William Thomson, Lord Kelvin - a híres fizikus, feltaláló és mérnök életrajza

William Thomson Észak-Írország fővárosában, Belfastban született 1824. június 26-án. Skót apja felesége 1830-as halála után két fiával Glasgow-ba költözött, ahol a matematika tanára lett a helyi egyetemen. . A gyerekek kiváló otthoni oktatásban részesültek. 8 évesen William elkezdett járni apja előadásaira, 10 évesen pedig beiratkoztak az egyetemre.

Gazdag ember lévén apja sokat utazott fiaival. 12 éves korára William négy-öt nyelven folyékonyan beszélt. A matematikai ismeretek fejlesztése a Cambridge-i Egyetemen (1841-1845) folytatódott. A tizenöt éves diák elkezdte írni és kiadni műveit. Első publikációja a Cambridge Mathematical Journalban jelent meg 1841 májusában. Ez a Fourier-féle „harmonikus elemzés” néhány alapvető tételének védelme és tisztázása volt.

A korai matematikai képességeket felmutató Thomson kiváló matematikus lett, és egyúttal jól ismerte a fizika modern állapotát.

James, Margaret és Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (balról jobbra)

Az elért eredmények nem járnak semmilyen korlátozással a személyes életben, a magánéletben stb. Thomson életében vidám, társaságkedvelő volt, sokat utazott, és igyekezett semmiben sem korlátozni magát. A siker elkíséri.

Thomson a híres francia fizikus, a Párizsi Tudományos Akadémia tagja, Henri Victor Regno (1810-1878) laboratóriumában csiszolta kísérletező képességeit, aki akkor a Collège de France professzora volt. Thomson nagyra értékelte a megszerzett készségeket.

A tanulmányok véget értek, a Glasgow-i Egyetem fizika tanszékének vezetői posztja azonnal megüresedett, amelyre 1846-ban a 22 éves William Thomsont választották meg. A tudós tiszteletreméltó korában – 1899. október 1-jén – fejezte be professzori szolgálatát, de élete végéig tudományos munkával foglalkozott. Az egyetem elismerte Thomson érdemeit azzal, hogy 1904-ben elnökké választotta.

William Thomson, 1869

Thomson tudományos érdeklődési köre igen szerteágazó. Sok időt tölt mérnöki problémák megoldásával. Elég megjegyezni, hogy a tudós matematikával, termodinamikával, elektrotechnikával, kommunikációval, gáz- és hidrodinamikával, asztro- és geofizikával foglalkozott. Összesen több mint 650 értekezést, emlékiratot stb.

1845-ben kezdtek megjelenni az elektrosztatikával, elektromossággal és mágnesességgel kapcsolatos munkák. Thomsonnak oktatói pályafutása kezdetétől demonstrációs kísérletek felállításába kellett kezdenie, és a tapasztalatok megszerzésével megkezdte saját elméleti kutatásainak kísérleti tesztjeit. Az elméleti és kísérleti munka eredményeit gyakran megvitatják olyan kiváló tudósokkal, mint M. Faraday és D. Maxwell.

Gyakran előfordul, hogy a szavakat konkrét alakoknak tulajdonítják, akik soha nem mondták ki őket.William Thomsont, ismertebb nevén Lord Kelvint, egyetlen bíróság sem mentesítheti a fizika halálának állítása miatt 1900-ban… noha soha nem tette. A népszerű változat szerint és a fizika tizenkilencedik század végén elért nagy előrehaladásának fényében Kelvin 1900-ban a következő szavakkal fordult a Brit Tudományfejlesztési Szövetséghez: „Semmi újdonság a fizikában mostanra nem történt meg. felfedezték. Csak az egyre pontosabb mérések maradnak. „Kelvin tudományos pályája nem olyan, mint egy olyan ember pályája, aki hajlamos ilyen nagyságrendű ítéleti hibákra. Kiváltságos helyét a tudományos Olimpuszon számos érdeme biztosítja.

— Javier Janes Lord Kelvin és a fizika vége, akit soha nem látott előre

Ma neve különösen jól ismert a Nemzetközi Hőmérséklet Rendszer névadójaként, amely elnevezés tiszteli pontosságát. abszolút nulla kiszámítása körülbelül -273,15 Celsius-fok. Hozzájárulása azonban jelentős volt a termodinamika alakításában, az elektromosság matematikai megfogalmazásának kidolgozásában, valamint az anyag és az energia kapcsolatának megértésében.

