William Thomson, Lord Kelvin - tiểu sử của nhà vật lý, nhà phát minh và kỹ sư nổi tiếng
William Thomson sinh ra ở thủ đô của Bắc Ireland - Belfast vào ngày 26 tháng 6 năm 1824. Người cha người Scotland của ông, sau cái chết của vợ ông vào năm 1830, đã cùng hai con trai chuyển đến Glasgow, nơi ông trở thành giáo sư toán học tại một trường đại học địa phương. . Những đứa trẻ nhận được một nền giáo dục tuyệt vời ở nhà. Năm 8 tuổi, William bắt đầu tham dự các bài giảng của cha mình, và năm 10 tuổi, anh đăng ký làm sinh viên của trường đại học.
Là một người giàu có, cha anh đã cùng các con trai đi du lịch rất nhiều nơi. Đến năm 12 tuổi, William đã thông thạo bốn hoặc năm thứ tiếng. Việc nâng cao kiến thức toán học được tiếp tục tại Đại học Cambridge (1841-1845). Cậu học sinh mười lăm tuổi bắt đầu viết và xuất bản các tác phẩm của mình. Bài báo xuất bản đầu tiên của ông xuất hiện trên Tạp chí Toán học Cambridge vào tháng 5 năm 1841. Đó là sự bảo vệ và làm rõ một số định lý cơ bản của "phân tích điều hòa" của Fourier.
Thể hiện khả năng toán học sớm, Thomson trở thành một nhà toán học xuất sắc, đồng thời làm quen với tình trạng vật lý hiện đại.
James, Margaret với Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (trái sang phải)
Kết quả đạt được không liên quan đến bất kỳ hạn chế nào trong cuộc sống cá nhân, quyền riêng tư, v.v. Thomson ngoài đời vui vẻ, hòa đồng, đi du lịch nhiều nơi và cố gắng không giới hạn bản thân trong bất cứ điều gì. Thành công đồng hành cùng anh.
Thomson đã trau dồi kỹ năng làm thí nghiệm của mình trong vài tháng trong phòng thí nghiệm của nhà vật lý nổi tiếng người Pháp, thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Paris, Henri Victor Regno (1810-1878), lúc đó là giáo sư tại Collège de France. Thomson đánh giá cao những kỹ năng có được.
Các nghiên cứu kết thúc, và vị trí trưởng khoa vật lý tại Đại học Glasgow ngay lập tức bị bỏ trống, mà William Thomson, 22 tuổi, được bầu vào năm 1846. Nhà khoa học đã hoàn thành chức vụ giáo sư ở độ tuổi đáng kính - ngày 1 tháng 10 năm 1899, nhưng vẫn dấn thân vào công việc khoa học cho đến cuối đời. Trường đại học công nhận công lao của Thomson bằng cách bầu ông làm hiệu trưởng vào năm 1904.
William Thomson, 1869
Sở thích khoa học của Thomson rất đa dạng. Anh ấy dành nhiều thời gian để giải quyết các vấn đề kỹ thuật. Đủ để lưu ý rằng nhà khoa học đã tham gia vào toán học, nhiệt động lực học, kỹ thuật điện, thông tin liên lạc, khí và thủy động lực học, thiên văn và địa vật lý. Tổng cộng, ông đã viết hơn 650 chuyên luận, hồi ký, v.v.
Các công trình về tĩnh điện, điện và từ bắt đầu xuất hiện vào năm 1845. Ngay từ khi bắt đầu sự nghiệp giảng dạy của mình, Thomson đã phải bắt đầu thiết lập các thí nghiệm trình diễn, và khi có được kinh nghiệm, ông bắt đầu tiến hành các thử nghiệm thực nghiệm cho nghiên cứu lý thuyết của mình. Kết quả của công việc lý thuyết và thực nghiệm thường được thảo luận với các nhà khoa học nổi tiếng như M. Faraday và D. Maxwell.
