Lord Kelvin tai William Thompson oli kuuluisa fyysikko, matemaatikko ja insinööri, joka tunnetaan parhaiten työstään sähkön matemaattisessa analysoinnissa. Hän syntyi matemaatikko-isänä 1800-luvulla, ja hänet opetettiin syvällisessä matematiikassa jo varhaislapsuudestaan lähtien ja hänestä tuli taitava matemaatikko vielä koulussa. Hän jatkoi luonnontieteiden ja matematiikan opiskelua Cambridgen yliopistossa. 22-vuotiaana hän liittyi 'Glasgow'n yliopistoon' luonnofilosofian professorina, akatemian haaraksi, jota tunnemme nyt fysiikanä. Huolimatta tunnettujen yliopistojen kutsuista Kelvin pysyi Glasgow'ssa 50 vuotta. Pitkän tieteellisen uransa aikana hän kirjoitti 600 artikkelia. Hänellä oli tärkeä rooli termodynamiikan toisen lain muotoilussa. Absoluuttisen lämpötila-asteikon perusyksikkö Kelvin 'K' on nimetty hänen kunniakseen. Sen lisäksi, että hänellä on syvällinen vaikutus tuon aikakauden tieteelliseen ajatukseen, hänet tunnetaan myös panoksestaan transatlanttisen telekaapelin asettamisessa.
Lapsuus ja varhainen elämä
Lord Kelvin syntyi William Thompsonina 26. kesäkuuta 1824 Belfastissa, Irlannissa. Hänen isänsä James Thompson oli merkittävä insinööri ja matemaatikko Belfastin kuninkaallisessa akateemisessa instituutissa. Hänen äitinsä oli Margaret Gardner.
Hän syntyi vanhempiensa kuuden selvinneen lapsen joukossa neljäntenä. Hän varttui vanhempien siskojen, Elizabeth Kingin ja Anna Bottomleyn kanssa; ja vanhempi veli, James A. Thomson. Hänellä oli myös nuorempia veljiä, nimeltään John ja Robert, ja nuorempaa siskoa, nimeltään Margaret Marshall.
Vuonna 1830, kun Kelvin oli kuusi vuotta vanha, hänen äitinsä kuoli. Sen jälkeen heidän isänsä kasvatti lapset tiukassa presbüterilaiseen perinteeseen. Hyvin pian isä ja poika saivat aikaan läheisen suhteen.
Kelvin aloitti muodollisen koulutuksensa Belfastin kuninkaallisessa yliopistossa. Kotona hänet ja hänen vanhempansa veljeään James opetti isä, joka opetti heille viimeisimmät matematiikan periaatteet, jotka olivat vielä sisällytettävä Ison-Britannian opetussuunnitelmaan.
Vuonna 1832 James Thompson nimitettiin matematiikan professori Glasgow University ja muutti Glasgow. Lokakuussa 1833 myös lapset muuttivat sinne; ja William ja James aloittivat koulun Glasgow'n yliopistossa, opiskelevat siellä seuraavan kuuden vuoden ajan.
Kelvin oli kiinnostunut myös klassikoista ja ansaitsi palkinnon käännöksestä ”Lucian of Samosata's Dialogues of the God” latinaksi englanniksi 12-vuotiaana. Vuonna 1838, 14-vuotiaana, hän aloitti yliopistotason matematiikan opiskelun.
Hän opiskeli tähtitiedettä ja kemiaa vuosina 1838–1839 ja voitti kultamitalin Glasgow'n yliopistosta teoksestaan "Essee maan kuvasta". Tänä aikana hän suoritti fysiikan kurssin, jota kutsuttiin sitten luonnofilosofiaksi, tutkimaan lämpöä, sähköä ja magneettisuutta.
Vuoden 1840 loppua kohden Kelvin tapasi Jean-Baptiste Joseph Fourierin ”Lämmön analyyttisen teorian” yliopiston kirjastossa. Hän hallitsi työn, joka käsitteli abstraktin matematiikan soveltamista lämpövirtaan kahden viikon kuluessa. Siihen mennessä hän oli lukenut myös Laplacen "Mécanique céleste".
Vuoteen 1841 mennessä Kelvin tutustui perusteellisesti lämmön, sähkön ja magneettisuuden ilmiöihin. Yhdessä muodollisen koulutuksen kanssa hän ja hänen veljensä olivat myös alttiina kosmopoliittiselle ilmapiirille. Heidät lähetettiin Lontooseen vuoden 1839 puolivälissä ja Saksaan ja Hollantiin vuoden 1840 puolivälissä. He matkustivat myös Pariisiin, missä he oppivat ranskaa.
