Уильям Томсон, лорд Кельвин
(26.VI. 1824 - 17.XII. 1907)
Уильям Томсон, будущий лорд Кельвин, родился в Белфасте (Ирландия)
в семье профессора инженерии. Когда мальчику было 7 лет, его отец получил
кафедру математики в университете Глазго (Шотландия), и перебрался туда
вместе с семьей. Уже в возрасте восьми лет Уильям начал посещать лекции
своего отца, а в 10 лет стал студентом. Закончив обучение в Глазго, 17-летний
юноша поступает в Кембриджский университет. В это время публикуется его
первая научная статья, посвященная тригонометрическим рядам.
В 1845 г., после окончания университета, Томсон по совету отца едет
в Париж - стажироваться в лаборатории известного французского физика-экспериментатора
Анри-Виктора Реньо (1810-1878). Здесь Томсон разработал способ решения
электростатических задач ("метод электрических изображений"). Через год
22-летний ученый вернулся в Глазго, став профессором и заведующим кафедрой
физики в университете.
В 1848 г. Томсон ввел "абсолютную термометрическую шкалу". Он объяснил
ее название следующим образом: "Для этой шкалы характерна полная независимость
от физических свойств какого-либо конкретного вещества". Он отмечает, что
"бесконечный холод должен соответствовать конечному числу градусов воздушного
термометра ниже нуля", а именно: точке, "соответствующей объему воздуха,
уменьшенному до нуля, что будет отмечено на шкале как -273 °С".
Начиная с 1851 г. Томсон публикует цикл научных статей под общим названием
"О динамической теории теплоты", в которых он рассматривает первый и второй
законы термодинамики. При этом он еще раз возвращается к проблеме абсолютной
температуры, отмечая, что "температуры двух тел пропорциональны количеству
теплоты, соответственно взятой и отданной материальной системой в двух
местах, имеющих эти температуры, когда система совершает полный цикл идеальных
обратимых процессов и защищена от потери или прибавления теплоты при какой-либо
другой температуре".
Этот вывод позволил Томсону выразить коэффициент полезного действия
тепловой машины (цикла Карно), используя температуры нагревателя и холодильника.
В этом же году, в возрасте 27 лет, Томсон стал членом Лондонского королевского
общества - английской Академии наук. А через два года вместе с английским
физиком Джеймсом Джоулем (1818-1889) он установил, что при адиабатическом
(без притока энергии извне) прохождении газа через пористую перегородку
его температура понижается. Это явление получило название "эффект Джоуля-Томсона".
Примерно в то же время Томсон разработал термодинамическую теорию термоэлектрических
явлений.
Помимо термодинамики, Томсон занимался изучением электромагнитных явлений.
Так, в 1853 г. он опубликовал статью "О преходящих электрических токах".
Рассматривая изменение по времени электрического заряда сферического тела
при соединении его тонким проводником (проволокой) с Землей, Томсон установил,
что при этом возникают затухающие колебания с определенными характеристиками,
зависящими от электроемкости тела, сопротивления проводника и электродинамической
емкости. Впоследствии формулу, отражающую зависимость периода свободных
колебаний в контуре без сопротивления от указанных величин назвали "формулой
Томсона" (хотя сам он эту формулу не выводил).
Томсон оказался первым ученым, исследовавшим электрические колебания,
и не случайно именно его пригласили стать главным научным консультантом
при прокладке первых трансатлантических кабелей, предназначенных для создания
устойчивой телеграфной связи между двумя континентами. За большой вклад
в эту работу он в 1865 г. был возведен в дворянское достоинство, а в 1892
г. за выдающиеся научные заслуги ему был присвоен титул лорда Кельвина
(по названию реки, протекающей вблизи университета, где он трудился долгие
годы).
С 1890 по 1895 гг. Томсон занимал почетную должность президента Лондонского
королевского общества.
Сэр Уильям Томсон умер в возрасте 83 лет в Ларгсе, недалеко от Глазго.
После него осталось 25 книг, 660 научных статей и 70 изобретений.
Великие
физики: содержание |