مدونتي الفيزيائية sood485@: جيمس كلارك ماكسويل

جيمس كلارك ماكسويل :

عالم فيزياء اسكتلندي شهير لما أسهم به من معادلات هامة التي تفسر ظهور الموجات الكهرومغناطيسية

يعتبر كثير من علماء الفيزياء أن ماكسويل هو أكثر علماء القرن التاسع عشر تأثيراً على علم الفيزياء,وفيتصويت حول أعظم الفيزيائيين على مر التاريخ جرى في نهاية الألفية الثانية واشترك فيه 100 من أبرز علماء الفيزياء جاء ماكسويل في المركز الثالث بعد نيوتنوأينشتاين.

ولد في سنة 1831في مدينة ادنبرةباسكتلنداوكان شديد الاهتمام بالفيزياء ,تخرج ماكسويل في جامعة كمبردج سنة 1854حاملاً درجة علمية في الرياضيات،عمل بالتدريس في الجامعة حتى أبلغه أستاذه فوربس بخلو كرسي الفلسفة الطبيعية في كلية ماريشال (التي أصبحت فيما بعد جزءاً من جامعة أبردين وحثه على التقدم لشغل ذلك الكرسي فتقدم له وقُبل، ليترك جامعة كمبردج في نوفمبر 1856.
ثناء أستاذيته في أبردين (1856 ـ 1860 قضى ماكسويل عامين في دراسة حلقات كوكب زحل وأثبت أنها جسيمات صغيرة كثيرة العدد تدور حول الكوكب. ونتيجة لذلك البحث (الذي عنونه "عن استقرار حلقات زحل") نال ماكسويل سنة 1859 جائزة آدامز .

اكتشف ماكسويل اكتشافاته العظيمة التي أسهمت في تقدم الفهم العلمي للكهرومغناطيسية؛ إذ تناول بالبحث طبيعة المجالات الكهرومغناطيسية في ورقة علمية من جزءين نشرها سنة 1861 بعنوان "عن الخطوط الفيزيائية للقوى" (بالإنجليزية: On physical lines of force)، وفيها قدم نموذجاً تخيلياً للحث الكهرومغناطيسي، وفي عام1862 أضاف ماكسويل جزءين جديدين إلى هذه الورقة البحثية، ناقش في أولاهما طبيعة الكهروستاتيكا وتيار الإزاحة. وفي الثانية تناول بالبحث دوران مستوى استقطاب الضوء فيالمجال المغناطيسي، وهي ظاهرة اكتشفهافاراداي وتعرف اليوم باسم "تأثير فاراداي".

وهو أول من توصل الي معادلة بين المغناطيس والكهرباء ووضح الفعل ورد الفعل ومعدلاته بسيطة وشاملة وأشار إلى عدم محدودية الموجات وأن سرعتها 299792.458 كم/ث وهي سرعة الضوء وأشار الي وجود موجات أخرى وهذا ما توصل إليه هيرتز واستخدمها ماركوني في الراديو ومعادلات ماكسويل هي أساس البصريات ولقد توفي في سنة 1879.

ماكسويل والكهرومغاطيسية:

في عام 1873 قدم ماكسويل رسالة علمية تحت عنوان "دراسات عن الكهرباء والمغناطيسية" حيث بين أن التآثر بين شحنات موجبة وسالبة تتحكم فيه قوة واحدة . وبين "ماكسويل" أنه توجد أربعة تأثيرات لتلك التفاعلات المتبادلة ، تظهر جميعها خلال التجارب العملية:

تتجاذب الشحنات الكهربائية أو تتنافر من بعضها البعض بقوة تتناسب تناسبا عكسيا مع مربع المسافة بينهما تتجاذب الشحنات المتضادة (سالبة ، وموجبة) ، وتتنافر الشحنات المتماثلة .
الأقطاب المغناطيسية تتجاذب أو تتنافر بطريقة مماثلة لسلوك الشحنات الكهربائية ، ويوجد للمغناطيس نوعين من الأقطاب . يرتبط قطب شمالي دائما بقطب جنوبي .
ينتج التيار الكهربائي مجالا مغناطيسيا دائريا حول السلك ، ويكون اتجاه دورانه (إما في اتجاه عقرب الساعة أو في عكس اتجاهها ) بحسب اتجاه التيار في السلك ،
عندما يتحرك سلك في مجال مغناطيسي ينشأ فيه بالتأثير تيار كهربائي ، كما ينشأ تيار كهربائي عند تحرك مغناطيسي إلى سلك أو مبتعدا عنه ، ويعتمد اتجاه التيار على اتجاه حركة المغناطيس.

معادلات ماكسويل:

عبارة عن أربع معادلات تفاضلية جزئية تصف سلوك وتغيرات المجالين الكهربائي والمغناطيسي، وتآثراتهما مع المادة وتحولاتهما إلى أشكال أخرى من الطاقة. وقد نشر الفيزيائي جيمس كلارك ماكسويل هذه المعادلات بين عامي 1861-1862 م، وهذه المعادلات تصف العلاقات المتبادلة بين كل من المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية والشحنات الكهربائية والتيار الكهربائي.

قانون جاوس للكهربائية :

يعبر هذا القانون عن العلاقة بين فيض المجال الكهربائي من سطح مغلق والشحنة الموجودة داخل السطح المغلق.

$\nabla \cdot \mathbf {D} =\rho$

قانون جاوس للمغناطيسية :

يعبر هذا القانون عن الحقيقة التجريبية القائمة حتى الان وهو عدم وجود قطب مغناطيس مفرد

$\nabla \cdot \mathbf {B} =0$

قانون الحث لفرداي:

يعبر عن العلاقة بين القوة الدافعة الكهربائية الناشئة بالحث في مسار مغلق ومعدل تغير لالمجال المغناطيسي خلال أي سطح محدود بالمسار المغلق , ويبرهن عدم اعتماد فرق الجهد على المسار الذي يسلكه

$\nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}$

قانون أمبير مضافا إلى تصحيح ماكسويل:

يعبر عن العلاقة بين المجال المغناطيسي والتيارات المنشئة له .

$\nabla \times \mathbf {H} =\mathbf {J} +{\frac {\partial \mathbf {D} }{\partial t}}$

بعض من كتبه:

Treatise on Electricity and Magnetism-

Matter and motion-

- Dynamical Theory of the Electromagnetic Field

The Scientific Papers of James Clerk Maxwell-

أقوال ماكسويل:

• عندنا نبدأ بالاهتمام بالممكتشفين العظماء و حياتهم التي اصبحت لا تطاق ،و عندما نبدأ في تتبع تطور الأفكار يصبح العالم رائعاً

• الجهل الواعي هو مقدمة كل تقدم حقيقي في العلم .

• فاراداي هو الاب الدائم لعلم الكهرومغناطيسية الآخذ في الاتساع.

• قد يُعجب علماء الرياصيات بأنفسهم لأنهم يمتلكون أفكاراً جديدة لا يمكن للغة البشرية التعبير عنها .

• في كل فرعٍ من فروع المعرفة يتناسب التقدم مع كمية الحقائق يُبنى عليها و بالتالي مع القدرة على جمع البيانات .

مدونتي الفيزيائية sood485@

السبت، 25 نوفمبر 2017

جيمس كلارك ماكسويل

جيمس كلارك ماكسويل :

ماكسويل والكهرومغاطيسية:

معادلات ماكسويل:

بعض من كتبه:

أقوال ماكسويل:

المراجع :

كتبه:

الأستاذ : سعود الجعيد

الأستاذة : منال الكثيري

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق