Lordul Kelvin sau William Thompson au fost un celebru fizician, matematician și inginer, care este cel mai cunoscut pentru munca sa în analiza matematică a electricității. Născut într-un tată matematician în secolul al XIX-lea, a fost îndrumat în matematică avansată încă din frageda copilărie și a devenit un matematician înfăptuit în timp ce era încă la școală. El a continuat să studieze știința și matematica la „Universitatea din Cambridge”. La 22 de ani, s-a alăturat „Universității din Glasgow” ca profesor de filozofie naturală, o ramură a academicienilor pe care îi cunoaștem acum ca fizică. În ciuda invitațiilor de la universități mai renumite, Kelvin a rămas la Glasgow timp de 50 de ani. În lunga sa carieră științifică, a scris 600 de lucrări. A jucat un rol important în formularea celei de-a doua legi a termodinamicii. Unitatea de bază absolută a scării de temperatură Kelvin „K” este numită în onoarea sa. În afară de faptul că are o influență profundă asupra gândirii științifice din acea epocă, el este cunoscut și pentru contribuțiile sale la stabilirea cablului telegrafic transatlantic.
Copilăria și viața timpurie
Lordul Kelvin s-a născut ca William Thompson la 26 iunie 1824 în Belfast, Irlanda. Tatăl său James Thompson a fost un inginer remarcat și matematician la Instituția Academică Royal Belfast. Numele mamei sale era Margaret Gardner.
S-a născut al patrulea dintre cei șase copii supraviețuitori ai părinților săi. A crescut alături de surorile mai mari, Elizabeth King și Anna Bottomley; și fratele mai mare, James A. Thomson. Avea și frați mai mici, pe nume John și Robert, și o soră mai mică, numită Margaret Marshall.
În 1830, când Kelvin avea șase ani, mama lui a murit. După aceea, copiii au fost crescuți de tatăl lor într-o tradiție presbiteriană strictă. Foarte curând, tatăl și fiul au dezvoltat o relație strânsă.
Kelvin și-a început educația formală la Instituția Academică Royal Belfast. Acasă, el și fratele său mai mare James au fost îndrumați de tatăl lor, care le-a învățat cele mai recente principii ale matematicii care încă nu trebuiau incluse în programa britanică.
În 1832, James Thompson a fost numit profesor de matematică la Universitatea Glasgow și s-a mutat la Glasgow. În octombrie 1833, copiii s-au mutat de asemenea acolo; iar William și James au început să frecventeze o școală sub Universitatea din Glasgow, studiind acolo pentru următorii șase ani.
Kelvin era la fel de interesat de clasici, câștigând un premiu pentru traducerea „Lucian din Dialogurile zeiților lui Samosata” din latină în engleză la 12 ani. În 1838, la 14 ani, a început să studieze matematica la nivel universitar.
A studiat astronomia și chimia între 1838 și 1839, câștigând o medalie de aur de la Universitatea din Glasgow pentru lucrarea sa „Eseu pe figura pământului”. În acest timp, a făcut un curs în fizică, cunoscut apoi ca filozofie naturală, pentru a studia căldura, energia electrică și magnetismul.
Spre sfârșitul anului 1840, Kelvin a întâlnit „Teoria analitică a căldurii” a lui Jean-Baptiste Joseph Fourier la biblioteca universității. El a stăpânit lucrarea, care s-a ocupat de aplicarea matematicii abstracte în fluxul de căldură, în decurs de o săptămână. Până atunci, el citise și „Mécanique céleste” al lui Laplace.
Până în 1841, Kelvin s-a familiarizat cu fenomenele de căldură, electricitate și magnetism. Concomitent cu educația formală, el și fratele său au fost, de asemenea, expuși atmosferei cosmopolite. Au fost trimiși la Londra la mijlocul anului 1839 și în Germania și Olanda la jumătatea anului 1840. Au călătorit și la Paris, unde au învățat limba franceză.
În 1841, Kelvin a intrat în Peterhouse, Cambridge, unde a continuat să studieze științele, publicând prima sa lucrare sub pseudonimul P.Q.R în același an. Intitulată, „Extinderea funcțiilor lui Fourier în seria trigonometrică”, lucrarea a apărat teoriile matematice ale lui Fourier împotriva criticilor aduse de mulți matematicieni britanici.
În 1842, în timp ce studiază examenele matematice Tripos, a publicat o lucrare importantă pe același subiect. Acesta a fost intitulat „Pe mișcarea uniformă a căldurii și legătura ei cu teoria matematică a electricității”.
Concomitent cu studierea științei, în special a energiei electrice, Kelvin a avut un interes intens pentru clasici și literatură. A jucat de asemenea cornetul și a fost la fel de activ în sport, în special la canotaj, câștigând Sculls de argint Colquhoun pentru bărci cu un singur loc în 1843.
În 1845, el a luat partea finală a examenelor matematice Tripos. A obținut titlul de BA ca secund Wrangler și primul premiu Smith în același an. În iunie, a fost ales colegul lui Peterhouse.
