čast G. Cavendisha.
Tvoj prvi naučni rad Maxwell je to radio dok je još bio u školi, osmislivši jednostavan način za crtanje ovalnih oblika. Ovaj rad je objavljen na sastanku Kraljevskog društva i čak objavljen u njegovim Zbornicima. Dok je bio član Vijeća Trinity Collegea, bavio se eksperimentima na teoriji boja, djelujući kao nastavljač Jungove teorije i Helmholtzove teorije o tri osnovne boje. U eksperimentima s miješanjem boja, Maxwell je koristio poseban vrh, čiji je disk podijeljen na sektore, obojene u različite boje(Maxwell disk). Kada se vrh brzo rotirao, boje su se spojile: ako je disk obojen na isti način kao i boje spektra, izgledao je bijeli; ako je jedna polovina obojena crveno, a druga polovina žutom, izgledalo je narandžasto; miješanje plave i žute stvorilo je utisak zelene. Godine 1860. Maxwell je nagrađen Rumfordovom medaljom za svoj rad na percepciji boja i optici.
Godine 1857. Univerzitet Kembridž raspisao je konkurs za najbolji rad o stabilnosti Saturnovih prstenova. Ove formacije je otkrio Galileo početkom 17. stoljeća. i predstavljao je zadivljujuću misteriju prirode: planeta je izgledala okružena sa tri neprekidna koncentrična prstena, koja se sastoje od supstance nepoznate prirode. Laplas je dokazao da oni ne mogu biti čvrsti. Nakon što je izvršio matematičku analizu, Maxwell se uvjerio da ne mogu biti tečni i došao do zaključka da takva struktura može biti stabilna samo ako se sastoji od roja nepovezanih meteorita. Stabilnost prstenova osigurava njihova privlačnost prema Saturnu i međusobno kretanje planete i meteorita. Za ovaj rad Maxwell je dobio nagradu J. Adams.
Jedno od prvih Maksvelovih radova bila je njegova kinetička teorija gasova. Naučnik je 1859. godine na sastanku Britanske asocijacije iznio izvještaj u kojem je predstavio raspodjelu molekula po brzini (Maxwellova raspodjela). Maxwell je razvio ideje svog prethodnika u razvoju kinetičke teorije gasova od strane R. Clausiusa, koji je uveo koncept „srednjeg slobodnog puta“. Maxwell je pošao od ideje o plinu kao skupu mnogih idealno elastičnih loptica koje se haotično kreću u zatvorenom prostoru. Kuglice (molekule) se mogu podijeliti u grupe prema brzini, dok u stacionarnom stanju broj molekula u svakoj grupi ostaje konstantan, iako mogu izlaziti i ulaziti u grupe. Iz ovog razmatranja proizilazilo je da se „čestice raspoređuju po brzini prema istom zakonu kao što su greške opservacije raspoređene u teoriji metode najmanjih kvadrata, tj. prema Gausovoj statistici." Kao dio svoje teorije, Maxwell je objasnio Avogadrov zakon, difuziju, toplotnu provodljivost, unutrašnje trenje (teorija prijenosa). 1867. pokazao je statističku prirodu drugog zakona termodinamike ("Maxwellov demon").
Godine 1831, godine kada je Maxwell rođen, M. Faraday je proveo klasične eksperimente koji su ga doveli do otkrića elektromagnetne indukcije. Maxwell je počeo proučavati elektricitet i magnetizam oko 20 godina kasnije, kada su postojala dva pogleda na prirodu električnog i magnetni efekti. Naučnici poput A. M. Amperea i F. Neumanna pridržavali su se koncepta djelovanja na daljinu, promatrajući elektromagnetne sile kao analogne gravitacijskom privlačenju između dvije mase. Faraday je bio zagovornik ideje o linijama sile koje povezuju pozitivne i negativne električne naboje ili sjeverni i južni pol magneta. Linije sile ispunjavaju čitav okolni prostor (polje, Faradayevom terminologijom) i određuju električne i magnetske interakcije. Nakon Faradaya, Maxwell je razvio hidrodinamički model linija sila i izrazio tada poznate odnose elektrodinamike matematičkim jezikom koji odgovara Faradejevim mehaničkim modelima. Glavni rezultati ove studije ogledaju se u radu Faradejeve linije sile (Faradejeve linije sile, 1857). 1860–1865 Maxwell je stvorio teoriju elektromagnetnog polja, koju je formulirao u obliku sistema jednadžbi (Maxwellove jednadžbe) opisujući osnovne zakone elektromagnetnih pojava: 1. jednačina izražava Faradejevu elektromagnetnu indukciju; 2. – magnetoelektrična indukcija, koju je otkrio Maxwell i zasnovana na idejama o strujama pomaka; 3. – zakon održanja električne energije; 4. – vrtložna priroda magnetnog polja.
