Lord Kelvin eller William Thompson var en berömd fysiker, matematiker och ingenjör, som är mest känd för sitt arbete i matematisk analys av elektricitet. Han föddes till en matematikerfader på 1800-talet och han lärde sig i avancerad matematik från sin tidiga barndom och blev en klar matematiker medan han fortfarande var i skolan. Han fortsatte att studera naturvetenskap och matematik vid 'University of Cambridge'. Vid 22 års ålder gick han med i 'University of Glasgow' som professor i naturfilosofi, en gren av akademiker som vi nu känner som fysik. Trots inbjudningar från mer kända universitet stannade Kelvin kvar i Glasgow i 50 år. Under sin långa vetenskapliga karriär skrev han 600 artiklar. Han spelade en viktig roll i formuleringen av termodynamikens andra lag. Den absoluta temperaturskalans basenhet Kelvin ‘K’ heter till hans ära. Bortsett från att ha ett stort inflytande på den vetenskapliga tanken i den eran, är han också känd för sina bidrag till att lägga den transatlantiska telegrafkabeln.
Barndom och tidigt liv
Lord Kelvin föddes som William Thompson den 26 juni 1824 i Belfast, Irland. Hans far James Thompson var en känd ingenjör och matematiker vid Royal Belfast Academical Institution. Hans mors namn var Margaret Gardner.
Han föddes fjärde bland sina förälders sex överlevande barn. Han växte upp med äldre systrar, Elizabeth King och Anna Bottomley; och äldre bror, James A. Thomson. Han hade också yngre bröder, som heter John och Robert, och en yngre syster som heter Margaret Marshall.
1830, när Kelvin var sex år gammal, gick hans mor bort. Därefter uppföddes barnen av sin far i en strikt presbyteriansk tradition. Mycket snart utvecklade fadern och sonen en nära relation.
Kelvin började sin formella utbildning vid Royal Belfast Academical Institution. Hemma fick han och hans äldre bror James hand av sin far, som lärde dem de senaste principerna i matematik som ännu inte skulle inkluderas i den brittiska läroplanen.
1832 utnämndes James Thompson till professor i matematik vid Glasgow University och flyttade till Glasgow. I oktober 1833 flyttade barnen också dit; och William och James började gå på en skola under University of Glasgow och studerade där under de kommande sex åren.
Kelvin var lika intresserad av klassiker och tjänade ett pris för att översätta "Lucian of Samosata's Dialogues of the Gods" från latin till engelska vid 12 års ålder. 1838, vid 14 års ålder, började han studera matematik på universitetsnivå.
Han studerade astronomi och kemi mellan 1838 och 1839 och vann en guldmedalj från University of Glasgow för sitt arbete 'Essay on the Figure of the Earth'. Under denna tid tog han en kurs i fysik, då känd som naturfilosofi, för att studera värme, elektricitet och magnetism.
Mot slutet av 1840 kom Kelvin över Jean-Baptiste Joseph Fouriers "The Analytical Theory of Heat" på universitetsbiblioteket. Han behärskade arbetet, som handlade om tillämpningen av abstrakt matematik på värmeflödet, inom två veckor. Då hade han också läst Laplaces 'Mécanique céleste'.
År 1841 blev Kelvin grundligt bekant med fenomenen värme, elektricitet och magnetism. Samtidigt med den formella utbildningen utsattes han och hans bror också för den kosmopolitiska atmosfären. De skickades till London i mitten av 1839 och till Tyskland och Nederländerna i mitten av 1840. De reste också till Paris, där de lärde sig franska.
År 1841 kom Kelvin in i Peterhouse, Cambridge, där han fortsatte att studera vetenskap och publicerade sin första artikel under pseudonymen P.Q.R samma år. Uppsatt, "Fouriers utvidgningar av funktioner i trigonometriska serier", försvarade uppsatsen Fouriers matematiska teorier mot kritik från många brittiska matematiker.
1842, medan han studerade för de matematiska Tripos-undersökningarna, publicerade han en viktig artikel om samma ämne. Det fick titeln "På den enhetliga rörelsen av värme och dess koppling till den matematiska teorin om elektricitet".
Samtidigt med att studera vetenskap, särskilt el, tog Kelvin ett stort intresse för klassiker och litteratur. Han spelade också kornet och var lika aktiv i sport, särskilt rodd, och vann Colquhoun Silver Sculls för ensitsbåtar 1843.
1845 tog han den sista delen av de matematiska Tripos-undersökningarna. Han fick sin BA-examen som Second Wrangler och första Smith-prisman samma år. I juni valdes han till Peterhouse.
Efter examen flyttade Kelvin till Paris med sin stipendium och arbetade under en tid i Henri-Victor Regnaults fysiska laboratorium. Här träffade han och interagerade med kända forskare som Jean-Baptiste Biot, Augustin-Louis Cauchy, Joseph Liouville och Charles-François Sturm.
På Liouvilles begäran började han snart arbeta med Faradays idé om att elektrisk induktion sker genom ett mellanliggande medium, inte genom 'handling på avstånd', vilket gav sin första matematiska utveckling. Han utvecklade också den matematiska tekniken för elektriska bilder, som används för att lösa problem med elektrostatik.
Vetenskaplig karriär
1846 började 22 år gamla Lord Kelvin sin karriär vid 'University of Glasgow' som professor i naturfilosofi. Han valdes enhälligt till den prestigefyllda ordföranden, som hade blivit ledig det året. Mycket snart blev han känd i den akademiska kretsen som en kommande forskare.
