William Thomson, Lord Kelvin - biografija slavnog fizičara, izumitelja i inženjera

William Thomson rođen je u glavnom gradu Sjeverne Irske - Belfastu 26. lipnja 1824. Njegov otac Škot, nakon smrti supruge 1830., sa svoja dva sina preselio se u Glasgow, gdje je postao profesor matematike na lokalnom sveučilištu. . Djeca su kod kuće stekla izvrsno obrazovanje. U dobi od 8 godina William je počeo pohađati očeva predavanja, a u dobi od 10 godina upisan je kao student na sveučilištu.

Budući da je bio bogat čovjek, njegov otac je puno putovao sa svojim sinovima. Do dobi od 12 godina William je tečno govorio četiri ili pet jezika. Usavršavanje matematičkog znanja nastavilo se na Sveučilištu u Cambridgeu (1841.-1845.). Petnaestogodišnji student počeo je pisati i objavljivati ​​svoja djela. Njegov prvi objavljeni rad pojavio se u Cambridge Mathematical Journalu u svibnju 1841. Bila je to obrana i pojašnjenje nekih temeljnih teorema Fourierove "harmonijske analize".

Pokazujući rane matematičke sposobnosti, Thomson je postao izvrstan matematičar i u isto vrijeme dobro se upoznao s modernim stanjem fizike.

James, Margaret s Janet, Helen, Peggy, William Jr., William stariji (slijeva na desno)

Postignuti rezultati nisu povezani s nikakvim ograničenjima osobnog života, privatnosti itd. Thomson je u životu bio veseo, društven, puno je putovao i pokušavao se ne ograničavati ni u čemu. Uspjeh ga prati.

Thomson je svoje vještine eksperimentatora nekoliko mjeseci usavršavao u laboratoriju poznatog francuskog fizičara, člana Pariške akademije znanosti Henrija Victora Regnoa (1810.-1878.), koji je tada bio profesor na Collège de France. Thomson je cijenio stečene vještine.

Studij je završio i odmah je upražnjeno mjesto predstojnika odjela za fiziku na Sveučilištu u Glasgowu, na koje je 1846. izabran 22-godišnji William Thomson. Znanstvenik je završio profesuru u časnoj dobi - 1. listopada 1899., ali se znanstvenim radom bavio do kraja života. Sveučilište je prepoznalo Thomsonove zasluge izabravši ga za predsjednika 1904. godine.

William Thomson, 1869

Thomsonovi znanstveni interesi vrlo su raznoliki. Mnogo vremena provodi rješavajući inženjerske probleme. Dovoljno je napomenuti da se znanstvenik bavio matematikom, termodinamikom, elektrotehnikom, komunikacijama, plinskom i hidrodinamikom, astro- i geofizikom. Ukupno je napisao više od 650 rasprava, memoara itd.

Radovi o elektrostatici, elektricitetu i magnetizmu počeli su se pojavljivati ​​1845. Thomson je od početka svoje nastavničke karijere morao početi postavljati demonstracijske pokuse, a kako je stjecao iskustvo, počeo je provoditi eksperimentalne provjere vlastitih teorijskih istraživanja. O rezultatima teorijskog i eksperimentalnog rada često se raspravlja s istaknutim znanstvenicima kao što su M. Faraday i D. Maxwell.

Često se događa da se riječi pripisuju određenim osobama koje ih nikada nisu izgovorile.Williama Thomsona, poznatijeg kao lord Kelvin, nijedan sud ne može osloboditi optužbe za tvrdnju o smrti fizike 1900. godine ... iako to nikada nije učinio. Prema popularnoj verziji, au svjetlu velikog napretka fizike krajem devetnaestog stoljeća, Kelvin se 1900. godine obratio Britanskom udruženju za napredak znanosti sljedećim riječima: “Ništa novo u fizici sada nije otkriveno. otkrio . Ostaju samo sve točnija mjerenja. "Kelvinova znanstvena putanja nije poput putanje čovjeka sklonog pogrešnim procjenama ovolikih razmjera. Njegovo povlašteno mjesto na znanstvenom Olimpu osigurano je njegovim brojnim zaslugama.