Nó thường xảy ra rằng các từ được gán cho những nhân vật cụ thể không bao giờ thốt ra chúng.William Thomson, được biết đến nhiều hơn với cái tên Lord Kelvin, không thể được bất kỳ tòa án pháp luật nào minh oan vì đã tuyên bố cái chết của vật lý vào năm 1900... mặc dù ông chưa bao giờ làm như vậy. Theo phiên bản phổ biến, và dưới ánh sáng của những tiến bộ to lớn của vật lý học vào cuối thế kỷ 19, vào năm 1900, Kelvin đã phát biểu trước Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Anh với những lời sau: “Không có gì mới trong vật lý hiện nay đã phát hiện . Chỉ còn lại các phép đo ngày càng chính xác hơn. "Quỹ đạo khoa học của Kelvin không giống quỹ đạo của một người đàn ông dễ mắc sai lầm trong phán đoán ở mức độ này. Vị trí đặc quyền của anh ấy trên đỉnh Olympus khoa học được đảm bảo nhờ nhiều công lao của anh ấy.
— Javier Janes Lord Kelvin và sự kết thúc của vật lý mà ông không bao giờ thấy trước
Ngày nay, tên của ông đặc biệt nổi tiếng với tên gọi là Hệ thống Nhiệt độ Quốc tế, một tên gọi tôn vinh sự chính xác của ông. tính toán số không tuyệt đối khoảng -273,15 độ C. Nhưng đóng góp của ông rất có ý nghĩa trong việc hình thành nhiệt động lực học, phát triển công thức toán học của điện và mở đường cho việc hiểu mối quan hệ giữa vật chất và năng lượng.
Công việc của anh ấy với tư cách là một nhà phát minh và kỹ sư đã đưa anh ấy đến việc hoàn thiện la bàn điều hướng, và trên hết, anh ấy đã đạt được danh tiếng và tài sản nhờ công việc của mình trong lĩnh vực điện báo và nỗ lực thúc đẩy dự án cáp xuyên Đại Tây Dương.
William Thomson (Lord Kelvin) với chiếc la bàn của mình, 1902.
Trong bài viết tiểu sử ngắn này, chúng tôi sẽ tập trung vào các công trình của nhà khoa học trong lĩnh vực viễn thông.
Thomson đã đạt được những kết quả thực tế đáng kể đầu tiên của mình trong quá trình tham gia xây dựng đường dây điện báo xuyên Đại Tây Dương.
Trong vài năm sau khi phát minh ra điện báo Morse (1844), các quốc gia Châu Âu và Bắc Mỹ được bao phủ bởi một mạng lưới đường dây điện báo dày đặc, nhưng thị trường bán hàng và nguồn nguyên liệu thô ở các lục địa khác nằm ngoài tầm với của truyền thông.
Một mớ hỗn độn! Đã có kế hoạch xây dựng một đường dây điện báo giữa Mỹ và Tây Âu qua Alaska, eo biển Bering và Siberia. Doanh nghiệp đã sụp đổ ngay từ đầu: đường dây điện báo xuyên Đại Tây Dương đi vào hoạt động và W. Thomson phải chịu trách nhiệm phần lớn cho sự kiện này.
Nỗ lực đầu tiên để đặt một sợi cáp xuyên Đại Tây Dương vào năm 1857 đã thất bại - sợi cáp đã bị cắt. Thomson ngay lập tức bắt đầu nghiên cứu các thông số của nó, đưa ra các khuyến nghị để cải thiện thiết kế.
Trước đó (1856), ông đã chứng minh rằng tốc độ truyền tín hiệu trong cáp tỷ lệ nghịch với điện trở và công suất điện của nó. Năm 1858, để đăng ký các tín hiệu điện báo yếu, nhà khoa học đã phát minh ra một điện kế gương, mà ông đã nhận được bằng sáng chế 9 năm sau đó.
