William Thomson, Lord Kelvin - en biografi om den berømte fysikeren, oppfinneren og ingeniøren

William Thomson ble født i hovedstaden i Nord-Irland — Belfast den 26. juni 1824. Hans skotske far, etter sin kones død i 1830, flyttet med sine to sønner til Glasgow, hvor han ble professor i matematikk ved et lokalt universitet . Barna fikk en utmerket utdanning hjemme. I en alder av 8 begynte William å delta på farens forelesninger, og i en alder av 10 ble han registrert som student ved universitetet.

Som en rik mann reiste faren mye med sønnene sine. I en alder av 12 var William flytende i fire eller fem språk. Forbedringen av matematisk kunnskap fortsatte ved University of Cambridge (1841-1845). Den femten år gamle studenten begynte å skrive og publisere verkene sine. Hans første publiserte papir dukket opp i Cambridge Mathematical Journal i mai 1841. Det var et forsvar og en klargjøring av noen grunnleggende teoremer i Fouriers "harmoniske analyse".

Thomson viste tidlig matematisk evne og ble en utmerket matematiker og ble samtidig godt kjent med den moderne fysikkens tilstand.

James, Margaret med Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (venstre til høyre)

De oppnådde resultatene er ikke forbundet med noen restriksjoner på personlig liv, privatliv osv. Thomson i livet var munter, omgjengelig, reiste mye og prøvde å ikke begrense seg til noe. Suksess følger ham.

Thomson finpusset sine ferdigheter som eksperimentator i flere måneder i laboratoriet til den berømte franske fysikeren, medlem av Paris Academy of Sciences, Henri Victor Regno (1810-1878), som da var professor ved Collège de France. Thomson satte pris på ferdighetene han fikk.

Studiene ble avsluttet, og stillingen som leder for fysikkavdelingen ved University of Glasgow ble umiddelbart fraflyttet, som den 22 år gamle William Thomson ble valgt til i 1846. Vitenskapsmannen avsluttet sitt professorat i den ærverdige alder - 1. oktober 1899, men var engasjert i vitenskapelig arbeid til slutten av livet. Universitetet anerkjente Thomsons fortjenester ved å velge ham til president i 1904.

William Thomson, 1869

Thomsons vitenskapelige interesser er svært forskjellige. Han bruker mye tid på å løse tekniske problemer. Det er nok å merke seg at forskeren var engasjert i matematikk, termodynamikk, elektroteknikk, kommunikasjon, gass og hydrodynamikk, astro- og geofysikk. Til sammen skrev han mer enn 650 avhandlinger, memoarer, etc.

Verk om elektrostatikk, elektrisitet og magnetisme begynte å dukke opp i 1845. Fra begynnelsen av sin lærerkarriere måtte Thomson begynne å sette opp demonstrasjonseksperimenter, og etter hvert som han fikk erfaring begynte han å gjennomføre eksperimentelle tester av sin egen teoretiske forskning. Resultatene av teoretisk og eksperimentelt arbeid diskuteres ofte med så utmerkede forskere som M. Faraday og D. Maxwell.

Det hender ofte at ord tilskrives bestemte figurer som aldri har uttalt dem.William Thomson, bedre kjent som Lord Kelvin, kan ikke frikjennes av noen domstol for å ha hevdet fysikkens død i 1900 ... selv om han aldri gjorde det. I følge den populære versjonen, og i lys av fysikkens store fremskritt på slutten av det nittende århundre, henvendte Kelvin seg i 1900 til British Association for the Advancement of Science med følgende ord: «Nothing new in physics has now been oppdaget. Bare flere og mer nøyaktige målinger gjenstår. "Kelvins vitenskapelige bane er ikke som banen til en mann som er utsatt for vurderingsfeil av denne størrelsesorden. Hans privilegerte plass på det vitenskapelige Olympus er sikret av hans mange fortjenester.

— Javier Janes Lord Kelvin og slutten av fysikk han aldri forutså

I dag er navnet hans spesielt kjent som eponymet til International Temperature System, en betegnelse som hedrer hans nøyaktige beregner absolutt null ca -273,15 grader Celsius. Men hans bidrag var betydelig når det gjaldt å forme termodynamikk, utvikle den matematiske formuleringen av elektrisitet og banet vei for å forstå forholdet mellom materie og energi.

