ELEKTRO 1/201261archivJames Clerk Maxwell*13. 6. 1831 (Edinburgh, Skotsko)†5. 11. 1879 (Cambridge, Spojené království)181 let od jeho narozeníJames Clerk Maxwell, skotský fyzik, pro-fesor na univerzitě v Aberdeenu, na Králov-ské univerzitě v Londýně a v Cambridge, člen Královské společnosti v Londýně. Již ve čtr-nácti letech publikoval svou první vědeckou práci. Matematicky vyjádřil Faradayovy zá-kony a vytvořil teorii o elektřině a magnetis-mu. Formuloval Maxwellovy rovnice. Před-pověděl existenci elektromagnetických vln ší-řících se stejnou rychlostí jako světlo. V roce 1859 formuloval termodynamickou větu vy-jadřující vztah mezi teplotou plynu a kinetic-kou energií jeho molekul. Zabýval se též naukou o pružnosti. Za svůj přínos vědě je za-řazován vedle velikánů, jako jsou např. Isaac Newton a Albert Einstein.James Clerk Maxwell byl potomkem starého šlechtického rodu, staré prominent-ní edinburské rodiny Clerků z Penicuiku. V důsledku vzájemných manželských svaz-ků mezi rodem Clerků a rodem Maxwel-lů z Middlebie, a to již v průběhu 18. stole-tí, získal Maxwellův otec John Clerk dědic-tvím majetek Middlebie a přijal i další jméno Maxwell. Část dědictví, statek o výměře ko-lem 1 500 akrů (něco málo přes 600 ha) ze-mědělské půdy poblíž Dalbeattie v Galloway v jihozápadním Skotsku, postoupil svému sy-novi Jamesovi. A právě většina Jamesových vědeckých prací byla napsána zde. Jameso-va matka Frances Cayová pocházela z váže-né a kultivované edinburské rodiny. Zemře-la však, když Jamesovi bylo osm let. Od út-lého věku tedy Jamese vychovával sám otec a uplatňoval při výchově i své podivínské sklony, což na chlapcově psychice zanecha-lo trvalé stopy. I když každý z rodičů ná-ležel k jiné náboženské sektě, sám James Clerk Maxwell silně vyznával křesťanskou víru s náklonností k mysticismu. Vyvolaly to u něho zejména religiózní tradice v Golloway, tedy prostředí, kde vyrůstal. Od roku 1841 navštěvoval mladý Maxwell Edinburskou akademii (byla to škola na úrovni gymnázia). Se svými spolužáky to však zpočátku neměl vůbec lehké. Odlišoval se od nich jak svým ne zcela běžným obleče-ním podle otcova návrhu, tak i skotským ak-centem. Ani jeho studijní výkony nebyly na potřebné úrovni. Vysloužil si proto brzy pře-zdívku Dafty (Hlupáček). Setkal se zde s bu-doucím životopiscem Lewisem Campbel-lem, se kterým uzavřel celoživotní přátelství, i s pozdějším významným matematikem a fy-zikem Peterem Guthriem Taitem. Již zde se u něho projevoval zájem o historii a schop-nosti ke studiu starých jazyků. Měl též mimo-řádné kreslířské nadání, které se projevovalo zejména v tvorbě složitých abstraktních or-namentálních kreseb, prozrazujících jeho fan-tazii a geometrickou představivost. Na univer-zitu v Edinburghu vstoupil v roce 1847 a po třech letech, v říjnu 1850, přešel na univerzitu v Cambridge (nejdříve na Peterhouse, potom na Trinity College – Kolej sv. Trojice), kde na něho silně působil významný britský matema-tik a fyzik George Gabriel Stokes. Mladý Maxwell pracoval jako vědec už v době studií v rodném Edinburghu a pozdě-ji v Cambridge, tedy v období než se hlav-ní náplní jeho vědecké činnosti stala teorie elektromagnetismu. Svou první vědeckou práci uveřejnil Maxwell ve svých čtrnácti letech. Zabývala se konstrukcí elipsy pomo-cí vlákna. Krátce nato Maxwell vypracoval pozoruhodný spis o geometrických a optic-kých vlastnostech elipsy a podobných křivek vyšších řádů (byl uveřejněn až v jeho živo-topise). Tři ze čtyř jeho dalších prací byly věnovány geometrii. V roce svého vstupu na Edinburskou