— Javier Janes Lord Kelvin i kraj fizike koji nikada nije predvidio

Danas je njegovo ime posebno dobro poznato kao eponim Međunarodnog temperaturnog sustava, oznake koja odaje počast njegovim preciznim izračunavanje apsolutne nule oko -273,15 stupnjeva Celzijusa. Ali njegov je doprinos bio značajan u oblikovanju termodinamike, razvijanju matematičke formulacije elektriciteta i otvaranju puta razumijevanju odnosa između materije i energije.

Njegov rad kao izumitelja i inženjera doveo ga je do savršenih navigacijskih kompasa, a iznad svega stekao je slavu i bogatstvo svojim radom u telegrafiji i naporima da promovira projekt transatlantskog kabla.

William Thomson (Lord Kelvin) sa svojim kompasom, 1902.

U ovom kratkom biografskom članku usredotočit ćemo se na radove znanstvenika iz područja telekomunikacija.

Prve značajnije praktične rezultate Thomson je postigao u procesu sudjelovanja u izgradnji transatlantske telegrafske linije.

Nekoliko godina nakon izuma Morseova telegrafa (1844.) zemlje Europe i Sjeverne Amerike bile su prekrivene gustom mrežom telegrafskih linija, ali su prodajna tržišta i izvori sirovina na drugim kontinentima bili izvan dosega komunikacija.

Nered! Postojao je plan izgradnje telegrafske linije između SAD-a i zapadne Europe kroz Aljasku, Beringov prolaz i Sibir. Poduzeće je propalo na samom početku: proradila je transatlantska telegrafska linija, a za to je najvećim dijelom kriv W. Thomson.

Prvi pokušaj postavljanja transatlantskog kabela 1857. završio je neuspjehom - kabel je presječen. Thomson je odmah počeo proučavati njegove parametre, dao preporuke za poboljšanje dizajna.

Još ranije (1856.) dokazao je da je brzina širenja signala u kabelu obrnuto proporcionalna njegovom otporu i električnom kapacitetu. Godine 1858., za registraciju slabih telegrafskih signala, znanstvenik je izumio zrcalni galvanometar, za koji je dobio patent devet godina kasnije.

Sam Thomson sudjelovao je u postavljanju drugog transatlantskog kabela, smještenog na Great Easternu - najvećem brodu tog vremena (1865.). Kasnije je izumio uređaj za automatsko snimanje telegrama nazvan sifonski snimač.

Thomson je prvi put počeo raditi u telekomunikacijama 1856. godine, postavši članom Atlantic Telegraph Company, te je nastavio raditi u telegrafiji, a potom i telefoniji tijekom svog života.

Kabelski telegraf dao je poticaj znanstvenim električnim mjerenjima (određivanje otpora bakra i izolacije, kao i kapaciteta kabela).

Great Eastern bio je najveći brod na svijetu kada je 1866. položio prvi transatlantski kabel. Željezni brod bio je dug 211 metara i nosio je više od 1000 kilometara kabela.

Telegrafski kabel za Great Eastern

Utovar transatlantskog telegrafskog kabela na Veliki istok, 1866.

Zamka za snimanje telegrafa koju proizvodi Muirhead & Co. doo s kabelske stanice Ballingskelligs u Republici Irskoj. Ova postaja otvorena je 1873., samo devet godina nakon Velikog istočnog putovanja kojim je postavljen prvi uspješni podmorski kabel preko Atlantskog oceana. Sifonski rekorder izumio je lord Kelvin 1867. za korištenje s novim transatlantskim telegrafskim kabelom.

Motor Williama Thomsona, 1871.

Voltmetar Williama Thomsona, rani mjerač potencijalne razlike, oko sredine 1880-ih

Naravno, nije moguće navesti sva postignuća znanstvenika i izumitelja u maloj bilješci, ali ne možemo ne prisjetiti se Thomsonove formule dobivene 1853. godine za izračunavanje rezonantne frekvencije titrajnog kruga.

Pozornost mu je privukao i prijenos i distribucija električne energije. Godine 1879., svjedočeći o električnom prijenosu pred parlamentarnim odborom, pokazao je da je moguće prenijeti uz uštedu od 21.000 KS. pod pritiskom od 80 000 volti na udaljenosti od 300 milja. Dvije godine kasnije predstavio je rad Britanskom udruženju pod naslovom "Ekonomika metalnih električnih vodiča".

Godine 1890imenovan je predsjednikom Međunarodnog povjerenstva za Niagaru, koje ispituje, izvješćuje i nagrađuje planove za proizvodnju i prijenos električne energije s slapova Niagare.

