JAMES CLERK MAXWELL: BIOGRAFI DAN SUMBANGAN KEPADA SAINS - PERBENDAHARAAN KATA BUDAYA - 2025

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) adalah seorang saintis asal Scotland yang mengkhususkan diri dalam bidang fizik matematik dan sumbangannya menandakan sebelum dan sesudah dalam sejarah sains ini.

Dianggap sebagai salah satu saintis terpenting dalam catatan, dia diakui terutama untuk perumusan teori radiasi elektromagnetik. Ideanya meletakkan asas di mana radio yang terkenal hari ini dibina.

Jurugambar yang tidak dikenali. Institusi Smithsonian dari Amerika Syarikat, melalui Wikimedia Commons

Di samping itu, ahli fizik ini juga mengembangkan teori mengenai sebab kestabilan cincin Saturnus, salah satu planet sistem suria; Dia bekerja dengan kinetik gas, dan diketahui sebagai orang pertama yang mencetak gambar berwarna.

Penemuan Clerk Maxwell membantu meletakkan asas untuk fizik moden. Ramai pakar dalam bidang ini menganggapnya sebagai saintis abad ke-19 yang paling berpengaruh dalam bidang fizik abad ke-20.

Sumbangan yang dibuatnya dalam bidang ilmiah dianggap sama pentingnya dengan sumbangan yang dibuat oleh Isaac Newton dan Albert Einstein.

Biografi

Tahun-tahun awal

James Clerk Maxwell dilahirkan pada 13 Jun 1831, di Edinburgh, Scotland, dalam keluarga kelas menengah. Dia adalah satu-satunya anak pasangan yang berkahwin di akhir usia; ibunya memilikinya pada usia 40 tahun.

Bapanya, John Clerk Maxwell dari Middlebie, seorang peguam terkemuka, mewarisi nama belakangnya dari keluarga penting pada masa itu. Nama belakang James identik dengan masyarakat tinggi Scotland. Frances Cay adalah nama ibunya, seorang wanita yang tergolong dalam keluarga dengan kedudukan tinggi dalam masyarakat pada masa itu.

Tidak lama selepas kelahiran Kerani, keluarga tersebut pindah ke sebuah rumah desa yang disebut Glenlair House, yang terletak di Desa dan Paroki Middlebie.

Pengajian pertama

Ketika Maxwell berumur kira-kira lapan tahun, pada tahun 1839, ibunya meninggal dunia setelah menderita barah perut. Selepas acara itu, Kerani mula menerima kelas dari tutor yang mendakwa bahawa pemuda itu menghadapi masalah belajar kerana jumlah masa yang diperlukan untuk menghafal maklumat tersebut.

Namun, Clerk Maxwell menunjukkan rasa ingin tahu yang besar pada usia dini dan kemampuan yang luar biasa untuk mempelajari idea-idea baru. Tidak lama selepas dia mula melihat pelajaran peribadi, bibinya menghantarnya ke sekolah di Edinburgh Academy pada tahun 1841, di mana dia berteman dengan orang-orang yang membentuk masa depannya.

Walaupun ingin tahu untuk belajar, program pengajian yang diterimanya di sekolah tidak menarik minatnya. Atas sebab ini, dia mulai condong ke arah sains, sehingga dia menerbitkan artikel pertamanya yang berkaitan dengan bidang ini ketika dia baru berusia 14 tahun.

Dalam karangan, Clerk Maxwell menerangkan serangkaian lengkung bujur yang dapat ditelusuri dengan pin dan benang dengan analogi, dengan elips. Minatnya terhadap model geometri dan mekanikal berterusan sepanjang hayatnya sebagai pelajar dan membantunya selama menjadi penyelidik.

Pendidikan tinggi

Pada usia 16 tahun, James Clerk Maxwell memulakan pengajian di University of Edinburgh, salah satu yang paling penting di Scotland. Selama tempoh dia kekal di institusi ini, dia menerbitkan dua artikel ilmiah kepengarangannya sendiri.

Sebagai tambahan, ahli fizik menumpukan beberapa jam belajar sebagai tambahan kepada yang diterimanya di universiti. Dia datang untuk bereksperimen dengan improvisasi alat kimia, elektrik dan magnet di dalam rumah tempat dia tinggal.

Sebahagian daripada praktik ini membantunya menemui fleksibel foto (cara yang menentukan taburan tekanan dalam struktur fizikal).

Pada tahun 1850, ketika ahli fizik berumur sekitar 19 tahun, dia memasuki University of Cambridge dan kemampuan intelektualnya mula dikenali. Di institusi Cambridge dia mempunyai William Hopkins sebagai profesor matematik, yang menganggap Maxwell sebagai salah satu pelajarnya yang paling penting.