Chính Thomson đã tham gia vào việc đặt tuyến cáp xuyên Đại Tây Dương thứ hai, nằm trên Great Eastern - con tàu lớn nhất thời bấy giờ (1865). Sau đó, ông đã phát minh ra một thiết bị ghi điện tín tự động được gọi là máy ghi siphon.
Thomson lần đầu tiên bắt đầu làm việc trong lĩnh vực viễn thông vào năm 1856, trở thành thành viên của Công ty Điện báo Đại Tây Dương, và tiếp tục làm việc trong lĩnh vực điện báo và sau đó là điện thoại trong suốt cuộc đời của mình.
Điện báo cáp đã tạo động lực cho các phép đo điện khoa học (xác định điện trở của đồng và cách điện, cũng như điện dung của cáp).
Great Eastern là con tàu lớn nhất thế giới khi đặt tuyến cáp xuyên Đại Tây Dương đầu tiên vào năm 1866. Con tàu sắt dài 211 m và chở hơn 1.000 km cáp.
Cáp điện báo đến Great Eastern
Tải cáp điện báo xuyên Đại Tây Dương đến Great East, 1866.
Máy ghi bẫy điện báo do Muirhead & Co. Công ty TNHH từ trạm cáp Ballingskelligs ở Cộng hòa Ireland. Nhà ga này được khai trương vào năm 1873, chỉ 9 năm sau Chuyến du hành vĩ đại về phương Đông đặt tuyến cáp ngầm thành công đầu tiên xuyên Đại Tây Dương. Máy ghi siphon được phát minh bởi Lord Kelvin vào năm 1867 để sử dụng với cáp điện báo xuyên Đại Tây Dương mới.
Động cơ của William Thomson, 1871.
Vôn kế của William Thomson, một máy đo chênh lệch tiềm năng ban đầu, vào khoảng giữa những năm 1880
Tất nhiên không thể liệt kê hết những thành tựu của nhà khoa học, nhà phát minh trong một mẩu giấy nhỏ, nhưng chúng ta không khỏi nhớ lại công thức Thomson thu được năm 1853 để tính tần số cộng hưởng của mạch dao động.
Truyền tải và phân phối điện cũng thu hút sự chú ý của ông. Năm 1879, khi làm chứng về truyền tải điện trước một ủy ban quốc hội, ông đã chỉ ra rằng có thể truyền tải điện với công suất 21.000 mã lực. dưới áp suất 80.000 vôn ở khoảng cách 300 dặm. Hai năm sau, ông đã trình bày một bài báo cho Hiệp hội Anh với tiêu đề "Kinh tế của dây dẫn điện kim loại".
Năm 1890ông được bổ nhiệm làm chủ tịch Ủy ban Niagara Quốc tế, cơ quan kiểm tra, báo cáo và trao giải cho các kế hoạch sản xuất và truyền tải điện từ thác Niagara.
William Thomson được kết nối với một doanh nghiệp nhỏ hơn có cùng tính chất, nằm không xa nhà của anh ấy, sản xuất điện tại Foyer Falls và sử dụng nó để sản xuất nhôm của Công ty Nhôm Anh.
Có thể nói rằng không ai đã phát minh ra nhiều loại dụng cụ đo điện cho mục đích tiêu chuẩn, phòng thí nghiệm hoặc thương mại hơn ông.
Dụng cụ đo điện của William Thomson
Các tác phẩm của Thomson luôn được công nhận nhanh chóng, giải thưởng không hề muộn. Năm 1846, ông được bầu làm thành viên của Edinburgh, và 5 năm sau - của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn. Những sự kiện đáng buồn duy nhất: cái chết của cha ông (1849) trong một trận dịch tả và cái chết của vợ ông (1870).
