ჯეიმს კლარკ მაქსველი

შოტლანდიელი ფიზიკოსი მაქს ველი 1831  წლის 13 ივნისს დაიბადა. შოტლანდიის დედაქალაქში, ქალაქ ედინბურგში, ადვოკატის ჯონ კლერკ მაქსველის ოჯახში.

1850 – 1854 წლებში, სწავლობდა კემბრიჯის უნივერსიტეტში, სწავლის დასრულების შემდეგ კი ჯეიმსი დარჩა კემბრიჯში მასწავლებლად. მან დაიწყო  ფერთა თეორიაზე მუშაობა, რომელიც შემდგომში ფერადი ფოტოგრაფიის საფუძველი გახდა.

ფარადეის მაგნიტებსა და ელექტრულ ნაკადებზე საუბრობისას მაქვსველმა დაასკვნა რომ  თუ მაგნიტი წინ და უკან იმოძრავებდა, ტალღებს წარმოქმნიდა, რომლებიც ფარადეის მიერ ნახსენები ძალწირის მიმართულებას გაჰყვებოდნენ. შემდგომ მაქსველმა გასაოცარი დასკვნა გააკეთა, რომ სინათლე სინამდვილეში ძალწირის გასწვრივ გავრცელებული უდიდესი სიჩქარის ტალღებია. მან ამ ტალღებს ელექტრომაგნიტური ტალღები უწოდა.

მაქსველმა აღმოაჩინა, რომ მაგნეტიზმი, ელექტრობა და ოპტიკა ერთ ფენომენს ემორჩილებიან, რომელსაც ელექტრომაგნეტიზმი უწოდა.

მაქსველის განტოლებებითა და ლორენცის ძალით აღიწერება მუხტებისა და დენების ურთიერთქმედება ელექტრომაგნიტურ ველთან.

„ელექტრომაგნიტური ველი არის ფუნდამენტური ფიზიკური ველი, ანუ მატერიის ერთ-ერთი ფორმა, იგი ურთიერთქმედებს ელექტრულად დამუხტულ სხეულებთან, წარმოადგენს ელექტრული და მაგნიტური ველების ერთობლიობას, რომლებსაც გარკვეულ პირობებში შეუძლიათ ერთმანეთის წარმოქმნა. ელექტრომაგნიტურ ველს გასავრცელებლად არ ჭირდება გარემო, ვაკუუმში ის სინათლის სხივის სიჩქარით ვრცელდება, თვითონ სინათლეც ელექტრომაგნიტური გამოსხივებაა.“

 „ელექტრომაგნიტური ველი უხილავია, მისი უშუალოდ ფოტოგრაფირება შეუძლებელი, თუმცა ჩვეულებრივი ფოტოსურათი ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ზემოქმედებით მიიღება, მაგალითად სინათლე, რენტგენული ფოტო და სხვა. მისი „დანახვა“ შესაძლებელია ირიბი მეთოდებით. თუ მუდმივი მაგნიტის თავზე დადებულ ქაღალდს რკინის ნაქლიბს დავაყრით, მივიღებთ ილუსტრაციაზე გამოსახულის მაგვარ სურათს.“

 ბირთვის გარშემო მოძრავი  ყველა ექტრონი თავის მაგნიტურ ველს წარმოქმნის, ამიტომ ყველა ატომს თავისი მაგნიტური ველი გააჩნია, რომელიც ცალკეული ელექტრონების ველების ნაკრებს წარმოადგენს.

მაქსველმა 14 წლის ასაკში პირველი ნაშრომი გამოაქვეყნა, გეომეტრიის შესახებ, 24 წლისა კი უკვე აბერდინის უნივერსიტეტის პროფესორი იყო.  

მან ასევე შეისწავლა გაზების კინეტიკური თეორია, რომლის საფუძველზეც ჩამოყალიბდა მაქსველ-ბოლცმანის განაწილების თეორია.

“ჩვენ ირგვლივ არსებული ჰაერის მოლეკულები სულაც არ მოძრაობენ ერთი და იმავე სიჩქარით მაშინაც კი, როცა ჰაერი მთლიანად ერთ ტემპერატურაზეა. ზოგიერთი მოლეკულა მოძრაობს ძალიან სწრაფად, ზოგი უფრო ნელა, სხვები კი საერთოდაც არ მოძრაობენ. ამიტომ კითხვას – „რა სიჩქარით მოძრაობს ჰაერში მოლეკულა” – არანაირი აზრი არ აქვს. მისი შესაძლო სიჩქარეების რაოდენობა ძალიან, ძალიან დიდია.

ამიტომ, იმის მაგივრად, რომ დავინტერესდეთ ერთ-ერთი მოლეკულის სიჩქარით, ჩვენ შეგვიძლია, დავსვათ შემდეგი კითხვა: „როგორია მოცემულ ტემპერატურაზე აირის მოლეკულების სიჩქარის განაწილება?” ამ კითხვაზე პასუხის პოვნა 1800-იანების შუა წლებსა და მიწურულს ჯეიმს კლერკ მაქსველმა და ლუდვიგ ბოლცმანმა მოახერხეს. მათ მიერ მიღებულ შედეგს დღეს მაქსველ–ბოლცმანის განაწილებას ვუწოდებთ, რადგან ის გვიჩვენებს, თუ როგორია სიჩქარეების განაწილება იდეალურ აირში. მაქსველ-ბოლცმანის განაწილება ხშირად წარმოდგენილია შემდეგი გრაფიკის სახით.”

მაქველის აღმოჩენებმა ხელი შეუწყო თანამედროვე ფიზიკის განვითარევას და საფუძველი ჩაუყარა ისეთ თეორიებს, როგორიცაა ფარდობითობის სპეციალური თეორია და კვანტური მექანიკა. ბევრი ფიზიკოსი მიიჩნევს მაქსველს, როგორც მე-19 საუკუნის მეცნიერს, რომელსაც უდიდესი გავლენა ჰქონდა მე-20 საუკუნის ფიზიკაზე. მისი წვლილი მეცნიერებაში ისეთივე დიდია, როგორც ისააკ ნიუტონის და ალბერტ აინშტაინის. მაქსველის დაბადების 100 წლისთავზე აინშტაინმა აღწერა მაქსველის ნაშრომი, როგორც “ყველაზე ღრმა და ყველაზე ნაყოფიერი, რაც კი ფიზიკაში მომხდარა ნიუტონის შემდეგ.

გამოყენებული ლიტერატურა:

ელექტრომაგნიტური ტალღები და ელექტრომაგნიტური თეორია

კვანტური ნახტომი

ზოგადი ფიზიკის კურსი