Lord Kelvin eller William Thompson var en kjent fysiker, matematiker og ingeniør, som er mest kjent for sitt arbeid i matematisk analyse av elektrisitet. Han ble født til en matematikerfar på 1800-tallet, og han var veiledet i avansert matematikk fra sin tidlige barndom og ble en dyktig matematiker mens han fortsatt var på skolen. Han fortsatte å studere naturvitenskap og matematikk ved ‘University of Cambridge’. I en alder av 22 år begynte han i ‘University of Glasgow’ som professor i naturfilosofi, en gren av akademikere vi nå kjenner som fysikk. Til tross for invitasjoner fra mer anerkjente universiteter, forble Kelvin i Glasgow i 50 år. I løpet av sin lange vitenskapelige karriere skrev han 600 artikler. Han spilte en viktig rolle i formuleringen av termodynamikkens andre lov. Den absolutte temperaturskalaens baseenhet Kelvin ‘K’ er navngitt til hans ære. Bortsett fra å ha en dyp innflytelse på den vitenskapelige tanken fra den tiden, er han også kjent for sine bidrag til legging av den transatlantiske telegrafkabelen.
Barndom og tidlig liv
Lord Kelvin ble født som William Thompson 26. juni 1824 i Belfast, Irland. Faren James Thompson var en kjent ingeniør og matematiker ved Royal Belfast Academical Institution. Hans mors navn var Margaret Gardner.
Han ble født fjerde blant foreldrene sine seks overlevende barn. Han vokste opp med eldste søstre, Elizabeth King og Anna Bottomley; og eldste bror, James A. Thomson. Han hadde også yngre brødre, ved navn John og Robert, og en yngre søster kalt Margaret Marshall.
I 1830, da Kelvin var seks år gammel, gikk moren bort. Deretter ble barna oppdratt av faren i en streng presbyteriansk tradisjon. Veldig snart utviklet faren og sønnen et nært forhold.
Kelvin begynte sin formelle utdanning ved Royal Belfast Academical Institution. Hjemme ble han og hans eldre bror James veiledet av faren, som lærte dem de nyeste matematikkprinsippene som ennå ikke skulle inkluderes i den britiske læreplanen.
I 1832 ble James Thompson utnevnt til professor i matematikk ved Glasgow University og flyttet til Glasgow. I oktober 1833 flyttet barna også dit; og William og James begynte å gå på en skole under University of Glasgow og studerte der i de neste seks årene.
Kelvin var like interessert i klassikere og tjente en pris for å oversette ‘Lucian of Samosatas Dialogues of the Gods’ fra latin til engelsk i en alder av 12. I 1838, i en alder av 14 år, begynte han å studere matematikk på universitetsnivå.
Han studerte astronomi og kjemi mellom 1838 og 1839, og vant en gullmedalje fra University of Glasgow for sitt arbeid ‘Essay on the Figure of the Earth’. I løpet av denne tiden tok han et kurs i fysikk, da kjent som naturfilosofi, for å studere varme, elektrisitet og magnetisme.
Mot slutten av 1840 kom Kelvin over Jean-Baptiste Joseph Fouriers ‘The Analytical Theory of Heat’ på universitetsbiblioteket. Han mestret arbeidet, som omhandlet anvendelsen av abstrakt matematikk på varmestrømmen, i løpet av fjorten dager. På den tiden hadde han også lest Laplaces ‘Mécanique céleste’.
I 1841 ble Kelvin grundig kjent med fenomenene varme, elektrisitet og magnetisme. Samtidig med formell utdanning ble han og broren også utsatt for den kosmopolitiske atmosfæren. De ble sendt til London i midten av 1839, og til Tyskland og Nederland i midten av 1840. De reiste også til Paris, der de lærte seg fransk.
I 1841 kom Kelvin inn i Peterhouse, Cambridge, hvor han fortsatte å studere vitenskap og publiserte sin første artikkel under pseudonymet til P.Q.R samme år. Oppgitt, ‘Fouriers utvidelser av funksjoner i trigonometriske serier’, forsvarte avisen Fouriers matematiske teorier mot kritikk fra mange britiske matematikere.
I 1842, mens han studerte for de matematiske Tripos-eksamenene, publiserte han en viktig artikkel om det samme emnet. Den fikk tittelen ‘På den ensartede bevegelsen av varme og dens forbindelse med den matematiske teorien om elektrisitet’.
Samtidig med å studere naturvitenskap, spesielt elektrisitet, interesserte Kelvin seg for klassikere og litteratur. Han spilte også kornett og var like aktiv i sport, spesielt roing, og vant Colquhoun Silver Sculls for enseters båter i 1843.
I 1845 tok han den siste delen av de matematiske Tripos-eksamenene. Han fikk sin BA-grad som Second Wrangler og første Smith-prismann samme år. I juni ble han valgt til stipendiat i Peterhouse.
