William Thomson, Lord Kelvin - slavenā fiziķa, izgudrotāja un inženiera biogrāfija

Viljams Tomsons dzimis Ziemeļīrijas galvaspilsētā Belfāstā 1824. gada 26. jūnijā. Viņa skotu tēvs pēc sievas nāves 1830. gadā kopā ar diviem dēliem pārcēlās uz Glāzgovu, kur kļuva par matemātikas profesoru vietējā universitātē. . Bērni ieguva lielisku izglītību mājās. 8 gadu vecumā Viljams sāka apmeklēt sava tēva lekcijas, un 10 gadu vecumā viņš tika uzņemts kā students universitātē.

Būdams bagāts vīrs, viņa tēvs kopā ar dēliem daudz ceļoja. Līdz 12 gadu vecumam Viljams brīvi pārvaldīja četras vai piecas valodas. Matemātikas zināšanu pilnveidošana turpinājās Kembridžas Universitātē (1841-1845). Piecpadsmit gadus vecais students sāka rakstīt un publicēt savus darbus. Viņa pirmais publicētais raksts parādījās Cambridge Mathematical Journal 1841. gada maijā. Tas bija dažu Furjē "harmoniskās analīzes" pamatteorēmu aizstāvēšana un skaidrojums.

Parādot agrīnas matemātiskās spējas, Tomsons kļuva par izcilu matemātiķi un tajā pašā laikā labi iepazina mūsdienu fizikas stāvokli.

Džeimss, Mārgareta ar Dženetu, Helēna, Pegija, Viljams jaunākais, Viljams vecākais (no kreisās uz labo)

Sasniegtie rezultāti nav saistīti ar ierobežojumiem personīgajā dzīvē, privātajā dzīvē utt. Tomsons dzīvē bija dzīvespriecīgs, sabiedrisks, daudz ceļoja un centās sevi neierobežot neko. Panākumi viņu pavada.

Tomsons savas eksperimentētāja prasmes vairākus mēnešus pilnveidoja slavenā franču fiziķa, Parīzes Zinātņu akadēmijas locekļa Anrī Viktora Regno (1810-1878), kurš tolaik bija Francijas koledžas profesors, laboratorijā. Tomsons novērtēja iegūtās prasmes.

Studijas beidzās, un uzreiz tika atbrīvots Glāzgovas universitātes fizikas katedras vadītāja amats, kurā 1846. gadā tika ievēlēts 22 gadus vecais Viljams Tomsons. Zinātnieks profesora amatu beidza godājamā vecumā — 1899. gada 1. oktobrī, bet ar zinātnisko darbību nodarbojās līdz mūža beigām. Universitāte atzina Tomsona nopelnus, 1904. gadā ievēlot viņu par prezidentu.

Viljams Tomsons, 1869

Tomsona zinātniskās intereses ir ļoti dažādas. Viņš pavada daudz laika, risinot inženiertehniskās problēmas. Pietiek atzīmēt, ka zinātnieks nodarbojās ar matemātiku, termodinamiku, elektrotehniku, sakariem, gāzi un hidrodinamiku, astro- un ģeofiziku. Kopumā viņš uzrakstīja vairāk nekā 650 traktātus, memuārus utt.

Darbi par elektrostatiku, elektrību un magnētismu sāka parādīties 1845. gadā. No skolotāja karjeras sākuma Tomsonam bija jāuzsāk demonstrācijas eksperimenti, un, iegūstot pieredzi, viņš sāka veikt savu teorētisko pētījumu eksperimentālos testus. Teorētiskā un eksperimentālā darba rezultāti bieži tiek apspriesti ar tādiem izciliem zinātniekiem kā M. Faradejs un D. Maksvels.

Bieži gadās, ka vārdi tiek attiecināti uz konkrētām figūrām, kuras tos nekad nav izrunājušas.Viljamu Tomsonu, labāk pazīstamu kā Lordu Kelvinu, neviena tiesa nevar attaisnot par apgalvojumu par fizikas nāvi 1900. gadā... lai gan viņš to nekad nav izdarījis. Saskaņā ar populāro versiju un, ņemot vērā fizikas lielo progresu deviņpadsmitā gadsimta beigās, 1900. gadā Kelvins vērsās pie Lielbritānijas Zinātnes attīstības asociācijas ar šādiem vārdiem: “Tagad nekas jauns fizikā nav noticis. atklāja. Paliek tikai arvien precīzāki mērījumi. "Kelvina zinātniskā trajektorija nav līdzīga tāda cilvēka trajektorijai, kuram ir tendence uz šāda mēroga kļūdām. Viņa priviliģēto vietu zinātniskajā Olimpā nodrošina viņa daudzie nopelni.

— Havjers Džeinss Lords Kelvins un fizikas beigas, ko viņš nekad neparedzēja

Mūsdienās viņa vārds ir īpaši labi pazīstams kā Starptautiskās temperatūras sistēmas eponīms, apzīmējums, kas godina viņa precīzu absolūtās nulles aprēķināšana aptuveni -273,15 grādi pēc Celsija. Taču viņa ieguldījums bija nozīmīgs termodinamikas veidošanā, elektrības matemātisko formulējumu izstrādē un pamatu izpratnei par matēriju un enerģiju.