uni-verzitu navštívil se svým strýcem místní sou-kromou laboratoř experimentální optiky a ob-držel jako dárek pár disperzních hranolů. S jejich pomocí zkoumal dvojitý lom svě-telného paprsku, což ho přivedlo k dílům Cauchyho a Stokese.Odvodil jednoduchou formulaci obec-né teorie elasticity. To učinili již jiní věd-ci před ním, avšak Maxwell svou teorii odvodil nezávisle na nich a v dokonalej-ším zpracování. Uvedená práce je důleži-tá i tím, že to bylo první Maxwellovo sa-mostatné teoretické setkání s mechanikou kontinua.V posledním roce svého studia projevil zá-jem o elektromagnetismus. Objevil existenci elektromagnetických vln, zjistil a že světlo je také elektromagnetické vlnění.V letech 1860–1865 byl profesorem na Královské univerzitě (King‘s College) v Lon-dýně. Poté se uchýlil na své venkovské sídlo a věnoval se práci na matematickém zpraco-vání Faradayových pozorování.Roku 1866 významně zdokonalil kinetic-kou teorii plynů vytvořenou Rudolfem Clau-siem. Jako první vysvětlil, proč Měsíc nemů-že mít vlastní atmosféru.Položil fyzikální základy teorie barevné fotografie v Londýně v roce 1861.V roce 1871 se nechal přemluvit, aby se stal přednostou a vedoucím projektu nově zří-zené experimentální laboratoře v Cambridge – Cavendishovy laboratoře, která byla založena a vybavena z pozůstalosti Henryho Cavendis-he. Maxwell dohlížel na celý proces budová-ní a vybavení laboratoře nejlepšími přístroji té doby. Jeden z největších Maxwellových pří-spěvků vědě bylo prostudování elektrických výzkumů Henryho Cavendishe, který zane-chal obrovské množství nepublikovaných ob-jevů a vynálezů. Mnoho z nich muselo být od smrti Cavendishe znovuobjeveno. Zde Maxwell také pracoval a učil až do své smrti.Maxwellovy rovnice byly poprvé uve-řejněny v roce 1864 v Královské společ-nosti. Kromě toho Maxwell předpověděl vlny kmitajících elektrických a magnetic-kých polí, které se pohybují prázdným pro-storem. Jejich rychlost odvodil z jednodu-chých elektrických experimentů tím, že použil údaje, které byly tehdy k dispozici, a došel k číslu 310 740 000 m·s–1 (přesná rychlost šíření elektromagnetické vlny va-kuem je 299 792 458 m·s–1). Formulace Maxwellových rovnic byly od-vozeny z empirických pozorování a dávají do souvislosti veličiny popisující elektrostatic-ké pole pomocí vektorů intenzity elektrické-ho pole E a elektrické indukce D a elektro-magnetické pole pomocí vektorů intenzity magnetického pole H, magnetické induk-ce B a proudové hustoty J. Tyto veličiny jsou vektory, tzn., že mají směr, orientaci a velikost (více viz Ročenka Elektro 2008, str. 64–68). Maxwell zemřel v Cambridge na břišní rakovinu ve věku 48 let (jeho matka zemře-la ve stejném věku na stejný druh rakoviny). Na jeho počest nese jeho jméno např. hor-ský masiv Maxwell Montes na Venuši, te-leskop Jamese Clerka Maxwella (je s prů-měrem zrcadla 15 m největším astronomic-kým teleskopem na světě) nebo mezera mezi Saturnovými prstenci.Z jeho nejznámějších prací lze uvést:– On the Description of oval Curves, and those having a plurality of Foci. 1846.– On the Theory of Compound Colours, and the Relations of the Colours of the Spectrum. 1860.– On physical Lines of Force. 1861.– A dynamical Theory of the electromagnetic Field. 1864.– On the focal Lines of a refracted Pencil. 1871.– Theory of Heat. 1871.– Molecules. 1873.– Treatise on Electricity and Magnetism. 1873.– Matter and Motion. 1876.(pokračování)Významné osobnosti vědy a techniky (10. část)Existuje velmi pádný důvod se domnívat, že světlo samo je elektromagnetickou vlnou