Hans arbeid som oppfinner og ingeniør førte ham til perfekte navigasjonskompass, og fremfor alt fikk han berømmelse og formue gjennom sitt arbeid innen telegrafi og sin innsats for å fremme det transatlantiske kabelprosjektet.

William Thomson (Lord Kelvin) med kompasset sitt, 1902.

I denne korte biografiske artikkelen vil vi fokusere på verkene til forskeren innen telekommunikasjon.

Thomson oppnådde sine første betydelige praktiske resultater i prosessen med å delta i byggingen av den transatlantiske telegraflinjen.

I flere år etter oppfinnelsen av Morses telegraf (1844) var landene i Europa og Nord-Amerika dekket med et tett nettverk av telegraflinjer, men salgsmarkedene og råstoffkildene på andre kontinenter var utenfor rekkevidde for kommunikasjon.

Et rot! Det var en plan om å bygge en telegraflinje mellom USA og Vest-Europa gjennom Alaska, Beringstredet og Sibir. Bedriften kollapset helt i begynnelsen: den transatlantiske telegraflinjen gikk i drift, og W. Thomson hadde i stor grad skylden for denne hendelsen.

Det første forsøket på å legge en transatlantisk kabel i 1857 endte i fiasko - kabelen ble kuttet. Thomson begynte umiddelbart å studere parametrene, ga anbefalinger for å forbedre designet.

Tidligere (1856) beviste han at forplantningshastigheten til et signal i en kabel er omvendt proporsjonal med dens motstand og elektriske kapasitet. I 1858, for å registrere svake telegrafsignaler, oppfant forskeren et speilgalvanometer, som han fikk patent på ni år senere.

Thomson deltok selv i leggingen av den andre transatlantiske kabelen, som ligger på Great Eastern - det største skipet på den tiden (1865). Senere oppfant han en enhet for automatisk opptak av telegrammer kalt en sifonopptaker.

Thomson begynte først å jobbe innen telekommunikasjon i 1856, og ble medlem av Atlantic Telegraph Company, og fortsatte å jobbe med telegrafi og deretter telefoni hele livet.

Kabeltelegrafen ga impulser til vitenskapelige elektriske målinger (bestemme motstanden til kobber og isolasjon, samt kapasitansen til kabler).

Great Eastern var det største skipet i verden da det la den første transatlantiske kabelen i 1866. Jernskipet var 211 meter langt og fraktet over 1000 kilometer med kabel.

Telegrafkabel til Great Eastern

Lasting av den transatlantiske telegrafkabelen til det store østen, 1866.

Telegraffelleopptaker laget av Muirhead & Co. Ltd. fra Ballingskelligs kabelstasjon i Irland. Denne stasjonen ble åpnet i 1873, bare ni år etter Great Eastern Voyage som la den første vellykkede undersjøiske kabelen over Atlanterhavet. Sifonopptakeren ble oppfunnet av Lord Kelvin i 1867 for bruk med den nye transatlantiske telegrafkabelen.

William Thomsons motor, 1871.

William Thomsons voltmeter, en tidlig potensialforskjellsmåler, rundt midten av 1880-tallet

Selvfølgelig er det ikke mulig å liste opp alle prestasjonene til forskeren og oppfinneren i et lite notat, men vi kan ikke unngå å huske Thomsons formel oppnådd i 1853 for å beregne resonansfrekvensen til den oscillerende kretsen.

Elektrisitetsoverføring og distribusjon vakte også hans oppmerksomhet. I 1879, da han vitnet om elektrisk overføring for en parlamentarisk komité, viste han at det var mulig å overføre med en økonomi på 21 000 hk. under trykk på 80 000 volt i en avstand på 300 miles. To år senere presenterte han et papir for British Association med tittelen "The Economics of Metallic Electric Conductors".

I 1890han ble utnevnt til styreleder for den internasjonale Niagara-kommisjonen, som undersøker, rapporterer og tildeler planer for generering og overføring av elektrisk kraft fra Niagarafallene.