Etter endt utdanning flyttet Kelvin til Paris med stipendiat, og jobbet en tid i det fysiske laboratoriet til Henri-Victor Regnault. Her møtte han og samhandlet med kjente forskere som Jean-Baptiste Biot, Augustin-Louis Cauchy, Joseph Liouville og Charles-François Sturm.
På forespørsel fra Liouville begynte han snart å jobbe med Faradays ide om at elektrisk induksjon skjer gjennom et mellomliggende medium, ikke ved ‘handling på avstand’, og ga sin første matematiske utvikling. Han utviklet også den matematiske teknikken til elektriske bilder som ble brukt til å løse problemer med elektrostatikk.
Vitenskapelig karriere
I 1846 begynte 22 år gamle Lord Kelvin sin karriere ved ‘University of Glasgow’ som professor i naturfilosofi. Han ble enstemmig valgt til den prestisjetunge styrelederen, som hadde falt ledig det året. Veldig snart ble han kjent i den akademiske kretsen som en kommende forsker.
I 1847 begynte han å samarbeide med George Gabriel Stokes, kjent for å etablere hydrodynamikkens vitenskap. Samarbeidet fortsatte de neste 50 årene, og de utvekslet ofte brev om viktige vitenskapelige teorier.
Kelvin deltok på årsmøtet i British Association for the Advancement of Science hvor han hørte James Prescott Joule argumentere mot den kaloriske teorien om varme så vel som teorien om varmemotoren og stresset i stedet for omvandling av varme og bevegelse.
Selv om Kelvin syntes ideene hans var spennende, var han skeptisk til dem. Snart begynte han å studere Carnot – Clapeyron teori, noe som førte til at han foreslo en absolutt temperaturskala i 1848.
I mars 1851 kunne han etablere Joules teori og publiserte en viktig traktat med tittelen ‘On the Dynamical Theory of Heat’ om den. Den inneholdt også hans versjon av den andre loven om termodynamikk, og tok dermed et viktig skritt mot kjæledyrprosjektet hans, foreningen av vitenskapelige teorier.
Etter publiseringen av ‘On the Dynamical Theory of Heat’ begynte Joule å korrespondere med Kelvin; som var begynnelsen på et fruktbart samarbeid mellom de to, som varte fra 1852 til 1856. Joule gjennomførte eksperimenter og Kelvin analyserte dem, og antydet ofte ytterligere eksperimenter.
I 1852, mens han arbeidet med Joules, observerte Kelvin at temperaturen på gass synker når den ekspanderer i vakuum. Senere ble fenomenet kjent som ‘Joule-Thompson-effekt’ eller ‘Kelvin-Joules-effekt’. Samarbeidene deres bidro til å gi aksept for Joules verk og teorier.
Som ingeniør
Stokes skrev et brev til Lord Kelvin 16. oktober 1854 der han ba om sin mening om Michael Faradays eksperimenter på den foreslåtte transatlantiske telegrafkabelen. Kelvin publiserte sine beregninger på prosjektet i 1855, og viste at prosjektet var økonomisk levedyktig.
I en analyse i 1855 understreket han viktigheten av kabelutformingen og sa at hastigheten på signalet gjennom en gitt kabel var omvendt proporsjonal med kvadratet av dens lengde. I 1856 ble ideen omstridt av Atlantic Telegraph Company elektriker, Wildman Whitehouse
Etter Whitehouse-angrepet forklarte Kelvin ideen sin i en artikkel i det populære Athenaeum-magasinet. Det fanget myndighetene oppmerksomhet; og i desember 1856 ble han valgt inn i styret for Atlantic Telegraph Company. I mellomtiden fortsatte han med sine undervisnings- og forskningsinnsatser.
I 1856 begynte han arbeidet med elektrisitet og magnetisme, noe som senere ville føre James Clark Maxwell til å utvikle sin teori om elektromagnetisme. En gang nå introduserte Kelvin også laboratoriearbeid i gradskurs. Imidlertid var han ikke en veldig vellykket foreleser da han ofte snakket om temaer som studentene knapt forsto.
Kelvin tok seg fri fra sin undervisningskarriere i august 1857 og satte seilbåndet på kabelleggingsskipet, HMS Agamemnon, i en rådgivende kapasitet. Dessverre endte seilasen etter 380 mil på grunn av tekniske grunner. Senere publiserte han et papir om påkjenningene som var involvert i legging av ubåtkabelen.
I 1858 ble han nok en gang med i kabelleggingsekspedisjonen ombord HMS Agamemnon. Da hadde han utviklet et komplett system for å betjene en ubåttelegraf, ved hjelp av speilgalvanometeret og sifonopptakeren. Siden Whiteman nektet å gi tillatelse, kunne Kelvin imidlertid ikke bruke systemet.
I juni 1858 måtte HMS Agamemnon komme tilbake etter en katastrofal storm. Da styret bestemte seg for å gi opp prosjektet, oppfordret Kelvin, Cyrus West Field og Curtis M. Lampson dem til å fortsette.
