Vynikající fyzik James Joule: biografie, úspěchy, ocenění a zajímavé fakty

James Joule je spíše slavný člověk. Všichni známe toto jméno z vyučovacích hodin ve škole. Nicméně, nikdo se nedostal hluboko do své biografie a úspěchů, a přesto jeho životní cesta je velmi zajímavá. V článku se budeme zabývat podrobnou biografií vědce a také mluvit o tom, co dosáhl.

Dětství

James Joule, jehož biografie přezkoumáme, se narodil v roce 1818, 24. prosince. Chlapec se narodil v bohaté rodině majitele pivovaru, který se nachází v Salfordu. James byl vychováván doma. Jeho prvním učitelem z fyziky, chemie a elementární matematiky byl Dalton. Od věku 15 let pracoval chlapec v továrně svého otce a byl přímo zapojen do jeho řízení. Kombinoval tuto činnost s tréninkem po celý rok.

První studie

Kdy se James Joule zajímal o vědu? Krátká biografie toho chlapa říká, že začal provádět své první studium v ​​roce 1837. Pak se velice zajímal o to, aby v pivovaru svého otce byly nahrazeny parní stroje s elektromotory. O rok později publikoval mladý člověk svou první práci na elektřině v jednom z vědeckých časopisů. Byl mu doporučen učitel John Davis, který mimochodem byl blízkým přítelem Sturgena, který vynalezl elektrický motor. Časopis, ve kterém byl James Joule vytištěn, patřil také Sturgeonovi. V roce 1840 si mladý vědec všiml vliv magnetické nasycení při magnetizaci feromagnetů. Od tohoto okamžiku do roku 1845 aktivně studoval elektromagnetické jevy experimentálně.

Jouleův zákon

Co dělá Joel James Prescott dál? Stručná biografie člověka pokračuje skutečností, že v roce 1841 objevil zákon o kvadratickém vztahu mezi silou proudu a teplem, které se uvolňuje. Později obdržel zákon jeho jméno, ale my to víme jako zákon Joule-Lenz, protože v roce 1842 ho objevil ruský fyzik z Německa Emilie Lenz. Objev vědce nebyl oceněn. Královská společnost v Londýně ho ignorovala a samotná práce byla publikována v skromném periodickém časopise.

Pracovat jako přednášející

Ale pro co pracoval James Joule? Zajímavé fakty o této osobě jsou vzácné, ale je známo, že byl přednášejícím. Sturgeon se již stal známým, přestěhoval se do Manchesteru a otevřel praktickou galerii tam, kde pozval Jouleho na místo přednášejícího. Překvapivě se někteří studenti učili James Joule!

Ve svých studiích tehdy vědec věnoval spoustu času otázce ekonomických výhod elektromagnetických motorů. Nejprve věřil, že elektromagnety mají velký potenciál, ale brzy byl osobně přesvědčen, že parní stroje jsou mnohem efektivnější. Výsledky této studie publikoval Joule, aniž by skrýval svou vlastní frustraci.

Objevy vědce se objevily velmi rychle. Již v roce 1842 popisuje magnetostrikci, která spočívá v tom, že těla mění své velikosti a objemy různými stupni magnetizace. O rok později ukončil výzkum v oblasti výroby tepla v dirigentech a zveřejnil jeho výsledky. Spočívaly ve skutečnosti, že uvolněné teplo není převzato zvenčí. Toto zcela vyvrátilo teorii kalorické, jejíž přívrženci ještě existovali.

V období od roku 1843 do roku 1850 se člověk věnuje řadu studií, zdokonaluje svou techniku ​​a s mnoha experimenty potvrzuje loajalitu principu zachování energie.

Rodina

V roce 1844 změní Joules své bydliště. Na novém místě se člověk setká s jeho budoucí ženou, Amelií Grimesovou. V roce 1847 se manželé vzali a mají dceru a syna. Současně v domě se Joule vybaví vhodnou laboratoří pro provádění experimentů. Jeho štěstí však netrvalo dlouho, protože v roce 1854 zemřela jeho milovaná žena.

Obecný popis výzkumu

Do konce čtyřicátých let 20. století byla díla hrdiny našeho článku všeobecně uznávána. V roce 1847 se vědec setkal s Thomsonem, který oceňuje experimentální techniku ​​Joule. Dále začínají spolupracovat vědci. Thomsonovy myšlenky o molekulárně-kinetické teorii byly z velké části utvářeny myšlenkami Jamese. Společně vytváří vědci termodynamickou teplotní stupnici.

