Entdeckungen
James Maxwell war ein Experte in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft:
- Elektromagnetismus
- Astronomie
- Bewegung von Gasen
- Optik.
Er hat in allen Bereichen hervorragende Arbeit geleistet.
Elektromagnetismus
Maxwell ist vor allem für seine Forschung zur elektromagnetischen Strahlung bekannt, die die Wissenschaften Elektrizität, Magnetismus und Optik vereint.,
Strom fließt durch viele Metalle wegen der Bewegung von Elektronen zwischen den Atomen des Metalls. Bewegliche Elektronen erzeugen auch ein Magnetfeld, dessen Stärke von der Anzahl der sich bewegenden Elektronen abhängt.
Elektromagnete kombinieren Elektrizität und Magnetismus in einem Gerät, und schwankende Elektronenbewegungen erzeugen elektromagnetische Wellen.
Maxwell sah Analogien zwischen den Fahrgeschwindigkeiten elektromagnetischer Wellen und des Lichts und entwickelte vier wichtige mathematische Gleichungen, die diese und andere Beziehungen zwischen Elektrizität und Magnetismus formulierten.,
Einige von Maxwells Ergebnissen veranlassten Albert Einsteins Relativitätsforschung. Einstein wird mit den Worten zitiert: „Eine wissenschaftliche Epoche endete und eine andere begann mit James Clerk Maxwell“.
Astronomie: Ringe des Saturn
Im Alter von 25 Jahren begann Maxwell 1856 mit der Arbeit an einem anderen Forschungsgebiet – der Zusammensetzung der Ringe des Saturn.
Zu Maxwells Zeit glaubten viele Astronomen, dass die Ringe aus Flüssigkeit bestanden, während Maxwell glaubte, dass sie aus kleinen umlaufenden Körpern bestanden.,
Um dem Publikum zu zeigen, dass es möglich war, dass kleine umlaufende Körper flüssig erscheinen, entwickelte Maxwell ein Modell. Dies war ein „dynamisches Oberteil“ mit kleinen Kugeln, die die Körper repräsentierten.
Wenn die Spitze schnell gedreht wurde, war es möglich zu sehen, was wie die Bewegung von Wellen aussah.
Bewegung von Gasen: Kinetische Theorie von Gasen
Maxwell arbeitete mit dem österreichischen Physiker Ludwig Boltzmann an der Entwicklung einer Theorie namens „Maxwell-Boltzmann-Verteilung“.
Dadurch konnten die Geschwindigkeiten von Molekülen in einem Gas bei unterschiedlichen Temperaturen bestimmt werden., Maxwell beschrieb eine hypothetische Situation, in der Gase in einem Behälter in zwei Abschnitte getrennt werden konnten. Es gab eine heiße Seite, auf der sich Moleküle schnell bewegten, und eine kalte Seite mit langsamer molekularer Bewegung.
Ein winziger imaginärer „Dämon“ an einer Falltür würde den Fluss der Moleküle zwischen ihnen steuern und eine ewige Energiequelle erzeugen. Dies würde nur funktionieren, wenn der Dämon intelligent genug wäre, um die Geschwindigkeiten der Gasmoleküle zu unterscheiden, ohne Energie selbst zu benötigen.,
Optik: Mischen von Lichtfarben
Maxwell wollte wissen, warum das Mischen verschiedener Lichtfarben zu einem anderen Ergebnis führt als das Mischen derselben Farben.
Zum Beispiel:
- Das Mischen von blauer und gelber Farbe ergibt grün
- Das Mischen von blauem und gelbem Licht ergibt Rosa.
Seine Erklärung hing davon ab, warum wir Dinge als eine bestimmte Farbe sehen.
Licht von der Sonne, obwohl es weiß erscheint, enthält das gesamte Regenbogenfarbspektrum., Wenn es auf ein Objekt wie Gras trifft, wird das gesamte Spektrum absorbiert, außer grün, das zurück zum Auge reflektiert wird.
Wenn Sie dagegen Licht mischen, fügen Sie Lichtstrahlen hinzu – ein anderer Prozess mit unterschiedlichen Ergebnissen.
Einige von Maxwells Experimenten wurden mit einem von ihm selbst hergestellten Gerät durchgeführt – einer „Farbbox“, die Glasprismen und Linsen enthielt.
Optik: Das erste Farb-Fotografie
Maxwell ging auf, um zu entdecken, dass Farbfotografien gebildet werden konnte, mit roten, grünen und blauen filtern.,
1861 präsentierte Maxwell die weltweit erste Farbfotografie-ein Tartanband.
Es wurden drei Fotos gemacht, jedes Mal mit einem anderen Farbfilter über dem Objektiv.
Maxwell entwickelte die Bilder und projizierte sie dann mit drei verschiedenen Projektoren auf eine Leinwand. Jeder verwendete den gleichen Farbfilter, um sein Bild aufzunehmen. Die drei Bilder bildeten ein vollfarbiges Bild.
Diese drei Fototafeln befinden sich heute in einem kleinen Museum in der 14 India Street, Edinburgh, dem Haus, in dem Maxwell geboren wurde.
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