АдукацыяНавука

Джэймс Джоўль: біяграфія, навуковыя адкрыцці

Напэўна, не існуе чалавека, які не ведае імя Джэймс Джоўль. Адкрыцця гэтага фізіка прымяняюцца ва ўсім свеце. Які шлях прайшоў навуковец? Якія адкрыцця ён здзейсніў?

Жыццё выдатнага фізіка

24 снежня 1818 гады нарадзіўся Джэймс Джоўль. Біяграфія будучага фізіка пачынаецца ў ангельскім мястэчку Солфорд, у сям'і паспяховага ўладальніка бровары. Навучанне хлопчыка адбывалася ў хатніх умовах, некаторы час фізіку і хімію яму выкладаў Джон Дальтона. Дзякуючы яму англійская фізік і палюбіў навуку.

Джоўль не валодаў моцным здароўем, шмат часу ён праседжваў дома, праводзячы фізічныя доследы і эксперыменты. Ужо ў 15 гадоў, з-за хваробы бацькі, яму давялося кіраваць броварам разам з братам. Праца на бацькавым заводзе не давала магчымасці паступіць ва ўніверсітэт, таму Джэймс Джоўль цалкам аддаваўся хатняй лабараторыі.

З 1838 па 1847 год фізік актыўна вывучае электрычнасць і робіць свае першыя навуковыя поспехі. У часопісе Annals of Electricity ён публікуе артыкул аб электрычнасці, а ў 1841 адкрывае новы фізічны закон, які цяпер носіць яго імя.

У 1847 году Джоўль заключае першы і адзіны шлюб з Амелія Граймса. Неўзабаве ў іх нараджаюцца Эліс Амелія і Бенджамін Артур. У 1854 годзе жонка і сын гінуць. Сам Джоўль памірае ў 1889 годзе ў Англіі, у горадзе Сейлем.

За ўсё сваё жыццё ён публікуе каля 97 работ па фізіцы, некаторыя з іх напісаны сумесна з іншымі навукоўцамі: Лайон, Томсанам і т. Д. За выдатныя навуковыя дасягненні і адкрытыя законы фізікі ён узнагароджаны некалькімі медалямі і атрымліваў пажыццёвую пенсію ад урада Вялікабрытаніі ў памеры каля 200 фунтаў.

Першыя працы і эксперыменты

Назіраючы за паравымі рухавікамі на бровары бацькі, Джэймс Джоўль вырашыў замяніць іх электрычнымі для эфектыўнасці працы. У 1838 годзе ён публікуе ў навуковым часопісе артыкул, у якой распісвае прылада прыдуманага ім электрамагнітнага рухавіка. У 1840 годзе на бровары з'яўляюцца новыя электрычныя рухавікі, а фізік працягвае вывучэнне электрычнага току і вылучэнні цеплыні. Пазней аказалася, што паравыя рухавікі былі значна больш эфектыўна.

У ходзе эксперыментаў Джоўль стварае тэрмометры, якія здольныя вымяраць тэмпературу з дакладнасцю да 1/200 сек градуса. Гэта дазваляе яму паглыбіцца ў вывучэнне цеплавога эфекту току. У 1840 годзе, дзякуючы далейшым назіраннях, фізік выяўляе эфект магнітнага насычэння. У гэтым жа годзе ён пасылае ў Каралеўскае навуковае таварыства працу «Аб адукацыі цеплыні пры дапамозе электрычнага току». Артыкул не ацанілі. Апублікаваць яе пагадзіўся толькі Манчэстэрскі літаратурна-філасофскі часопіс.

Закон Джоўля-Ленца

Непрызнаная Лонданскім навуковым таварыствам артыкул пасля апынулася адным з галоўных дасягненняў навукоўца. У артыкуле Джэймс Джоўль казаў пра залежнасць паміж сілай току і колькасцю вылучанай цеплыні. Ён сцвярджаў, што колькасць цеплыні, якое вылучаецца ў правадыру, прама прапарцыйна супраціву правадыра, квадрату сілы і часу праходжання току.

У гэты час падобную тэорыю распрацоўваў Эміля Ленц. Тое, што праводнасць металічнага правадыра залежыць ад тэмпературы, рускі фізік выявіў яшчэ ў 1832 годзе. Для дакладнага вызначэння тэмпературы ў правадыру навуковец вынайшаў спецыяльны посуд, у які заліваўся спірт. Дрот, праз якую прапускаўся ток, апускалася ў посуд. Далей адсочвалася, за які час спірт нагрэецца. Джоўль Джэймс Прескотт выкарыстаў падобны метад, толькі ў якасці вадкасці выкарыстаў ваду.