Zdá se, že James Joule a jeho objevy nezestárnou, protože o rok později navrhuje použít plynový model pro analýzu výskytu tepelných účinků se stoupajícím tlakem. Model plynu Joule sestával z elastických kuliček mikroskopické velikosti, které vytvářely tlak při dotyku stěn nádoby. Výzkumný vědec byl vydán ve filozofických dílech Královské společnosti na radě německého fyziků Clausia. Tato práce měla obrovský vliv na tvorbu a vývoj termodynamiky, a to i přesto, že v studiích Joule bylo později nalezeno mnoho chyb. Kromě toho jsou experimenty podobné těm, které v roce 1870 provedl van der Waals simulující skutečný plyn.

V roce 1850 se stal členem Královské společnosti v Londýně. Ve studiích provedených v roce 1851, které se vztahují k vytvoření teoretického modelu tepla jako pohybu malých elastických částic, vědec velmi přesně vypočítal tepelnou kapacitu pro některé plyny. O rok později spolu s jeho starý přítel Thomson popisuje fenomén změn teploty plynu při adiabatickém škrcení. Později tento efekt byl jmenován Joule - Thomson. Tento objev navíc přispěl k vzniku nové oblasti přírodních věd - fyziky s nízkými teplotami.

V padesátých letech minulého století vydal výzkumný pracovník řadu článků o elektrických měřeních. Navzdory možnosti využití moderních návrhů byl James Joule přesvědčen, že pouze experimenty by mohly dosáhnout nejpřesnějších výsledků.

V roce 1859 vědec zabýval studiem termodynamických vlastností pevných látek. Detekuje nestandardní pryžové vlastnosti ve srovnání s jinými materiály. O rok později se v jeho sféře zájmu objevují zázraky, atmosférické bouřky a meteority, které se z vědeckého hlediska snaží vysvětlit.

Tepelný ekvivalent

Od roku 1843 hledá vědec mechanický ekvivalent tepla. Díky experimentům dokázal ukázat jistotu množství tepla může být změněno na určitou míru mechanické síly. Ve stejném roce publikuje výsledky výzkumu a o rok později formuluje zákon o tepelné kapacitě pro krystalické tělo, který je znám jako zákon Joule-Kopp. Joule však předložil přesné znění a experimentální potvrzení svého zákona až v roce 1864.

Po tom, Joel James Prescott, jehož krátká biografie je uvedena výše, se věnuje studiu tepla generováním tekutiny přes úzké trubky. V letech 1847 až 1850 dokázal odvodit nejpřesnější mechanický ekvivalent tepla. Používá kovový kalorimetr, který se nachází na dřevěné lavici. V tomto experimentu zkoumal množství tepla, které se uvolňuje během otáčení v důsledku tření osy. Některé odhady vědce jsou velmi blízké přesným hodnotám, které byly nalezeny v minulém století.

Boj za autorství

Ve čtyřicátých letech minulého století vypukla v médiích vážná diskuse o tom, kdo je objevitelem zákon o ochraně energie mezi Mayer a Joel. Ve skutečnosti Mayer publikoval své dílo dříve, ale nikdo to nebral vážně, protože byl profesorem. Zákon Jamese Jouleho získal velkou podporu, protože jeho kandidaturu v té době podporovali takoví učenci jako Stokes, Faraday a Thomson. Někteří otevřeně podporovali Mayer, zaměřili se na skutečnost, že poprvé objevil, jiní obhajovali autorské právo Joule. Nakonec přednost autorství opustila Meiera.

Paměť

Fyzik James Prescott Joule udělil královskou medaili. V roce 1860 se stal prezidentem literární a filozofické společnosti v Manchesteru. Kromě toho je držitelem titulu doktor práv na Trinity College v Dublinu, Univerzita v Edinburghu a lékaři občanského práva na Oxfordské univerzitě. V roce 1866 získal medailu Copley a v roce 1880 se stal majitelem medaile Alberta. Po 8 letech ho vláda jmenovala jako životní důchod. Joule se dvakrát stal prezidentem Britské vědecké asociace.

V roce 1889 byla jeho jednotka označena jako jednotka měření množství tepla, energie, práce. V městské radnici v Manchesteru je památník vědce, který se nachází naproti památce Daltonu.

V roce 1970 byl jménem Joule přidělen ke kráteru zadní strana měsíce.