William Thomson, Lord Kelvin - en biografi om den berømte fysiker, opfinder og ingeniør

William Thomson blev født i hovedstaden i Nordirland - Belfast den 26. juni 1824. Hans skotske far flyttede efter sin kones død i 1830 med sine to sønner til Glasgow, hvor han blev professor i matematik ved et lokalt universitet . Børnene fik en fremragende undervisning derhjemme. Som 8-årig begyndte William at deltage i sin fars forelæsninger, og som 10-årig blev han optaget som studerende på universitetet.

Da hans far var en rig mand, rejste han meget med sine sønner. I en alder af 12 talte William flydende fire eller fem sprog. Forbedringen af ​​matematisk viden fortsatte ved University of Cambridge (1841-1845). Den femten-årige studerende begyndte at skrive og udgive sine værker. Hans første publicerede papir dukkede op i Cambridge Mathematical Journal i maj 1841. Det var et forsvar og en afklaring af nogle grundlæggende sætninger i Fouriers "harmoniske analyse".

Thomson viste tidlige matematiske evner og blev en fremragende matematiker og blev samtidig godt bekendt med fysikkens moderne tilstand.

James, Margaret med Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (venstre mod højre)

De opnåede resultater er ikke forbundet med nogen restriktioner på det personlige liv, privatlivets fred osv. Thomson i livet var munter, omgængelig, rejste meget og forsøgte ikke at begrænse sig til noget. Succes følger ham.

Thomson finpudsede sine færdigheder som eksperimentator i flere måneder i laboratoriet hos den berømte franske fysiker, medlem af Paris Academy of Sciences, Henri Victor Regno (1810-1878), som dengang var professor ved Collège de France. Thomson satte pris på de erhvervede færdigheder.

Studierne sluttede, og stillingen som leder af fysikafdelingen ved University of Glasgow blev straks forladt, hvortil den 22-årige William Thomson blev valgt i 1846. Videnskabsmanden afsluttede sit professorat i den ærværdige alder - 1. oktober 1899, men var engageret i videnskabeligt arbejde indtil slutningen af ​​sit liv. Universitetet anerkendte Thomsons fortjenester ved at vælge ham til præsident i 1904.

William Thomson, 1869

Thomsons videnskabelige interesser er meget forskellige. Han bruger meget tid på at løse tekniske problemer. Det er nok at bemærke, at videnskabsmanden var engageret i matematik, termodynamik, elektroteknik, kommunikation, gas og hydrodynamik, astro- og geofysik. I alt skrev han mere end 650 afhandlinger, erindringer mv.

Værker om elektrostatik, elektricitet og magnetisme begyndte at dukke op i 1845. Fra begyndelsen af ​​sin lærerkarriere måtte Thomson begynde at opstille demonstrationseksperimenter, og efterhånden som han fik erfaring, begyndte han at udføre eksperimentelle test af sin egen teoretiske forskning. Resultaterne af teoretisk og eksperimentelt arbejde diskuteres ofte med så fremtrædende videnskabsmænd som M. Faraday og D. Maxwell.

Det sker ofte, at ord tilskrives bestemte personer, som aldrig har udtalt dem.William Thomson, bedre kendt som Lord Kelvin, kan ikke frikendes af nogen domstol for at hævde fysikkens død i 1900 ... selvom han aldrig gjorde det. Ifølge den populære version, og i lyset af fysikkens store fremskridt i slutningen af ​​det nittende århundrede, henvendte Kelvin sig i 1900 til British Association for the Advancement of Science med følgende ord: "Intet nyt inden for fysik er nu blevet opdaget . Kun flere og mere nøjagtige målinger er tilbage. "Kelvins videnskabelige bane er ikke som bane for en mand, der er tilbøjelig til bedømmelsesfejl af denne størrelsesorden. Hans privilegerede plads på den videnskabelige Olympus er sikret af hans mange fortjenester.

— Javier Janes Lord Kelvin og slutningen af ​​fysik, han aldrig forudså

I dag er hans navn særligt kendt som eponymet for International Temperature System, en betegnelse, der ærer hans præcise beregner det absolutte nul omkring -273,15 grader Celsius. Men hans bidrag var væsentligt til at forme termodynamikken, udvikle den matematiske formulering af elektricitet og bane vejen for at forstå forholdet mellem stof og energi.