După absolvire, Kelvin s-a mutat la Paris cu bursă, lucrând de ceva timp în laboratorul fizic al lui Henri-Victor Regnault. Aici a cunoscut și a interacționat cu savanți celebri precum Jean-Baptiste Biot, Augustin-Louis Cauchy, Joseph Liouville și Charles-François Sturm.
La cererea lui Liouville, el a început curând să lucreze la ideea lui Faraday că inducția electrică are loc printr-un mediu intervenient, nu prin „acțiune la distanță”, dând prima sa dezvoltare matematică. De asemenea, el a conceput tehnica matematică a imaginilor electrice, folosită pentru rezolvarea problemelor electrostatice.
Cariera științifică
În 1846, 22 de ani, Lordul Kelvin și-a început cariera la „Universitatea din Glasgow”, ca profesor de filozofie naturală. El a fost ales în unanimitate pentru prestigiosul scaun, care a rămas vacant în acel an. Foarte curând, a devenit cunoscut în cercul academic ca un om de știință viitor.
În 1847, a început să lucreze cu George Gabriel Stokes, cunoscut pentru stabilirea științei hidrodinamicii. Colaborarea a continuat pentru următorii 50 de ani și au schimbat adesea scrisori pe teorii științifice importante.
Kelvin a participat la reuniunea anuală a Asociației Britanice pentru Avansarea Științei, unde l-a auzit pe James Prescott Joule certând împotriva teoriei calorice a căldurii, precum și a teoriei motorului de căldură și subliniind inter-convertibilitatea căldurii și mișcării.
Deși Kelvin și-a găsit ideile intrigante, el a fost sceptic în privința lor. Foarte curând, a început să studieze teoria lui Carnot – Clapeyron, ceea ce la determinat să propună o scală absolută de temperatură în 1848.
În martie 1851, el a fost capabil să stabilească teoria lui Joule, publicând pe el un important tratat intitulat „Pe teoria dinamică a căldurii”. De asemenea, conținea versiunea sa a celei de-a doua legi a termodinamicii, făcând astfel un pas important către proiectul său de animale de companie, unificarea teoriilor științifice.
După publicarea „Cu privire la teoria dinamică a căldurii”, Joule a început să corespundă cu Kelvin; care a fost începutul unei colaborări fructuoase între cei doi, care a durat între 1852 și 1856. Joule a efectuat experimente și Kelvin le-a analizat, sugerând adesea experimente suplimentare.
În 1852, în timp ce lucra cu Joules, Kelvin a observat că temperatura gazului scade atunci când se extinde în vid. Ulterior, fenomenul a devenit cunoscut sub numele de „efectul Joule-Thompson” sau „efectul Kelvin-Joules”. Colaborările lor au ajutat la acceptarea lucrărilor și teoriilor lui Joule.
Ca inginer
Stokes a scris o scrisoare către Lordul Kelvin la 16 octombrie 1854, solicitându-și opinia cu privire la experimentele lui Michael Faraday cu privire la cablul telegrafic transatlantic propus. Kelvin și-a publicat calculele pe proiect în 1855, arătând că proiectul era viabil din punct de vedere economic.
Într-o analiză din 1855, el a subliniat importanța designului cablului, spunând că viteza semnalului printr-un cablu dat a fost invers proporțională cu pătratul lungimii sale. În 1856, ideea a fost contestată de electricianul companiei Atlantic Telegraph, Wildman Whitehouse
În urma atacului Whitehouse, Kelvin și-a explicat ideea într-un articol din revista populară Athenaeum. A atras atenția autorităților; iar în decembrie 1856, a fost ales în consiliul de administrație al companiei Atlantic Telegraph Company. Între timp, el a continuat cu eforturile sale de predare și cercetare.
În 1856, și-a început activitatea în domeniul electricității și magnetismului, ceea ce l-ar duce ulterior pe James Clark Maxwell să-și dezvolte teoria electromagnetismului. Cândva, Kelvin a introdus și lucrări de laborator în cursurile de licență. Cu toate acestea, nu a fost un lector de mare succes, deoarece a vorbit adesea pe teme pe care elevii săi le-au înțeles cu greu.
Kelvin și-a părăsit ceva timp din cariera didactică în august 1857 și a navigat pe nava de așezare a cablurilor, HMS Agamemnon, în calitate de consiliere. Din păcate, călătoria s-a încheiat după 380 de mile din motive tehnice. Ulterior, el a publicat o lucrare despre stresurile implicate în procesul de depunere a cablurilor submarine.
În 1858, s-a alăturat din nou expediției de instalare a cablurilor la bordul HMS Agamemnon. Până atunci, el dezvoltase un sistem complet pentru operarea unui telegraf submarin, folosind galvanometrul cu oglinzi și aparatul de înregistrare a sifoanelor. Cu toate acestea, din moment ce Whiteman a refuzat să dea permisiunea, Kelvin nu a putut folosi sistemul.
În iunie 1858, HMS Agamemnon a trebuit să se întoarcă după o furtună dezastruoasă. Când comisia a decis să renunțe la proiect, Kelvin, Cyrus West Field și Curtis M. Lampson i-au îndemnat să continue.
