Лорд Кельвін або Вільям Томпсон був відомим фізиком, математиком та інженером, який найбільш відомий своєю роботою з математичного аналізу електрики. Народившись у батька-математика в 19 столітті, він з раннього дитинства навчався в передовій математиці і став ще успішним математиком ще в школі. Він продовжував вивчати природничі та математичні науки в Кембриджському університеті. У віці 22 років він вступив до «Університету Глазго» як професор природознавчої філософії, галузь вчених, яку ми тепер знаємо як фізику. Незважаючи на запрошення з більш відомих університетів, Кельвін залишався в Глазго протягом 50 років. За свою довгу наукову кар’єру він написав 600 робіт. Він зіграв важливу роль у формулюванні другого закону термодинаміки. Абсолютна шкала температури базової одиниці Кельвіна 'К' названа на його честь. Крім глибокого впливу на наукову думку тієї епохи, він також відомий своїм внеском у прокладку трансатлантичного телеграфного кабелю.
Дитинство та раннє життя
Лорд Келвін народився як Вільям Томпсон 26 червня 1824 року в Белфасті, Ірландія. Його батько Джеймс Томпсон був відомим інженером і математиком у Королівській академії Белфаста. Звали його матері Маргарет Гарднер.
Він народився четвертим серед шести дітей, що вижили. Він виріс зі старшими сестрами, Елізабет Кінг та Анною Ботомлі; і старший брат Джеймс А. Томсон. У нього також були молодші брати на ім'я Джон і Роберт, і молодша сестра Маргарет Маршалл.
У 1830 році, коли Кельвіну було шість років, його мати померла. Після цього дітей виховував їх батько за суворою пресвітеріанською традицією. Дуже скоро батько і син склали тісні стосунки.
Кельвін розпочав офіційну освіту в Королівському академічному університеті Белфаст. Вдома він і його старший брат Джеймс навчалися їх батьком, який навчав їх останнім принципам математики, які ще повинні бути включені до британської навчальної програми.
У 1832 році Джеймса Томпсона призначили професором математики в університеті Глазго і переїхали до Глазго. У жовтні 1833 року діти також переїхали туди; а Вільям і Джеймс почали відвідувати школу в Університеті Глазго, навчаючись там протягом наступних шести років.
Кельвін однаково цікавився класикою, заробивши приз за переклад «Діалогів богів Лукіана Самосати» з латини на англійську у віці 12 років. У 1838 році, у віці 14 років, він почав вивчати математику на рівні університету.
Він вивчав астрономію та хімію між 1838 та 1839 роками, завоювавши золоту медаль в Університеті Глазго за роботу "Нарис фігури Землі". За цей час він пройшов курс фізики, тоді відомий як природна філософія, вивчати тепло, електрику та магнетизм.
Наприкінці 1840 р. Кельвін зіткнувся з "Аналітичною теорією тепла" Жана-Батиста Джозефа Фур'є в університетській бібліотеці. Він опанував роботу, яка стосувалася застосування абстрактної математики для теплового потоку, протягом двох тижнів. До того часу він також читав Лапласа "Mécanique céleste".
До 1841 року Кельвін всебічно ознайомився з явищами тепла, електрики та магнетизму. Одночасно з формальною освітою він та його брат також зазнавали космополітичної атмосфери. Вони були відправлені до Лондона в середині 1839 року, а до Німеччини та Нідерландів у середині 1840 року. Вони також подорожували до Парижа, де вивчали французьку.
У 1841 році Кельвін вступив до Пітерхауза, Кембридж, де продовжував займатися наукою, опублікувавши в тому ж році свою першу працю під псевдонімом P.Q.R. У статті під назвою "Розширення функцій Фур'є в тригонометричних рядах" документ захищав математичні теорії Фур'є від критики багатьох британських математиків.
У 1842 р., Навчаючись на іспити з математичних тріпосів, він опублікував важливу працю з тієї ж теми. Вона мала назву "Про рівномірний рух тепла та його зв'язок з математичною теорією електрики".
Одночасно з вивченням науки, особливо електрики, Кельвін захопився класикою та літературою. Він також грав у корнет і настільки ж активно займався спортом, особливо веслуванням, вигравши Colquhoun Silver Sculls у одномісних катерах у 1843 році.
У 1845 році він прийняв заключну частину математичних іспитів на Трипос. В тому ж році він здобув ступінь бакалавра як Другий Wrangler та перший призер Сміта. У червні його обрали товаришем Петертерхауса.
Після закінчення навчання Кельвін переїхав до Парижа зі своїми стипендіями, деякий час працював у фізичній лабораторії Анрі-Віктора Рено. Тут він познайомився та спілкувався з відомими вченими, такими як Жан-Батист Біо, Огюстін-Луї Коші, Джозеф Ліувіль та Шарль-Франсуа Штурм.