William Thomson var knyttet til en mindre virksomhet av samme art, som ligger ikke langt fra hjemmet hans, og genererte elektrisitet ved Foyer Falls, og brukte den til produksjon av aluminium av British Aluminium Company.

Det kan sies at ingen har funnet opp mer av en rekke elektriske måleinstrumenter for standard-, laboratorie- eller kommersiell bruk enn han.

Elektriske måleinstrumenter av William Thomson

Thomsons verk finner alltid rask anerkjennelse, prisene var ikke sene. I 1846 ble han valgt til stipendiat i Edinburgh, og fem år senere - til Royal Society of London. De eneste triste hendelsene: farens død (1849) under en koleraepidemi og konens død (1870).

Utnyttelsen av 70 patenter, arbeid som konsulent i mange selskaper (inkludert Marconi-selskapet) gjorde det mulig å ikke skamme seg over midler. I 1870 kjøpte Thomson en luksusyacht "Lalla Rukh" med et deplasement på 126 tonn. Litt senere (1874) bygde han et slott på den kjøpte eiendommen Nisergall nær munningen av Clyde River (Skottland). Det ble brukt mye tid på å reise til utlandet. Under en av dem besøkte forskeren Odessa og Sevastopol.

Lord Kelvin på yacht "Lala Rukh" 1899.

I 1858 ble Thomson slått til ridder for sin suksess med å legge kabelen. I 1892 tildelte dronning Victoria ham engelskmannen for store vitenskapelige prestasjoner. Dermed ble Sir Thomson Lord Kelvin.Etternavnet ble valgt for navnet på elven på bredden som University of Glasgow ligger.

Den nye herren ble automatisk medlem av House of Lords fra 1892, hvor han tok seg av saker om høyere utdanning, teknologi og innføringen av det metriske systemet i landet. Han var medlem og president i mange vitenskapelige foreninger rundt om i verden, inkludert æresmedlem av St. Petersburgs vitenskapsakademi, og ble tildelt mange æresmedaljer.

I 1884, til ære for sitt 300-årsjubileum, ønsket universitetet i Heidelberg å gi ham en æresgrad og fant ut at den eneste medisinske graden som var tilgjengelig for ham og som han ennå ikke hadde, ga ham dette vitnemålet.

Frankrike gjorde ham til storoffiser for Æreslegionen. Han var fire ganger president i Royal Society of Edinburgh (det skotske nasjonale vitenskapsakademiet) og to ganger president for Institution of Electrical Engineers.

På slutten av et århundre, uten sidestykke i verdenshistorien i utviklingen av sivilisasjon og vitenskap, ser tilbake og sporer veksten av de gamle, begynnelsen og utviklingen av de nye vitenskapene, og den nære foreningen av teori og praksis som beviser at dette er gunstig for menneskeheten, vi ser overalt og på alle stadier det bemerkelsesverdige arbeidet til et universelt geni - William Thomson, etterpå Sir William Thomson, og nå Lord Kelvin.

— JD Cormack. Fra en artikkel i Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin holdt sin siste forelesning ved University of Glasgow, 1. oktober 1899.

University of Glasgow, 1899.

Lord og Lady Kelvin med fremtredende General Electric-ingeniører, rundt 1900. Bildet viser også T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz og Eliu Thomson.

Lord Kelvins arbeid fikk verdensomspennende anerkjennelse.2500 gjester kom for å feire 50-årsjubileet for professoratet hans. Feiringen varte i tre dager.

På slutten av livet ble Kelvin valgt til president i Royal Society of London (1900-1905), en stilling som en gang ble holdt av Newton. Han tilbrakte de siste to årene med å kjempe mot sykdom i Nethergaol, hvor han døde 17. desember 1907. Han ble gravlagt i Westminster Abbey nær Newtons grav.

I 1924 ble 100-årsjubileet for vitenskapsmannens fødsel feiret bredt. Den sjette utgaven av magasinet Electricity, viet helt til Kelvin, kom ut med en rød inskripsjon på forsiden: "Lord Kelvin's Number".