A treia expediție, condusă de Whitehouse, s-a întâlnit cu un dezastru, iar acesta a fost eliminat din postul său. Cu toate acestea, catastrofa i-a permis lui Kelvin să dobândească unele abilități de inginerie și un avantaj pentru rezolvarea problemelor practice. Acum a început să conducă echipa de rezolvare a problemelor din față.
A patra expediție de instalare a cablurilor, condusă de Kelvin, a început în iulie 1865. Din păcate, a trebuit să fie abandonată după ce a pus 1.200 de mile de cabluri. În cele din urmă, în 1866, au reușit nu numai să pună cabluri noi în două săptămâni, ci și să recupereze și să completeze cablul anului precedent.
La întoarcerea din expediție, Kelvin a încheiat parteneriate cu două companii diferite, C.F. Varley și Fleming Jenkin. În timp ce lucra pentru acesta din urmă, el a conceput un expeditor automat de borduri, un fel de cheie telegrafică, capabil să trimită mesaje pe un cablu.
Concomitent cu stabilirea cablurilor de comunicare submarine, el a continuat să-și urmărească interesele academice. A colaborat cu Peter Guthrie Tait la o carte de text din 1855 până în 1867, fondând astfel studiul mecanicii. Mai târziu, a lucrat și la teoria vortexului atomului și a subiecților aliați.
În timpul anilor 1880, Kelvin a lucrat la perfecționarea busolei reglabile. A inventat, de asemenea, o mașină de maree și un echipament de măsurare a adâncimii. A depus 70 de brevete în cariera sa.
În anii 1890, a fost șeful unei comisii internaționale care a decis proiectarea centralei Cascada Niagara.
Lucrări majore
Lordul Kelvin este cel mai bine amintit pentru activitatea sa în analiza matematică a electricității și magnetismului. De asemenea, el a jucat un rol important în formularea primei și a doua legi a termodinamicii.
Kelvin „K”, unitatea de bază a scării absolute a temperaturii, este numit după el, deoarece a fost primul care a propus o „Scală termometrică absolută”.
Celelalte lucrări ale sale includ teoria dinamică a căldurii, determinarea geofizică a epocii Pământului și alte lucrări fundamentale în hidrodinamică.
În afara cercului științific, Kelvin este cunoscut pentru contribuția sa la stabilirea cablurilor de telegraf transatlantice. În afară de lucrul cu Compania Atlantic Telegraph, a ajutat la instalarea cablului de comunicații submarine franceze Atlantic în 1869, a cablului occidental, brazilian și platino-brazilian în 1873.
Premii și realizări
Lordul Kelvin a fost cavalerat de regina Victoria la 10 noiembrie 1866. Mai târziu, în 1892, a primit peerage și a devenit primul baron Kelvin din Largs. El a fost numit consilier privat și membru al Ordinului Meritului de către regele Eduard al VII-lea în 1902.
În 1851, a fost ales în Royal Society, primind Medalia Regală a Societății în 1856 și Medalia Copley în 1883. De asemenea, a ocupat funcția de președinte din 1890 până în 1895. În plus, a primit și alte premii și premii.
Kelvin a fost membru al Royal Society of Edinburgh și a ocupat funcția de președinte mai întâi de la 1873 la 1878, apoi de la 1886 la 1890, și în sfârșit de la 1895 până la moartea sa în 1907.
Viață de familie și personală
Lordul Kelvin s-a căsătorit cu dragostea sa din copilărie, Margaret Crum, în septembrie 1852. Din păcate, sănătatea ei s-a stricat în timpul lunii lor de miere și nu s-a mai recuperat de ea. Ea a murit la 17 iunie 1870.
La 24 iunie 1874, Thompson s-a căsătorit cu Fanny Blandy, fiica lui Charles R. Blandy. Avea 13 ani juniorul său. Nu a avut copii din niciunul dintre căsătoriile sale.
A prins o răceală în noiembrie 1907, iar starea lui s-a deteriorat foarte repede. A murit la 17 decembrie 1907 la reședința sa scoțiană, Netherhall, în Largs, la 83 de ani.
Muzeul Hunterului de la Universitatea din Glasgow găzduiește o expoziție permanentă asupra lucrărilor sale. Nu numai că prezintă multe dintre lucrările sale originale, dar și instrumentele și artefactele personale, inclusiv țeava lui de fumat.
Trivia
Reședința Lordului Kelvin în Glasgow a fost una dintre primele case din lume care a fost luminată de lumină electrică.
Fapte rapide
Zi de nastere 26 iunie 1824
Naţionalitate Britanic
Murit la vârsta: 83 de ani
Semn solar: Cancer
Cunoscut și ca: William Thomson, primul baron Kelvin
Țara născută: Irlanda
Născut în: Belfast
Faimos ca Matematician, fizician
Familie: soț / fost: Margaret Crum tată: James Thomson mamă: frații Margaret Gardner: James Decedat: 17 decembrie 1907 Locul morții: Largs, Scoția Mai multe date despre educație: Peterhouse, Cambridge (1841-1845), Universitatea din Glasgow , Premiile instituției academice Royal Belfast: 1883 - Medalia Copley 1856 - Medalia Regală 1905 - Medalia John Fritz - Preț Smiths
