Джоуль джеймс Прескотт

(1818-1889) англійський фізик

Одне з центральних місць в історії фізики XIX століття займають дослідження способів перетворення однієї форми енергії в іншу.Першим, хто зміг не тільки спостерігати цей процес, але і точно виміряти його, був Дж.Джоуль.

Джоуль народився і провів дитинство в родовому маєтку - невеликому селищі Санфорд, поблизу Манчестера.Його батько володів броварнею та розраховував, що коли-небудь син піде по його стопах.Через слабке здоров'я лікарі заборонили Джеймсу вчитися в школі.Але батько не шкодував грошей на вчителів, і хлопчик отримав прекрасну домашню освіту.Вже в п'ятнадцять років він зрозумів, що буде займатися тільки фізикою.Свій вибір Джоуль зробив під впливом відомого вченого Джона Дальтона, який жив неподалік від їхнього будинку та на прохання батька Джеймса став займатися з хлопчиком математикою і природничими науками.Згодом Джоуль називав Дальтона своїм єдиним вчителем.,,

Коли Джеймсу виповнилося вісімнадцять років, він упросив батька переїхати в місто і почав відвідувати лекції в Манчестерському університеті.Але незабаром хвороба знову дала про себе знати, і Джеймсу довелося обмежитися лабораторними заняттями з Дальтоном.Джоуль так і не отримав диплома про закінчення університету, і ця обставина неодноразово заважало йому в майбутньому.Через слабке знання математики він не зміг дати точне кількісне обгрунтування відкритих ним законів.

Спочатку Джоуль зайнявся вивченням магнітних явищ.Досліджуючи поведінку різних матеріалів, він зауважив, що стрижні, виготовлені з деяких металів, наприклад заліза або нікелю, стають довшими, якщо їх помістити в магнітне поле.Це явище отримало назву магнитострикции.Зараз воно широко використовується в техніці, а за часів Джоуля багато вчених взагалі сумнівалися в його існуванні.Справа в тому, що подовження стрижня було таким маленьким, що його могла вловити лише дуже чутлива апаратура.Але Джоуль розробив просту і наочну методику вимірювань, яка дозволяла отримати доказові результати.

Вивчаючи дію електромагнітів, Джоуль спостерігав і тепловий вплив струму.Прочитавши праці англійського фізика Фарадея, який описав явище електромагнітної індукції, Джоуль вирішив дослідити перетворення електричної енергії в теплову.У 1841 році він направив в Лондонське королівське товариство статтю, в якій описав залежність температури провідника від сили проходить по ньому струму.Але стаття нікому не відомого любителя фізики здалася настільки новаторською, що редактор лондонського журналу відмовився її друкувати.Він надіслав джоулів лист, в якому зажадав перевірити правильність отриманих результатів.Але Джеймс не відступила і незабаром надрукував свою статтю в працях Манчестерського літературного і філософського товариства.Заняття наукою викликали розрив з батьком, який перестав давати гроші на наукову роботу свого сина.

Незабаром Джоуль отримав журнал, в якому прочитав про аналогічні досліди, проведені російським фізиком Е.Ленцем.Згодом виведена ними формула стала називатися законом Джоуля-Ленца, а саме відкриття привело до появи нової науки - термодинаміки.

Тепер про дослідження Джоуля заговорили всі англійські фізики, і його робота нарешті побачила світло в журналі Королівського товариства.У житті вченого також відбулися зміни.Після смерті батька він нарешті отримав економічну незалежність, одружився на дівчині, яку любив багато років, і обладнав прекрасну лабораторію в своєму маєтку, де продовжив свої дослідження.Джоуль вирішив довести, що виділення теплоти підпорядковується єдиному загальному закону і не залежить від конкретного виду енергії.

Провівши численні експерименти, вчений дійшов висновку, що теплота виділяється при будь-якій механічній роботі.У своїй статті він писав: «Могутні сили природи неразрушими, і у всіх випадках, коли витрачається механічна сила, виходить точно еквівалентну кількість теплоти».В результаті Джоуль ввів в науку поняття механічного еквівалента теплоти, тобто тієї кількості роботи, яку треба виконати, щоб підвищити температуру речовини на один градус.Дослідження Джоуля відрізнялися точністю експерименту і наочністю результатів.Після їх публікації за вченим закріпилася слава блискучого експериментатора.

У 1847 році він познайомився з найбільшим англійським фізиком В.Томсоном, який високо оцінив праці вченого і запросив його для роботи в свою лабораторію.Останнє було для Джоуля особливо важливим, так як він постійно потребував грошей для покупки наукових приладів.Джоуль відразу ж прийняв пропозицію Томсона і з ентузіазмом взявся за роботу.Разом з асистентом Патнемом вони підготували понад двадцять робіт, в яких практично заклали основи газової динаміки.В результаті їх спільної роботи було відкрито зміна температури газу при його протіканні через пористу перегородку.Це явище було названо ефектом Джоуля-Томсона.

За пропозицією Томсона Джоуля обрали членом Королівського товариства.В цей же час він виступив з лекцією, в якій виклав свої міркування про будову газів, підрахував швидкість руху молекул водню і вперше в світі спробував визначити теплоємність газу.Не всі вчені погодилися з його висновками, але незабаром їх підтвердили і інші дослідники, наприклад німецький фізик Р.Клаузіус.Згодом стало ясно, що Джоуль заклав основи кінетичної теорії газів, з якої пізніше виникла нова наука - газова динаміка.

У 1854 році Джоуля спіткала важка втрата - від раптової хвороби померла спочатку його дружина, а потім єдиний син.Вчений був буквально роздавлений горем.На кілька років він віддалився в свій маєток і жив там практично в повній самоті.Лише кілька друзів відвідували його будинок, не даючи замкнутися в собі.

У 1867 році до джоулів звернулася Британська асоціація сприяння розвитку науки.Вченому доручили провести особливо точні вимірювання механічного еквівалента теплоти.Досліди дозволили уточнити прийнятий в той час механічний еталон одиниці теплоти.В результаті вжитих заходів в усьому світі була прийнята нова одиниця теплоти, пізніше названа ім'ям Джоуля.

Вчений увійшов в число найбільших англійських фізиків, благодійні фонди навперебій пропонували йому грошову допомогу, його запрошували викладати в кращі університети.Однак здоров'я продовжувало погіршуватися.Через постійну хвороби горла він не міг викладати.Крім того, незабаром Джоуль почав сліпнути і майже повністю оглух.У 1878 році конкуренти розорили його, і батьківську фабрику довелося продати за борги.Джоуль залишився практично без засобів до існування.Вченому зі світовим ім'ям було буквально нема за що купити собі хліба.На щастя, англійською фізикам вдалося виклопотати для нього державну пенсію.Але відновити здоров'я вже було не можна.Джоуль майже перестав працювати, а останні десять років провів у своєму будинку прикутий до ліжка.

Biography-peoples.ru