Томсон, Уильям (лорд Кельвин)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Уильям Томсон, лорд Кельвин
англ. William Thomson, 1st Baron Kelvin
Kelvin-1200-scale1000.jpg
Дата рождения 26 июня 1824(1824-06-26)[1][2][3][…]
Место рождения
Дата смерти 17 декабря 1907(1907-12-17)[1][2][3][…] (83 года)
Место смерти
Страна
Научная сфера физика и механика
Место работы
Альма-матер Университет Глазго,
Кембриджский университет (колледж Питерхаус)
Научный руководитель Хопкинс, Уильям
Ученики Уильям Эдвард Айртон,
Уильям Мюррей Моррисон
Награды и премии
Подпись Подпись
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе
В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Томсон.
У этого термина существуют и другие значения, см. Кельвин (значения).

Уи́льям То́мсон, барон Ке́львин (Ке́лвин) (англ. William Thomson, 1st Baron Kelvin; 26 июня 1824 года, Белфаст, Ирландия — 17 декабря 1907 года, Ларгс, Шотландия) — британский[6] физик, механик и инженер. Известен своими работами в области термодинамики, механики, электродинамики.

Член (1851) и президент (1890—1895) Лондонского королевского общества[7], иностранный член Парижской академии наук (1877)[8], иностранный член-корреспондент (1877) и почётный член (1896) Петербургской академии наук[9].

Биография[править | править код]

Уильям Томсон (22 года)

Уильям Томсон родился 26 июня 1824 года в городе Белфасте. Предки Томсона были ирландскими фермерами; его отец Джеймс Томсон (англ.), известный математик, с 1814 года был учителем в Belfast Academical Institution, затем с 1832 года профессором математики в Глазго; известен учебниками по математике, выдержавшими десятки изданий. Мать, Маргарет Томсон умерла в 1830 году, когда Уильяму было шесть лет[10]. У Томсона были проблемы с сердцем, и он чуть не умер, когда ему было 9 лет. Его сестра, Анна Томсон, была матерью Джеймса Томсона Боттомли[en] из FRSE[en] (1845—1926).

Уильям Томсон и его старший брат Джеймс учились в колледже в Глазго, а затем в колледже св. Петра в Кембридже, в котором Уильям окончил курс наук в 1845 году. В 1839/1840 учебном году Томсон выиграл классовую премию по астрономии за свое эссе о форме Земли, которое показало его возможности математического анализа и творчества. В то время его учителем физики был его тезка Дэвид Томсон[en][11].

В 1846 году двадцатидвухлетний Томсон занял кафедру теоретической физики в университете в Глазго.

В 1856 году учёный был награждён Королевской медалью Лондонского королевского общества[12].

С 1880 по 1882 президент Лондонского общества физиков.

Необыкновенные заслуги Томсона в чистой и прикладной науке были вполне оценены его современниками. В 1866 году он был посвящён в рыцарское достоинство. За противодействие движению ирландского самоуправления[13][14][15] 1892 году королева Виктория пожаловала Томсону наследственное пэрство с титулом «барон Кельвин» по реке Кельвин, протекающей мимо университета Глазго и впадающей в реку Клайд, в результате чего он стал известен как «лорд Кельвин». Кельвин стал первым британским учёным, получившим право заседать в палате Лордов.

Активно занимаясь промышленными исследованиями и разработками, он был приглашён в 1899 году Джорджем Истманом в качестве заместителя председателя правления британской компании Kodak Limited, связанной с Eastman Kodak[16].

Научная деятельность[править | править код]

Ещё студентом Томсон опубликовал ряд работ по приложению рядов Фурье к вопросам физики и в исследовании «The uniform motion of heat in homogeneous solid and its connection with the mathematical theory of electricity» («The Cambridge math. Journ.», 1842) провёл важные аналогии между явлениями распространения тепла и электрического тока, показав, как решение вопросов одной из этих областей применить к вопросам другой. В другом исследовании «The Linear Motion of Heat» (1842, ibid.) Томсон развил принципы, которые затем плодотворно приложил ко многим вопросам динамической геологии, например, к вопросу об охлаждении Земли.

В 1845 году, находясь в Париже, Томсон начал в журнале Жозефа Лиувилля публикацию ряда статей по электростатике, в которых излагал свой метод электрических изображений, давший возможность просто решить многие труднейшие задачи электростатики.

Томсон, Уильям (лорд Кельвин)

В 1849 году Томсон начал работы по термодинамике, которые были опубликованы в изданиях королевского общества в Эдинбурге. В первой из этих работ Томсон, опираясь на исследования Джоуля, указал, как следует изменить принцип Карно, изложенный в сочинении последнего «Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance» (1824), с тем чтобы принцип согласовался с современными данными; эта работа содержит одну из первых формулировок второго закона термодинамики. В 1852 году Томсон дал другую его формулировку, именно учение о рассеянии энергии. В том же году Томсон совместно с Джоулем провёл исследование охлаждения газов при расширении без совершения работы, которое послужило переходной ступенью от теории идеальных газов к теории реальных газов.

Начатая в 1855 году работа по термоэлектричеству («Electrodynamic Qualities of Metals») вызвала усиленную экспериментальную работу; в работе принимали участие студенты университета Глазго, что положило начало первым в Великобритании практическим работам студентов, а также начало лаборатории по физике в Глазго.