Empat tahun setelah memulakan pengajian di institusi ini, pada tahun 1854, dia dianugerahkan Hadiah Smith. Anugerah berprestij ini diberikan kepadanya kerana membuat esei mengenai penyelidikan saintifik yang asli.

Di samping itu, dia dipilih untuk mendapatkan beasiswa, kesempatan yang dia tolak untuk kembali ke Scotland untuk merawat ayahnya, yang berada dalam keadaan kesihatan yang tidak menentu.

Kehilangan peribadi dan perkahwinan

Pada tahun 1856 dia dilantik sebagai profesor falsafah semula jadi di Marischal College, tetapi bapanya meninggal sebelum pelantikannya, yang bermaksud kehilangan yang besar bagi ahli fizik kerana hubungan yang kuat yang menyatukannya dengan ayahnya.

Saintis itu kira-kira 15 tahun lebih muda daripada profesor lain yang mengajar di Colegio Marischal; namun, ini bukan halangan baginya untuk menghasilkan komitmen yang kuat terhadap kedudukan yang telah dipegangnya. Dia dengan bersemangat mengembangkan program pengajian baru dan menjadualkan persidangan dengan pelajar.

Dua tahun kemudian, pada tahun 1858, dia mengahwini Katherine Mary Dewar, anak perempuan pengetua Marischal College. Mereka tidak pernah mempunyai anak bersama. Beberapa tahun kemudian, dia dilantik sebagai profesor falsafah semula jadi di King's College, London, England.

Kemajuan dalam bidang profesional

Lima tahun berikutnya adalah kerjayanya yang paling positif berkat pencapaian ilmiah yang dicapai. Dalam jangka waktu ini, ia menerbitkan dua artikel yang membahas bidang medan elektromagnetik dan melakukan demonstrasi fotografi warna.

Di samping itu, ia juga melakukan kerja teori dan eksperimen mengenai kelikatan gas. Kepentingan yang diperolehnya dalam bidang keilmuan menjadikannya layak untuk menjadi anggota Royal Scientific Society pada tahun 1861.

Sebaliknya, dia bertugas mengawasi penentuan eksperimen unit elektrik untuk British Association. Sumbangannya dalam bidang sains mendorong pembentukan Makmal Fizik Negara.

Dia juga memberikan sumbangan penting kepada teori-teori tentang kelajuan cahaya, berkat pengukuran bahagian elektromagnetik dan unit elektrostatik elektrik.

Sumbangan untuk sains

Pada tahun 1865, ahli fizik mengundurkan diri dari pekerjaannya di King's College untuk bersara ke ladangnya di Glenlair. Dia melakukan banyak perjalanan ke London dan Itali dan beberapa tahun kemudian mula menulis sebuah risalah mengenai elektrik dan daya tarik.

Penyelidikan

Penyelidikan Maxwell mengenai elektromagnetisme sangat penting sehingga saintis mula dianggap salah satu yang paling penting dalam sejarah.

Dalam Treatise on Electricity and Magnetism, yang diterbitkan pada tahun 1873, tujuan utamanya adalah penukaran idea fizikal Michael Faraday menjadi formula matematik. Dia cuba memahami idea-idea Faraday.

Penyelidikan yang dilakukannya sehubungan dengan undang-undang ini memungkinkan saintis membuat penemuan penting untuk bidang fisika, sejauh yang berkaitan dengan informasi mengenai kecepatan cahaya.

Saintis itu dipilih pada tahun 1871 untuk berkhidmat sebagai profesor di kerusi baru yang telah dibuka di Cambridge. Mengikuti cadangan ini, dia mula merancang Makmal Cavendish dan mengawasi pembinaannya. Walaupun mempunyai sedikit pelajar di bawah tanggungjawabnya, dia mempunyai sekumpulan saintis terkenal pada masa itu.

Kematian

Lapan tahun kemudian, pada tahun 1879, Maxwell mula menderita penyakit beberapa kali. Tidak lama selepas dia kembali ke Glenlair; namun, kesihatannya tidak bertambah baik.

Saintis itu meninggal pada 5 November 1879 setelah menderita penyakit yang pendek. Pengebumiannya tidak mendapat penghormatan awam; Dia dikebumikan di tanah perkuburan kecil yang terletak di Scotland.

Sumbangan untuk sains

Elektromagnetisme

Kajian yang dilakukan Maxwell mengenai hukum induksi Faraday, yang menyatakan bahawa medan magnet dapat berubah menjadi elektromagnetik, memungkinkannya membuat penemuan penting dalam bidang ilmiah ini.

Dengan berusaha membuat ilustrasi undang-undang ini, saintis tersebut berjaya membangun model mekanik yang menghasilkan "arus sesaran", yang dapat menjadi dasar gelombang melintang.