На прохання Ліувілля, він незабаром почав працювати над ідеєю Фарадея, що електрична індукція відбувається через втручається середовище, а не через «дію на відстані», даючи першу математичну розробку. Він також розробив математичну техніку електричних зображень, яка використовується для вирішення завдань електростатики.
Наукова кар'єра
У 1846 році 22-річний лорд Келвін розпочав свою кар'єру в «Університеті Глазго» професором натурфілософії. Він був одноголосно обраний на престижне крісло, яке було звільнено в тому році. Дуже скоро він став відомий в академічному колі як майбутній учений.
У 1847 р. Він почав співпрацювати з Джорджем Габріелем Стокс, відомим тим, що заснував науку гідродинаміки. Співпраця продовжувалася протягом наступних 50 років, і вони часто обмінювалися листами про важливі наукові теорії.
Кельвін взяв участь у щорічному засіданні Британської асоціації просування науки, де почув, як Джеймс Прескотт Джоул сперечається проти калорійної теорії тепла, а також теорії теплового двигуна і натомість наголошує на взаємоперетворюваності тепла та руху.
Хоча Келвін вважав його ідеї інтригуючими, він скептично ставився до них. Дуже скоро він почав вивчати теорію Карно-Клапейрона, через що він запропонував абсолютну шкалу температури в 1848 році.
У березні 1851 р. Він зміг встановити теорію Джоула, опублікувавши на ній важливий договір під назвою "Про динамічну теорію тепла". Він також містив свою версію другого закону термодинаміки, таким чином, зробивши важливий крок до свого вихованця проекту, об'єднання наукових теорій.
Після публікації «Про динамічну теорію тепла» Джоул почав листуватися з Кельвіном; це було початком плідної співпраці між ними, тривалою з 1852 по 1856 рр. Джоул проводив експерименти, і Кельвін аналізував їх, часто пропонуючи подальші експерименти.
У 1852 р., Працюючи з Джоулем, Кельвін зауважив, що температура газу знижується при його зростанні у вакуумі. Пізніше це явище стало відомим як "ефект Джоуля-Томпсона" або "ефект Кельвіна-Джоуля". Їх співпраця допомогла прийняти твори та теорії Джоула.
Як інженер
16 жовтня 1854 року Стокс написав листа лорду Кельвіну, запитуючи його думку щодо експериментів Майкла Фарадея щодо запропонованого трансатлантичного телеграфного кабелю. Кельвін опублікував свої розрахунки щодо проекту в 1855 році, показавши, що проект був економічно доцільним.
В аналізі 1855 р. Він наголосив на важливості конструкції кабелю, сказавши, що швидкість сигналу через даний кабель обернено пропорційна квадрату його довжини. У 1856 році цю ідею оскаржив електрик Атлантичної телеграфної компанії Wildman Whitehouse
Після нападу Білого дому Кельвін пояснив свою ідею у статті в популярному журналі «Атенеум». Це привернуло увагу влади; а в грудні 1856 р. його обрали до ради директорів Atlantic Telegraph Company. Тим часом він продовжував свої навчальні та дослідницькі зусилля.
У 1856 році він розпочав свою роботу з електрики та магнетизму, що згодом призведе Джеймса Кларка Максвелла до розробки його теорії електромагнетизму. Колись Кельвін також запровадив лабораторні роботи в курсах. Однак він не був дуже успішним викладачем, оскільки часто виступав на теми, які його студенти майже не розуміли.
У серпні 1857 р. Кельвін взяв деякий час від своєї вчительської кар’єри і відплив на кораблі, що прокладав кабель, HMS Agamemnon, в якості консультативної функції. На жаль, плавання закінчилося через 380 миль з технічних причин. Пізніше він опублікував документ про напруження, пов'язані з процесом прокладки кабелів підводного човна.
У 1858 році він знову приєднався до експедиції прокладки кабелів на борту HMS Agamemnon. На той час він розробив повну систему управління телеграфом підводного човна, використовуючи дзеркальний гальванометр та сифон. Однак, оскільки Вітмен відмовився дати дозвіл, Кельвін не міг користуватися системою.
У червні 1858 року HMS Agamemnon довелося повернутися після згубної бурі. Коли рада вирішила відмовитися від проекту, Келвін, Сайрус Уест Філд та Кертіс М. Лампсон закликали їх продовжувати.
Третя експедиція, яку очолив Уайтхаус, зустріла катастрофу, і його відсторонили від посади. Однак катастрофа дозволила Кельвіну придбати певні інженерні навички та спритність для вирішення практичних завдань. Тепер він почав очолювати команду з вирішення проблем з фронту.