Hans arbejde som opfinder og ingeniør førte ham til perfekte navigationskompasser, og frem for alt opnåede han berømmelse og formue gennem sit arbejde med telegrafi og sine bestræbelser på at fremme det transatlantiske kabelprojekt.

William Thomson (Lord Kelvin) med sit kompas, 1902.

I denne korte biografiske artikel vil vi fokusere på videnskabsmandens værker inden for telekommunikation.

Thomson opnåede sine første betydelige praktiske resultater i processen med at deltage i konstruktionen af ​​den transatlantiske telegraflinje.

I flere år efter opfindelsen af ​​Morses telegraf (1844) var landene i Europa og Nordamerika dækket af et tæt netværk af telegraflinjer, men salgsmarkederne og kilderne til råvarer på andre kontinenter var uden for kommunikationens rækkevidde.

Et rod! Der var en plan om at bygge en telegraflinje mellem USA og Vesteuropa gennem Alaska, Beringstrædet og Sibirien. Virksomheden kollapsede i begyndelsen: Den transatlantiske telegraflinje gik i drift, og W. Thomson var i høj grad skyld i denne begivenhed.

Det første forsøg på at lægge et transatlantisk kabel i 1857 endte i fiasko - kablet blev skåret over. Thomson begyndte straks at studere dens parametre, gav anbefalinger til at forbedre designet.

Tidligere (1856) beviste han, at udbredelseshastigheden af ​​et signal i et kabel er omvendt proportional med dets modstand og elektriske kapacitet. I 1858, for at registrere svage telegrafsignaler, opfandt videnskabsmanden et spejlgalvanometer, som han modtog patent på ni år senere.

Thomson deltog selv i lægningen af ​​det andet transatlantiske kabel, placeret på Great Eastern - det største skib på den tid (1865). Han opfandt senere en enhed til automatisk optagelse af telegrammer kaldet en sifonoptager.

Thomson begyndte først at arbejde med telekommunikation i 1856, blev medlem af Atlantic Telegraph Company og fortsatte med at arbejde med telegrafi og derefter telefoni hele sit liv.

Kabeltelegrafen gav skub til videnskabelige elektriske målinger (bestemmelse af modstanden af ​​kobber og isolering samt kablers kapacitans).

Great Eastern var det største skib i verden, da det lagde det første transatlantiske kabel i 1866. Jernskibet var 211 meter langt og bar over 1.000 kilometer kabel.

Telegrafkabel til Great Eastern

Indlæsning af det transatlantiske telegrafkabel til det store øst, 1866.

Telegraph trap optager lavet af Muirhead & Co. Ltd. fra Ballingskelligs kabelstation i Irland. Denne station blev åbnet i 1873, kun ni år efter Great Eastern Voyage, der lagde det første succesrige undersøiske kabel over Atlanterhavet. Sifonoptageren blev opfundet af Lord Kelvin i 1867 til brug med det nye transatlantiske telegrafkabel.

William Thomsons motor, 1871.

William Thomsons voltmeter, en tidlig potentialforskelmåler, omkring midten af ​​1880'erne

Det er selvfølgelig ikke muligt at liste alle videnskabsmandens og opfinderens resultater i en lille note, men vi kan ikke undgå at huske Thomsons formel opnået i 1853 til beregning af resonansfrekvensen af ​​det oscillerende kredsløb.

Elektricitetstransmission og -distribution tiltrak også hans opmærksomhed. I 1879, da han vidnede om elektrisk transmission for et parlamentarisk udvalg, viste han, at det var muligt at overføre med en økonomi på 21.000 hk. under tryk på 80.000 volt i en afstand af 300 miles. To år senere præsenterede han et papir til British Association med titlen "The Economics of Metallic Electric Conductors".

I 1890han blev udnævnt til formand for Den Internationale Niagara-kommission, som undersøger, rapporterer og tildeler planer for produktion og transmission af elektrisk strøm fra Niagara Falls.