Feltalálói és mérnöki munkája tökéletes navigációs iránytűhöz vezette, és mindenekelőtt hírnevet és vagyont szerzett a távírói munkája és a transzatlanti kábelprojekt népszerűsítésére tett erőfeszítései révén.

William Thomson (Lord Kelvin) az iránytűjével, 1902.

Ebben a rövid életrajzi cikkben a tudós távközlési munkáira koncentrálunk.

Thomson első jelentős gyakorlati eredményeit a transzatlanti távíróvonal építési folyamatában érte el.

A Morse-féle távíró feltalálása (1844) után Európa és Észak-Amerika országait több éven keresztül sűrű távíróvonal-hálózat borította, de a többi kontinens értékesítési piacai és nyersanyagforrásai a kommunikáció hatókörén kívül voltak.

Rendetlenség, felfordulás! Tervben volt egy távíróvonal kiépítése az Egyesült Államok és Nyugat-Európa között Alaszkán, a Bering-szoroson és Szibérián keresztül. A vállalkozás már a legelején összeomlott: működésbe lépett a transzatlanti távíróvonal, és az eseményért nagyrészt W. Thomson volt a felelős.

Az első kísérlet a transzatlanti kábel lefektetésére 1857-ben kudarccal végződött – a kábelt elvágták. Thomson azonnal elkezdte tanulmányozni a paramétereit, ajánlásokat adott a tervezés javítására.

Korábban (1856) bebizonyította, hogy a kábelben a jel terjedési sebessége fordítottan arányos annak ellenállásával és elektromos kapacitásával. 1858-ban a tudós a gyenge távírójelek regisztrálására feltalált egy tükör galvanométert, amelyre kilenc évvel később szabadalmat kapott.

Thomson maga is részt vett a második transzatlanti kábel lefektetésében, amely a Great Easternen található - az akkori legnagyobb hajó (1865). Később feltalálta a táviratok automatikus rögzítésére szolgáló eszközt, amelyet szifonrögzítőnek neveztek.

Thomson először 1856-ban kezdett el távközléssel foglalkozni, az Atlantic Telegraph Company tagja lett, majd élete során a távirati, majd a telefonálási tevékenységet folytatta.

A kábeltelegráf lendületet adott a tudományos elektromos méréseknek (a réz és szigetelés ellenállásának, valamint a kábelek kapacitásának meghatározása).

A Great Eastern a világ legnagyobb hajója volt, amikor 1866-ban lefektette az első transzatlanti kábelt. A vashajó 211 méter hosszú volt, és több mint 1000 kilométer hosszú kábelt szállított.

Távírókábel a Great Eastern felé

A transzatlanti távírókábel betöltése a Nagy-Kelet felé, 1866.

Távíró csapdarögzítő, a Muirhead & Co. kft az Ír Köztársaságban található Ballingskelligs kábelállomásról. Ezt az állomást 1873-ban nyitották meg, mindössze kilenc évvel a Nagy Keleti Utazás után, amely során az első sikeres tengeralattjáró kábelt átvezették az Atlanti-óceánon. A szifonrögzítőt Lord Kelvin találta fel 1867-ben az új transzatlanti távírókábellel való használatra.

William Thomson motorja, 1871.

William Thomson voltmérője, egy korai potenciálkülönbség-mérő, az 1880-as évek közepén

Természetesen nem lehet egy kis jegyzetben felsorolni a tudós és a feltaláló összes teljesítményét, de nem tudjuk nem felidézni Thomson 1853-ban kapott képletét a rezgőkör rezonanciafrekvenciájának kiszámításához.

A villamos energia szállítása és elosztása is felkeltette a figyelmét. 1879-ben, amikor az elektromos hajtásról tanúskodott egy parlamenti bizottság előtt, megmutatta, hogy 21 000 LE-s gazdaságossággal is lehetséges az átvitel. 80 000 V nyomás alatt 300 mérföld távolságban. Két évvel később egy tanulmányt nyújtott be a Brit Szövetségnek "A fémes elektromos vezetők gazdaságtana" címmel.

1890-benkinevezték a Nemzetközi Niagara Bizottság elnökének, amely a Niagara-vízesésből származó elektromos energia előállítására és átvitelére vonatkozó terveket vizsgálja, jelentéseket készít és díjaz.

