William Thomson (matematikus)

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
(William Thomson, első Kelvin báró szócikkből átirányítva)
Lord Kelvin
Lord Kelvin photograph.jpg
Életrajzi adatok
Született 1824. június 26.
Belfast, Írország
Elhunyt 1907. december 17. (83 évesen)
Netherhall, Skócia
Ismeretes mint a Kelvin skála megalkotója
Nemzetiség ír
Iskolái
  • Glasgow-i Egyetem
  • Peterhouse
Iskolái
Felsőoktatási
intézmény
Glasgow-i Egyetem,
Cambridge-i Egyetem (Peterhouse College)
Pályafutása
Szakterület matematika, fizika
Szakintézeti tagság a Royal Society elnöke (1890–1895)
Munkahelyek
Glasgow-i Egyetem (1846–1899) fizikatanár, majd a fizika professzora
Szakmai kitüntetések
Akadémiai tagság

Hatással volt Andrew Gray
Hatással voltak rá

Lord Kelvin aláírása
Lord Kelvin aláírása
Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Lord Kelvin témájú médiaállományokat.

Lord Kelvin vagy Kelvin első bárója (született William Thomson, 1824. június 26.1907. december 17.) ír nemzetiségű brit matematikus, mérnök, a 19. század meghatározó fizikusa. A Magyar Tudományos Akadémia tiszteleti tagja (1873).

Élete[szerkesztés]

Glasgowban, majd a Cambridge-i Egyetem-en és végül Párizsban tanult. Az École politechnique-en Henri Victor Regnault laboratóriumában dolgozott, és a skóciai Glasgow egyetemén dolgozott, aminek hatására később, amikor már kellőképp tekintélyes volt, Angliában is erőteljesen szorgalmazta egyetemi laboratóriumok felszerelését.

1846-ban felkérték a Cambridge and Dublin Mathematical Journal szerkesztőjének.

Viktória királynő 1866-ban lovaggá ütötte, majd 1892-ben báró rangra emelte. Nemesi nevét (Lord Kelvin of Largs) az egyetemhez közeli Kelvin folyóról kapta. 1899-ben visszavonult a tanítástól, de kutatásait folytatta.

Munkássága[szerkesztés]

Legfontosabb eredményeit az elektromosság matematikai analízisével és a termodinamikában érte el, de foglalkoztatta a Föld szilárdsága és kora, az árapály, a precesszió és egy sor egyéb kérdés is. Sokat tett a modern fizikai leírás megteremtéséért. Dolgozatait többnyire a Philosophycal Magazine-ban, illetve a londoni és edinburghi tudományos társaságok közleményeiben jelentette meg.

Foglalkozott az elektromosság és a mágnesesség matematikai elméletével, a szikrákkal és a légköri elektromossággal, az elektromágneses indukcióval, és mindezeken a területeken új, a korábbiaknál érzékenyebb műszereket fejlesztett ki, mint például:

  • Thomson-híd (Thomson-féle kettős híd; ellenállásmérő műszer),
  • a kvadráns-elektrométer,
  • abszolút elektrométer,
  • a tükrös galvanométer,
  • a korábbiaknál megbízhatóbb iránytű és mélységmérő készülék stb.

Telekommunikációs találmányaiból (jelentősen tökéletesítette a tenger alatti távírókábelek működtetését) jelentős vagyonra tett szert.

1848-ban dolgozta ki javaslatát az abszolút hőmérsékleti skála bevezetése; ma elsősorban arról ismert, hogy ennek egysége, a kelvin az ő nevét viseli.

A termodinamika második főtételét 1851-ben, tehát egy évvel Rudolf Clausius után a munka fogalmát felhasználva fogalmazta meg:

Nincs olyan folyamat, amelyben egy hőtartály által felvett hő teljes egészében munkává alakítható. Ezt a megfogalmazást később Max Planck némileg átdolgozta, így gyakran Thomson–Planck-tétel néven említik. Ezzel elkerülhetők a névegyezésből adódó félreértések, ugyanis van egy Thomson-tétel az elektromosságtanban is. Ez utóbbi lényege, hogy elektrosztatikai egyensúlyban az elektromos tér energiája minimális — éppen úgy, ahogy mechanikai egyensúlyban a helyzeti energia minimális.[1]

James Prescott Joule-lal végzett kísérletével kimutatta a később kettejükről elnevezett Joule–Thomson-jelenséget.