William Thomson var forbundet med en mindre virksomhed af samme art, beliggende ikke langt fra hans hjem, som producerede elektricitet ved Foyer Falls og brugte den til fremstilling af aluminium af British Aluminium Company.

Det kan siges, at ingen har opfundet flere forskellige elektriske måleinstrumenter til standard-, laboratorie- eller kommerciel brug end han.

Elektriske måleinstrumenter af William Thomson

Thomsons værker finder altid hurtig anerkendelse, priserne var ikke sene. I 1846 blev han valgt til stipendiat i Edinburgh og fem år senere - til Royal Society of London. De eneste triste begivenheder: hans fars død (1849) under en koleraepidemi og hans kones død (1870).

Udnyttelsen af ​​70 patenter, arbejde som konsulent i mange virksomheder (inklusive Marconi-virksomheden) gjorde det muligt ikke at skamme sig over midler. I 1870 købte Thomson en luksusyacht "Lalla Rukh" med et deplacement på 126 tons. Lidt senere (1874) byggede han et slot på den købte ejendom Nisergall nær mundingen af ​​Clyde-floden (Skotland). En betydelig mængde tid blev brugt på at rejse til udlandet. Under en af ​​dem besøgte videnskabsmanden Odessa og Sevastopol.

Lord Kelvin på yacht "Lala Rukh" 1899.

I 1858 blev Thomson slået til ridder for sin succes med at lægge kablet. I 1892 tildelte dronning Victoria ham englænderen for store videnskabelige resultater. Således blev Sir Thomson Lord Kelvin.Efternavnet blev valgt til navnet på floden ved bredden af ​​Glasgow University er beliggende.

Den nye herre blev automatisk medlem af House of Lords fra 1892, hvor han beskæftigede sig med spørgsmål om højere uddannelse, teknologi og indførelsen af ​​det metriske system i landet. Han var medlem og præsident for mange videnskabelige selskaber rundt om i verden, herunder et æresmedlem af St. Petersburg Academy of Sciences, og blev tildelt mange æresmedaljer.

I 1884 tildelte universitetet i Heidelberg til ære for sit 300-års jubilæum at tildele ham en æresgrad og fandt ud af, at den eneste medicinske grad, han havde til rådighed, som han endnu ikke var i besiddelse af, gav ham dette diplom.

Frankrig gjorde ham til storofficer for Æreslegionen. Han var fire gange præsident for Royal Society of Edinburgh (det skotske National Academy of Science and Letters) og to gange præsident for Institution of Electrical Engineers.

I slutningen af ​​et århundrede, uden sidestykke i verdens historie i civilisationens og videnskabens fremskridt, ser man tilbage og sporer væksten af ​​de gamle, begyndelsen og udviklingen af ​​de nye videnskaber, og den tætte forening af teori og praksis, som beviser dette gavnligt for menneskeheden, vi ser overalt og på alle stadier det bemærkelsesværdige arbejde af et universelt geni - William Thomson, derefter Sir William Thomson, og nu Lord Kelvin.

— JD Cormack. Fra en artikel i Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin, der holdt sin sidste forelæsning ved University of Glasgow, 1. oktober 1899.

University of Glasgow, 1899.

Lord og Lady Kelvin med fremtrædende General Electric-ingeniører, omkring 1900. Fotoet viser også T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz og Eliu Thomson.

Lord Kelvins arbejde modtog verdensomspændende anerkendelse.2.500 gæster kom for at fejre 50-året for hans professorat. Fejringen varede i tre dage.

I slutningen af ​​sit liv blev Kelvin valgt til præsident for Royal Society of London (1900-1905), en post engang besat af Newton. Han tilbragte de sidste to år med at kæmpe mod sygdom i Nethergaol, hvor han døde den 17. december 1907. Han blev begravet i Westminster Abbey nær Newtons grav.

I 1924 blev 100-året for videnskabsmandens fødsel fejret bredt. Det sjette nummer af magasinet Electricity, der udelukkende var helliget Kelvin, udkom med en rød inskription på forsiden: "Lord Kelvins nummer".