William Thomson bio je povezan s manjim poslom iste prirode, smještenim nedaleko od njegove kuće, koji je proizvodio električnu energiju u Foyer Fallsu i koristio je za proizvodnju aluminija od strane British Aluminium Company.

Može se reći da nitko nije izumio više različitih električnih mjernih instrumenata za standardnu, laboratorijsku ili komercijalnu upotrebu od njega.

Električni mjerni instrumenti Williama Thomsona

Thomsonovi radovi uvijek brzo naiđu na priznanje, nagrade nisu kasnile. Godine 1846. izabran je za člana Edinburgha, a pet godina kasnije - Kraljevskog društva u Londonu. Jedini tužni događaji: smrt oca (1849.) tijekom epidemije kolere i smrt supruge (1870.).

Iskorištavanje 70 patenata, rad kao konzultant u mnogim tvrtkama (uključujući tvrtku Marconi) omogućili su da se ne sramite sredstava. Godine 1870. Thomson je kupio luksuznu jahtu "Lalla Rukh" s istisninom od 126 tona.Nešto kasnije (1874.) sagradio je dvorac na kupljenom posjedu Nisergall blizu ušća rijeke Clyde (Škotska). Značajnu količinu vremena proveo je putujući u inozemstvo. Tijekom jednog od njih, znanstvenik je posjetio Odesu i Sevastopolj.

Lord Kelvin na jahti "Lala Rukh" 1899.

Godine 1858. Thomson je proglašen vitezom za svoj uspjeh u postavljanju kabela. Godine 1892. kraljica Viktorija odlikovala ga je Englezom za velika znanstvena postignuća. Tako je Sir Thomson postao Lord Kelvin.Prezime je odabrano za ime rijeke na čijoj se obali nalazi Sveučilište u Glasgowu.

Novi lord automatski postaje član Doma lordova od 1892., gdje se bavi pitanjima visokog obrazovanja, tehnologije i uvođenja metričkog sustava u zemlji. Bio je član i predsjednik mnogih znanstvenih društava diljem svijeta, uključujući i počasnog člana Sanktpeterburške akademije znanosti, a odlikovan je mnogim počasnim medaljama.

Godine 1884. Sveučilište u Heidelbergu, u čast svoje 300. obljetnice, u želji da mu dodijeli počasnu diplomu i utvrdivši da je jedina medicinska diploma koja mu je bila dostupna, a koju još nije posjedovao, dodijelila mu je ovu diplomu.

Francuska ga je proglasila velikim časnikom Legije časti. Bio je četiri puta predsjednik Kraljevskog društva Edinburgha (Škotska nacionalna akademija znanosti i književnosti) i dva puta predsjednik Institucije inženjera elektrotehnike.

Na kraju stoljeća, bez premca u povijesti svijeta u napretku civilizacije i znanosti, gledajući unatrag i prateći rast starih, početak i razvoj novih znanosti, te tijesnu vezu teorije i prakse koja dokazuje da je to korisno za čovječanstvo, posvuda iu svakoj fazi vidimo izvanredan rad univerzalnog genija — Williama Thomsona, kasnije Sir Williama Thomsona, a sada Lorda Kelvina.

— JD Cormack. Iz članka u Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin drži svoje posljednje predavanje na Sveučilištu u Glasgowu, 1. listopada 1899.

Sveučilište u Glasgowu, 1899.

Lord i Lady Kelvin s istaknutim inženjerima General Electrica, oko 1900. Na fotografiji su i T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz i Eliu Thomson.

Rad Lorda Kelvina dobio je svjetsko priznanje.Na proslavu 50. obljetnice profesure došlo je 2500 gostiju. Slavlje je trajalo tri dana.

Na kraju svog života Kelvin je izabran za predsjednika Kraljevskog društva u Londonu (1900.-1905.), a tu je dužnost nekoć obnašao Newton. Posljednje dvije godine proveo je boreći se s bolešću u Nethergaolu, gdje je i umro 17. prosinca 1907. Pokopan je u Westminsterskoj opatiji blizu Newtonova groba.

Godine 1924. naveliko je proslavljena 100. obljetnica rođenja znanstvenika. Šesti broj časopisa Electricity, u potpunosti posvećen Kelvinu, izašao je s crvenim natpisom na naslovnici: "Broj Lorda Kelvina".