< sekcia Magazín

Pred 190 rokmi sa narodil škótsky fyzik James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell. Foto: wikimedia.org

Popri Ludwigovi Eduardovi Boltzmannovi a Rudolfovi Juliusovi Emanuelovi Clausiusovi sa Maxwell považuje aj za zakladateľa kinetickej teórie plynov.

Edinburgh/Bratislava 13. júna (TASR) – Škótsky fyzik a matematik James Clerk Maxwell ako prvý potvrdil, že elektrina, magnetizmus či svetlo (ako elektromagnetické žiarenie) sú rozličnými prejavmi elektromagnetického poľa. Súborom štyroch rovníc popísal vzájomný vzťah elektrického a magnetického poľa a jeho šírenie. Jeho známe Maxwellove rovnice tak zjednocujú poznatky o elektromagnetickom poli a zdôvodňujú jeho chovanie na makroskopickej úrovni. Venoval sa tiež kinetickej teórii plynov.

James Clerk Maxwell sa narodil 13. júna 1831 v škótskom Edinburghu ako jedináčik v dobre situovanej rodine. Matka mu zomrela, keď mal iba osem rokov. Jeho domáci učiteľ o ňom tvrdil, že je v učení pomalý, v skutočnosti však mal fenomenálnu pamäť a prejavoval zvedavosť i záujem o svet okolo seba. Jeho teta v ňom rozpoznala výnimočné schopnosti a zapísala ho v roku 1841 na akadémiu v Edinburghu. Už ako 14-ročný vytvoril prvú vedeckú prácu v oblasti geometrie – týkala sa oválnych kriviek.

Ako 16-ročný začal študovať na univerzite v rodnom meste (University of Edinburgh), zaoberal sa optikou a výskumom farieb. V roku 1850 prestúpil na unverzitu v Cambridge (University of Cambridge), štúdium tu ukončil v roku 1854. Ostal tam vyučovať na Trinity College.

Neskôr pôsobil na fakulte fyziky na Marischal College v škótskom Aberdeene (Marischal College and University of Aberdeen). Tu sa venoval výskumu Saturnovho prstenca a dospel k teórii, že tento útvar je obrovskou sústavou samostatne obiehajúcich telies. Teóriu potvrdili v 20. storočí kozmické sondy Pioneer a Voyager. Škola dodnes opisuje Maxwella ako najslávnejšieho profesora, aký na nej pôsobil.

V roku 1859 sa Maxwell oženil s Katherine Mary Dewarovou. Od roku 1860 vyučoval na King's College v Londýne, v roku 1865 na svoj post rezignoval a venoval sa súkromne vedeckej práci v rodinnom sídle v Glenlair. Spolupracoval však naďalej s Cambridgeskou univerzitou a pomáhal pri vzniku výskumnej inštitúcie Cavendish Laboratory. V roku 1870 sa stal riaditeľom týchto laboratórií a profesorom experimentálnej fyziky.

Získal viacero ocenení za vedeckú činnosť, bol členom významných vedeckých spoločností. Najviac sa preslávil rovnicami, ktoré popisujú základné zákony elektriny a magnetizmu. Matematické vyjadrenie teórie elektromagnetického poľa prezentoval Maxwell v roku 1864 v správe Dynamická teória elektromagnetického poľa (Dynamical theory of the electromagnetic field) v londýnskej Kráľovskej spoločnosti (Royal Society of London). Publikovali ju v nasledujúcom roku. Ďalší výklad jeho teórie sa nachádza v knihe Spis o elektrine a magnetizme (A Treatise on Electricity and Magnetism, 1873) a výsledky jeho výskumov sú zhrnuté aj v publikáciách Teória tepla (Theory of Heat, 1871) a Hmota a pohyb (Matter and Motion, 1877).

Trvalo temer dve desaťročia, kým sa Maxwellovu teoretickú predpoveď podarilo potvrdiť aj experimentom. Neskorší vývoj v tejto oblasti viedol ku vzniku rádiotechniky a elektroniky. Maxwell tiež položil základy pre vznik kvantovej fyziky, keďže z jeho poznatkov neskôr vyplynulo, že sa energia vyžaruje v určitých minimálnych dávkach – tzv. kvantách.

Popri Ludwigovi Eduardovi Boltzmannovi a Rudolfovi Juliusovi Emanuelovi Clausiusovi sa Maxwell považuje aj za zakladateľa kinetickej teórie plynov. Formuloval zákon pre rozdelenie molekúl v plynoch podľa rýchlosti (tzv. Maxwell-Boltzmannovo rozdelenie).

Počas roka 1879 sa jeho zdravotný stav začal zhoršovať. James Clerk Maxwell zomrel 5. novembra 1879 v Cambridge vo veku 48 rokov na rakovinu žalúdka. Na počesť slávneho vedca podľa neho pomenovali jednotku magnetického indukčného toku. Jeho meno tiež nesie 15-metrový astronomický ďalekohľad.

Svojimi poznatkami prispel ako jeden z prvých k úsiliu vedcov zjednotiť poznatky o rôznych druhoch interakcií (resp. polí) a zhrnúť v ich jednotnej teórii poľa, ktorá by popisovala gravitačné i elektromagnetické pole, a tiež slabé a silné interakcie prejavujúce sa vo vnútri atómov.

"Hlavná filozofická hodnota fyziky spočíva v tom, že dáva mysli niečo osobité, čoho sa môže držať. Ak to neurobíte, príroda vám okamžite povie, že sa mýlite," povedal fyzik James Clerk Maxwell.

Zdroj: britannica.com, mathshistory.st-andrews.ac.uk