Lordas Kelvinas ar Williamas Thompsonas buvo garsus fizikas, matematikas ir inžinierius, labiausiai žinomas už savo darbą atliekant matematinę elektros analizę. Gimęs matematiko tėvu XIX amžiuje, jis nuo pat ankstyvos vaikystės buvo mokomas pažangios matematikos ir dar mokydamasis mokykloje tapo patyrusiu matematiku. Jis tęsė gamtos mokslų ir matematikos studijas Kembridžo universitete. Būdamas 22 metų jis įstojo į „Glazgo universitetą“ kaip gamtos filosofijos profesorius, akademikų filialą, kurį dabar žinome kaip fiziką. Nepaisant garsesnių universitetų kvietimų, Kelvinas 50 metų liko Glazge. Per savo ilgą mokslinę karjerą jis parašė 600 straipsnių. Jis vaidino svarbų vaidmenį formuojant antrąjį termodinamikos dėsnį. Absoliučios temperatūros skalės bazinis vienetas Kelvinas „K“ pavadintas jo garbei. Be to, kad daro didelę įtaką to meto mokslinėms mintims, jis yra žinomas ir dėl savo indėlio klojant transatlantinį telegrafo kabelį.
Vaikystė ir ankstyvas gyvenimas
Lordas Kelvinas gimė kaip Williamas Thompsonas 1824 m. Birželio 26 d. Belfaste, Airijoje. Jo tėvas Jamesas Thompsonas buvo žymus inžinierius ir matematikas Karališkojoje Belfasto akademinėje įstaigoje. Jo motinos vardas buvo Margaret Gardner.
Jis gimė ketvirtas iš šešių tėvų išgyvenusių vaikų. Jis užaugo su vyresniosiomis seserimis, Elizabeth King ir Anna Bottomley; ir vyresnysis brolis Jamesas Thomsonas. Jis taip pat turėjo jaunesnius brolius, vardu Džonas ir Robertas, ir jaunesnę seserį, vadinamą Margaret Marshall.
1830 m., Kai Kelvinui buvo šešeri metai, jo motina mirė. Vėliau vaikus auklėjo tėvas pagal griežtą presbiteriono tradiciją. Labai greitai tėvas ir sūnus užmezgė artimus santykius.
Kelvinas oficialų išsilavinimą pradėjo karališkojoje Belfasto akademinėje institucijoje. Namuose jį ir vyresnįjį brolį Džeimsą mokė tėvas, kuris išmokė naujausių matematikos principų, kurie dar turėjo būti įtraukti į Britanijos mokymo programą.
1832 m. Jamesas Thompsonas buvo paskirtas Glazgo universiteto matematikos profesoriumi ir persikėlė į Glazgą. 1833 m. Spalio mėn. Vaikai taip pat ten persikėlė; Williamas ir Jamesas pradėjo lankyti mokyklą prie Glazgo universiteto ir ten mokėsi ateinančius šešerius metus.
Kelvinas taip pat domėjosi klasika ir uždirbo prizą už 12 metų amžiaus vertimą iš „Lotynų kalbos apie Samosata dievų dialogus“ iš lotynų kalbos į anglų kalbą. 1838 m., Būdamas 14 metų, jis pradėjo mokytis universitetinio lygio matematikos.
Jis studijavo astronomiją ir chemiją 1838–1839 m., Laimėdamas aukso medalį iš Glazgo universiteto už savo darbą „Esė apie žemės paveikslą“. Per tą laiką jis išklausė fizikos kursą, vėliau vadinamą gamtos filosofija, norėdamas studijuoti šilumą, elektrą ir magnetizmą.
1840 m. Pabaigoje Kelvinas universiteto bibliotekoje susipažino su Jean-Baptiste Joseph Fourier „Analitine šilumos teorija“. Per dvi savaites jis įsisavino darbą, kuris nagrinėjo abstrakčios matematikos taikymą šilumos srautui. Iki tol jis taip pat buvo perskaitęs Laplaso „Mécanique céleste“.
Iki 1841 m. Kelvinas nuodugniai susipažino su šilumos, elektros ir magnetizmo reiškiniais. Kartu su oficialiu švietimu jis ir jo brolis taip pat buvo veikiami kosmopolitiškos atmosferos. Jie buvo išsiųsti į Londoną 1839 m. Viduryje, o į Vokietiją ir Nyderlandus - 1840 m. Viduryje. Jie taip pat keliavo į Paryžių, kur išmoko prancūzų kalbos.