Viņa darbs kā izgudrotājs un inženieris lika viņam izveidot perfektus navigācijas kompasus, un galvenokārt viņš ieguva slavu un bagātību, strādājot telegrāfā un cenšoties veicināt transatlantisko kabeļu projektu.

Viljams Tomsons (lords Kelvins) ar kompasu, 1902. gads.

Šajā īsajā biogrāfiskajā rakstā mēs pievērsīsimies zinātnieka darbiem telekomunikāciju jomā.

Tomsons sasniedza savus pirmos nozīmīgos praktiskos rezultātus, piedaloties transatlantiskās telegrāfa līnijas būvniecībā.

Vairākus gadus pēc Morzes telegrāfa izgudrošanas (1844. gadā) Eiropas un Ziemeļamerikas valstis bija klātas ar blīvu telegrāfa līniju tīklu, bet noieta tirgi un izejvielu avoti citos kontinentos nebija saziņai neaizsniedzami.

Nekārtība! Bija plāns izveidot telegrāfa līniju starp ASV un Rietumeiropu caur Aļasku, Bēringa šaurumu un Sibīriju. Uzņēmums sabruka jau pašā sākumā: sāka darboties transatlantiskā telegrāfa līnija, un šajā notikumā lielā mērā bija vainojams V. Tomsons.

Pirmais mēģinājums ievilkt transatlantisko kabeli 1857. gadā beidzās ar neveiksmi — kabelis tika pārgriezts. Tomsons nekavējoties sāka pētīt tā parametrus, sniedza ieteikumus dizaina uzlabošanai.

Agrāk (1856) viņš pierādīja, ka signāla izplatīšanās ātrums kabelī ir apgriezti proporcionāls tā pretestībai un elektriskajai jaudai. 1858. gadā, lai reģistrētu vājus telegrāfa signālus, zinātnieks izgudroja spoguļgalvanometru, kuram pēc deviņiem gadiem saņēma patentu.

Pats Tomsons piedalījās otrā transatlantiskā kabeļa ieklāšanā, kas atrodas Lielajā Austrumā - tā laika lielākā kuģa (1865). Vēlāk viņš izgudroja ierīci telegrammu automātiskai ierakstīšanai, ko sauc par sifona ierakstītāju.

Tomsons pirmo reizi sāka strādāt telekomunikāciju jomā 1856. gadā, kļūstot par Atlantic Telegraph Company biedru, un visu mūžu turpināja strādāt telegrāfa un pēc tam telefonijas jomā.

Kabeļtelegrāfs deva impulsu zinātniskiem elektriskiem mērījumiem (vara un izolācijas pretestības, kā arī kabeļu kapacitātes noteikšanai).

Great Eastern bija lielākais kuģis pasaulē, kad tas 1866. gadā uzlika pirmo transatlantisko kabeli. Dzelzs kuģis bija 211 metrus garš un pārvadāja vairāk nekā 1000 kilometrus kabeļa.

Telegrāfa kabelis uz Lielajiem Austrumiem

Transatlantiskā telegrāfa kabeļa ielāde uz Lielajiem Austrumiem, 1866.

Telegrāfa slazdu ierakstītājs, ko ražo Muirhead & Co. SIA no Ballingskelligs kabeļu stacijas Īrijas Republikā. Šī stacija tika atvērta 1873. gadā, tikai deviņus gadus pēc Lielā Austrumu ceļojuma, kurā tika ievilkts pirmais veiksmīgais zemūdens kabelis pāri Atlantijas okeānam. Sifona ierakstītāju 1867. gadā izgudroja lords Kelvins lietošanai ar jauno transatlantisko telegrāfa kabeli.

Viljama Tomsona dzinējs, 1871. gads.

Viljama Tomsona voltmetrs, agrīns potenciālu starpības mērītājs, aptuveni 1880. gadu vidū

Protams, nav iespējams nelielā piezīmē uzskaitīt visus zinātnieka un izgudrotāja sasniegumus, taču nevaram neatcerēties 1853. gadā iegūto Tomsona formulu svārstību ķēdes rezonanses frekvences aprēķināšanai.

Viņa uzmanību piesaistīja arī elektroenerģijas pārvade un sadale. 1879. gadā, liecinot par elektrisko transmisiju parlamenta komitejā, viņš parādīja, ka ir iespējams pārsūtīt ar 21 000 ZS ekonomiju. zem 80 000 voltu spiediena 300 jūdžu attālumā. Divus gadus vēlāk viņš Britu asociācijai iesniedza rakstu "Metālisko elektrovadītāju ekonomika".

1890. gadāviņš tika iecelts par Starptautiskās Niagāras komisijas priekšsēdētāju, kas pārbauda, ​​ziņo un piešķir plānus elektroenerģijas ražošanai un pārvadei no Niagāras ūdenskrituma.

