William Thomson, Lord Kelvin - o biografie a celebrului fizician, inventator și inginer

William Thomson s-a născut în capitala Irlandei de Nord — Belfast la 26 iunie 1824. Tatăl său scoțian, după moartea soției sale în 1830, s-a mutat împreună cu cei doi fii ai săi la Glasgow, unde a devenit profesor de matematică la o universitate locală. . Copiii au primit o educație excelentă acasă. La vârsta de 8 ani, William a început să participe la cursurile tatălui său, iar la vârsta de 10 ani a fost înscris ca student la universitate.

Fiind un om bogat, tatăl său a călătorit mult cu fiii săi. Până la vârsta de 12 ani, William vorbea fluent patru sau cinci limbi. Îmbunătățirea cunoștințelor matematice a continuat la Universitatea din Cambridge (1841-1845). Studentul în vârstă de cincisprezece ani a început să scrie și să-și publice lucrările. Prima sa lucrare publicată a apărut în Cambridge Mathematical Journal în mai 1841. A fost o apărare și o clarificare a unor teoreme fundamentale ale „analizei armonice” lui Fourier.

Arătând abilități matematice timpurii, Thomson a devenit un excelent matematician și, în același timp, a devenit bine familiarizat cu starea modernă a fizicii.

James, Margaret cu Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (de la stânga la dreapta)

Rezultatele obținute nu sunt asociate cu nicio restricție privind viața personală, intimitate etc. Thomson în viață a fost vesel, sociabil, a călătorit mult și a încercat să nu se limiteze la nimic. Succesul îl însoțește.

Thomson și-a perfecționat abilitățile de experimentator timp de câteva luni în laboratorul celebrului fizician francez, membru al Academiei de Științe din Paris, Henri Victor Regno (1810-1878), care pe atunci era profesor la Collège de France. Thomson a apreciat abilitățile dobândite.

Studiile s-au încheiat, iar postul de șef al departamentului de fizică de la Universitatea din Glasgow a fost imediat eliberat, în care a fost ales William Thomson, în vârstă de 22 de ani, în 1846. Omul de știință și-a terminat funcția de profesor la venerabila vârstă — 1 octombrie 1899, dar a fost angajat în lucrări științifice până la sfârșitul vieții sale. Universitatea a recunoscut meritele lui Thomson prin alegerea lui președinte în 1904.

William Thomson, 1869

Interesele științifice ale lui Thomson sunt foarte diverse. Petrece mult timp rezolvând probleme de inginerie. Este suficient de remarcat că omul de știință a fost angajat în matematică, termodinamică, inginerie electrică, comunicații, gaz și hidrodinamică, astro și geofizică. În total, a scris peste 650 de tratate, memorii etc.

Lucrările despre electrostatică, electricitate și magnetism au început să apară în 1845. De la începutul carierei sale didactice, Thomson a trebuit să înceapă să înființeze experimente demonstrative și, pe măsură ce a acumulat experiență, a început să efectueze teste experimentale ale propriilor sale cercetări teoretice. Rezultatele lucrărilor teoretice și experimentale sunt adesea discutate cu oameni de știință distinși precum M. Faraday și D. Maxwell.

Se întâmplă adesea ca cuvintele să fie atribuite unor figuri specifice care nu le-au rostit niciodată.William Thomson, mai cunoscut sub numele de Lord Kelvin, nu poate fi exonerat de nicio instanță pentru că a susținut moartea fizicii în 1900... chiar dacă nu a făcut-o niciodată. Conform versiunii populare și în lumina marilor progrese făcute de fizică la sfârșitul secolului al XIX-lea, în 1900 Kelvin s-a adresat Asociației Britanice pentru Avansarea Științei cu următoarele cuvinte: „Nimic nou în fizică nu a fost acum. descoperit . Rămân doar măsurători din ce în ce mai precise. „Traiectoria științifică a lui Kelvin nu este ca traiectoria unui om predispus la erori de judecată de această amploare. Locul său privilegiat pe Olimpul științific este asigurat de numeroasele sale merite.