1841 m. Kelvinas pateko į Peterhouse miestelį Kembridže, kur toliau studijavo mokslą, tais pačiais metais paskelbdamas pirmąjį savo darbą slapyvardžiu P.Q.R. Straipsnis, pavadintas „Furjė funkcijų išplėtimas trigonometrinėse serijose“, apgino Furjė matematikos teorijas nuo daugelio britų matematikų kritikos.
1842 m., Studijuodamas matematinius Tripos egzaminus, jis paskelbė svarbų darbą ta pačia tema. Jis buvo pavadintas „Dėl vienodo šilumos judėjimo ir jo ryšio su matematinėmis elektros energijos teorijomis“.
Kartu su gamtos mokslų, ypač elektros, studijomis Kelvinas labai domėjosi klasika ir literatūra. Jis taip pat žaidė kornetu ir lygiai taip pat aktyviai sportavo, ypač irklavo, 1843 metais laimėdamas „Colquhoun“ sidabrinius karelius vienvietėms valtims.
1845 m. Jis atliko paskutinę matematinių Tripos egzaminų dalį. Tais pačiais metais jis įgijo bakalauro laipsnį kaip antrasis Wrangleris ir pirmasis Smitho prizininkas. Birželio mėn. Jis buvo išrinktas Peterhouse bičiuliu.
Baigęs studijas Kelvinas su bičiuliu persikėlė į Paryžių, kurį laiką dirbdamas Henri-Victor Regnault fizinėje laboratorijoje. Čia jis susitiko ir bendravo su garsiais mokslininkais, tokiais kaip Jean-Baptiste Biot, Augustin-Louis Cauchy, Joseph Liouville ir Charles-François Sturm.
Liouville'io prašymu jis netrukus pradėjo įgyvendinti Faradėjaus idėją, kad elektros indukcija vyksta per tarpinę terpę, o ne „veikiant per atstumą“, ir tai reiškia pirmąjį savo matematinį tobulėjimą. Jis taip pat sukūrė elektrinių vaizdų matematinę techniką, naudojamą sprendžiant elektrostatinės problemos.
Mokslinė karjera
1846 m. 22 metų lordas Kelvinas pradėjo savo karjerą „Glazgo universitete“ kaip gamtos filosofijos profesorius. Jis vienbalsiai buvo išrinktas į prestižinę kėdę, kuri tais metais nebuvo laisva. Netrukus jis tapo žinomas akademiniame sluoksnyje kaip būsimasis mokslininkas.
1847 m. Jis pradėjo bendradarbiauti su George'u Gabrieliu Stokesu, žinomu dėl hidrodinamikos mokslo įkūrimo. Bendradarbiavimas tęsėsi kitus 50 metų ir jie dažnai keisdavosi laiškais apie svarbias mokslines teorijas.
Kelvinas dalyvavo metiniame Didžiosios Britanijos mokslo pažangos asociacijos susitikime, kuriame išgirdo Jamesą Prescottą Joule'ą ginčijant šiluminės šilumos teoriją, taip pat šilumos variklio teoriją ir pabrėžiant šilumos ir judesio suderinamumą.
Nors Kelvinas manė, kad jo idėjos yra intriguojančios, jis skeptiškai vertino jas. Labai greitai jis pradėjo studijuoti Carnot-Clapeyron teoriją, kuri paskatino 1848 m. Pasiūlyti absoliučią temperatūros skalę.
1851 m. Kovo mėn. Jis sugebėjo nustatyti Joule'io teoriją, paskelbdamas joje svarbią sutartį pavadinimu „Dėl dinaminės šilumos teorijos“. Jame taip pat buvo jo antrojo termodinamikos dėsnio versija, žengdama svarbų žingsnį link savo augintinio projekto - mokslinių teorijų suvienijimo.
Išleidęs „Apie dinaminę šilumos teoriją“, Džoulis pradėjo susirašinėti su Kelvinu; tai buvo vaisingo jųdviejų bendradarbiavimo, trunkančio nuo 1852 iki 1856 m., pradžia. Džoule atliko eksperimentus, o Kelvinas juos analizavo, dažnai siūlydamas tolesnius eksperimentus.
1852 m., Dirbdamas su Džouliu, Kelvinas pastebėjo, kad dujų temperatūra mažėja, kai jos plečiasi vakuume. Vėliau šis reiškinys tapo žinomas kaip „Džaulio-Thompsono efektas“ arba „Kelvino-Džaulio efektas“. Jų bendradarbiavimas padėjo priimti Džoulės darbus ir teorijas.