В пятидесятых годах XIX века Томсон заинтересовался вопросом о трансатлантической телеграфии; побуждаемый неудачами первых пионеров-практиков, Томсон теоретически исследовал вопрос о распространении электрических импульсов вдоль кабелей и пришёл к заключениям величайшей практической важности, давшим возможность осуществить телеграфирование через океан. Попутно Томсон вывел условия существования колебательного электрического разряда (1853), вновь найденные позже Кирхгофом (1864) и лёгшие в основу всего учения об электрических колебаниях. В экспедиции для прокладки кабеля Томсон познакомился с нуждами морского дела, что привело к усовершенствованию лота и компаса (1872—1876). В 1867 году изобрел генератор электростатического напряжения, названный в его честь «капельницей Кельвина».

В 1884 году Томсон провёл двадцать занятий по молекулярной динамике и волновой теории света в форме мастер-класса в Университете Джонса Хопкинса[17]. Лекции оказали влияние на развитие физики на рубеже XIX и XX веков. Описывая звук как волну, Томсон ссылался на уравнение акустической волны. Полагая, что светоносный эфир подвергается вибрациям, он также попытался описать его через уравнение электромагнитной волны. Присутствовавшие на занятиях Майкельсон и Морли позднее поставили эксперименты, опровергшие теорию эфира.

В «Biogr.-Litter. Handwörterbuch Poggendorffa» (1896) приведён список около 250 статей (кроме книг), принадлежащих Томсону. Среди предметов его работ термодинамические исследования, приведшие кроме прочего к установлению абсолютной шкалы температур; работы по гидродинамике и теории волн (награждены в 1887 году премией от Эдинбургского королевского общества); работы по термоэлектричеству, приведшие к открытию так называемого «эффекта Томсона» — переноса тепла электрическим током; исследования по теории упругости (1862—1863), в которых Томсон расширил теорию шаровых функций; работы по динамической геологии.

В практической физике и технике Томсону принадлежит изобретение или улучшение многих инструментов, вошедших во всеобщее употребление в науке и технике, как то: зеркального гальванометра, ондулятора с сифонной подачей чернил, квадрантного и абсолютного электрометров, нормального элемента компаса, лота и множества технических измерительных электрических приборов, включая ампер-весы, применяемые для выверки электрических приборов. Среди множества патентов, взятых Томсоном, встречаются таковые и на чисто практические приспособления (как, например, на водопроводные краны).

Из книг, изданных Томсоном, наибольшей известностью пользуется «Treatise on natural philosophy» (т. 1, вместе с Тэтом, 3-е изд. в 1883 году, немец. перев. под ред. Гельмгольца), содержащее блестящее изложение механических основ теоретической физики.

Статьи Томсона перепечатаны в его «Reprints of papers on electrostatic and magnetism» (1872), «Mathematical and physical papers» (1882—1883) и «Popular lectures and adresses».

Две статьи Томсона — «Elasticity» и «Heat» — были помещены в «Encyclopedia Britannica» (1880).

Критика теории эволюции[править | править код]

Уильям Томсон известен как критик теории эволюции в биологии. На основе расчёта возраста Солнца, в котором, по его мнению, протекают химические процессы горения, являющиеся источником энергии, Томсон указал на недостаточность исторического времени для того, чтобы эволюция животного мира привела к современному состоянию. Открытие в 1903 году закона, связывающего высвобождение тепловой энергии с радиоактивным распадом, не побудили его изменить собственные оценки возраста Солнца. Возраст Земли оценивался им в 20—40 млн лет[18].

Память[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Bibliothèque nationale de France идентификатор BNF (фр.): платформа открытых данных — 2011.
  2. 1 2 Архив по истории математики Мактьютор
  3. 1 2 William Thomson // Internet Speculative Fiction Database (англ.) — 1995.
  4. 1 2 Томсон Уильям // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохорова — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
  5. Туринская академия наук — 1757.
  6. Harold I. Sharlin. William Thomson, Baron Kelvin. Encyclopædia Britannica (13 декабря 2019). Дата обращения: 24 января 2020.
  7. Thomson; William (1824 - 1907); Baron Kelvin of Largs; Physicist // Сайт Лондонского королевского общества (англ.)
  8. Les membres du passé dont le nom commence par K (фр.)
  9. Профиль Уильяма Томсона, лорда Кельвина на официальном сайте РАН
  10. Biography of William Thomson's father. Groups.dcs.st-and.ac.uk. Дата обращения: 29 октября 2011.
  11. David Thomson Aberdeen University.
  12. Royal Medal (англ.)
  13. Kelvin and Ireland Raymond Flood, Mark McCartney and Andrew Whitaker (2009) J. Phys.: Conf. Ser. 158 011001
  14. Randall, Lisa. Warped Passages. — New York : HarperCollins, 2005. p.162
  15. Hutchison, Iain "Lord Kelvin and Liberal Unionism". Дата обращения: 29 октября 2011.
  16. Trainer, Matthew (2008). “Lord Kelvin, Recipient of The John Fritz Medal in 1905”. Physics in Perspective. 10: 212—223. DOI:10.1007/s00016-007-0344-4.
  17. Kargon and Achinstein, 1987.
  18. Stacey, Frank D. Kelvin's age of the Earth paradox revisited (англ.) // Journal of Geophysical Research (англ.). — 2000. — Vol. 105, no. B6. — P. 13155—13158. — doi:10.1029/2000JB900028. — Bibcode2000JGR...10513155S.
  19. History of the IET's Kelvin Lectures (англ.). The Institution of Engineering and Technology. Дата обращения: 16 июня 2016.

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]