James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell. Fonte: veja a página do autor, Wikimedia Commons

Quem era James Clerk Maxwell?

James Clerk Maxwell (1831-1879) era um cientista que se especializou na área de física matemática e cujas contribuições marcaram um marco na história desta disciplina.

Foi especialmente reconhecido pela formulação da teoria da radiação eletromagnética. Sua ideia lançou as bases nas quais o rádio conhecido hoje é construído hoje.

Ele também desenvolveu teorias sobre a estabilidade dos anéis de Saturno, trabalhou com a cinética dos gases e é conhecida por ser a primeira pessoa a imprimir uma fotografia colorida.

As descobertas de Maxwell contribuíram para estabelecer os fundamentos da física moderna. Muitos especialistas na área consideram o cientista do século XIX de maior influência no campo da física do século XX.

As contribuições feitas no campo científico têm o mesmo nível de importância que as feitas por Isaac Newton e Albert Einstein.

James Clerk Maxwell Biography

Primeiros anos

James Clerk Maxwell nasceu em 13 de junho de 1831 em Edimburg, na Escócia, em uma família de classe média. Ele era o único filho de um casal que se casou com uma idade avançada (sua mãe o tinha aos 40 anos).

Seu pai, John Clerk Maxwell, de Middlebie, advogado proeminente, herdou seu sobrenome de uma família importante da época. O sobrenome de James era sinônimo de alta sociedade escocesa. Frances Cay era o nome de sua mãe, pertencente a uma família de alta posição na sociedade da época.

Logo após o nascimento de James, a família se mudou para uma casa de campo chamada Glenlair House, em Middlebie.

Primeiros estudos

Quando Maxwell tinha aproximadamente oito anos, em 1839, sua mãe morreu de câncer abdominal. Após o evento, ele começou a receber aulas de um tutor que garantiu que o jovem teve problemas para aprender devido à quantidade de tempo que levou para memorizar as informações.

No entanto, Maxwell demonstrou grande curiosidade em tenra idade e uma capacidade notória de aprender novas idéias. Logo depois de ter começado a ver aulas particulares, sua tia o enviou para a escola na Academia de Edimburgo em 1841, onde fez amizade com pessoas que marcaram seu futuro.

Apesar de sua notável curiosidade de aprender, o programa de estudo que ele recebeu na escola não o interessou. Por esse motivo, ele começou a se curvar à ciência, a ponto de publicar seu primeiro artigo quando tinha apenas 14 anos.

No ensaio, Maxwell descreveu uma série de curvas ovais que podiam ser rastreadas com alfinetes e fios por analogia, com uma elipse. Seu interesse em geometria e modelos mecânicos continuou ao longo de sua vida como estudante e o ajudou durante seu estágio como pesquisador.

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Estudos Superiores

Aos 16 anos, Maxwell iniciou estudos na Universidade de Edimburg, um dos mais importantes da Escócia. Durante o tempo em que ele permaneceu nesta instituição, ele publicou dois artigos científicos.

Além disso, ele dedicou à física várias horas adicionais de estudo àqueles que recebeu na universidade. Ele passou a experimentar com a improvisação de dispositivos químicos, elétricos e magnéticos dentro da casa onde morava.

Parte dessas práticas servidas para descobrir a fotoelasticidade (significa que determina a distribuição do estresse nas estruturas físicas).

Em 1850, quando ele tinha aproximadamente 19 anos, ele entrou na Universidade de Cambridge e suas habilidades intelectuais começaram a ser reconhecidas. Nessa instituição, ele tinha como professor de matemática William Hopkins, que considerou Maxwell como um de seus alunos mais importantes.

Quatro anos após o início dos estudos nesta instituição, em 1854, ele recebeu o prêmio do Smith, por conduzir um ensaio sobre uma pesquisa científica original.

Ela foi escolhida para uma bolsa de estudos, mas a rejeitou para retornar à Escócia para cuidar de seu pai, que estava em uma situação de saúde precária.

Perda pessoal e casamento

Em 1856, ele foi nomeado professor de filosofia natural no Marischal College, mas seu pai morreu antes de sua nomeação, o que significava um importante golpe emocional.

O cientista tinha aproximadamente 15 anos do que os outros professores que ensinaram na Marischal School. No entanto, não foi um impedimento gerar um forte compromisso com a posição que ele havia assumido. Desenvolveu novos programas de estudo e conferências programadas com os alunos.

Dois anos depois, em 1858, ele se casou. Eles nunca tiveram filhos. Anos depois, ele foi nomeado professor de filosofia natural no King's College, em Londres, Inglaterra.

Avanços na área profissional

Os cinco anos seguintes foram os mais positivos de sua carreira, graças às realizações científicas que alcançou. Nesse período, ele publicou dois artigos que abordavam o tema do campo eletromagnético e fez a demonstração da fotografia de cores.

Ele também fez um trabalho teórico e experimental sobre a viscosidade dos gases. A importância que ele obteve na área científica fez dele um membro da Royal Scientific Society em 1861.

Por outro lado, ele estava encarregado de supervisionar a determinação experimental de unidades elétricas para a Associação Britânica. Suas contribuições no campo da ciência resultaram na criação do Laboratório Nacional de Física.

Ele também fez contribuições importantes para as teorias da velocidade da luz, graças à medição da proporção de unidades eletromagnéticas e eletrostáticas de eletricidade.

Em 1865, o físico renunciou ao trabalho que teve no King's College para se aposentar para sua fazenda Glenlair. Ele fez várias viagens a Londres e Itália, e alguns anos depois começou a escrever um tratado sobre eletricidade e magnetismo.