Kiszámolta John Waterston 1853-ban megfogalmazott elképzelésének energetikai következményeit, azaz hogy adódhat-e a Nap sugárzó energiája abból, hogy folyamatosan meteorok zuhannak be csillagunkba. Kimutatta, hogy ehhez még egész bolygók becsapódása is kevés lenne — így például a Merkúr helyzeti energiájának kisugárzásához mindössze hét év kellene, és még a Naptól legtávolabbi bolygó, a Neptunusz teljes helyzeti energiája is csak néhány ezer évre lenne elegendő.

Mélyen felháborította, hogy Charles Darwin legalább 300 000 000 évesre becsülte a Weald mészköveit, jóval idősebbre, mint amennyinek ő a Napot gondolta.

Mit gondoljunk hát az olyan geológiai becslésekről, amelyek szerint 300 000 000 év kellett „a Weald letarolásához”? Mert vajon mi a valószínűbb? Az, hogy a Nap anyagának fizikai állapota 1000-szeresen különbözik a laboratóriumainkban előforduló anyag feltételezett dinamikájától, vagy pedig az, hogy a viharos tenger és a szűkületekben kialakuló, rendkívül heves árapály 1000-szer gyorsabban pusztítja a mészkősziklákat a Darwin úr szerinti évszázadonként 1 inchnél? — háborgott replikájában.[2]

A hőelektromosságot vizsgálva fedezte fel Thomson-jelenséget. Az ideális, veszteség nélküli rezgőkör rezgésidejét az ugyancsak róla elnevezett Thomson-képlettel írta le.

Miután megismerte Hermann Ludwig von Helmholtz 1854-ben megfogalmazott elképzelését arról, hogy a Nap energiája gravitációs eredetű; a csillag zsugorodásából és tömörödéséből származik, 1860-ban ehhez az elképzeléshez is elkészítette a részletes számításokat, és arra jutott, hogy a gravitációs energia mintegy 10–20 millió évig képes biztosítani a napsugárzás jelenlegi szintjét. A zsugorodás—tömörödés matematikai modelljét 187-ben mutatta be a Brit Királyi Intézetben (Royal Institution of Great Britain). Az ennek eredményeként kapott, úgynevezett Kelvin–Helmholtz-időskála ma is használatos a csillagfejlődés fúzió előtti szakaszának leírására, amikor a csillag saját súlya alatt lassan összehúzódik, és a hővé alakuló helyzeti energiát kisugározza. Kelvin számítása szerint ehhez elegendő, ha a csillag átmérője évszázadonként mindössze egy fél métert csökken, és ez a gravitációs zsugorodás 20–30 millió évig termel annyi hőt, mint amennyit a Nap kisugároz. Ehhez az álláspontjához a geológusok és az evolúcióbiológusok érvei ellenében is mereven ragaszkodott. Még 1889-ben is ezt írta:

: Úgy gondolom, elhamarkodott lépés lenne valószínűnek feltételezni, hogy a Föld múltjában a nap húszmillió évnél régebben ontja rá a sugarait, mint ahogy azzal sem számolhatunk, hogy öt- vagy hatmillió évnél több időnk van hátra.[3]


Életének utolsó két évtizedében főleg a fény mibenléte érdekelte; az éter (fizika)-elmélet elkötelezett híve volt. Fénytani kutatásainak eredményeit 1904-ben egy nagy monográfiában tette közzé.

Fő művei[szerkesztés]

  • Peter Guthrie Taittel közösen: Treatise on Natural Philosophy (1867, 2. kiad. 1879–1883)
  • Navigation, a lecture (1876)
  • Reprint of papers on electrostatics and magnetism (1884)
  • On the electrodynamic properties of metals (1885)

Műveinek népszerű kiadása 3 kötetben, Popular lectures and adresses címmel jelent meg.

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a William Thomson, 1st Baron Kelvin című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Magyar nagylexikon XVII. (Szp–Ung). Főszerk. Bárány Lászlóné. Budapest: Magyar Nagylexikon. 2003. 439. o. ISBN 9639257176  
  2. John Gribbin: 13,8. A Világegyetem valódi kora és a mindenség elmélete nyomában. Icon Books, London, 2015. Magyarul: Akkord Kiadó, 2016. Talentum Könyvek, 267 old. ISBN 9789632520933 ; ISSN 1586-8419
  3. J. Burchfield, 1975: Lord Kelvin and the Age of the Earth. MacMillan, London. — idézi John Gribbin: 13,8. A Világegyetem valódi kora és a mindenség elmélete nyomában. Icon Books, London, 2015. Magyarul: Akkord Kiadó, 2016. Talentum Könyvek, 267 old. ISBN 9789632520933 ; ISSN 1586-8419

Források[szerkesztés]

További információk[szerkesztés]