Четверта експедиція з прокладки кабелів, яку очолив Кельвін, розпочалася в липні 1865 р. На жаль, від неї довелося відмовитися після прокладки 1200 миль кабелів. Нарешті, у 1866 році їм вдалося не лише прокласти нові кабелі за два тижні, але й відновити та виконати кабель попереднього року.
Після повернення з експедиції Кельвін уклав партнерські відносини з двома різними компаніями C.F. Варлі та Флемінг Дженкін. Працюючи над останнім, він розробив автоматичний відправник бордюру, свого роду телеграфний ключ, здатний надсилати повідомлення по кабелю.
Одночасно з прокладкою підводних кабелів зв'язку він продовжував здійснювати свої академічні інтереси. Він співпрацював з Пітером Гутрі Таїт у текстовій книжці з 1855 по 1867, таким чином, заснувавши вивчення механіки. Пізніше він також працював над вихровою теорією атома та суміжних предметів.
Протягом 1880-х Кельвін працював над вдосконаленням регульованого компаса. Він також винайшов припливну машину та обладнання для вимірювання глибини. Він подав 70 патентів у своїй кар’єрі.
У 1890-х він був головою міжнародної комісії, яка вирішила проект електростанції Ніагарський водоспад.
Основні твори
Лорду Кельвіну найкраще запам'ятовується його робота з математичного аналізу електрики та магнетизму. Він також відіграв важливу роль у формулюванні першого і другого законів термодинаміки.
Кельвіна 'К', базова одиниця абсолютної шкали температур, названа його іменем, оскільки він першим запропонував «Абсолютну термометричну шкалу».
Інші його праці включають динамічну теорію тепла, геофізичне визначення віку Землі та інші фундаментальні праці з гідродинаміки.
Поза межами наукового кола Кельвін відомий своїм внеском у прокладку трансатлантичних телеграфних кабелів. Окрім роботи з Атлантичною телеграфною компанією, він допомагав у прокладанні французького атлантичного підводного кабелю зв'язку в 1869 році, західному, бразильському та платино-бразильському кабелі в 1873 році.
Нагороди та досягнення
10 листопада 1866 року лорд Кельвін був лицарем королеви Вікторії. Пізніше в 1892 році він отримав першості та став 1-м бароном Кельвіном Ларгсом. Він був призначений таємним радником і членом Ордена За заслуги королем Едуардом VII в 1902 році.
У 1851 році він був обраний до Королівського товариства, отримавши Королівську медаль Товариства в 1856 році та Медаль Коплі в 1883 році. Він також був його президентом з 1890 по 1895 рр. Крім того, він також отримав численні інші премії та нагороди.
Кельвін був членом Едінбургського Королівського товариства і обіймав посаду його президента спочатку з 1873 по 1878 рік, потім з 1886 по 1890 роки і нарешті з 1895 року до своєї смерті в 1907 році.
Сімейне та особисте життя
Лорд Кельвін одружився з коханою своєї дитинства Маргарет Крум у вересні 1852 року. На жаль, її здоров'я зіпсувалося під час медового місяця, і вона ніколи не відплачувалась від цього. Вона померла 17 червня 1870 року.
24 червня 1874 року Томпсон одружився з Фанні Бланді, дочкою Чарльза Р. Бланді. Вона була 13 років його молодшою. У жодного з його шлюбів не було дітей.
Він застудився в листопаді 1907 року, і його стан дуже погіршився. Він помер 17 грудня 1907 р. У своїй шотландській резиденції «Нетерхолл» у Ларгсі у віці 83 років.
У Музеї мисливця в Університеті Глазго розміщена постійна виставка його творів. Він не лише демонструє багато своїх оригінальних паперів, але й свої інструменти та особисті артефакти, включаючи курильну трубу.
Дрібниці
Резиденція лорда Келвіна в Глазго була однією з перших у світі будинків, які були освітлені електричним світлом.
Швидкі факти
День народження 26 червня 1824 року
Національність Британська
Помер у віці: 83 роки
Знак сонця: Рак
Також відомий як: Вільям Томсон, 1-й барон Кельвін
Народилася Країна: Ірландія
Народився в: Белфаст
Відомий як Математик, Фізик
Сім'я: подружжя / колишня: батько Маргарет Крум: Джеймс Томсон мати: Маргарет Гарднер, брати і сестри: Джеймс Помер 17 грудня 1907 р. Місце смерті: Ларгс, Шотландія. , Нагороди Королівської академії Белфаста: 1883 - Медаль Коплі 1856 - Королівська медаль 1905 - Медаль Джона Фріца - ціна Смітса
