Жеймс Джоэлдин атын билбеген адам жок болсо керек. Бул физиктин ачылыштары дүйнөнүн бардык жеринде колдонулат. Окумуштуу кандай жолду басып өткөн? Ал кандай ачылыштарды жасады?
Көрүнүктүү физиктин өмүрү
Жеймс Джоул 1818-жылы 24-декабрда туулган. Болочок физиктин өмүр баяны Англиянын Салфорд шаарында, ийгиликтүү пиво заводунун ээсинин үй-бүлөсүндө башталат. Баланын билим алуусу үйдө жүрүп, бир нече убакыт бою ага Джон Далтон физика жана химиядан сабак берген. Анын аркасында англиялык физик илимди сүйүп калган.
Джоулдун ден соолугу жакшы эмес болчу, ал үйдө көп убакыт өткөргөн, физикалык эксперименттерди жана эксперименттерди жүргүзгөн. 15 жашында атасынын оорусунан улам агасы менен пиво заводун башкарууга туура келген. Атасынын фабрикасында иштөө ага университетке барууга мүмкүнчүлүк берген эмес, ошондуктан Джеймс Джоул өзүн толугу менен үй лабораториясына арнаган.
1838-жылдан 1847-жылга чейин физик электр энергиясын жигердүү изилдеп, өзүнүн биринчи илимий жетишкендигин жасаган. Annals of Electricity журналында ал электр энергиясы тууралуу макаласын жарыялап, 1841-жылы жаңы физикалык мыйзамды ачкан, ал азыр анын атын алып жүрөт.
1847-жылы Джоуль Амелия Граймс менен биринчи жана жалгыз никесин курган. Жакында алар барЭлис Амелия жана Бенджамин Артур төрөлгөн. 1854-жылы анын аялы жана уулу каза болгон. Джоул өзү 1889-жылы Англияда, Сале шаарында каза болгон.
Өмүр бою ал физика боюнча 97ге жакын эмгектерди жарыялаган, алардын айрымдары башка окумуштуулар: Лион, Томсон ж. Улуу Британиянын өкмөтүнөн 200 фунт стерлинг өлчөмүндөгү өмүр бою пенсиясы.
Биринчи иштер жана эксперименттер
Атасынын пиво заводундагы буу кыймылдаткычтарына байкоо жүргүзүп жатып, Жеймс Джоуль эффективдүү болушу үчүн аларды электрдик машиналарга алмаштырууну чечкен. 1838-жылы ал илимий журналга макала жарыялап, анда өзү ойлоп тапкан электромагниттик кыймылдаткычтын түзүлүшүн сүрөттөгөн. 1840-жылы пиво заводунда жаңы электр кыймылдаткычтары пайда болуп, физик электр тогун жана жылуулуктун бөлүнүп чыгышын изилдөөнү уланткан. Кийинчерээк буу кыймылдаткычтары алда канча эффективдүү экени белгилүү болду.
Тажрыйбалардын жүрүшүндө Джоуль температураны 1/200 градус тактык менен өлчөй алган термометрлерди жаратат. Бул ага токтун жылуулук эффектисин изилдөөгө тереңирээк киришүүгө мүмкүндүк берет. 1840-жылы, андан аркы байкоолордун аркасында физик магниттик каныктыруу эффектин ачкан. Ошол эле жылы королдук илимий коомго «Электр тогунун жардамы менен жылуулуктун пайда болушу жөнүндө» эмгегин жөнөтөт. Макала бааланган эмес. Аны басып чыгарууга Манчестердин Literary and Philosophical Journal гана макул болгон.
Джоуль-Ленц мыйзамы
Лондон илимий коому тарабынан таанылбаган макала кийинчерээк негизги макалалардын бири болуп чыкты.окумуштуунун жетишкендиктери. Макалада Джеймс Джоул учурдагы күч менен бөлүнүп чыккан жылуулуктун көлөмүнүн ортосундагы байланыш жөнүндө айткан. Ал өткөргүчтө бөлүнүп чыгуучу жылуулуктун көлөмү өткөргүчтүн каршылыгына, күчтүн квадратына жана токтун өтүү убактысына түз пропорционал деп ырастады.
Ошол кезде ушуга окшош теория Эмилиус Ленц тарабынан иштелип чыккан. Металл өткөргүчтүн өткөргүчтүгү температурадан көз каранды экенин орус физиги 1832-жылы ачкан. Кондуктордогу температураны так аныктоо үчүн окумуштуу спирт куюлган атайын идиш ойлоп тапкан. Ток өткөн зым идишке түшүрүлгөн. Андан кийин алкоголдук ичимдик канча убакытка чейин ысый турганы байкалган. Джоул Джеймс Прескотт да ушундай ыкманы колдонгон, бирок суюктук катары сууну колдонгон.