Nastavljajući da razvija ove ideje, Maxwell je došao do zaključka da bi bilo kakve promjene u električnom i magnetskom polju trebale uzrokovati promjene u linijama sile koje prodiru u okolni prostor, tj. moraju postojati impulsi (ili talasi) koji se šire u medijumu. Brzina širenja ovih talasa (elektromagnetni poremećaj) zavisi od dielektrične i magnetske permeabilnosti medija i jednaka je odnosu elektromagnetne jedinice prema elektrostatičkoj. Prema Maxwellu i drugim istraživačima, ovaj omjer je 3 x 10 10 cm/s, što je blizu brzine svjetlosti koju je sedam godina ranije izmjerio francuski fizičar A. Fizeau. U oktobru 1861. Maksvel je obavestio Faradeja o svom otkriću: svetlost je elektromagnetna smetnja koja se širi u neprovodnom mediju, tj. vrsta elektromagnetnog talasa. Ova završna faza istraživanja ocrtana je u Maxwellovom radu Dinamička teorija elektromagnetnog polja (Traktat o elektricitetu i magnetizmu, 1864), a rezultat njegovog rada na elektrodinamici sažeo je slavni Traktat o elektricitetu i magnetizmu (1873).
Poslednjih godina svog života Maksvel je bio angažovan na pripremama za štampanje i objavljivanje Kevendišovog rukopisnog nasleđa. Dva velike količine objavljeno u oktobru 1879. Maksvel je umro u Kembridžu 5. novembra 1879. godine.
James Clerk Maxwell (1831-79) - engleski fizičar, tvorac klasične elektrodinamike, jedan od osnivača statističke fizike, organizator i prvi direktor (od 1871.) Laboratorije Cavendish, predvidio je postojanje elektromagnetnih valova, iznio ideju o elektromagnetnoj prirodi svjetlosti, uspostavio prvi statistički zakon - zakon raspodjele molekula po brzini, nazvan po njemu.
Kada se neka pojava može opisati kao poseban slučaj nekog opšteg principa primjenjivog na druge pojave, onda kažu da je ovaj fenomen objašnjen
Maxwell James Clerk
Razvijajući ideje Michaela Faradaya, stvorio je teoriju elektromagnetnog polja (Maxwellove jednačine); uveo koncept struje pomaka, predvidio postojanje elektromagnetnih valova i iznio ideju o elektromagnetnoj prirodi svjetlosti. Uspostavio statističku distribuciju nazvanu po njemu. Proučavao je viskozitet, difuziju i toplotnu provodljivost gasova. Maxwell je pokazao da se Saturnovi prstenovi sastoje od odvojenih tijela. Radi na viziji boja i kolorimetriji (Maxwell disk), optici (Maxwell efekt), teoriji elastičnosti (Maxwell-ova teorema, Maxwell-Cremona dijagram), termodinamici, historiji fizike itd.
Porodica. Godine studija
Džejms Maksvel je rođen 13. juna 1831. godine u Edinburgu. Bio je sin jedinac škotskog plemića i advokata Johna Clerka, koji je, naslijedivši imanje supruge rođaka, rođene Maxwell, svom prezimenu dodao ovo ime. Nakon rođenja sina, porodica se preselila u južnu Škotsku, na svoje imanje Glenlar („Sklonište u dolini“), gdje je dječak proveo djetinjstvo.
Od svih hipoteza... izaberite onu koja ne prestaje dalje razmišljati o stvarima koje se proučavaju
Maxwell James Clerk
1841. Jamesov otac ga je poslao u školu pod nazivom Edinburška akademija. Ovdje, sa 15 godina, Maxwell je napisao svoj prvi naučni članak, “O crtanju ovala”. Godine 1847. upisao je Univerzitet u Edinburgu, gde je studirao tri godine, a 1850. se preselio na Univerzitet u Kembridžu, gde je diplomirao 1854. Do tada je Džejms Maksvel bio prvoklasni matematičar sa izvanredno razvijenom intuicijom. fizičara.
Stvaranje Cavendish laboratorije. Nastavni rad
Nakon što je diplomirao na univerzitetu, James Maxwell je ostavljen u Kembridžu radi predavača. Godine 1856. dobio je mjesto profesora na Marischal koledžu na Univerzitetu u Aberdeenu (Škotska). Godine 1860. izabran je za člana Kraljevskog društva u Londonu. Iste godine preselio se u London, prihvativši ponudu da preuzme mjesto šefa odsjeka za fiziku na King's Collegeu na Univerzitetu u Londonu, gdje je radio do 1865. godine.
