William Thomson, Lord Kelvin - kuulsa füüsiku, leiutaja ja inseneri elulugu

William Thomson sündis Põhja-Iirimaa pealinnas Belfastis 26. juunil 1824. Tema šoti päritolu isa kolis pärast oma naise surma 1830. aastal koos kahe pojaga Glasgowsse, kus temast sai kohaliku ülikooli matemaatikaprofessor. . Lapsed said kodus suurepärase hariduse. 8-aastaselt hakkas William käima oma isa loengutel ja 10-aastaselt pandi ta ülikooli üliõpilaseks.

Kuna isa oli rikas mees, reisis ta koos poegadega palju. 12-aastaselt valdas William vabalt nelja või viit keelt. Matemaatiliste teadmiste täiendamine jätkus Cambridge'i ülikoolis (1841-1845). Viieteistaastane tudeng hakkas oma teoseid kirjutama ja avaldama. Tema esimene avaldatud artikkel ilmus Cambridge Mathematical Journalis 1841. aasta mais. See oli Fourier' "harmoonilise analüüsi" põhiteoreemide kaitsmine ja selgitus.

Näidates varakult matemaatilisi võimeid, sai Thomsonist suurepärane matemaatik ja samal ajal sai ta hästi tuttavaks kaasaegse füüsika olukorraga.

James, Margaret koos Janetiga, Helen, Peggy, William juunior, William Sr (vasakult paremale)

Saavutatud tulemusi ei seostata isikliku elu, privaatsuse jms piirangutega. Elus oli Tomson rõõmsameelne, seltskondlik, reisis palju ja püüdis end mitte millegagi piirata. Edu saadab teda.

Thomson lihvis oma oskusi eksperimenteerijana mitu kuud kuulsa prantsuse füüsiku, Pariisi Teaduste Akadeemia liikme Henri Victor Regno (1810-1878) laboris, kes oli tol ajal Collège de France'i professor. Tomson hindas omandatud oskusi kõrgelt.

Õpingud lõppesid ja kohe vabanes Glasgow ülikooli füüsikaosakonna juhataja koht, kuhu 1846. aastal valiti 22-aastane William Thomson. Teadlane lõpetas professuuri auväärses eas — 1. oktoobril 1899, kuid tegeles teadusliku tööga kuni elu lõpuni. Ülikool tunnustas Thomsoni teeneid, valides ta 1904. aastal presidendiks.

William Thomson, 1869

Thomsoni teaduslikud huvid on väga mitmekesised. Ta veedab palju aega inseneriprobleemide lahendamisel. Piisab, kui märkida, et teadlane tegeles matemaatika, termodünaamika, elektrotehnika, side, gaasi ja hüdrodünaamika, astro- ja geofüüsikaga. Kokku kirjutas ta üle 650 traktaadi, mälestusteraamatu jne.

Elektrostaatika, elektri ja magnetismi alased tööd hakkasid ilmuma aastal 1845. Oma õpetajakarjääri algusest peale tuli Thomsonil hakata korraldama näidiskatseid ja kogemuste omandamisel hakkas ta läbi viima oma teoreetiliste uurimistööde eksperimentaalseid katseid. Teoreetilise ja eksperimentaalse töö tulemusi arutatakse sageli selliste silmapaistvate teadlastega nagu M. Faraday ja D. Maxwell.

Tihti juhtub, et sõnu omistatakse konkreetsetele tegelastele, kes neid kunagi ei lausunud.William Thomsonit, paremini tuntud lord Kelvinina, ei saa ükski kohus vabastada füüsika surma väitmisest 1900. aastal ... kuigi ta seda kunagi ei teinud. Populaarse versiooni kohaselt ja arvestades füüsika suuri edusamme 19. sajandi lõpus, pöördus Kelvin 1900. aastal Briti Teaduse Edendamise Ühingu poole järgmiste sõnadega: „Praegu pole füüsikas midagi uut tehtud. avastatud. Järele jäävad vaid aina täpsemad mõõtmised. "Kelvini teaduslik trajektoor ei sarnane sellise ulatusega otsustusvigadele kalduva inimese trajektoorile. Tema privilegeeritud koht teaduslikul Olümposel on tagatud tema paljude teenetega.

