James Clerk Maxwell životopis

Roku 1865 učinil Maxwell matematický závěr, že jsou možné elektromagnetické vlny, které se šíří rychlostí světla. V letech 1868-69 Maxwell vypočítal velmi přesně rychlost světla. Ve svém spisu z let 1855-56 podává Maxwell matematické vyjádření pojmu Faradyových siločar. Podrobil v něm průběh magnetických siločar v blízkosti elektrického proudu a dospěl tak k dobře známé vektorové diferenciální rovnici, podle níž každá jednotlivá proudová linie vytváří vírové magnetické pole. Ve svém pozdějším pojednání z roku 1862 Maxwell připojil k vodivému proudu také proud posuvný, který se objevuje v každém dialektriku, mění-li se intenzita elektrického pole a teprve s proudem vodivým tvoří celkový proud stále v sebe uzavřený. Maxwellova teorie magnetismu předpokládá, že magnetizace je úměrná intenzitě magnetického pole; ve skutečnosti dosahije magnetizace u kovových těles při vzrůstající intenzitě pole hodnoty nysycení, která daleko přesahuje hodnoty magnetizace dosažitelné u jiných látek. U magneticky tvrdých materiálů závisí magnetizace podstatně méně na okamžité intenzitě pole než na předchozí úpravě. Jinak by totiž neexistovaly trvalé magnety. Roku 1860 Maxwell na základě vlastních měření vnitřního tření zjistil, že všechny molekuly nemají stejnou rychlost, proto je difúze pomalá. Odvodil zákon rozdělení rychlostí, pojmenovaný po něm. J.C. Maxwell (1831 - 1879) byl jedním z nejvýznamnějších teoretických fyziků v dějinách vědy, který svými pracemi přispěl k rozvoji několika fyzikálních disciplín. Podařilo se mu sjednotit a matematicky vyjádřit hluboké intuitivní Faradayovy představy o elektřině a magnetismu, viz např. odstavce 1296 a 1297 v ukázce z Faradayova díla, předpověděl existenci příčného elektromagnetického vlnění, významně přispěl k rozvoji statistické fyziky plynů, publikoval články z oboru astronomie aj. Narodil se v Edinburgu, kde vystudoval Akademii. Pokračoval ve studiu na tamní univerzitě a později i na univerzitě v Cambridgi. Ve svých čtrnácti letech napsal článek, který obsahoval popis přesné metody konstrukce elipsy pomocí špendlíků a nitě. Během následujících pěti let sepsal Maxwell další dva příspěvky: "About the Theory of Rolling Curves" (0 teorii oválných křivek) a "On the Equilibrum of Elastic Solids" (0 rovnováze pružných těles). Oba příspěvky však za něho na shromáždění Královské společnosti četl starší člen, protože nebylo přípustné, aby vědce poučoval mladý chlapec.

Po skončeni studií pokračoval Maxwell jako asistent na univerzitě v Cambridgi a pak nějaký čas učil na střední škole v Aberdeenu. V roce 1859 získal cenu Cambridgské univerzity za práci o Saturnových prstencích a rok na to se stal profesorem fyziky na londýnské univerzitě, kde vznikly i jeho slavné práce z kinetické teorie plynů. V roce 1860 získal Rumfordovu medaili za práci o barevném viděni a barvosleposti. Faradayovy myšlenky zaujaly Maxwella již kolem roku 1850, nebo nedlouho potom publikoval práci pojednávající o Faradayových silových čarách. V roce 1865 přerušil práci na univerzitě a odstěhoval se na venkov, kde po dobu dalších pěti let soukromě vědecky pracoval. Od roku 1871 působil jako profesor fyziky opět na univerzitě v Cambridgi a od roku 1872 vedl Cavendishovu laboratoř a v roce 1873 vydal své nejslavnější dílo Treatise on Electricity and Magnetism (Pojednáni o elektřině a magnetismu). Během svého života dosáhl významných vědeckých poct a uznání. Zemřel v Cambridgi ve věku 48 let. Maxwellovo Pojednání o elektřině a magnetismu je velmi rozsáhlé a matematicky náročné, a proto zde jen shrneme některé základní myšlenky. Zdrojem elektrického pole může být buď elektrický náboj, nebo proměnné magnetické pole. Podobně zdrojem magnetického pole může být buď magnet, nebo elektrický proud. Maxwell objevil, že magnetické pole je vytvářeno také proměnným elektrickým polem, které opsal tzv. posuvným proudem. Podle této myšlenky přestávají být elektrická a magnetická pole a konečnou platností navzájem nezávislá a projevují se jako jediný reálný objekt, jako pole elektromagnetické. Výsledky své mnohaleté teoretické práce shrnul Maxwell do rovnic, které se staly základem teorie elektromagnetického pole. Rovnice vysvětlovaly všechny známé zákonitosti elektrických a magnetických poli a zároveň objasňovaly výsledky všech tehdy známých fyzikálních experimentů z obou oborů. Dvě rovnice byly formulovány ve vektorovém a dvě ve skalárním tvaru; bylo to tedy celkem osm složkových rovnic. Na základě řešení těchto rovnic předpověděl Maxwell v roce 1865 existenci příčných elektromagnetických vln, které se mohou šířit ve vakuu. Tím Maxwell objevil, že světlo je příčné elektromagnetické vlnění v určitém intervalu frekvencí a tím se optika stala součástí nauky o elektromagnetických jevech. Uzavřela se tedy jedna etapa na cestě ze poznáním vlnové podstaty světla. Elektromagnetické vlnění nebo pole může existovat i bez přítomnosti jednotlivých elektrických nábojů a proudů, je samostatnou fyzikální realitou a je jednou z forem hmoty. Ve 20.

století se pak zjistilo, že látka a pole, dvě formy hmoty, se mohou v sebe navzájem přeměňovat.