William Thomson kapcsolatban állt egy kisebb, hasonló jellegű vállalkozással, amely otthonától nem messze található, és a Foyer Fallsban termelt áramot, és azt a British Aluminium Company alumíniumgyártására használta fel.

Elmondható, hogy senki sem talált fel több különféle elektromos mérőműszert szabványos, laboratóriumi vagy kereskedelmi használatra, mint ő.

William Thomson elektromos mérőműszerek

Thomson munkái mindig gyors elismerést kapnak, a díjak nem késtek el. 1846-ban Edinburgh, öt évvel később pedig a Londoni Királyi Társaság tagjává választották. Az egyetlen szomorú esemény: apja halála (1849) kolerajárvány idején és felesége halála (1870).

A 70 szabadalom kiaknázása, számos cégnél (köztük a Marconi cégnél) végzett tanácsadói munka lehetővé tette, hogy ne szégyelljük az eszközöket. 1870-ben Thomson vásárolt egy 126 tonnás vízkiszorítású "Lalla Rukh" luxusjachtot, majd valamivel később (1874) kastélyt épített a megvásárolt Nisergall birtokon, a Clyde folyó torkolatánál (Skócia). Jelentős időt töltöttek külföldi utazással. Az egyik során a tudós Odesszába és Szevasztopolba látogatott.

Lord Kelvin a "Lala Rukh" jachton 1899.

1858-ban Thomsont lovaggá ütötték a kábelfektetésben elért sikeréért. 1892-ben Viktória királynő az angol kitüntetést adományozta neki a nagy tudományos teljesítményekért. Így lett Sir Thomson Lord Kelvin.A vezetéknevet annak a folyónak a nevéhez választották, amelynek partján a Glasgow-i Egyetem található.

Az új főúr 1892-től automatikusan a Lordok Házának tagja lett, ahol felsőoktatási, technológiai és a metrikus rendszer országos bevezetésének kérdéseivel foglalkozott. Számos tudományos társaság tagja és elnöke volt szerte a világon, köztük a Szentpétervári Tudományos Akadémia tiszteletbeli tagja, és számos tiszteletbeli kitüntetéssel tüntették ki.

1884-ben a Heidelbergi Egyetem, fennállásának 300. évfordulója tiszteletére, tiszteletbeli oklevelet kívánva neki adományozni, és megállapította, hogy az egyetlen rendelkezésére álló orvosi diploma, amellyel még nem rendelkezett, ezt az oklevelet adományozta neki.

Franciaország a Becsületlégió nagytisztjévé tette. Négyszer volt az Edinburgh-i Királyi Társaság (a Skót Nemzeti Tudományos és Irodalmi Akadémia) elnöke, kétszer pedig az Institution of Electrical Engineers elnöke.

A világtörténelemben páratlan évszázad végén a civilizáció és a tudomány fejlődésében, visszatekintve és nyomon követve a régiek növekedését, az új tudományok kezdetét és fejlődését, valamint az elmélet és a gyakorlat szoros egyesülését, bizonyítja, hogy ez előnyös az emberiség számára, mindenhol és minden szakaszban egy egyetemes zseni – William Thomson, később Sir William Thomson, és most Lord Kelvin – figyelemre méltó munkáját láthatjuk.

— JD Cormack. A Cassier's Magazine 1899-ben megjelent cikkéből

William Thomson, Lord Kelvin utolsó előadását tartja a Glasgow-i Egyetemen, 1899. október 1-jén.

Glasgow-i Egyetem, 1899.

Lord és Lady Kelvin kiemelkedő General Electric mérnökökkel, 1900 körül. A képen T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz és Eliu Thomson is látható.

Lord Kelvin munkássága világszerte elismerést kapott.2500 vendég érkezett megünnepelni professzori tisztségének 50. évfordulóját. Az ünnepség három napig tartott.

Élete végén Kelvint a Royal Society of London elnökévé választották (1900-1905), ezt a posztot egykor Newton töltötte be. Az elmúlt két évet betegséggel küzdve töltötte Nethergaolban, ahol 1907. december 17-én halt meg. A Westminster Abbeyben temették el Newton sírja közelében.

1924-ben széles körben ünnepelték a tudós születésének 100. évfordulóját. Az Electricity magazin teljes egészében Kelvinnek szentelt hatodik száma piros felirattal a borítón jelent meg: „Lord Kelvin száma”.