— Javier Janes Lord Kelvin ja füüsika lõpp, mida ta ei näinud ette

Tänapäeval on tema nimi eriti tuntud kui rahvusvahelise temperatuurisüsteemi eponüüm, mis austab tema täpset absoluutse nulli arvutamine umbes -273,15 kraadi Celsiuse järgi. Kuid tema panus oli märkimisväärne termodünaamika kujundamisel, elektri matemaatilise formuleerimise arendamisel ning tee sillutamisel aine ja energia vaheliste suhete mõistmiseks.

Tema töö leiutajana ja insenerina viis ta täiuslike navigatsioonikompassideni ning ennekõike saavutas ta kuulsuse ja varanduse tänu telegraafitööle ja Atlandi-ülese kaabliprojekti edendamisele.

William Thomson (lord Kelvin) koos oma kompassiga, 1902.

Selles lühikeses biograafilises artiklis keskendume teadlase töödele telekommunikatsiooni valdkonnas.

Oma esimesed märkimisväärsed praktilised tulemused saavutas Thomson Atlandi-ülese telegraafiliini ehitamisel osalemise protsessis.

Mitu aastat pärast Morse'i telegraafi leiutamist (1844) olid Euroopa ja Põhja-Ameerika riigid kaetud tiheda telegraafiliinide võrguga, kuid müügiturud ja tooraineallikad teistel mandritel jäid sidele kättesaamatuks.

Segadus! USA ja Lääne-Euroopa vahel oli plaan ehitada telegraafiliin läbi Alaska, Beringi väina ja Siberi. Ettevõtmine varises kohe alguses kokku: tööle läks Atlandi-ülene telegraafiliin ja selles sündmuses oli suuresti süüdi W. Thomson.

Esimene katse Atlandi-ülese kaabli paigaldamiseks 1857. aastal lõppes ebaõnnestumisega – kaabel katkes. Thomson asus kohe selle parameetreid uurima, andis soovitusi disaini täiustamiseks.

Varem (1856) tõestas ta, et signaali levimise kiirus kaablis on pöördvõrdeline selle takistuse ja elektrilise võimsusega. 1858. aastal leiutas teadlane nõrkade telegraafisignaalide registreerimiseks peegelgalvanomeetri, millele ta sai üheksa aastat hiljem patendi.

Thomson ise osales Great Easternis asuva teise Atlandi-ülese kaabli paigaldamises - tolle aja suurima laeva (1865). Hiljem leiutas ta seadme telegrammide automaatseks salvestamiseks, mida nimetatakse sifooni salvestajaks.

Esmakordselt alustas Thomson telekommunikatsiooni alast tööd 1856. aastal, saades Atlantic Telegraph Company liikmeks ning jätkas telegraafi ja seejärel telefoniga kogu oma elu.

Kaabeltelegraaf andis tõuke teaduslikele elektrimõõtmistele (vase ja isolatsiooni takistuse, samuti kaablite mahtuvuse määramine).

Great Eastern oli maailma suurim laev, kui rajas 1866. aastal esimese Atlandi-ülese kaabli. Rauast laev oli 211 meetrit pikk ja kandis üle 1000 kilomeetri kaablit.

Telegraafikaabel Suur-Idasse

Atlandi-ülese telegraafikaabli laadimine Suur-Idasse, 1866.

Muirhead & Co valmistatud telegraafilõksu salvesti. Ltd. Ballingskelligsi kaabeljaamast Iiri Vabariigis. See jaam avati 1873. aastal, vaid üheksa aastat pärast Suurt Idareisi, mille käigus pandi esimene edukas merekaabel üle Atlandi ookeani. Sifoonsalvesti leiutas lord Kelvin 1867. aastal kasutamiseks uue transatlantilise telegraafikaabliga.

William Thomsoni mootor, 1871.

William Thomsoni voltmeeter, varane potentsiaalsete erinevuste mõõtja, umbes 1880. aastate keskpaigast

Loomulikult ei ole võimalik väikese märkusega üles lugeda kõiki teadlase ja leiutaja saavutusi, kuid me ei saa jätta meenutamata 1853. aastal saadud Thomsoni valemit võnkeahela resonantssageduse arvutamiseks.

Tema tähelepanu äratas ka elektri edastamine ja jaotus. 1879. aastal parlamendikomisjonis elektriülekande kohta tunnistusi andes näitas ta, et üleandmine on võimalik 21 000 hj ökonoomsusega. 80 000 V rõhu all 300 miili kaugusel. Kaks aastat hiljem esitas ta Briti Assotsiatsioonile ettekande pealkirjaga "Metallsete elektrijuhtide ökonoomika".

