James Maxwell

O SCURTA BIOGRAFIE…

James Clerk Maxwell (1831 – 1879) a fost un fizician

teoretician şi matematician scoţian, renumit pentru

ecuaţiile sale care au pus bazele electrotehnicii, datorită

căreia există astăzi televizorul, telecomunicaţiile, electronica

şi multe altele.

James Clark Maxwell s-a născut la 13 noiembrie 1831, în anul în care

Faraday a descoperit fenomenul şi legile inducţiei. La maturitate Maxwell s-a acoperit de glorie cu lucrări teoretice strâns legate de studiul matematic al fenomenului descoperit de Faraday. Tatăl lui Maxwell, un scoţian înstărit, a urmărit atent pregătirea fiului său. La 14 ani Maxwell a conceput şi prezentat o metodă mecanică pentru a trasa ovale perfecte, folosind ace şi aţă. Conducerea şcolii a premiat-o cu medalia de aur pentru matematică şi a prezentat-o elogios la Societatea Regală din Edinburgh.

Maxwell a urmat timp de trei ani cursurile de fizică şi matematică ale Universităţii din Edinburgh, unde s-a făcut remarcat (profesorul Hopkins a afirmat :"Pare imposibil ca Maxwell să interpreteze greşit o temă de fizică.") Având existenţa asigurată de averea familiei, la sfârşitul anilor de

scolarizare activează o scurtă perioadă de timp ca cercetător independent, apoi predă un curs de hidrostatică şi optică la Trinity College, după care preia catedra de filozofie naturală la Marischal College (din Aberdeen).

Intre anii 1860 şi 1868 deţine catedra de fizică şi astronomie de la cunoscutul King's College, din Londra. Este o perioadă de muncă intensă, rodnică, cu rezultate remarcabile. Totuşi Maxwell nu este mulţumit, drept pentru care părăseşte învăţământul, retrăgându-se la proprietatea moştenită, unde definitivează lucrarea "Electricitate şi magnetism". Activitatea lui Maxwell s-a desfăşurat într-un ritm susţinut, în domenii variate ale fizicii. Teoriile sale, cărora nu a avut timp în scurta-i viaţă, să le pună la punct o bază experimentală corespunzătoare, au fost confirmate pe deplin de lucrările urmaşilor (ca exemplu : existenţa undelor electromagnetice a fost confirmată de către H. Hertz).

Cercetările lui Maxwell au „unit” câmpul electric cu cel magnetic în ceea ce

numim noi azi câmpul electromagnetic. Maxwell a fost considerat de mulţi fizicieni ca fiind omul cu cea mai mare influenţă asupra fizicii secolului XX, munca sa fiind considerată la fel de importantă precum cea a lui Newton. Albert Einstein spunea că o eră din ştiinţă a luat sfârşit şi o alta a început odată cu Maxwell.

Maxwell este şi cel care a susţinut printre primele cursuri de fizică

experimentală la Univeritatea Cambridge, deoarece pe vremea aceea fizica era predată doar la catedră, iar experimentele erau doar povestite. Scoţianul a luptat pentru introducerea muncii de laborator, susţinând nevoia şi utilitatea acesteia şi rolul ei ajutător în ceea ce priveşte înţelegerea fenomenelor fizice.

ECUATIILE LUI MEXWELL

Ecuațiile lui Maxwell constituie fundamentarea matematică a principiilor electrodinamicii clasice, teoria macroscopică a câmpului electromagnetic. În memoriul intitulat O teorie dinamică a câmpului electromagnetic (A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field), publicat în 1864, Maxwell a formulat „ecuațiile generale ale câmpului electromagnetic” ca „douăzeci de ecuații” pentru „douăzeci de cantități variabile”, precizând că „aceste ecuații sunt deci suficiente pentru a determina toate cantitățile care apar în ele, dacă ne sunt cunoscute condițiile problemei.”  Ele au fost reformulate în 1884, după moartea lui Maxwell, de Heaviside, ca ecuații pentru mărimile cu semnificație fizică directă (câmpul electric și câmpul magnetic), folosind notația compactă a analizei vectoriale.

Descrierea teoretică a undelor electromagnetice este facută cu ajutorul ecuaţiilor lui Maxwell, elaborate în anul 1867. Maxwell a selectat şi generalizat legile fenomenelor electrice şi magnetice alcătuind un sistem complet de ecuaţii care descriu câmpul electromagnetic. Este interesant de arătat faptul că pe baza ecuaţiilor sale Maxwell a dedus existenţa undelor electromagnetice care au fost mai târziu descoperite experimental de Hertz.