Muhtemelen James Joule adını bilmeyen hiç kimse yoktur. Bu fizikçinin keşifleri tüm dünyada uygulanmaktadır. Bilim adamı hangi yolu seçti? Ne tür keşifler yaptı?
Olağanüstü bir fizikçinin hayatı
James Joule 24 Aralık 1818'de doğdu. Geleceğin fizikçisinin biyografisi, başarılı bir bira fabrikası sahibinin ailesinde, İngiliz kasabası Salford'da başlıyor. Çocuğa evde öğretildi, bir süre ona John Dalton tarafından fizik ve kimya öğretildi. Onun sayesinde İngiliz fizikçi bilime aşık oldu.
Joule'un sağlığı pek iyi değildievde oturduğu, fiziksel deneyler ve deneyler yaptığı zaman. 15 yaşında babasının rahatsızlığı nedeniyle erkek kardeşiyle birlikte bir bira fabrikası işletmek zorunda kaldı. Babasının fabrikasında çalışmak ona üniversiteye gitme fırsatı vermedi, bu yüzden James Joule kendini tamamen ev laboratuvarına adadı.
1838'den 1847'ye kadar fizikçi aktif olarak çalışıyorelektrik ve ilk bilimsel ilerlemelerini yapıyor. Annals of Electricity dergisinde elektrikle ilgili bir makale yayınladı ve 1841'de şimdi adını taşıyan yeni bir fizik yasası keşfetti.
1847'de Joule ilkini bitirdi veSadece Amelia Grimes ile evlilik. Yakında Alice Amelia ve Benjamin Arthur var. 1854'te karısı ve oğlu öldürüldü. Joule, 1889'da İngiltere'de, Sale şehrinde ölür.
Hayatı boyunca yaklaşık 97 eser yayınladı.Fizik, bazıları diğer bilim insanlarıyla birlikte yazılmıştır: Lyon, Thomson, vb. Olağanüstü bilimsel başarıları ve açık fizik yasaları için kendisine birkaç madalya verildi ve Birleşik Krallık hükümetinden yaklaşık 200 pound ömür boyu emeklilik maaşı aldı.
İlk çalışmalar ve deneyler
Bir bira fabrikasında buhar motorlarını izlemekbaba, James Joule verimlilik için onları elektrikli olanlarla değiştirmeye karar verdi. 1838'de, kendisi tarafından icat edilen bir elektromanyetik motorun yapısını anlattığı bilimsel bir dergide bir makale yayınladı. 1840 yılında, bira fabrikasında yeni elektrik motorları ortaya çıktı ve fizikçi elektrik akımı ve ısı salınımı üzerinde çalışmaya devam etti. Daha sonra buhar motorlarının çok daha verimli olduğu ortaya çıktı.
Joule deneyleri sırasında termometreler yaratır,1/200 derece hassasiyetle sıcaklığı ölçebilen. Bu, akımın termal etkisinin incelenmesine daha derinlemesine bakmasına izin verir. 1840'ta fizikçi, daha fazla gözlem yaparak manyetik doygunluğun etkisini keşfeder. Aynı yıl Royal Society of Science'a "Elektrik akımı ile ısı oluşumu üzerine" çalışmasını gönderdi. Makale beğenilmedi. Sadece Manchester edebi ve felsefi dergisi bunu yayınlamayı kabul etti.
Joule-Lenz yasası
London Scientific Society tarafından tanınmayan makaleDaha sonra bilim adamının ana başarılarından biri olduğu ortaya çıktı. Yazıda James Joule, amperaj ile salınan ısı miktarı arasındaki ilişkiden bahsetti. Bir iletkende açığa çıkan ısı miktarının, iletkenin direnci, gücün karesi ve akımın geçiş süresi ile doğru orantılı olduğunu savundu.
Şu anda, Emilius tarafından benzer bir teori geliştirildi.Lenz. Bir metal iletkenin iletkenliğinin sıcaklığa bağlı olduğu gerçeği, 1832'de bir Rus fizikçi tarafından keşfedildi. İletkendeki sıcaklığı doğru bir şekilde belirlemek için bilim adamı, içine alkolün döküldüğü özel bir kap icat etti. Akımın içinden geçtiği tel, gemiye indirildi. Ayrıca, alkolün ne kadar ısınacağı izlendi. Joule James Prescott benzer bir yöntem kullandı, sadece sıvı olarak su kullandı.