Kaip inžinierius
1854 m. Spalio 16 d. Stoksas parašė laišką lordui Kelvinui ir paklausė jo nuomonės apie Michaelio Faradėjaus eksperimentus su siūlomu transatlantiniu telegrafo kabeliu. Kelvinas paskelbė savo projekto skaičiavimus 1855 m., Parodydamas, kad projektas buvo ekonomiškai perspektyvus.
1855 m. Atliktoje analizėje jis pabrėžė kabelio konstrukcijos svarbą sakydamas, kad signalo per duotą kabelį greitis yra atvirkščiai proporcingas jo ilgio kvadratui. 1856 m. Šią idėją užginčijo „Atlantic Telegraph Company“ elektrikas Wildmanas Whitehouse
Po Whitehouse išpuolio Kelvinas paaiškino savo idėją populiaraus žurnalo „Athenaeum“ straipsnyje. Tai atkreipė valdžios dėmesį; ir 1856 m. gruodžio mėn. jis buvo išrinktas į „Atlantic Telegraph Company“ direktorių valdybą. Tuo tarpu jis tęsė savo mokymo ir tyrimų pastangas.
1856 m. Jis pradėjo dirbti su elektra ir magnetizmu, kurie vėliau paskatino Jamesą Clarką Maxwellą išplėtoti savo elektromagnetizmo teoriją. Kažkada Kelvinas taip pat pristatė laboratorinius darbus laipsnių kursuose. Tačiau jis nebuvo labai sėkmingas dėstytojas, nes dažnai kalbėdavo tokiomis temomis, kurių sunkiai suprato jo studentai.
1857 m. Rugpjūčio mėn. Kelvinas šiek tiek atitrūko nuo savo pedagoginės karjeros ir patarėju plaukdamas ant kabelio tiesimo laivo HMS Agamemnon. Deja, dėl techninių priežasčių kelionė baigėsi nuvažiavus 380 mylių. Vėliau jis paskelbė pranešimą apie povandeninių kabelių tiesimo patiriamus įtempius.
1858 m. Jis vėl prisijungė prie kabelinės klojimo ekspedicijos HMS Agamemnon laive. Iki tol jis buvo sukūręs visą povandeninio laivo telegrafo valdymo sistemą, naudodamas veidrodinį galvanometrą ir sifono registratorių. Tačiau kadangi Whitemanas atsisakė duoti leidimą, Kelvinas negalėjo naudotis sistema.
1858 m. Birželio mėn. HMS Agamemnonas turėjo grįžti po pražūtingos audros. Kai valdyba nusprendė atsisakyti projekto, Kelvinas, Cyrus West Fieldas ir Curtis M. Lampsonas paragino juos tęsti.
Trečioji ekspedicija, vadovaujama Whitehouse, susidūrė su katastrofa ir jis buvo pašalintas iš savo pareigų. Tačiau katastrofa leido Kelvinui įgyti tam tikrų inžinerinių įgūdžių ir sugebėti spręsti praktines problemas. Dabar jis pradėjo vadovauti problemų sprendimo komandai iš priekio.
Ketvirtoji Kelvino vadovaujama kabelių klojimo ekspedicija prasidėjo 1865 m. Liepą. Deja, jos teko atsisakyti nutiesus 1200 mylių kabelių. Galiausiai 1866 m. Jiems pavyko ne tik nutiesti naujus laidus per dvi savaites, bet ir susigrąžinti bei užbaigti ankstesnių metų laidą.
Grįžęs iš ekspedicijos Kelvinas užmezgė partnerystę su dviem skirtingomis kompanijomis, C.F. Varley ir Flemingas Jenkinas. Dirbdamas pastarajam, jis sugalvojo automatinį bordiūrų siuntėją, savotišką telegrafo raktą, galintį perduoti pranešimus kabeliu.
Kartu klodamas povandeninius ryšio kabelius, jis ir toliau siekė savo akademinių interesų. 1855–1867 m. Jis bendradarbiavo su Peteriu Guthrie Taitu, sudarydamas vadovėlį, ir pradėjo mechanikos studijas. Vėliau jis taip pat dirbo prie sūkurinės atomo ir giminingų dalykų teorijos.