Ahli fizik melakukan pengiraan kelajuan gelombang ini dan mendapati bahawa mereka sangat dekat dengan kelajuan cahaya. Ini membawa kepada teori yang menunjukkan bahawa gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan di makmal, yang ditunjukkan tahun kemudian oleh saintis Heinrich Hertz.

Kajian oleh Maxwell ini membolehkan, selama bertahun-tahun, radio yang kita kenal sekarang dapat dibuat.

Fakta mengenai cincin Saturnus

Semasa remaja saintis, keutamaan diberikan untuk menjelaskan mengapa cincin Saturnus terus berputar secara konsisten di sekitar planet ini.

Penyelidikan Maxwell membawa kepada esei Tentang Kestabilan Gerakan Saturn's Rings. Perkembangan esei ini memperoleh Maxwell anugerah ilmiah.

Hasil kerja menyimpulkan bahawa cincin Saturnus mesti terdiri daripada jisim yang tidak saling berkaitan. Kajian ini diberikan kerana sumbangan penting terhadap sains yang dibuatnya.

Kesimpulan Maxwell mengenai perkara ini disahkan lebih dari 100 tahun kemudian, pada tahun 1980, oleh penyelidikan ruang angkasa yang dihantar ke planet ini. Penyelidikan itu adalah Voyager terkenal, yang dihantar oleh NASA.

Penyiasatan teori kinetik gas

Maxwell adalah saintis pertama yang menggunakan kaedah kebarangkalian dan statistik untuk menggambarkan sifat sekumpulan molekul, sehingga dia dapat menunjukkan bahawa kelajuan molekul gas mesti mempunyai taburan statistik.

Pengedarannya tidak lama kemudian dikenali sebagai undang-undang pengedaran Maxwell-Boltzmann. Sebagai tambahan, ahli fizik menyiasat sifat-sifat yang membolehkan gas diangkut sebagai fungsi perubahan suhu dan tekanan pada kelikatannya, kekonduksian termal dan penyebarannya.

Penglihatan warna

Seperti saintis lain pada masa itu, Maxwell mempunyai minat yang besar dalam psikologi, terutama penglihatan warna.

Selama kira-kira 17 tahun, antara tahun 1855 dan 1872, ia menerbitkan serangkaian penyelidikan yang dilakukannya mengenai persepsi warna, ketidakupayaan untuk melihat warna dan teori mengenai kawasan ini. Terima kasih kepada mereka, dia mendapat pingat untuk salah satu karangannya, yang berjudul On the theory of color vision.

Penyelidikan beberapa saintis yang relevan seperti Isaac Newton dan Thomas Young menjadi asas untuk menjalankan penyelidikan yang berkaitan dengan subjek tersebut. Walau bagaimanapun, ahli fizik mempunyai minat khusus terhadap persepsi warna dalam fotografi.

Setelah melakukan pekerjaan psikologi mengenai persepsi warna, dia memutuskan bahawa, jika jumlah tiga lampu dapat menghasilkan warna apa pun yang dapat dilihat oleh manusia, foto warna dapat dihasilkan dengan menggunakan penapis khas untuk mencapainya.

Maxwell mencadangkan bahawa jika foto diambil dalam warna hitam dan putih menggunakan penapis merah, hijau dan biru, kesan telus gambar dapat diproyeksikan ke layar menggunakan tiga pelindung yang dilengkapi dengan penapis serupa.

Hasil eksperimen penglihatan warna

Pada saat Mawell melapisi gambar di layar, dia menyedari bahawa mata manusia akan melihat hasilnya sebagai pengeluaran semula semua warna yang ada di tempat kejadian.

Bertahun-tahun kemudian, pada tahun 1861, semasa persidangan di Royal Institute mengenai teori warna, saintis menyampaikan demonstrasi pertama di dunia mengenai penggunaan warna dalam fotografi. Dia menggunakan hasil analisisnya untuk membenarkan ideanya.

Namun, hasil percobaan tidak seperti yang diharapkan, kerana adanya perbedaan pigmentasi antara saringan yang digunakan untuk menambahkan warnanya.

Meskipun tidak mencapai hasil yang diinginkan, penelitiannya tentang penggunaan warna dalam fotografi menjadi dasar untuk melahirkan fotografi warna beberapa tahun kemudian.

Rujukan

1. James Clerk Maxwell, Penyunting Ensiklopedia Britannica, (2018). Diambil dari britannica.com
2. James Clerk Maxwell, Portal Saintis Terkenal, (nd). Diambil dari terkenalscientists.org
3. James Clerk Maxwell, Portal Scotland yang Tidak Ditemui, (nd). Diambil dari undiscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia Inggeris, (nd). Diambil dari en.wikipedia.org
5. Siapa James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell di Glenlair Trust, (nd). Diambil dari org.uk