Den tredje ekspedisjonen, ledet av Whitehouse, møtte en katastrofe, og han ble fjernet fra stillingen. Katastrofen gjorde Kelvin imidlertid i stand til å tilegne seg noen tekniske ferdigheter og en evne til å løse praktiske problemer. Han begynte nå å lede problemløsingsteamet fra fronten.
Den fjerde kabelleggingsekspedisjonen, ledet av Kelvin, startet i juli 1865. Dessverre måtte den forlates etter å ha lagt 1200 kilometer med kabler. Til slutt, i 1866, lyktes de ikke bare å legge nye kabler i løpet av to uker, men også utvinne og fullføre kabelen fra året før.
Da han kom tilbake fra ekspedisjonen, inngikk Kelvin partnerskap med to forskjellige selskaper, C.F. Varley og Fleming Jenkin. Mens han jobbet for sistnevnte, utviklet han en automatisk avsender, en slags telegrafnøkkel, som var i stand til å sende meldinger på en kabel.
Samtidig med å legge ubåtkommunikasjonskabler fortsatte han å forfølge sine akademiske interesser. Han samarbeidet med Peter Guthrie Tait om en tekstbok fra 1855 til 1867 og grunnla studiet av mekanikk. Senere arbeidet han også med virvelteorien om atom og allierte fag.
I løpet av 1880-årene arbeidet Kelvin med å perfeksjonere det justerbare kompasset. Han fant også en tidevannsmaskin og dybdemålingsutstyr. Han inngav 70 patenter i karrieren.
I 1890-årene var han sjef for en internasjonal kommisjon som bestemte utformingen av Niagara Falls kraftstasjon.
Major Works
Lord Kelvin huskes best for sitt arbeid i den matematiske analysen av elektrisitet og magnetisme. Han spilte også en viktig rolle i formuleringen av termodynamikkens første og andre lover.
Kelvin ‘K’, baseenheten til den absolutte temperaturskalaen, er oppkalt etter ham fordi han var den første som foreslo en “Absolute Thermometric Scale”.
Hans andre arbeider inkluderer den dynamiske teorien om varme, den geofysiske bestemmelsen av jordens alder og andre grunnleggende arbeider i hydrodynamikk.
Utenfor den vitenskapelige sirkelen er Kelvin kjent for sitt bidrag til å legge transatlantiske telegrafkabler. Bortsett fra å jobbe med Atlantic Telegraph Company, hjalp han med å legge den franske atlantiske ubåtkommunikasjonskabelen i 1869, den vestlige, brasilianske og platino-brasilianske kabelen i 1873.
Utmerkelser og prestasjoner
Lord Kelvin ble riddet av dronning Victoria 10. november 1866. Senere i 1892 fikk han kikking og ble 1. baron Kelvin av Largs. Han ble utnevnt til en privatrådgiver og medlem av fortjenesteordenen av kong Edward VII i 1902.
I 1851 ble han valgt inn i Royal Society og mottok foreningens Royal Medal i 1856 og Copley Medal i 1883. Han tjente også som dens president fra 1890 til 1895. I tillegg til dette mottok han også en rekke andre priser og priser.
Kelvin var medlem av Royal Society of Edinburgh og fungerte som dens president først fra 1873 til 1878, deretter fra 1886 til 1890, og sist fra 1895 til hans død i 1907.
Familie og personlig liv
Lord Kelvin giftet seg med sin barndomskjæreste Margaret Crum i september 1852. Dessverre brakk helsen hennes sammen under bryllupsreisen deres, og hun kom aldri tilbake fra den. Hun døde 17. juni 1870.
24. juni 1874 giftet Thompson seg med Fanny Blandy, datter av Charles R. Blandy. Hun var 13 år junior. Han fikk ikke barn fra noen av ekteskapene sine.
Han fikk forkjølelse i november 1907, og tilstanden ble dårligere. Han døde 17. desember 1907 i sin skotske bolig, Netherhall, i Largs i en alder av 83 år.
Hunterian Museum ved University of Glasgow huser en permanent utstilling på verkene hans. Det viser ikke bare mange av originalartiklene hans, men også hans instrumenter og personlige gjenstander, inkludert hans røykerør.
trivia
Lord Kelvins bolig i Glasgow var et av de første husene i verden som ble tent med elektrisk lys.
Raske fakta
Fødselsdag 26. juni 1824
Nasjonalitet Britisk
Død i en alder: 83
Sol tegn: Kreft
Også kjent som: William Thomson, 1. Baron Kelvin
Født Land: Irland
Født i: Belfast
Berømt som Matematiker, fysiker
Familie: Ektefelle / Eks-: Margaret Crum far: James Thomson mor: Margaret Gardner søsken: James Døde den: 17. desember 1907 dødssted: Largs, Skottland Mer faktaopplæring: Peterhouse, Cambridge (1841–1845), University of Glasgow , Royal Belfast Academical Institution Awards: 1883 - Copley Medal 1856 - Royal Medal 1905 - John Fritz Medal - Smiths price