Aastal 1890ta määrati Rahvusvahelise Niagara Komisjoni esimeheks, mis uurib Niagara juga elektrienergia tootmise ja edastamise plaane, annab aru ja annab neile auhinnad.

William Thomson oli seotud väiksema samalaadse ettevõttega, mis asus tema kodust mitte kaugel ja tootis Foyer Fallsis elektrit ja kasutas seda British Aluminium Company alumiiniumi tootmiseks.

Võib öelda, et keegi pole leiutanud rohkem erinevaid elektrilisi mõõteriistu standard-, labori- või kaubanduslikuks kasutamiseks kui tema.

William Thomsoni elektrilised mõõteriistad

Tomsoni tööd leiavad alati kiiret tunnustust, auhinnad ei jäänud hiljaks. Aastal 1846 valiti ta Edinburghi ja viis aastat hiljem Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. Ainsad kurvad sündmused: isa surm (1849) kooleraepideemia ajal ja naise surm (1870).

70 patendi ärakasutamine, konsultandina töötamine paljudes ettevõtetes (sh Marconi firmas) võimaldas vahendeid mitte häbeneda. 1870. aastal ostis Thomson luksusjahi "Lalla Rukh" veeväljasurvega 126 tonni. Veidi hiljem (1874) ehitas ta ostetud kinnistule Nisergall Clyde'i jõe suudme lähedal (Šotimaa) lossi. Märkimisväärne hulk aega kulus välismaale reisimisele. Ühel neist külastas teadlane Odessat ja Sevastopoli.

Lord Kelvin jahil "Lala Rukh" 1899.

1858. aastal löödi Thomson kaabli paigaldamisel saavutatud edu eest rüütliks. 1892. aastal autasustas kuninganna Victoria teda inglasega suurte teadussaavutuste eest. Nii sai Sir Thomsonist lord Kelvin.Perekonnanimi valiti selle jõe nime järgi, mille kaldal Glasgow ülikool asub.

Uuest isandast sai alates 1892. aastast automaatselt ülemkoja liige, kus ta tegeles kõrghariduse, tehnika ja meetrikasüsteemi juurutamise küsimustega riigis. Ta oli paljude teadusseltside liige ja president üle maailma, sealhulgas Peterburi Teaduste Akadeemia auliige ning teda autasustati paljude aumärkidega.

1884. aastal andis Heidelbergi ülikool oma 300. aastapäeva auks talle selle diplomi, soovides anda talle aukirja ja leides, et ainus talle kättesaadav arstikraad, mida tal veel ei olnud.

Prantsusmaa tegi temast Auleegioni suurohvitseri. Ta oli neli korda Edinburghi Kuningliku Seltsi (Šoti Riiklik Teaduste ja Kirjandusakadeemia) president ja kahel korral elektriinseneride instituudi president.

Sajandi lõpus, mis on maailma ajaloos tsivilisatsiooni ja teaduse arengus enneolematu, vaadates tagasi ja jälgides vanade teaduste kasvu, uute teaduste algust ja arengut ning teooria ja praktika tihedat liitu. tõestab, et see on inimkonnale kasulik, näeme kõikjal ja igal etapil universaalse geeniuse – William Thomsoni, hiljem Sir William Thomsoni ja nüüd lord Kelvini – tähelepanuväärset tööd.

— JD Cormack. Artiklist ajakirjas Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin, kes peab oma viimast loengut Glasgow ülikoolis 1. oktoobril 1899.

Glasgow ülikool, 1899.

Lord ja Lady Kelvin koos silmapaistvate General Electricu inseneridega, umbes 1900. Fotol on ka T. Commerford Martin, Edwin W. Rice Jr., Charles P. Steinmetz ja Eliu Thomson.

Lord Kelvini töö pälvis ülemaailmse tunnustuse.Tema professuuri 50. aastapäeva tuli tähistama 2500 külalist. Pidu kestis kolm päeva.

Elu lõpus valiti Kelvin Londoni Kuningliku Seltsi presidendiks (1900–1905), kus oli kunagi Newton. Viimased kaks aastat veetis ta haigusega võideldes Nethergaolis, kus ta suri 17. detsembril 1907. Ta maeti Westminster Abbeysse Newtoni haua lähedale.

1924. aastal tähistati laialdaselt teadlase 100. sünniaastapäeva. Ajakirja Electricity kuues number, mis oli täielikult pühendatud Kelvinile, ilmus punase kirjaga kaanel: "Lord Kelvini number".