— Javier Janes Lord Kelvin și sfârșitul fizicii pe care nu l-a prevăzut niciodată

Astăzi, numele său este cunoscut în special ca eponimul Sistemului Internațional de Temperatură, o denumire care îi onorează exact. calcularea zeroului absolut aproximativ -273,15 grade Celsius. Dar contribuția sa a fost semnificativă în modelarea termodinamicii, dezvoltarea formulării matematice a electricității și deschiderea drumului pentru înțelegerea relației dintre materie și energie.

Munca sa de inventator și inginer l-a condus la busole de navigație perfecte și, mai ales, a câștigat faimă și avere prin munca sa în telegrafie și eforturile sale de a promova proiectul cablului transatlantic.

William Thomson (Lord Kelvin) cu busola sa, 1902.

În acest scurt articol biografic, ne vom concentra asupra lucrărilor omului de știință în domeniul telecomunicațiilor.

Thomson a obținut primele sale rezultate practice semnificative în procesul de participare la construcția liniei telegrafice transatlantice.

Timp de câțiva ani după inventarea telegrafului lui Morse (1844), țările Europei și Americii de Nord au fost acoperite cu o rețea densă de linii telegrafice, dar piețele de vânzare și sursele de materii prime de pe alte continente erau dincolo de accesul comunicațiilor.

O mizerie! Exista un plan de a construi o linie telegrafică între SUA și Europa de Vest prin Alaska, strâmtoarea Bering și Siberia. Întreprinderea s-a prăbușit chiar de la început: linia telegrafică transatlantică a intrat în funcțiune, iar W. Thomson a fost în mare parte vinovat pentru acest eveniment.

Prima încercare de a pune un cablu transatlantic în 1857 s-a încheiat cu un eșec - cablul a fost tăiat. Thomson a început imediat să-și studieze parametrii, a dat recomandări pentru îmbunătățirea designului.

Mai devreme (1856) a demonstrat că viteza de propagare a unui semnal într-un cablu este invers proporțională cu rezistența și capacitatea sa electrică. În 1858, pentru a înregistra semnale telegrafice slabe, omul de știință a inventat un galvanometru cu oglindă, pentru care a primit un brevet nouă ani mai târziu.

Thomson însuși a participat la așezarea celui de-al doilea cablu transatlantic, situat pe Great Eastern - cea mai mare navă din acea vreme (1865). Mai târziu a inventat un dispozitiv pentru înregistrarea automată a telegramelor numit reportofon cu sifon.

Thomson a început să lucreze în telecomunicații în 1856, devenind membru al Atlantic Telegraph Company și a continuat să lucreze în telegrafie și apoi în telefonie de-a lungul vieții.

Telegraful prin cablu a dat impuls măsurătorilor electrice științifice (determinarea rezistenței cuprului și a izolației, precum și a capacității cablurilor).

Great Eastern a fost cea mai mare navă din lume când a pus primul cablu transatlantic în 1866. Nava de fier avea 211 metri lungime și transporta peste 1.000 de kilometri de cablu.

Cablu telegrafic către Great Eastern

Încărcarea cablului telegrafic transatlantic către Marele Est, 1866.

Înregistrator telegraf realizat de Muirhead & Co. Ltd. de la stația de cablu Ballingskelligs din Republica Irlanda. Această stație a fost deschisă în 1873, la doar nouă ani după Marea Călătorie de Est care a pus primul cablu submarin de succes peste Oceanul Atlantic. Reportofonul cu sifon a fost inventat de Lord Kelvin în 1867 pentru a fi utilizat cu noul cablu telegrafic transatlantic.

Motorul lui William Thomson, 1871.

Voltmetrul lui William Thomson, un contor timpuriu al diferenței de potențial, aproximativ la mijlocul anilor 1880

Desigur, nu este posibil să enumeram într-o mică notă toate realizările omului de știință și inventatorului, dar nu putem să nu ne amintim formula lui Thomson obținută în 1853 pentru calcularea frecvenței de rezonanță a circuitului oscilant.

I-au atras atenția și transportul și distribuția energiei electrice. În 1879, depunând mărturie despre transportul electric în fața unei comisii parlamentare, a arătat că se poate transfera cu o economie de 21.000 CP. sub presiune de 80.000 de volți la o distanță de 300 de mile. Doi ani mai târziu a prezentat o lucrare la Asociația Britanică intitulată „Economia conductoarelor electrice metalice”.

În 1890a fost numit președinte al Comisiei Internaționale Niagara, care examinează, raportează și acordă planuri pentru generarea și transportul energiei electrice din Cascada Niagara.