1880-aisiais Kelvinas tobulino reguliuojamą kompasą. Jis taip pat išrado potvynio mašiną ir gylio matavimo įrangą. Per savo karjerą jis pateikė 70 patentų.
1890-aisiais jis buvo tarptautinės komisijos, kuri nutarė projektuoti Niagaros krioklio elektrinę, vadovas.
Pagrindiniai darbai
Lordas Kelvinas geriausiai įsimenamas už savo darbą atliekant matematinę elektros ir magnetizmo analizę. Jis taip pat vaidino svarbų vaidmenį formuojant pirmąjį ir antrąjį termodinamikos dėsnius.
Kelvinas „K“, absoliučiosios temperatūros skalės vienetas, pavadintas jo vardu, nes jis pirmasis pasiūlė „absoliučią termometrinę skalę“.
Kiti jo darbai apima dinaminę šilumos teoriją, geofizinį Žemės amžiaus nustatymą ir kitus pagrindinius hidrodinamikos darbus.
Už mokslo ribų ribų Kelvinas yra žinomas už savo indėlį klojant transatlantinius telegrafo kabelius. Be darbo su „Atlantic Telegraph Company“, jis padėjo nutiesti Prancūzijos Atlanto povandeninio ryšio kabelį 1869 m., Vakarų, Brazilijos ir Platino – Brazilijos kabelį 1873 m.
Apdovanojimai ir laimėjimai
1866 m. Lapkričio 10 d. Lordas Kelvinas buvo užkariautas karalienės Viktorijos. Vėliau, 1892 m., Jis gavo žvalgybą ir tapo pirmuoju baronu Kelvinu iš Largo. Karalius Edvardas VII 1902 m. Jis buvo paskirtas patarėju ir nuopelnų ordino nariu.
1851 m. Jis buvo išrinktas į Karališkąją draugiją, 1856 m. Gavęs draugijos Karališkąjį medalį ir 1883 m. „Copley“ medalį. Jis taip pat ėjo jos prezidento pareigas 1890–1895 m. Be to, jis taip pat gavo daugybę kitų premijų ir apdovanojimų.
Kelvinas buvo Edinburgo karališkosios draugijos narys ir iš pradžių buvo jos prezidentu 1873–1878 m., Vėliau 1886–1890 m., O galiausiai 1895 m. - iki mirties 1907 m.
Šeima ir asmeninis gyvenimas
Lordas Kelvinas vedė savo vaikystės mylimąją Margaret Crum 1852 m. Rugsėjį. Deja, jos sveikata nutrūko per jų medaus mėnesį, ir ji niekada nuo to neatsitraukė. Ji mirė 1870 m. Birželio 17 d.
1874 m. Birželio 24 d. Thompsonas ištekėjo už Charleso R. Blandy dukters Fanny Blandy. Ji buvo 13 metų jo jaunesnioji. Iš abiejų santuokų jis neturėjo vaikų.
1907 m. Lapkritį jį užklupo šaltis ir jo būklė labai greitai pablogėjo. Jis mirė 1907 m. Gruodžio 17 d., Būdamas 83 metų, Škotijos rezidencijoje Nyderlanduose, Largese.
Glazgo universiteto medžiotojų muziejuje yra nuolatinė jo darbų ekspozicija. Joje ne tik demonstruojami daugybė jo originalių darbų, bet ir instrumentai bei asmeniniai dirbiniai, įskaitant rūkymo pypkę.
Smulkmenos
Lordo Kelvino rezidencija Glazge buvo vieni pirmųjų namų, kuriuos apšvietė elektros šviesa.
Greiti faktai
Gimtadienis 1824 m. Birželio 26 d
Tautybė Britai
Mirė sulaukęs 83 metų
Saulės ženklas: Vėžys
Taip pat žinomas kaip: Williamas Thomsonas, 1-asis baronas Kelvinas
Gimusi šalis: Airija
Gimė: Belfastas
Garsus kaip Matematikas, fizikas
Šeima: sutuoktinis / buvęs: Margaret Crum tėvas: James Thomson motina: Margaret Gardner broliai ir seserys: James mirė: 1907 m. Gruodžio 17 d. Mirties vieta: Largs, Škotija. Išsamesnė informacija apie faktus: Peterhouse, Cambridge (1841–1845), Glazgo universitetas , Karališkosios Belfasto akademinės institucijos apdovanojimai: 1883 m. - Copley medalis 1856 m. - Karališkasis medalis 1905 m. - Johno Fritzo medalis - Smiths kaina