Ленц көп жылдык изилдөөлөрүнүн натыйжалары 1843-жылы гана жарыяланган, бирок анын эмгектеринде Джоулга караганда илимий негиздемелер эң туура болгон, анын эмгектери адегенде басып чыгаргысы да келбеген. Джоульдун артыкчылыктуулугун жана Эмиль Ленцтин так эсептөөлөрүн эске алуу менен мыйзамды экөөнүн тең ысмына атоо чечими кабыл алынды. Убакыттын өтүшү менен Джоуль-Ленц мыйзамы термодинамикага негиз салган.
Магнитострикция
Электр тогунун касиеттери менен катар Джеймс Джоуль магниттик кубулуштарды изилдейт. 1842-жылы темирдин магниттик толкундардын таасири астында өлчөмү өзгөрөрүн байкаган. Эгер металл таякчалар магнит талаасына коюлса, алардын узундугу бир аз узунураак болот.
Илимий коомчулук бул жерде кандайдыр бир ачылыштын бар экенинен күмөн санаган. таякчалардын өлчөмүн өзгөртүү болгонушунчалык маанисиз болгондуктан, адамдын көзү аны кармай албайт. Бирок физик атайын техниканы иштеп чыгып, анын жардамы менен визуалдык далилдерди алган.
Кийинчерээк башка металлдар да ушундай таасирге ээ экени белгилүү болуп, кубулуштун өзү магнитострикция деп аталды. Азыр, Joule ачылышы үчүн көптөгөн арыздар табылган. Мисалы, магнитострикциялык металлдар резервуардагы суунун деңгээлин өлчөө үчүн толкун өткөргүчтүн материалы катары кызмат кылат. Бул көрүнүш ууруга каршы системаларда тегдерди жасоо үчүн да колдонулат.
Газ эксперименттери
40-жылдары Джеймс Джоул газдын касиеттерин, тактап айтканда, анын кеңейүү жана жыйрылышы менен байланышкан кубулуштарды активдүү изилдеген. Ал сейрек кездешүүчү газды кеңейтүү боюнча эксперимент жүргүзгөн, ошол эле учурда анын ички энергиясы көлөмгө көз каранды эмес экенин далилдеген. Газдын температурасы гана маанилүү.
1848-жылы Джоуль физиканын тарыхында биринчи жолу газ молекулаларынын ылдамдыгын өлчөгөн. Бул тажрыйба газдардын кинетикалык теориясы боюнча алгачкы иш болуп, бул багыттагы мындан аркы изилдөөлөргө түрткү берди. Кийинчерээк Джоулдун ишин шотландиялык Жеймс Максвелл уланткан.
Англис физигинин урматына кошкон олуттуу илимий салымы үчүн жумуштун, жылуулуктун жана энергиянын көлөмүн өлчөө бирдиги Джоуль деп аталган.
Джоуль жана Томсон
Уильям Томсон Джоулдун ишмердүүлүгүнө жана анын илимий дүйнөгө таанылышына зор таасирин тийгизген. Окумуштуулар 1847-жылы Джоул Британиянын Окумуштуулар Ассоциациясына жылуулуктун механикалык эквивалентинин өлчөөлөрү боюнча отчет бергенде жолугушкан.
Томсон Джоулга чейин илимий чөйрөдө олуттуу кабыл алынган эмес. Ким билет, балким, Уильям Томас британ коомчулугунун “снобдоруна” алардын маанилүүлүгүн түшүндүрбөсө, ал ачкан физиканын мыйзамдарын билбей калмакпыз.
Физиктер биргелешип газдардын касиеттерин изилдеп, адиабаттык дроссель учурунда газ муздаарын аныкташкан. Башкача айтканда, газдын (же суюктуктун) температурасы тешиктен (обочолонгон клапан) өткөндө төмөндөйт. Кубулуш Джоуль-Томсон эффектиси деп аталат. Эми бул көрүнүш төмөнкү температураларды алуу үчүн колдонулат.
Окумуштуулар ошондой эле Уильям Томсонго таандык болгон лорд Келвин наамы менен аталган термодинамикалык шкала боюнча иштешкен.
Жеймс Джоул моюнга алуу
Атак жана таанылуу дагы эле англиялык физикти басып өткөн. 1950-жылдары Лондон королдук коомунун мүчөсү болуп, Королдук медалы менен сыйланган. 1866-жылы Копли медалын, кийинчерээк Альберт медалын алган.
Бир нече жолу Джоул Британ илимий ассоциациясынын президенти болгон. Ал Дублин колледжинен, Эдинбург жана Оксфорд университеттеринен юридикалык илимдердин доктору даражасына ээ болгон.
Манчестердеги Сити Холлдо анын урматына эстелик жана Вестминстер аббаттыгында мемориал бар. Айдын ары жагында Джеймс Джоуль кратери бар.
Тыянак
Физиканын мыйзамдары жана өлчөө бирдиктери менен аты аталган атактуу окумуштуу таанууга жетише алган эмес. Ага рахматтырышчаактык жана эмгек, ал көптөгөн кемчиликтерге чейин токтоп калган эмес. Акыр-аягы, ал күн астында же жок дегенде Айдын кратеринде өз ордун табууга укуктуу экенин далилдеди.