Vuonna 1841 Kelvin tuli Peterhouse, Cambridge, missä hän jatkoi tieteen opiskelua, julkaisemalla saman vuoden samannimellä P.Q.R salanimellä ensimmäisen teoksensa. "Fourierin laajennukset trigonometristen sarjojen funktioista" nimeltään artikkeli puolusti Fourierin matemaattisia teorioita monien brittiläisten matemaatikkojen kritiikkiä vastaan.
Vuonna 1842, opiskellessaan matemaattisia Tripos-tutkimuksia, hän julkaisi tärkeän paperin samasta aiheesta. Sen nimi oli "Lämmön tasainen liike ja sen yhteys sähkön matemaattiseen teoriaan".
Samanaikaisesti luonnontieteiden, erityisesti sähkön, opiskeluun, Kelvin kiinnosti klassikoita ja kirjallisuutta. Hän pelasi myös kornettia ja oli yhtä aktiivinen urheilussa, etenkin soutuessa, voittaen Colquhounin hopeakallojen yksipaikkaisiin veneisiin vuonna 1843.
Vuonna 1845 hän otti viimeisen osan matemaattisista Tripos-tutkimuksista. Hän ansaitsi BA-tutkintonsa toisena Wranglerina ja ensimmäisenä Smith-palkijana samana vuonna. Kesäkuussa hänet valittiin Peterhouse-jäseneksi.
Valmistumisensa jälkeen Kelvin muutti Pariisissa apurahansa kautta työskenteleen jonkin aikaa Henri-Victor Regnaultin fyysisessä laboratoriossa. Täällä hän tapasi ja oli vuorovaikutuksessa tunnettujen tutkijoiden kanssa, kuten Jean-Baptiste Biot, Augustin-Louis Cauchy, Joseph Liouville ja Charles-François Sturm.
Liouvillen pyynnöstä hän aloitti pian Faradayn ajatuksen kehittämisen, jonka mukaan sähköinen induktio tapahtuu väliintulon kautta, ei "etäisyydellä tapahtuvalla toiminnalla", mikä antoi ensimmäisen matemaattisen kehityksensä. Hän suunnitteli myös sähkökuvien matemaattisen tekniikan, jota käytetään sähköstaattisten ongelmien ratkaisemiseen.
Tieteellinen ura
Vuonna 1846 22-vuotias lordi Kelvin aloitti uransa Glasgow'n yliopistossa luonnofilosofian professorina. Hänet valittiin yksimielisesti arvostettuun puheenjohtajaan, joka oli vapautunut sinä vuonna. Pian hänestä tuli tunnetuksi akateemisessa piirissä tuleva tiedemies.
Vuonna 1847 hän aloitti yhteistyön George Gabriel Stokesin kanssa, joka tunnetaan perustavansa hydrodynamiikan tiedettä. Yhteistyötä jatkettiin seuraavan 50 vuoden ajan, ja he vaihtoivat usein kirjeitä tärkeistä tieteellisistä teorioista.
Kelvin osallistui Britannian tiedejärjestön vuosittaiseen kokoukseen, jossa hän kuuli James Prescott Joulen väittävän lämmön lämpöteoriaa ja lämpömoottorin teoriaa korostavan sen sijaan lämmön ja liikkumisen keskinäistä muunnettavuutta.
Vaikka Kelvin piti ideoitaan mielenkiintoisina, hän suhtautui skeptisesti niihin. Pian hän aloitti tutkimuksen Carnot-Clapeyron-teoriasta, minkä johdosta hän ehdotti lämpötilan absoluuttista asteikkoa vuonna 1848.
Maaliskuussa 1851 hän pystyi vakiinnuttamaan Joulen teorian ja julkaisemaan siitä tärkeän sopimuksen nimeltä "Lämmön dynaamisesta teoriasta". Se sisälsi myös hänen versionsa termodynamiikan toisesta laista, ottaen siten tärkeän askeleen kohti lemmikkiprojektiaan, tieteellisten teorioiden yhtenäistämistä.
'Lämpön dynaamisen teorian' julkaisun jälkeen Joule alkoi vastata Kelvinin kanssa; joka oli alku hedelmälliselle yhteistyölle, joka kesti vuosina 1852–1856. Joule suoritti kokeita ja Kelvin analysoi niitä, ehdottaen usein lisäkokeita.
