(26.06.1824 - 17.12.1907)
Один из величайших физиков. Предки Томсона были ирландские фермеры; отец его Джемс Томсон (1776-1849), известный математик, был с 1814 г. учителем в Belfast Academical Institution, затем с 1832 г. профессор математики в Глазго; известен учебниками по математике, выдержавшими десятки изданий. Уильям Томсон вместе со старшим братом, Джемсом учились в колледже в Глазго, а затем в St. Peter Kolleǵe в Кембридже, в котором Томсон закончил курс наук в 1845 г.
В 1846 г. двадцатидвухлетний Томсон занял кафедру теоретической физики в университете в Глазго. Необыкновенные заслуги Томсона в чистой и прикладной науке были вполне оценены его современниками.
В 1866 г. Томсон возведён в дворянское достоинство, в 1892 г. королева Виктория пожаловала ему пэрство с титулом "барон Кельвин".
Ещё студентом, Томсон опубликовал ряд работ по приложению рядов Фурье к вопросам физики и в замечательном исследовании "The uniform motion of heat in homogeneous solid and i ts connection with the mathematical theory of electricity" ("The Cambridge math. Journ.", 1842) провёл важные аналогии между явлениями распространения тепла и электрического тока и показал, как решение вопросов из одной из этих областей применить к вопросам другой области. 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 г., находясь в Париже, Томсон начинает в журнале Лиувилля печатание ряда статей по электростатике, в которых излагает свой метод электрических изображений, давший возможность просто решить многие труднейшие задачи электростатики.
С 1849 г. начинаются работы Томсона по термодинамике, напечатанные в изданиях королевского общества в Эдинбурге. В первой из этих работ Томсон, опираясь на исследования Джоуля, указывает, как следует изменить принцип Карно, изложенный в сочинении последнего "Réflexions sur la puissance motлее du feu" (1824) для того, чтобы принцип согласовался с современными данными; эта знаменитая работа содержит первую формулировку второго принципа термодинамики.
В 1852 г. Томсон даёт другую формулировку его, именно учение об рассеянии энергии (dissipation of energy).
В том же году Томсон совместно с Джоулем производит известное исследование над охлаждением газов при расширении без совершения работы, которое послужило переходной ступенью от теории газов идеальных к теории действительных газов.
Начатая в 1855 г. работа по термоэлектричеству ("Electrodynamic Qualities of Metals") вызвала усиленную экспериментальную работу; в работе принимали участие студенты, и это положило начало практическим работам студентов в университете Глазго - первым в Англии, а также начало лаборатории по физике в Глазго.
В пятидесятых годах Томсон заинтересовывается вопросом о трансатлантической телеграфии; побуждаемый неудачами первых пионеров-практиков, Томсон теоретически исследует вопрос о распространении электрических импульсов вдоль кабелей и приходит к заключениям величайшей практической важности, давшим возможность осуществить телеграфирование через океан. Попутно, Томсон выводит условия существования колебательного электрического разряда (1853), вновь найденные позже Кирхгоффом (1864) и легшие в основание всего учения об электрических колебаниях. Экспедиция для прокладки кабеля знакомит Томсона с нуждами морского дела и приводит к усовершенствованию лота и компаса. (1872-1876).
В "Biogr.-Litter. Handwörterbuch Poggendorffa" (1896) приведён список около 250 статей (кроме книг), принадлежащих Томсону. Упомянем лишь некоторые предметы его работ: термодинамические исследования, приведшие кроме того ещё к установлению абсолютной шкалы температур; работы по гидродинамике и теории волн (награждены в 1887 г. премией от эдинбургского королевского общества); работы по термоэлектричеству, приведшие к открытию так наз. "явления Томсона" - переноса тепла электрическим током; исследования по теории упругости (1862-1863), в которых Томсон расширяет теорию шаровых функций; работы по динамической геологии.
Не менее замечательна деятельность Томсона в практической физике и технике; ему принадлежит изобретение или улучшение многих инструментов, вошедших во всеобщее употребление в науке и технике, как то: зеркального гальванометра, сифон-рекордера, квадрантного и абсолютного электрометров, нормального элемента компаса, лота и множества технических измерительных электрических приборов, между которыми особенно замечательны "ампер-весы", применяемые для выверки электрических приборов; между множеством патентов, взятых Томсоном, встречаются таковые и на чисто практические приспособления, как, например, на водопроводные краны.
Из книг, изданных Томсоном, наибольшею известностью пользуется "Treatise on natural philosophy" (т. 1, вместе с Тэтот, 3-е изд. в 1883 г., 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".
В "Encyclopedia Britannica" (1880) помещены две знаменитые статьи Томсона - "Elasticity" и "Heat".
В этом замечательном учёном соединяется редко проникновенный ум, бесстрашно берущийся за абстрактнейшие вопросы теории, с чисто практической сметкой, приводящей к решению запутаннейших вопросов практики. Томсону Англия обязана блестящим состоянием в высших школах её математической физики; влияние его на развитие этой науки легко проследимо и на деятельности учёных других наций.