Вынікі шматгадовых даследаванняў Ленц апублікаваў толькі ў 1843 годзе, але ў яго працах было больш дакладных навуковых абгрунтаванняў, чым у Джоўля, працу якога напачатку нават не захацелі друкаваць. Улічваючы першынство Джоўля і дакладныя разлікі Эмілія Ленца, было вырашана назваць закон у гонар абодвух. З часам закон Джоўля-Ленца паклаў пачатак тэрмадынамікі.

Магнитострикция

Паралельна са ўласцівасцямі электрычнага току Джэймс Джоўль вывучае магнітныя з'явы. У 1842 годзе ён заўважае, што жалеза змяняецца ў памерах пад уздзеяннем магнітных хваль. Калі металічныя стрыжні змясціць у магнітнае поле, іх даўжыня стане крыху больш.

Навуковае супольнасць сумнявалася ў існаванні тут якога-небудзь адкрыцця. Змена памераў стрыжняў было настолькі нікчэмным, што чалавечы вока не ўлоўліваў яго. Але фізік распрацаваў спецыяльную тэхніку, пры дапамозе якой атрымаў наглядныя доказы.

Пазней высветлілася, што такім эфектам валодаюць і іншыя металы, а сама зьява назвалі магнитострикцией. Цяпер для адкрыцця Джоўля знайшлі шмат спосабаў прымянення. Напрыклад, матэрыялам хвалявода для вымярэння ўзроўню вады ў рэзервуарах служаць магнитострикционные металы. Гэта з'ява выкарыстоўваюць і для вырабу пазнак у антикражевых сістэмах.

Эксперыменты з газам

У 40-х гадах Джэймс Джоўль актыўна вывучае ўласцівасці газу, а менавіта з'явы, звязаныя з яго пашырэннем і сціскам. Ён праводзіў вопыт з пашырэннем разраджаным газу, даказваючы пры гэтым, што яго ўнутраная энергія не залежыць ад аб'ёму. Важная толькі тэмпература газу.

У 1848 годзе Джоўль ўпершыню ў гісторыі фізікі вымераў хуткасць малекул газу. Дадзены вопыт стаў ранняй працай аб кінэтычнай тэорыі газаў, даўшы штуршок для далейшых даследаванняў у гэтай галіне. Працу Джоўля пазней працягнуў шатландзец Джэймс Максвел.

За значны навуковы ўклад у гонар ангельскага фізіка была названая адзінка вымярэння работы, колькасці цеплыні і энергіі - Джоўль.

Джоўль і Томсан

Вялікі ўплыў на дзейнасць Джоўля і яго прызнанне ў навуковым свеце аказаў Уільям Томсан. Навукоўцы пазнаёміліся ў 1847 годзе, калі Джоўль прадстаўляў Брытанскай асацыяцыі навукоўцаў даклад аб вымярэннях механічнага эквівалента цеплыні.

Да Томсана Джоўля не ўспрымалі сур'ёзна ў навуковых колах. Хто ведае, можа быць, мы і не даведаліся б адкрытыя ім законы фізікі, калі б Уільям Томас не патлумачыў іх важнасць «снобам» брытанскага супольнасці.

Разам фізікі вывучалі ўласцівасці газаў, адкрыўшы, што пры адиабатическом дросселировании газ астуджаецца. Гэта значыць тэмпература газу (або вадкасці) памяншаецца ў час праходжання праз дросель (ізаляваны клапан). З'ява атрымала назву эфекту Джоўля-Томсана. Зараз гэтая з'ява ўжываецца для атрымання нізкіх тэмператур.

Навукоўцы таксама займаліся тэрмадынамічнай шкалой, названай у гонар тытула лорда Кельвіна, які належаў Ўільяму Томсан.

Прызнанне Джэймса Джоўля

Слава і прызнанне ўсё ж нагналі ангельскага фізіка. У 50-х гадах XIX стагоддзя ён становіцца членам Лонданскага каралеўскага таварыства і ўзнагароджваецца Каралеўскай медалём. У 1866 годзе ён атрымлівае медаль Коплі, а затым і медаль Альберта.

Некалькі разоў Джоўль станавіўся прэзідэнтам Брытанскай навуковай асацыяцыі. Яму былі прысуджаны навуковыя ступені доктара права ў дублінскім каледжы, Эдынбургскім і Оксфардскім універсітэтах.

У яго гонар усталяваная статуя ў будынку муніцыпалітэта ў Манчэстэры і мемарыял у Вестмінстэрскім абацтве. На адваротным баку Месяца існуе кратэр Джэймса Джоўля.

заключэнне

Знакаміты вучоны, імем якога названы законы фізікі і адзінкі вымярэння, мог бы і не дамагчыся прызнання. Дзякуючы свайму упартасьці і працы ён не спыняўся перад шматлікімі адмовамі. У рэшце рэшт ён даказаў права на сваё месца пад сонцам ці хаця б на месячным кратары.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.unansea.com. Theme powered by WordPress.