Vuonna 1852 työskennellessään Joulesin kanssa Kelvin havaitsi, että kaasun lämpötila laskee, kun se laajenee tyhjiössä. Myöhemmin ilmiö tunnetaan nimellä "Joule-Thompson-efekti" tai "Kelvin-Joules-vaikutus". Heidän yhteistyönsä auttoivat tuomaan hyväksyntää Joulen teoksiin ja teorioihin.
Insinöörinä
Stokes kirjoitti kirjeen lordi Kelvinille 16. lokakuuta 1854 ja kysyi hänen mielipiteitään Michael Faradayn kokeista ehdotetusta transatlanttisesta telekaapelista. Kelvin julkaisi projektistaan vuonna 1855 laskelmansa osoittaen, että projekti oli taloudellisesti kannattava.
Vuonna 1855 tehdyssä analyysissä hän korosti kaapelin suunnittelun merkitystä sanomalla, että tietyn kaapelin kautta kulkevan signaalin nopeus oli kääntäen verrannollinen sen pituuden neliöön. Vuonna 1856 Atlantic Telegraph Company -yrityksen sähkömies Wildman Whitehouse kiisti idean
Whitehousen hyökkäyksen jälkeen Kelvin selitti ideansa artikkelissa suositussa Athenaeum-lehdessä. Se kiinnitti viranomaisten huomion; ja joulukuussa 1856 hänet valittiin Atlantic Telegraph Company: n hallitukseen. Samaan aikaan hän jatkoi opetus- ja tutkimusyrityksillään.
Vuonna 1856 hän aloitti työt sähkön ja magneettisuuden suhteen, mikä johti myöhemmin James Clark Maxwellin kehittämään sähkömagneettisuuden teoriaan. Joskus Kelvin esitteli myös laboratoriotyön tutkintokursseilla. Hän ei kuitenkaan ollut kovin menestyvä luennoitsija, koska hän puhui usein aiheista, joita hänen opiskelijansa tuskin ymmärsivät.
Kelvin otti jonkin aikaa irti opetusuraltaan elokuussa 1857 ja lähti purjehtimaan kaapelinlaskualuksella, HMS Agamemnonilla, neuvoa-antavana tehtävänä. Valitettavasti matka päättyi 380 mailin jälkeen teknisistä syistä. Myöhemmin hän julkaisi paperin merenalaisen kaapelin asettamisprosessin stressistä.
Vuonna 1858 hän liittyi jälleen kaapeli-tutkimusmatkaan HMS Agamemnonin kyytiin. Siihen mennessä hän oli kehittänyt täydellisen järjestelmän sukellusvenelennon käyttämiseen peil Galvanometriä ja sifonitallenninta käyttämällä. Koska Whiteman kieltäytyi antamasta lupaa, Kelvin ei voinut käyttää järjestelmää.
Kesäkuussa 1858 HMS Agamemnon joutui palaamaan tuhoisan myrskyn jälkeen. Kun hallitus päätti luopua projektista, Kelvin, Cyrus West Field ja Curtis M. Lampson kehottivat heitä jatkamaan.
Kolmas Whitehousen johtama retkikunta kohtasi katastrofin ja hänet erotettiin tehtävästään. Katastrofi kuitenkin antoi Kelvinille mahdollisuuden hankkia suunnittelutaitoja ja taitoa käytännön ongelmien ratkaisemiseksi. Nyt hän alkoi johtaa ongelmanratkaisutiimiä eteenpäin.
Neljäs kaapelien asettamismatka, jota johti Kelvin, aloitti heinäkuussa 1865. Valitettavasti se joutui luopumaan 1200 mailin kaapeleiden asettamisen jälkeen. Viimeinkin vuonna 1866 he onnistuivat uusien kaapeleiden asettamisen lisäksi kahden viikon kuluessa, mutta myös palauttamaan ja viimeistelemään edellisen vuoden kaapelin.
Palattuaan retkikunnalta Kelvin solmi kumppanuuksia kahden eri yrityksen, C.F. Varley ja Fleming Jenkin. Viimeksi mainittua työskennellessään hän suunnitteli automaattisen hillitsemislähettimen, eräänlaisen sähkönäppäimen, joka pystyy lähettämään viestejä kaapelilla.
Samanaikaisesti merenalaisten viestintäkaapeleiden asettamisen kanssa hän jatkoi akateemisten intressiensä toteuttamista. Hän teki yhteistyötä Peter Guthrie Taitin kanssa oppikirjassa vuosina 1855–1867 perustaen siten mekaniikan tutkimuksen. Myöhemmin hän työskenteli myös atomin ja siihen liittyvien aiheiden pyörreteoriassa.
1880-luvulla Kelvin työskenteli parannettavan säädettävän kompassin kanssa. Hän keksi myös vuorovesilaitteen ja syvyydenmittauslaitteet. Hän teki uransa aikana 70 patenttia.
