William Thomson, Lord Kelvin - uma biografia do famoso físico, inventor e engenheiro

William Thomson nasceu na capital da Irlanda do Norte - Belfast em 26 de junho de 1824. Seu pai escocês, após a morte de sua esposa em 1830, mudou-se com seus dois filhos para Glasgow, onde se tornou professor de matemática em uma universidade local. . As crianças receberam uma excelente educação em casa. Aos 8 anos, William começou a assistir às palestras de seu pai e, aos 10, foi matriculado como aluno na universidade.

Sendo um homem rico, seu pai viajava muito com seus filhos. Aos 12 anos, William era fluente em quatro ou cinco idiomas. O aperfeiçoamento do conhecimento matemático continuou na Universidade de Cambridge (1841-1845). O estudante de quinze anos começou a escrever e publicar seus trabalhos. Seu primeiro artigo publicado apareceu no Cambridge Mathematical Journal em maio de 1841. Foi uma defesa e esclarecimento de alguns teoremas fundamentais da "análise harmônica" de Fourier.

Mostrando habilidade matemática precoce, Thomson tornou-se um excelente matemático e, ao mesmo tempo, tornou-se bem familiarizado com o estado moderno da física.

James, Margaret com Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (da esquerda para a direita)

Os resultados alcançados não estão associados a quaisquer restrições à vida pessoal, privacidade, etc. Thomson na vida era alegre, sociável, viajava muito e procurava não se limitar a nada. O sucesso o acompanha.

Thomson aprimorou suas habilidades como experimentador durante vários meses no laboratório do famoso físico francês, membro da Academia de Ciências de Paris, Henri Victor Regno (1810-1878), então professor do Collège de France. Thomson apreciou as habilidades adquiridas.

Os estudos terminaram e o cargo de chefe do departamento de física da Universidade de Glasgow foi imediatamente desocupado, para o qual William Thomson, de 22 anos, foi eleito em 1846. O cientista terminou sua cátedra na venerável idade - 1º de outubro de 1899, mas se dedicou ao trabalho científico até o fim de sua vida. A universidade reconheceu os méritos de Thomson ao elegê-lo presidente em 1904.

Willian Thompson, 1869

Os interesses científicos de Thomson são muito diversos. Ele passa muito tempo resolvendo problemas de engenharia. Basta notar que o cientista se dedicava à matemática, termodinâmica, engenharia elétrica, comunicações, gás e hidrodinâmica, astro e geofísica. No total, ele escreveu mais de 650 tratados, memórias, etc.

Trabalhos sobre eletrostática, eletricidade e magnetismo começaram a aparecer em 1845. Desde o início de sua carreira de professor, Thomson teve que começar a estabelecer experimentos de demonstração e, à medida que ganhava experiência, começou a realizar testes experimentais de sua própria pesquisa teórica. Os resultados do trabalho teórico e experimental são frequentemente discutidos com cientistas ilustres como M. Faraday e D. Maxwell.

Muitas vezes acontece que as palavras são atribuídas a figuras específicas que nunca as proferiram.William Thomson, mais conhecido como Lord Kelvin, não pode ser exonerado por nenhum tribunal por alegar a morte da física em 1900... embora nunca o tenha feito. Segundo a versão popular, e à luz do grande progresso feito pela física no final do século XIX, em 1900 Kelvin dirigiu-se à Associação Britânica para o Avanço da Ciência com as seguintes palavras: “Nada de novo na física foi agora descoberto. Restam apenas medições cada vez mais precisas. "A trajetória científica de Kelvin não é como a trajetória de um homem sujeito a erros de julgamento dessa magnitude. Seu lugar privilegiado no Olimpo científico é garantido por seus muitos méritos.

— Javier Janes Lord Kelvin e o fim da física que ele nunca previu

Hoje, seu nome é particularmente conhecido como o epônimo do Sistema Internacional de Temperatura, uma designação que homenageia seu preciso calculando zero absoluto cerca de -273,15 graus Celsius. Mas sua contribuição foi significativa para moldar a termodinâmica, desenvolvendo a formulação matemática da eletricidade e abrindo caminho para a compreensão da relação entre matéria e energia.