Vrativši se na Univerzitet Kembridž 1871. godine, Maksvel je organizovao i vodio prvu britansku specijalno opremljenu laboratoriju za fizičke eksperimente, poznatu kao Laboratorija Kevendiš (nazvana po engleskom naučniku Henriju Kevendišu). Formiranje ove laboratorije, koja je na prijelazu iz 19. u 20. st. je postao jedan od najvećih centara svjetske nauke, posvetio se Maxwellu poslednjih godina sopstveni život.
Za potpuno ispravno vođenje naučnog rada kroz sistematske eksperimente i tačne demonstracije potrebna je umjetnost strategije.
Maxwell James Clerk
Generalno, poznato je nekoliko činjenica iz Maxwellovog života. Stidljiv i skroman, nastojao je da živi u samoći i nije vodio dnevnike. 1858. James Maxwell se oženio, ali porodicni zivot, očigledno, ispao neuspešno, pogoršao njegovu nedruštvenost i otuđio ga od bivših prijatelja. Postoji pretpostavka da mnogi važnih materijala Maksvelov život je izgubljen u požaru 1929. u njegovoj kući u Glenkleru, 50 godina nakon njegove smrti. Umro je od raka u 48. godini.
Naučna djelatnost
Maxwellova neobično široka sfera naučnih interesa pokrivala je teoriju elektromagnetnih pojava, kinetičku teoriju plinova, optiku, teoriju elastičnosti i još mnogo toga. Jedan od njegovih prvih radova bilo je istraživanje o fiziologiji i fizici vida boja i kolorimetrije, započeto 1852. Godine 1861. James Maxwell je prvi put dobio sliku u boji simultanim projektiranjem crvenih, zelenih i plavih slajdova na ekran. Ovo je dokazalo valjanost trokomponentne teorije vida i ocrtalo načine za stvaranje fotografije u boji. U svojim radovima 1857-59, Maxwell je teorijski proučavao stabilnost Saturnovih prstenova i pokazao da Saturnovi prstenovi mogu biti stabilni samo ako se sastoje od čestica (tijela) koje nisu međusobno povezane.
Godine 1855. D. Maxwell je započeo seriju svojih glavnih radova o elektrodinamici. Objavljeni su članci “O Faradayevim linijama sile” (1855-56), “O fizičkim linijama sile” (1861-62) i “Dinamička teorija elektromagnetnog polja” (1869). Istraživanje je završeno objavljivanjem dvotomne monografije „Traktat o elektricitetu i magnetizmu“ (1873.).
Bilo koji sjajna osoba je jedinstvena. U istorijskoj povorci naučnika, svaki od njih ima svoj specifični zadatak i svoje specifično mesto.
Maxwell James Clerk
Stvaranje teorije elektromagnetnog polja
Kada je Džejms Maksvel 1855. počeo da istražuje električne i magnetne fenomene, mnoge od njih su već bile dobro proučene: posebno su ustanovljeni zakoni interakcije stacionarnih električnih naelektrisanja (Coulombov zakon) i struja (Amperov zakon); Dokazano je da su magnetne interakcije interakcije pokretnih električnih naboja. Većina naučnika tog vremena vjerovala je da se interakcija prenosi trenutno, direktno kroz prazninu (teorija dugog dometa).
Odlučan zaokret teoriji kratkog dometa napravio je Michael Faraday 30-ih godina. 19. vijek Prema Faradayjevim idejama, električni naboj stvara električno polje u okolnom prostoru. Polje jednog naboja djeluje na drugo, i obrnuto. Interakcija struja se odvija kroz magnetno polje. Faraday je opisao distribuciju električnih i magnetnih polja u prostoru pomoću linija sile, koje, po njegovom mišljenju, nalikuju na obične elastične linije u hipotetičkom mediju - svjetskom etru.
Maxwell je u potpunosti prihvatio Faradejeve ideje o postojanju elektromagnetnog polja, odnosno o realnosti procesa u svemiru u blizini naboja i struja. Vjerovao je da tijelo ne može djelovati tamo gdje ga nema.
Prva stvar koju je D.K. uradio Maksvel - dao je Faradejevim idejama strogu matematičku formu, tako neophodnu u fizici. Pokazalo se da su uvođenjem pojma polja, Coulombovi i Ampereovi zakoni počeli da se izražavaju najpotpunije, dublje i elegantnije. U fenomenu elektromagnetne indukcije, Maxwell je vidio novo svojstvo polja: naizmjenično magnetsko polje stvara u praznom prostoru električno polje sa zatvorenim linijama sile (tzv. vrtložno električno polje).
Sljedeći i posljednji korak u otkrivanju osnovnih svojstava elektromagnetnog polja napravio je Maxwell bez ikakvog oslanjanja na eksperiment. On je napravio briljantnu pretpostavku da naizmjenično električno polje stvara magnetsko polje, baš kao i obična električna struja (hipoteza struje pomaka). Do 1869. godine uspostavljeni su svi osnovni zakoni ponašanja elektromagnetnog polja i formulisani u obliku sistema od četiri jednačine, nazvanih Maksvelove jednačine.