William Thomson avea legătură cu o afacere mai mică de aceeași natură, situată nu departe de casa lui, care producea electricitate la Foyer Falls și o folosea pentru fabricarea aluminiului de către British Aluminium Company.

Se poate spune că nimeni nu a inventat mai multă o varietate de instrumente electrice de măsurare pentru uz standard, de laborator sau comercial decât el.

Instrumente electrice de măsură de William Thomson

Lucrările lui Thomson găsesc întotdeauna o recunoaștere rapidă, premiile nu au întârziat. În 1846 a fost ales membru al Edinburghului, iar cinci ani mai târziu — al Societății Regale din Londra. Singurele evenimente triste: moartea tatălui său (1849) în timpul unei epidemii de holeră și moartea soției sale (1870).

Exploatarea a 70 de brevete, munca de consultant în multe companii (inclusiv compania Marconi) a făcut posibil să nu vă fie rușine de mijloace. În 1870, Thomson a cumpărat un iaht de lux „Lalla Rukh” cu o deplasare de 126 de tone. Puțin mai târziu (1874) a construit un castel pe moșia achiziționată Nisergall, lângă gura râului Clyde (Scoția). S-a petrecut o cantitate considerabilă de timp călătorind în străinătate. În timpul uneia dintre ele, omul de știință a vizitat Odesa și Sevastopol.

Lord Kelvin pe iahtul „Lala Rukh” 1899.

În 1858, Thomson a fost numit cavaler pentru succesul său în așezarea cablului. În 1892, regina Victoria l-a premiat pe englezul pentru marile realizări științifice. Astfel, Sir Thomson a devenit Lord Kelvin.Numele de familie a fost ales pentru numele râului pe malurile căruia se află Universitatea din Glasgow.

Noul domn a devenit automat membru al Camerei Lorzilor din 1892, unde s-a ocupat de chestiuni de învățământ superior, tehnologie și introducerea sistemului metric în țară. A fost membru și președinte al multor societăți științifice din întreaga lume, inclusiv membru de onoare al Academiei de Științe din Sankt Petersburg, și a primit numeroase medalii de onoare.

În 1884, Universitatea din Heidelberg, în cinstea a 300 de ani de la ei, dorind să-i confere o diplomă onorifică și constatând că singura diplomă medicală disponibilă pe care nu o deținea încă, i-a conferit această diplomă.

Franța l-a numit Mare Ofițer al Legiunii de Onoare. A fost de patru ori președinte al Societății Regale din Edinburgh (Academia Națională Scoțiană de Științe și Litere) și de două ori președinte al Instituției Inginerilor Electrici.

La sfârșitul unui secol, fără egal în istoria lumii în progresul civilizației și științei, privind în urmă și urmărirea creșterii vechiului, începutul și dezvoltarea noilor științe și unirea strânsă a teoriei și practicii care dovedește acest lucru benefic pentru omenire, vedem peste tot și în fiecare etapă opera remarcabilă a unui geniu universal - William Thomson, apoi Sir William Thomson, iar acum Lord Kelvin.

— JD Cormack. Dintr-un articol din revista Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin susținând ultima sa prelegere la Universitatea din Glasgow, 1 octombrie 1899.

Universitatea din Glasgow, 1899.

Lord și Lady Kelvin cu proeminenți ingineri General Electric, în jurul anului 1900. Fotografia îi mai arată pe T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz și Eliu Thomson.

Munca lordului Kelvin a primit recunoaștere mondială.2.500 de invitați au venit să sărbătorească 50 de ani de la calitatea sa de profesor. Sărbătoarea a durat trei zile.

La sfârșitul vieții, Kelvin a fost ales președinte al Societății Regale din Londra (1900-1905), post deținut cândva de Newton. Și-a petrecut ultimii doi ani luptând împotriva bolilor la Nethergaol, unde a murit pe 17 decembrie 1907. A fost înmormântat în Westminster Abbey, lângă mormântul lui Newton.

În 1924, s-a sărbătorit pe scară largă 100 de ani de la nașterea omului de știință. Al șaselea număr al revistei Electricity, dedicat în întregime lui Kelvin, a apărut cu o inscripție roșie pe coperta: „Numărul lui Lord Kelvin”.