Seu trabalho como inventor e engenheiro o levou a aperfeiçoar as bússolas de navegação e, acima de tudo, ganhou fama e fortuna com seu trabalho em telegrafia e seus esforços para promover o projeto do cabo transatlântico.

William Thomson (Lord Kelvin) com sua bússola, 1902.

Neste pequeno artigo biográfico, vamos nos concentrar nos trabalhos do cientista no campo das telecomunicações.

Thomson alcançou seus primeiros resultados práticos significativos no processo de participação na construção da linha telegráfica transatlântica.

Por vários anos após a invenção do telégrafo de Morse (1844), os países da Europa e da América do Norte foram cobertos por uma densa rede de linhas telegráficas, mas os mercados de vendas e fontes de matérias-primas em outros continentes estavam fora do alcance das comunicações.

Uma bagunça! Havia um plano para construir uma linha telegráfica entre os EUA e a Europa Ocidental através do Alasca, do Estreito de Bering e da Sibéria. A empresa entrou em colapso logo no início: a linha telegráfica transatlântica entrou em operação e W. Thomson foi o grande culpado por esse evento.

A primeira tentativa de colocar um cabo transatlântico em 1857 terminou em fracasso - o cabo foi cortado. Thomson imediatamente começou a estudar seus parâmetros, deu recomendações para melhorar o design.

Anteriormente (1856), ele provou que a velocidade de propagação de um sinal em um cabo é inversamente proporcional à sua resistência e capacidade elétrica. Em 1858, para registrar sinais fracos de telégrafo, o cientista inventou um galvanômetro de espelho, para o qual recebeu uma patente nove anos depois.

O próprio Thomson participou da colocação do segundo cabo transatlântico, localizado no Great Eastern - o maior navio da época (1865). Mais tarde, ele inventou um dispositivo para gravar automaticamente telegramas chamado gravador de sifão.

Thomson começou a trabalhar em telecomunicações em 1856, tornando-se membro da Atlantic Telegraph Company, e continuou a trabalhar em telegrafia e depois em telefonia ao longo de sua vida.

O telégrafo a cabo deu impulso às medições elétricas científicas (determinando a resistência do cobre e do isolamento, bem como a capacitância dos cabos).

O Great Eastern era o maior navio do mundo quando lançou o primeiro cabo transatlântico em 1866. O navio de ferro tinha 211 metros de comprimento e carregava mais de 1.000 quilômetros de cabo.

Cabo telegráfico para Great Eastern

Carregamento do cabo telegráfico transatlântico para o Grande Oriente, 1866.

Gravador de armadilha de telégrafo feito por Muirhead & Co. Ltda. da estação de cabo de Ballingskelligs na República da Irlanda. Esta estação foi inaugurada em 1873, apenas nove anos após a Grande Viagem Oriental que lançou o primeiro cabo submarino bem-sucedido através do Oceano Atlântico. O gravador de sifão foi inventado por Lord Kelvin em 1867 para uso com o novo cabo telegráfico transatlântico.

Motor de William Thomson, 1871.

Voltímetro de William Thomson, um medidor de diferença de potencial inicial, por volta de meados da década de 1880

Claro, não é possível listar todas as conquistas do cientista e inventor em uma pequena nota, mas não podemos deixar de lembrar a fórmula de Thomson obtida em 1853 para calcular a frequência de ressonância do circuito oscilante.

A transmissão e distribuição de energia elétrica também atraíram sua atenção. Em 1879, ao depor sobre a transmissão elétrica perante uma comissão parlamentar, mostrou que era possível fazer a transferência com uma economia de 21.000 cv. sob pressão de 80.000 volts a uma distância de 300 milhas. Dois anos depois, ele apresentou um artigo à British Association intitulado "The Economics of Metallic Electric Conductors".

Em 1890ele foi nomeado presidente da Comissão Internacional do Niágara, que examina, relata e concede planos para a geração e transmissão de energia elétrica das Cataratas do Niágara.

