Viljams Tomsons (lords Kelvins) — termodinamikas un telegrāfa pionieris

Viljams Tomsons (lords Kelvins) — termodinamikas pamatlicējs un telegrāfa izgudrotājs; atklājumi Kelvina mērvienībā, transatlantiskajā telegrāfā un temperatūras robežās, kas mainīja fiziku.

Viljams Tomsons, 1. barons Kelvins, OM, GCVO, PC, FRS, FRSE (1824. gada 26. jūnijs - 1907. gada 17. decembris) bija skotu-īru fiziķis matemātiķis un inženieris. Viņš dzimis 1824. gadā Belfāstā un kļuva par vienu no 19. gadsimta nozīmīgākajiem dabaszinātniekiem, kas būtiski ietekmēja termodinamiku, elektroinženieriju un rūpniecisko telegrāfiju. Glāzgovas Universitātē viņš veica nozīmīgu darbu elektrības matemātiskajā analīzē un sniedza fundamentālas idejas, kuras palīdzēja formulēt mūsdienu termodinamikas principus.

Izglītība un akadēmiskā karjera

Tomsons studēja Glāzgovā un Kembrižā, pēc tam 1846. gadā kļuva par dabas filozofijas profesoru Glāzgovas Universitātē, amatā, kurā viņš nostrādāja vairāk nekā 50 gadus. Viņa darbs akadēmijā apvienoja stingru matemātisku analīzi ar praktisku inženierijas domāšanu — tas padarīja viņu par pieprasītu konsultantu rūpniecības un telegrāfu projektos. Glāzgovā viņa laboratorija un lekcijas bija svarīgs centrs jaunu ideju izstrādē, un šodien Glāzgovas Universitātes Hunterian muzejā ir pastāvīga izstāde, kas veltīta lorda Kelvina darbam.

Galvenie zinātniskie sasniegumi

Viljams Tomsons ir plaši pazīstams ar vairākām svarīgām idejām un izgudrojumiem:

• Absolūtā temperatūras skala: viņš ieviesa absolūtas temperatūras koncepciju un praktisku skalas izmantošanu — mūsdienās temperatūru absolūtajā skalā norāda Kelvina vienībās par godu viņam. Lords Kelvins arī aprēķināja temperatūras apakšējās robežas pareizu vērtību aptuveni -273,15 °C jeb -459,67 °F (absolūtā nulle).
• Termodinamikas pamatprincipi: viņa darbs palīdzēja formulēt un precizēt termodinamiku, tostarp enerģijas saglabāšanas un otrā termodinamikas likuma interpretācijas aspektus. Tomsons izmantoja Karno (Sadi Carnot) idejas un matemātiku, lai skaidrotu siltuma un darba attiecības reālos procesus.
• Termoelektriskie efekti: viņš pētīja termoelektriskumu un aprakstīja to, kas tagad tiek saukts par Tomsona efektu (Kelvina efektu) — sasilšanu vai atdzesēšanu vadītājā, kad pa to plūst strāva temperatūras gradienta klātbūtnē.
• Matemātiskā teorija elektriskām līnijām: Tomsons izstrādāja analītiskas metodes elektrisko signālu pārvadei, kas bija ļoti svarīgi telegrāfu līnijām, it īpaši zemūdens kabeļiem.

Telegrāfs, izgudrotājs un rūpnieciskais darbuzņēmējs

Kelvins bija nozīmīgs praktisko ierīču un metožu izstrādātājs telekomunikācijās. Viņš izgudroja un uzlaboja instrumentus, kas būtiski paātrināja un padarīja drošāku telegrāfa signālu uztveri:

• Spogulis-galvanometrs (mirror galvanometer) — ļoti jutīgs līdzeklis mazās strāvas noteikšanai zemūdens kabeļos.
• Sifona reģistrators (siphon recorder) — ierīce, kas atļāva automātiski reģistrēt telegrāfa signālus ar augstu precizitāti.

Viņa inženiertehniskā un matemātiskā palīdzība bija būtiska, risinot problēmas, kas radās, ivedot un testējot transatlantiskā telegrāfa kabeļus. Par ieguldījumu 1866. gada transatlantiskā kabeļa veiksmīgajā darbībā karaliene Viktorija viņu pasniedza bruņinieka titulu, padarot viņu par seru Viljamu Tomsonu.

Jūrniecība un kompasa problēmas

Kelvins izstrādāja uzlabotās kompasu sistēmas un korekcijas metodes, kas bija nepieciešamas, jo kuģu korpusos arvien biežāk izmantoja dzelzs, kas traucēja magnētisko kompasu darbību. Viņa risinājumi ievērojami uzlaboja navigācijas drošību un precizitāti lielajos kuģos.

Godinājumi, tituli un sabiedriskā darbība

1892. gadā viņu iecēla par lordu Kelvinu (baronu Kelvinu) — tituls, kas atsaucas uz Kelvina upi, kas plūst netālu no viņa laboratorijas Glāzgovas Universitātē. Viņš bija pirmais britu zinātnieks, kas tika iecelts Lordu palātā, un savā laikā saņēma daudz ordenu un augstu sabiedrisko atzinību. Lielā apbalvojumu un godu skaitā ir norādie tituli un izcilības biedrības locekļa statuss.

Nejauši vai ne — viņa zinātniskie viedokļi nereti mijās ar politisku stāju; 1892. gada paaugstinājums tika saistīts gan ar viņa sasniegumiem termodinamikā, gan ar viņa opozīciju Īrijas vietējai pārvaldei (atzīmējams, ka šī politiskā dimensija bija daļa no viņa publiskās atpazīstamības). Pēc akadēmiskās karjeras viņš piedalījās arī rūpnieciskās vadības darbā — ap 1899. gadu Džordžs Īstmens viņu pieņēma darbā par valdes priekšsēdētāja vietnieku britu uzņēmumā Kodak Limited.

Vērtējums un mantojums

Kelvina ieguldījums zinātnē ir plašs un daudzpusīgs: viņš palīdzēja formulēt termodinamiku, izstrādāja instrumentus un metodes, kas padarīja iespējamu globālu telekomunikāciju, un viņa vārds pastāv kā mērvienība — kelvins — viens no starptautiskās SI pamatelementiem. Tajā pašā laikā daži viņa spriedumi vēsturē izrādījās nepareizi: piemēram, pēc termodinamikas aprēķiniem viņš noteica Zemes maksimālo vecumu, kas vēlāk izrādījās par zemu, jo nebija zināma radioaktivitātes loma Zemes iekšējā siltuma avotā. Tāpat viņam piemita skeptisks attieksmes brīži pret dažām jaunām idejām, kas vēlāk tika apstiprinātas.

Tomsons bija zinātnieks, kas veiksmīgi savienoja teoriju ar praksi: viņa darbs turpina ietekmēt fiziku, inženieriju un tehnoloģijas, un viņa vārds ir viens no labi pazīstamākajiem zinātnes vēsturē.

Jautājumi un atbildes

J: Kas bija Viljams Tomsons?

J: Kad viņš dzimis?

J: Kur viņš studēja?

Kādu darbu viņš veica, studējot Glāzgovas universitātē?

J: Kādus titulus vai apbalvojumus Viljams Tomsons saņēma savas dzīves laikā?

Meklēt pēc burta