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Pesquisar

A pesquisa de Maxwell sobre eletromagnetismo foi de tanta importância que começou a ser considerada uma das mais importantes da história.

No Tratado sobre eletricidade e magnetismo, Publicado em 1873, a conversão das idéias físicas de Michael Faraday em uma fórmula matemática foi levantada como seu principal objetivo. Ele tentou ilustrar as idéias de Faraday compreensivelmente.

As investigações que ele realizou em relação a essa lei lhe permitiram fazer descobertas importantes na área da física, relacionadas à velocidade da luz.

Ele foi escolhido em 1871 para se exercitar como professor em uma nova cadeira que havia aberto em Cambridge. Após esta proposta, o projeto do Laboratório Cavendish começou e supervisionou sua construção. Apesar de ter poucos estudantes no comando, ele teve um grupo de cientistas de renome do momento.

Morte

Oito anos depois, em 1879, Maxwell começou a sofrer de várias doenças. Logo depois que ele voltou para Glenlair, mas sua saúde não melhorou.

Maxwill morreu em 5 de novembro de 1879 depois de sofrer uma doença curta. Seu funeral não teve honras públicas e foi enterrado em um pequeno cemitério na Escócia.

Contribuições para a ciência

Eletromagnetismo

Os estudos que Maxwell fez sobre a lei de indução de Faraday, que afirmou que um campo magnético pode mudar um eletromagnético, permitiu descobertas importantes.

Ele formulou a teoria clássica da radiação eletromagnética, onde unificou eletricidade, luz e magnetismo e demonstrou que os três são manifestações diferentes do mesmo fenômeno.

Ele mostrou que a luz consiste em ondas eletromagnéticas e que os campos magnéticos e elétricos viajam pelo espaço na velocidade da luz.

Isso resultou em uma teoria que sugeria que ondas eletromagnéticas poderiam ser geradas em um laboratório, que foi demonstrado anos depois pelo cientista Heinrich Hertz.

Este estudo de Maxwell permitiu, ao longo dos anos, o rádio que sabemos hoje poderia ser criado hoje.

Dados sobre os anéis de Saturno

Durante a juventude do cientista, foi dada prioridade para explicar por que os anéis de Saturno foram mantidos coerentemente ao redor do planeta.

As investigações de Maxwell resultaram no ensaio intitulado Sobre a estabilidade do movimento de anéis de Saturno. O desenvolvimento deste ensaio mereceu um prêmio científico.

O trabalho concluiu que os anéis de Saturno deveriam ser formados por massas de matéria que não estavam relacionadas entre si. 

As conclusões de Maxwell sobre esse assunto foram comprovadas mais de 100 anos depois, em 1980, pela sonda espacial Viajante, Enviado pela NASA para o planeta. 

Pesquisa da teoria cinética dos gases

Maxwell foi o primeiro cientista que aplicou os métodos de probabilidade e estatística para descrever as propriedades de um conjunto de moléculas, para que ele pudesse demonstrar que as velocidades das moléculas de um gás devem ter uma distribuição estatística.

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Sua distribuição foi conhecida logo depois como a lei de distribuição Maxwell-Boltzmann. Além disso, ele investigou as propriedades que permitem que um gás seja transportado com base nas mudanças de temperatura e pressão na viscosidade, condutividade térmica e sua disseminação.

Visão colorida

Como outros cientistas da época, Maxwell tinha um interesse notável em psicologia, particularmente para a visão de cor.

Por aproximadamente 17 anos, entre 1855 e 1872, ele publicou uma série de pesquisas sobre percepção de cores, a incapacidade de ver as cores e as teorias sobre essa área. Graças a eles, ele recebeu uma medalha por um de seus ensaios, intitulado Na teoria da visão de cores.

A pesquisa de alguns cientistas relevantes, como Isaac Newton e Thomas Young, serviu de base para a realização de pesquisas relacionadas ao assunto. No entanto, o físico tinha um interesse particular na percepção de cor na fotografia.

Depois de realizar um trabalho psicológico sobre a percepção da cor, ele determinou que, se a soma de três luzes pudesse reproduzir qualquer cor perceptível pelo ser humano, fotografias coloridas poderiam ser produzidas usando filtros especiais para alcançá -lo.

Maxwell propôs que, se uma fotografia fosse tirada em preto e branco com o uso de filtros vermelhos, verdes e azuis, impressões transparentes das imagens em uma tela poderiam ser projetadas usando três protetores equipados com filtros semelhantes.

O resultado do experimento de visão de cores

Na época em que Mawell sobrepôs a imagem na tela, ele percebeu que o olho humano perceberia o resultado como uma reprodução completa de todas as cores que estavam na cena.

Anos depois, em 1861, durante uma conferência no Royal Intision sobre a teoria das cores, o cientista apresentou a primeira demonstração no mundo sobre o uso da cor na fotografia. Ele usou os resultados de sua análise para justificar suas idéias.

No entanto, os resultados do experimento não eram esperados, devido a uma diferença de pigmentação entre os filtros que ele usou para adicionar a cor. Apesar de não ter alcançado os resultados que ele queria, sua pesquisa sobre o uso da cor na fotografia servida como base para a fotografia de cores alguns anos depois.

Referências

1. James Clerk Maxwell. Recuperado da Britannica.com.
2. James Clerk Maxwell. Recuperado dos famosos cientistas.org.
3. James Clerk Maxwell. Recuperado do não -descoberto da Companha.co.Reino Unido.
4. James Clerk Maxwell. Recuperado de.Wikipedia.org.
5. Quem era James Clerk Maxwell. Recuperado da organização.Reino Unido.