КЕЛЬВИН (ТОМСОН) УИЛЬЯМ (1824 - 1907)
БИОГРАФИЯ.
Того, кто стал впоследствии лордом Кельвином, звали Уильям Томсон. Он родился 26 июня 1824 года в Белфасте (Северная Ирландия) в семье профессора инженерии. Когда мальчику было семь лет, семья перехала в Глазго (Шотландия), где его отец получил кафедру математики в университете. Уильям рано остался без матери, и воспитанием его и старшего брата занимался отец, который пользовался у них большим уважением.
Лекции отца в университете Уильям начал посещать в восемь лет, а в десять он уже стал полноправным студентом. В Книге рекордов Гиннесса Уильям Томсон отмечен как самый молодой студент в истории – он приступил к занятиям в Университете Глазго в октябре 1834 года в возрасте 10 лет 4 месяцев, а 14 ноября того же года был зачислен студентом.
Закончив обучение в Глазго, семнадцатилетний юноша поступил в Кембриджский университет со специализацией по математике. После окончания университета в 1845 году по совету отца Уильям едет в Париж для стажировки в области физики тепловых явлений. Внимание молодого ученого привлекает также аналогия между описанием электростатических и тепловых явлений. Этот интерес к электро- и термодинамике ученый сохранил на всю жизнь.
По возвращении из Франции Томсон занимает кафедру натуральной философии (теоретической физики) университета Глазго, где работает до 1899 года, в течение пятидесяти трех лет. С 1904 года Томсон - президент университета.
В 1890 – 1895 годах он возглавлял Лондонское Королевское общество и за выдающиеся научные заслуги был удостоен титула лорда Кельвина в 1892 году. Томсон пользовался огромным авторитетом среди ученых всего мира, он был членом многих научных академий и обществ, в том числе почетным членом Петербургской Академии наук, имел много наград.
НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ.
Научные интересы Томсона были очень разнообразны. Еще будучи в Париже, он разработал важный метод решения задач электростатики, который получил название метода «зеркальных изображений» (1846) и дал возможность решить ряд вопросов в электротехнике, теории теплопроводности и т. д. В Париже Томсон познакомился с теорией Карно, что привело его к идее абсолютной температуры и понятию абсолютной шкалы температур, названной впоследствии шкалой Кельвина.
Независимо от Клаузиуса Томсон сформулировал второй закон термодинамики. Совместно с Дж. Джоулем Томсон установил, что при адиабатическом расширении газ охлаждается (эффект Джоуля – Томсона). Этот эффект со времнем стали широко использовать для получения низких температур. Томсону принадлежит построение первой последовательной теории термоэлектрических явлений.
Томсон разработал также основы теории электрических колебаний и вывел носящую сегодня его имя формулу, которая устанавливает зависимость между периодом собственных колебаний контура и его емкостью и индуктивностью. Он также выполнил важные разработки по практическому осуществлению телеграфной связи, был главным научным консультантом при прокладке первых трансатлантических кабелей, которые обеспечили устойчивую телеграфную связь между двумя континентами. За участие в прокладке кабеля Томсон был возведен в дворянское достоинство.
Интересно, что работы по прокладке кабеля пробудили у ученого интерес к проблемам морской навигации, следствием чего стало создание эхолота непрерывного действия, мареографа, принципиальное усовершенствование морского компаса. Об авторитете Томсона и уважении к нему свидетельствуют следующие слова одного морского офицера: «Каждый моряк должен молиться на него еженощно!»
Рассказы об ученых по физике. 2014
Уильям Томсон, лорд Кельвин, - шотландский физик, внесший важный вклад как в теоретическую, так и в прикладную науку. Он родился в Белфасте в семье математика, но в 1832 г. переехал в Глазго, где его отец получил должность профессора в университете. Уже в десятилетнем возрасте Уильям был готов к поступлению в университет, по стал студентом Кембриджа лишь в 1841 г. Закончив его в 1845 г., уехал в Париж учиться у французского физика и химика Анри Реньо (1810-78).
В 1846 г. он становится профессором естествознания в Университете Глазго, но тут же регистрируется в качестве студента-вольнослушателя. С 1842 г. Томсон занимался электромагнетизмом, разрабатывая национальные и международные стандарты в области электричества . В 1848 г. он предложил шкалу абсолютной температуры. В 1851 г. доказал, что механическая теория теплоты, разработанная английским физиком Джеймсом Джоулем , согласуется с идеями французского физика Сади Карно (1796-1832). В 1852 г. Томсон совместно с Джоулем открыл эффект Джоуля-Томсона (или Джоуля-Кельвина).
Он был среди нескольких ученых, сформулировавших принцип сохранения энергии и второй закон термодинамики, гласящий, что теплота горячего объекта более горячему сама по себе не передается. Томсон принимал участие в прокладке первого трансатлантического подводного телеграфного кабеля (1866), спроектировал ондулятор с сифонной подачей чернил и зеркальный гальванометр - приборы, регистрирующие поступление слабых телеграфных сигналов. В 1866 г. его произвели в рыцари, а после смерти похоронили в Вестминстерском аббатстве рядом с