Viljams Tomsons bija saistīts ar mazāku tāda paša rakstura uzņēmumu, kas atradās netālu no viņa mājām, ražoja elektrību Foyer Falls un izmantoja to alumīnija ražošanai British Aluminium Company.

Var teikt, ka neviens nav izgudrojis vairāk dažādu elektrisko mērinstrumentu standarta, laboratorijas vai komerciālai lietošanai kā viņš.

Viljama Tomsona elektriskie mērinstrumenti

Tomsona darbi vienmēr gūst ātru atzinību, balvas nebija nokavētas. 1846. gadā viņu ievēlēja par Edinburgas, bet piecus gadus vēlāk — par Londonas Karaliskās biedrības biedru. Vienīgie skumjie notikumi: tēva nāve (1849) holēras epidēmijas laikā un sievas nāve (1870).

70 patentu izmantošana, konsultanta darbs daudzos uzņēmumos (arī Markoni uzņēmumā) ļāva nekaunēties par līdzekļiem. 1870. gadā Tomsons iegādājās luksusa jahtu "Lalla Rukh" ar 126 tonnu tilpumu. Nedaudz vēlāk (1874) viņš uzcēla pili iegādātajā īpašumā Nisergall netālu no Klaidas upes ietekas (Skotija). Ievērojams laiks tika pavadīts ceļojot uz ārzemēm. Vienā no tiem zinātnieks apmeklēja Odesu un Sevastopoli.

Lords Kelvins uz jahtas "Lala Rukh" 1899.

1858. gadā Tomsons tika iecelts bruņinieku kārtā par panākumiem kabeļa ieguldīšanā. 1892. gadā karaliene Viktorija viņu apbalvoja ar angli par izciliem zinātnes sasniegumiem. Tā sers Tomsons kļuva par lordu Kelvinu.Uzvārds izvēlēts tās upes nosaukumam, kuras krastos atrodas Glāzgovas Universitāte.

Jaunais kungs no 1892. gada automātiski kļuva par Lordu palātas locekli, kur viņš nodarbojās ar augstākās izglītības, tehnoloģiju un metriskās sistēmas ieviešanu valstī. Viņš bija daudzu zinātnisku biedrību biedrs un prezidents visā pasaulē, tostarp Sanktpēterburgas Zinātņu akadēmijas goda biedrs, un viņam tika piešķirtas daudzas goda medaļas.

1884. gadā Heidelbergas Universitāte par godu savai 300. gadadienai, vēloties piešķirt viņam goda grādu un konstatējot, ka vienīgais viņam pieejamais medicīnas grāds, kura viņam vēl nebija, piešķīra viņam šo diplomu.

Francija viņu iecēla par Goda leģiona virsnieku. Viņš četras reizes bija Edinburgas Karaliskās biedrības (Skotijas Nacionālās zinātņu un vēstuļu akadēmijas) prezidents un divreiz Elektroinženieru institūta prezidents.

Gadsimta beigās, kas pasaules vēsturē ir nepārspējams civilizācijas un zinātnes progresā, atskatoties un izsekojot veco zinātņu izaugsmei, jauno zinātņu aizsākumam un attīstībai, kā arī teorijas un prakses ciešajai savienībai, kas pierāda, ka tas ir izdevīgi cilvēcei, mēs visur un katrā posmā redzam ievērojamo universālā ģēnija — Viljama Tomsona, pēc tam sera Viljama Tomsona un tagad lorda Kelvina — darbu.

— Dž.D. Kormaks. No raksta žurnālā Cassier's Magazine 1899

Viljams Tomsons, lords Kelvins lasa savu pēdējo lekciju Glāzgovas Universitātē, 1899. gada 1. oktobrī.

Glāzgovas Universitāte, 1899.

Lords un lēdija Kelvini kopā ar ievērojamiem General Electric inženieriem, aptuveni 1900. gadā. Fotoattēlā redzami arī T. Komerfords Mārtins, Edvīns V. Raiss, jaunākais, Čārlzs P. Steinmets un Eliu Tomsons.

Lorda Kelvina darbs saņēma pasaules atzinību.Svinēt viņa profesūras 50. gadadienu ieradās 2500 viesu. Svētki ilga trīs dienas.

Dzīves beigās Kelvins tika ievēlēts par Londonas Karaliskās biedrības prezidentu (1900-1905), kas savulaik bija Ņūtonam. Pēdējos divus gadus viņš pavadīja, cīnoties ar slimību Nethergaolā, kur viņš nomira 1907. gada 17. decembrī. Viņš tika apglabāts Vestminsteras abatijā netālu no Ņūtona kapa.

1924. gadā plaši tika atzīmēta zinātnieka 100. dzimšanas diena. Žurnāla Electricity sestais numurs, kas pilnībā veltīts Kelvinam, iznāca ar sarkanu uzrakstu uz vāka: "Lord Kelvin's Number".