Vuonna 1890 hän oli kansainvälisen komission johtaja, joka päätti Niagara Falls -voimalan suunnittelusta.
Suurimmat teokset
Lord Kelvin muistetaan parhaiten työstään sähkön ja magnetismin matemaattisessa analysoinnissa. Hänellä oli myös tärkeä rooli termodynamiikan ensimmäisen ja toisen lain muotoilussa.
Kelvin 'K', absoluuttisen lämpötila-asteikon perusyksikkö, on nimetty hänelle, koska hän ehdotti ensimmäisenä "Absoluuttista lämpömittakaavaa".
Hänen muihin töihinsä sisältyy dynaaminen lämpöteoria, maapallon ikäryhmän geofysikaalinen määritys ja muut hydrodynamiikan perusteet.
Tiedepiirin ulkopuolella Kelvin tunnetaan panoksestaan transatlanttisten sähkön kaapeleiden asettamisessa. Sen lisäksi, että hän työskenteli Atlantic Telegraph Company -yrityksen kanssa, hän avusti Ranskan Atlantin vedenalaisen viestintäkaapelin asettamista vuonna 1869, länsi-, brasilialaisen ja platino-brasilialaisen kaapelin asettamista vuonna 1873.
Palkinnot ja saavutukset
Kuningatar Victoria ritaristi Lord Kelvinin ritariin 10. marraskuuta 1866. Myöhemmin vuonna 1892 hän sai kuorinnan ja hänestä tuli Largsin ensimmäinen paroni Kelvin. Hänet nimitettiin kuningas Edward VII: n vuonna 1902 yksityiseksi neuvonantajaksi ja ansiojärjestyksen jäseneksi.
Vuonna 1851 hänet valittiin kuninkaalliseen seuraan. Hän sai yhdistyksen kuninkaallisen mitalin vuonna 1856 ja Copley-mitalin vuonna 1883. Hän toimi myös sen presidenttinä vuosina 1890–1895. Tämän lisäksi hän sai myös lukuisia muita palkintoja ja palkintoja.
Kelvin oli Edinburghin kuninkaallisen yhdistyksen jäsen ja toimi sen presidenttinä ensin vuosina 1873–1878, sitten 1886–1890 ja viimeksi vuodesta 1895 kuolemaansa vuonna 1907.
Perhe ja henkilökohtainen elämä
Lordi Kelvin naimisissa lapsuutensa kultaseni Margaret Crumilla syyskuussa 1852. Valitettavasti hänen terveytensä heikentyi heidän häämatkallaan, eikä hän koskaan toipunut siitä. Hän kuoli 17. kesäkuuta 1870.
Thompson meni naimisiin 24. kesäkuuta 1874 Fanny Blandyn kanssa, Charles R. Blandyn tytär. Hän oli 13-vuotias nuorempi. Hänellä ei ollut lapsia kummastakaan avioliitostaan.
Hän sai kylmän marraskuussa 1907, ja hänen tilansa huononi nopeasti. Hän kuoli 17. joulukuuta 1907 Skotlannin asunnossaan, Hollandhall, Largsissa, 83-vuotiaana.
Glasgow'n yliopiston Hunterian museossa on pysyvä näyttely hänen teoksistaan. Se ei vain esittelee monia hänen alkuperäisiä papereitaan, vaan myös instrumenttejaan ja henkilökohtaisia esineitään, mukaan lukien tupakointiputkensa.
trivia
Lord Kelvinin asuinpaikka Glasgowssa oli yksi ensimmäisistä taloista maailmassa, jota valaisti sähkövalo.
Nopeat faktat
Syntymäpäivä 26. kesäkuuta 1824
kansalaisuus Brittiläinen
Kuollut iässä: 83
Aurinko merkki: Syöpä
Tunnetaan myös nimellä: William Thomson, 1. paroni Kelvin
Syntynyt maa: Irlanti
Syntynyt: Belfast
Kuuluisa nimellä Matemaatikko, fyysikko
Perhe: Aviopuoliso / Ex-: Margaret Crum isä: James Thomson äiti: Margaret Gardner sisarukset: James Kuollut: 17. joulukuuta 1907 kuolemapaikka: Largs, Skotlanti. Lisää Tietoja koulutuksesta: Peterhouse, Cambridge (1841–1845), Glasgow University , Royal Belfastin akateemisen instituutin palkinnot: 1883 - Copley-mitali 1856 - Royal-mitali 1905 - John Fritz -mitali - Smiths hinta