Pravo ognjište nauke nisu tomovi naučnih radova, već živi um čoveka, a da bi se nauka unapredila, potrebno je ljudsku misao usmeriti u naučni pravac. To se može učiniti na različite načine: najavom otkrića, zagovaranjem paradoksalne ideje, ili izmišljanjem naučne fraze, ili iznošenjem sistema doktrine.
Maxwell James Clerk
Maxwellove jednadžbe su osnovne jednadžbe klasične makroskopske elektrodinamike, koje opisuju elektromagnetne pojave u proizvoljnim medijima iu vakuumu. Maxwellove jednačine je dobio J.C. Maxwell 60-ih godina. 19. vijek kao rezultat uopštavanja zakona električnih i magnetskih fenomena pronađenih iz iskustva.
Iz Maxwellovih jednačina slijedio je fundamentalni zaključak: konačnost brzine širenja elektromagnetnih interakcija. Ovo je glavna stvar koja razlikuje teoriju djelovanja kratkog dometa od teorije djelovanja dugog dometa. Ispostavilo se da je brzina jednaka brzini svjetlosti u vakuumu: 300.000 km/s. Iz ovoga je Maksvel zaključio da je svetlost oblik elektromagnetnih talasa.
Radi na molekularnoj kinetičkoj teoriji gasova
Uloga Jamesa Maxwella u razvoju i uspostavljanju molekularne kinetičke teorije je izuzetno važna ( moderno ime- statistička mehanika). Maxwell je bio prvi koji je dao izjavu o statističkoj prirodi zakona prirode. Godine 1866. otkrio je prvi statistički zakon - zakon raspodjele molekula po brzini (Maxwellova raspodjela). Osim toga, izračunao je viskoznost plinova u zavisnosti od brzina i srednjeg slobodnog puta molekula, te izveo niz termodinamičkih odnosa.
Maksvelova raspodela je raspodela brzina molekula sistema u stanju termodinamičke ravnoteže (pod uslovom da je translaciono kretanje molekula opisano zakonima klasične mehanike). Osnovao ga je J.C. Maxwell 1859.
Maksvel je bio sjajan popularizator nauke. Napisao je niz članaka za Enciklopediju Britanika i popularne knjige: “Teorija toplote” (1870), “Materija i kretanje” (1873), “Električnost u elementarnom izlaganju” (1881), koje su prevedene na ruski; držao predavanja i izvještaje na fizičke teme za široku publiku. Maksvel je takođe pokazao veliko interesovanje za istoriju nauke. Godine 1879. objavio je radove G. Cavendisha o elektricitetu, dajući im opširne komentare.
Evaluacija Maxwellovog rada
Njegovi savremenici nisu cijenili radove naučnika. Ideje o postojanju elektromagnetnog polja činile su se proizvoljnim i neplodnim. Tek nakon što je Heinrich Hertz eksperimentalno dokazao postojanje elektromagnetnih valova koje je predvidio Maxwell 1886-89, njegova teorija je dobila univerzalno prihvaćanje. To se dogodilo deset godina nakon Maxwellove smrti.
Nakon eksperimentalne potvrde realnosti elektromagnetnog polja, došlo je do temeljnog naučnog otkrića: postoje različite vrste materije, a svaka od njih ima svoje zakone, koji se ne svode na Newtonove zakone mehanike. Međutim, sam Maxwell jedva da je toga bio jasno svjestan i u početku je pokušao izgraditi mehaničke modele elektromagnetnih pojava.
Američki fizičar Richard Feynman odlično je rekao o Maksvelovoj ulozi u razvoju nauke: „U istoriji čovečanstva (ako je pogledate, recimo, deset hiljada godina kasnije), najznačajniji događaj 19. veka nesumnjivo će biti Maksvelovo otkriće. zakona elektrodinamike. Na pozadini ovog važnog naučno otkriće Američki građanski rat u istoj deceniji će izgledati kao provincijski incident.”
James Maxwell je preminuo 5. novembar 1879, Cambridge. On nije sahranjen u grobnici velikih ljudi Engleske - Westminsterskoj opatiji - već u skromnom grobu pored njegove voljene crkve u škotskom selu, nedaleko od porodičnog imanja.
James Clerk Maxwell - citati
Za potpuno ispravno vođenje naučnog rada kroz sistematske eksperimente i tačne demonstracije potrebna je strateška umjetnost. 
Od svih hipoteza izaberite onu koja ne sprečava dalje razmišljanje o stvarima koje se proučavaju.
Razvoj nauke zahteva u bilo kojoj eri ne samo da ljudi razmišljaju uopšteno, već i da koncentrišu svoje misli na onaj deo ogromnog polja nauke koji u datom trenutku zahteva razvoj.