Việc khai thác 70 bằng sáng chế, làm việc như một nhà tư vấn trong nhiều công ty (bao gồm cả công ty Marconi) khiến nó không thể xấu hổ về phương tiện. Năm 1870, Thomson mua một chiếc du thuyền sang trọng "Lalla Rukh" với lượng giãn nước 126 tấn, một thời gian sau (1874), ông đã xây một lâu đài trên khu đất đã mua Nisergall gần cửa sông Clyde (Scotland). Một lượng thời gian đáng kể đã được dành cho việc đi du lịch nước ngoài. Trong một lần, nhà khoa học đã đến thăm Odessa và Sevastopol.
Lord Kelvin trên du thuyền "Lala Rukh" 1899.
Năm 1858, Thomson được phong tước hiệp sĩ vì thành công trong việc đặt dây cáp. Năm 1892, Nữ hoàng Victoria đã trao tặng ông người Anh vì những thành tựu khoa học vĩ đại. Do đó, Ngài Thomson trở thành Lãnh chúa Kelvin.Họ được chọn cho tên của con sông trên bờ mà Đại học Glasgow tọa lạc.
Vị lãnh chúa mới tự động trở thành thành viên của House of Lords từ năm 1892, nơi ông giải quyết các vấn đề về giáo dục đại học, công nghệ và giới thiệu hệ thống số liệu trong nước. Ông là thành viên và chủ tịch của nhiều hội khoa học trên thế giới, trong đó có thành viên danh dự của Viện Hàn lâm Khoa học St. Petersburg, được trao tặng nhiều huân chương danh dự.
Năm 1884, Đại học Heidelberg, nhân dịp kỷ niệm 300 năm thành lập, mong muốn trao bằng danh dự cho ông và nhận thấy rằng bằng cấp y khoa duy nhất dành cho ông mà ông chưa có, đã trao bằng tốt nghiệp này cho ông.
Nước Pháp phong ông làm Đại tướng quân Bắc đẩu Bội tinh. Ông đã bốn lần là chủ tịch của Hiệp hội Hoàng gia Edinburgh (Viện Hàn lâm Khoa học và Văn học Quốc gia Scotland) và hai lần là chủ tịch của Viện Kỹ sư Điện.
Vào cuối một thế kỷ, vô song trong lịch sử thế giới về sự tiến bộ của nền văn minh và khoa học, nhìn lại và truy tìm sự phát triển của cái cũ, sự khởi đầu và phát triển của khoa học mới, và sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tiễn. chứng minh điều này có lợi cho nhân loại, chúng ta thấy ở khắp mọi nơi và ở mọi giai đoạn công việc đáng chú ý của một thiên tài toàn cầu - William Thomson, sau đó là Ngài William Thomson, và bây giờ là Ngài Kelvin.
— JD Cormack. Từ một bài báo trên Tạp chí Cassier năm 1899
William Thomson, Lord Kelvin giảng bài cuối cùng tại Đại học Glasgow, ngày 1 tháng 10 năm 1899.
Đại học Glasgow, 1899.
Lord và Lady Kelvin với các kỹ sư nổi tiếng của General Electric, vào khoảng năm 1900. Ảnh cũng cho thấy T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz và Eliu Thomson.
Công việc của Lord Kelvin đã nhận được sự công nhận trên toàn thế giới.2.500 quan khách đã đến dự lễ kỷ niệm 50 năm chức vụ giáo sư của ông. Lễ kỷ niệm kéo dài trong ba ngày.
Vào cuối đời, Kelvin được bầu làm chủ tịch Hội Hoàng gia Luân Đôn (1900-1905), vị trí từng do Newton đảm nhiệm. Ông đã trải qua hai năm cuối cùng chiến đấu với bệnh tật tại Nethergaol, nơi ông qua đời vào ngày 17 tháng 12 năm 1907. Ông được chôn cất tại Tu viện Westminster gần mộ của Newton.
Năm 1924, lễ kỷ niệm 100 năm ngày sinh của nhà khoa học được tổ chức rộng rãi. Số thứ sáu của tạp chí Điện lực, dành hoàn toàn cho Kelvin, xuất hiện với dòng chữ màu đỏ trên trang bìa: "Số của Chúa Kelvin".