William Thomson estava ligado a um negócio menor da mesma natureza, situado não muito longe de sua casa, gerando eletricidade em Foyer Falls e usando-a para a fabricação de alumínio pela British Aluminium Company.

Pode-se dizer que ninguém inventou mais variedade de instrumentos de medição elétrica para uso padrão, laboratorial ou comercial do que ele.

Instrumentos de medição elétrica por William Thomson

As obras de Thomson sempre encontram reconhecimento rápido, os prêmios não tardaram. Em 1846 ele foi eleito membro de Edimburgo, e cinco anos depois - da Royal Society de Londres. Os únicos acontecimentos tristes: a morte de seu pai (1849) durante uma epidemia de cólera e a morte de sua esposa (1870).

A exploração de 70 patentes, trabalho como consultor em muitas empresas (incluindo a empresa Marconi) permitiu não ter vergonha de meios. Em 1870, Thomson comprou um iate de luxo "Lalla Rukh" com um deslocamento de toneladas 126. Um pouco mais tarde (1874) ele construiu um castelo na propriedade comprada Nisergall perto da foz do rio Clyde (Escócia). Uma quantidade considerável de tempo foi gasta viajando para o exterior. Durante um deles, o cientista visitou Odessa e Sevastopol.

Lord Kelvin no iate "Lala Rukh" 1899.

Em 1858, Thomson foi nomeado cavaleiro por seu sucesso na colocação do cabo. Em 1892, a rainha Vitória concedeu-lhe o título de inglês por grandes realizações científicas. Assim, Sir Thomson tornou-se Lord Kelvin.O sobrenome foi escolhido pelo nome do rio às margens do qual está situada a Universidade de Glasgow.

O novo senhor tornou-se automaticamente membro da Câmara dos Lordes a partir de 1892, onde tratou de questões de ensino superior, tecnologia e introdução do sistema métrico no país. Ele foi membro e presidente de muitas sociedades científicas em todo o mundo, incluindo membro honorário da Academia de Ciências de São Petersburgo, e recebeu muitas medalhas honorárias.

Em 1884, a Universidade de Heidelberg, em homenagem ao seu 300º aniversário, desejando conferir-lhe um diploma honorário e descobrindo que o único diploma médico disponível para ele que ainda não possuía, conferiu-lhe este diploma.

A França fez dele um Grande Oficial da Legião de Honra. Ele foi quatro vezes presidente da Royal Society of Edinburgh (a Academia Nacional Escocesa de Ciências e Letras) e duas vezes presidente da Instituição de Engenheiros Elétricos.

No final de um século, sem paralelo na história do mundo no progresso da civilização e da ciência, olhando para trás e traçando o crescimento do antigo, o início e o desenvolvimento das novas ciências e a estreita união de teoria e prática que prova isso benéfico para a humanidade, vemos em todos os lugares e em todos os estágios o notável trabalho de um gênio universal - William Thomson, depois Sir William Thomson e agora Lord Kelvin.

— JD Cormack. De um artigo na Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin dando sua última palestra na Universidade de Glasgow, 1 de outubro de 1899.

Universidade de Glasgow, 1899.

Lord e Lady Kelvin com proeminentes engenheiros da General Electric, por volta de 1900. A foto também mostra T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz e Eliu Thomson.

O trabalho de Lord Kelvin recebeu reconhecimento mundial.2.500 convidados vieram para comemorar o 50º aniversário de sua cátedra. A celebração durou três dias.

No final de sua vida, Kelvin foi eleito presidente da Royal Society of London (1900-1905), cargo que já foi ocupado por Newton. Ele passou os últimos dois anos lutando contra uma doença em Nethergaol, onde morreu em 17 de dezembro de 1907. Ele foi enterrado na Abadia de Westminster perto do túmulo de Newton.

Em 1924, o 100º aniversário do nascimento do cientista foi amplamente comemorado. A sexta edição da revista Electricity, inteiramente dedicada a Kelvin, saiu com uma inscrição vermelha na capa: "Lord Kelvin's Number".