Uzun yıllar süren araştırmaların sonuçları Lenzsadece 1843'te yayınlandı, ancak yazılarında, ilk başta çalışmaları yayınlanmasını bile istemeyen Joule'den daha doğru bilimsel gerekçeler vardı. Joule'un önceliği ve Emilia Lenz'in kesin hesaplamaları göz önüne alındığında, yasanın her ikisinin de adının verilmesine karar verildi. Zamanla, Joule-Lenz yasası termodinamiğin temelini attı.
Manyetostriksiyon
Elektrik akımının özelliklerine paralel olarakJames Joule manyetik olayları inceler. 1842'de manyetik dalgaların etkisiyle demirin boyutunun değiştiğini fark eder. Metal çubuklar manyetik bir alana yerleştirilirse uzunlukları biraz daha uzun olacaktır.
Bilimsel topluluk varlığından şüphe ettiburada herhangi bir keşif. Çubukların boyutundaki değişiklik o kadar önemsizdi ki insan gözü onu yakalayamadı. Ancak fizikçi, görsel kanıtlar elde ettiği özel bir teknik geliştirdi.
Daha sonra bu etkiye sahip olduğu ortaya çıktı.diğer metaller ve fenomenin kendisine manyetostriksiyon deniyordu. Günümüzde Joule keşfi için birçok uygulama bulundu. Örneğin, manyetostriktif metaller, tanklardaki su seviyesini ölçmek için dalga kılavuzu malzemesi olarak hizmet eder. Bu fenomen, hırsızlık önleme sistemlerinde etiket üretimi için de kullanılır.
Gaz deneyleri
40'lı yıllarda James Joule aktif olarakbir gazın özellikleri, yani genişlemesi ve daralmasıyla ilişkili fenomenler. İç enerjisinin hacme bağlı olmadığını kanıtlayan, seyreltilmiş bir gazın genişlemesi ile bir deney yaptı. Sadece gaz sıcaklığı önemlidir.
1848 Joule'de fizik tarihinde ilk kezgaz moleküllerinin hızını ölçtü. Bu deneyim, gazların kinetik teorisi üzerine erken bir çalışma haline geldi ve bu alanda daha fazla araştırmaya ivme kazandırdı. Joule'un çalışması daha sonra İskoçyalı James Maxwell tarafından sürdürüldü.
İngiliz fizikçinin onuruna önemli bir bilimsel katkı için, işi, ısı ve enerji miktarını ölçme birimi - Joule seçildi.
Joule ve Thomson
Joule ve onun faaliyetleri üzerinde büyük etkibilim dünyasında tanınma William Thomson tarafından yapılmıştır. Bilim adamları, 1847'de Joule, İngiliz Bilim Adamları Birliği'ne ısının mekanik eşdeğerinin ölçümleri hakkında bir rapor sunduğunda bir araya geldi.
Thomson Joule ciddiye alınmadan öncebilimsel çevreler. Kim bilir, belki William Thomas İngiliz toplumunun "züppelerine" önemini açıklamasaydı, onun tarafından keşfedilen fizik kanunlarını öğrenemezdik.
Fizikçiler birlikte gazların özelliklerini inceleyerek,adyabatik kısma ile gaz soğutulur. Yani gazın (veya sıvının) sıcaklığı gaz kelebeğinden (yalıtımlı valf) geçerken azalır. Bu fenomen, Joule-Thomson etkisi olarak adlandırılır. Şimdi bu fenomen düşük sıcaklıklar elde etmek için kullanılıyor.
Bilim adamları ayrıca, William Thomson'a ait olan Lord Kelvin'in ismini alan termodinamik ölçek üzerinde de çalıştılar.
James Joule'un itirafı
Şöhret ve tanınma hala İngilizceyi geride bıraktıfizik. XIX yüzyılın 50'li yıllarında, Londra Kraliyet Cemiyeti'ne üye oldu ve Kraliyet Madalyası ile ödüllendirildi. 1866'da Copley Madalyası ve ardından Albert Madalyası aldı.
Joule, birkaç kez İngiliz Bilim Derneği'nin başkanı oldu. Dublin Koleji, Edinburgh ve Oxford Üniversitelerinden hukuk alanında doktora derecesi almıştır.
Manchester'daki Belediye Binası'nda onuruna bir heykel ve Westminster Abbey'de bir anıt var. Ayın uzak tarafında bir James Joule krateri var.
Sonuç
Kanunlara adı verilen ünlü bilim adamıfizik ve ölçü birimleri tanınmamış olabilir. Azmi ve sıkı çalışması sayesinde, sayısız reddeden önce durmadı. Sonunda, güneşte ya da en azından ay kraterinde yerini alma hakkını kanıtladı.