1847 började han arbeta med George Gabriel Stokes, känd för att etablera vetenskapen om hydrodynamik. Samarbetet fortsatte under de kommande 50 åren och de utbytte ofta brev om viktiga vetenskapliga teorier.
Kelvin deltog i årsmötet i British Association for the Advancement of Science, där han hörde James Prescott Joule argumentera mot den kaloriska teorin om värme såväl som teorin om värmemotorn och i stället betonar interkonvertibilitet av värme och rörelse.
Även om Kelvin tyckte att hans idéer var spännande, var han skeptisk till dem. Mycket snart började han studera Carnot – Clapeyron-teorin, vilket ledde till att han föreslog en absolut temperaturskala 1848.
I mars 1851 kunde han etablera Joules teori och publicerade ett viktigt fördrag med titeln "On the Dynamical Theory of Heat" om den. Den innehöll också hans version av den andra lagen om termodynamik, och därmed tog ett viktigt steg mot sitt husdjursprojekt, föreningen av vetenskapliga teorier.
Efter publiceringen av 'On the Dynamical Theory of Heat' började Joule korrespondera med Kelvin; vilket var början på ett fruktbart samarbete mellan de två, som varade från 1852 till 1856. Joule genomförde experiment och Kelvin analyserade dem, ofta föreslog ytterligare experiment.
1852, medan han arbetade med Joules, observerade Kelvin att temperaturen på gas sjunker när den expanderar i vakuum. Senare blev fenomenet känt som 'Joule-Thompson-effekt' eller 'Kelvin-Joules-effekt'. Deras samarbeten hjälpte till att få acceptans för Joules verk och teorier.
Som ingenjör
Stokes skrev ett brev till Lord Kelvin den 16 oktober 1854 och frågade hans åsikt om Michael Faradays experiment på den föreslagna transatlantiska telegrafkabeln. Kelvin publicerade sina beräkningar om projektet 1855 och visade att projektet var ekonomiskt hållbart.
I en analys 1855 betonade han vikten av kabeldesignen och sade att signalens hastighet genom en given kabel var omvänt proportionell mot kvadratet för dess längd. 1856 ifrågasattes idén av Atlantic Telegraph Company elektriker, Wildman Whitehouse
Efter Whitehouse-attacken förklarade Kelvin sin idé i en artikel i den populära tidningen Athenaeum. Det fick myndigheternas uppmärksamhet. och i december 1856 valdes han till styrelsen för Atlantic Telegraph Company. Samtidigt fortsatte han med sina undervisnings- och forskningsinsatser.
1856 började han sitt arbete med elektricitet och magnetism, vilket senare skulle leda James Clark Maxwell att utveckla sin teori om elektromagnetism. Någon gång nu introducerade Kelvin också laborationer i examenkurser. Men han var inte en mycket framgångsrik föreläsare eftersom han ofta talade om ämnen som hans studenter knappast förstod.
Kelvin tog sig lite ledig från sin lärarkarriär i augusti 1857 och seglade på kabelläggningsfartyget, HMS Agamemnon, i en rådgivande kapacitet. Tyvärr slutade resan efter 380 mil på grund av tekniska skäl. Senare publicerade han ett papper om påfrestningar som var involverade i undersökningsprocessen för underkablar.
1858 anslöt han sig återigen till kabelläggningsexpeditionen ombord på HMS Agamemnon. Då hade han utvecklat ett komplett system för drift av en ubåtstelegraf med spegelgalvanometern och sifoninspelaren. Men eftersom Whiteman vägrade att ge tillstånd, kunde Kelvin inte använda systemet.
I juni 1858 var HMS Agamemnon tvungen att återvända efter en katastrofal storm. När styrelsen beslutade att ge upp projektet uppmanade Kelvin, Cyrus West Field och Curtis M. Lampson dem att fortsätta.
Den tredje expeditionen, ledd av Whitehouse, mötte en katastrof och han togs bort från sin tjänst. Katastrofen möjliggjorde emellertid Kelvin att förvärva viss teknisk färdighet och en förmåga att lösa praktiska problem. Han började nu leda problemlösningsteamet framifrån.
Den fjärde kabelläggningsexpeditionen, ledd av Kelvin, startade i juli 1865. Tyvärr måste den överges efter att ha lagt 1 200 mil kablar. Slutligen, 1866, lyckades de inte bara lägga nya kablar på två veckor, utan också återställa och färdigställa föregående års kabel.
När han återvände från expeditionen ingick Kelvin partnerskap med två olika företag, C.F. Varley och Fleming Jenkin. När han arbetade för den senare, tänkte han en automatisk avsändare, en slags telegrafnyckel, som kan skicka meddelanden på en kabel.
Samtidigt som han lägger ubåtkommunikationskablar fortsatte han att bedriva sina akademiska intressen. Han samarbetade med Peter Guthrie Tait om en lärobok från 1855 till 1867 och grundade således studiet av mekanik. Senare arbetade han också med virvelteorin om atom och allierade ämnen.
Under 1880-talet arbetade Kelvin med att göra den justerbara kompassen perfekt. Han uppfann också en tidvattenmaskin och djupmätningsutrustning. Han gav 70 patent under sin karriär.
På 1890-talet var han chef för en internationell kommission som beslutade utformningen av Niagara Falls kraftverk.
Stora verk
Lord Kelvin minns bäst för sitt arbete i matematisk analys av elektricitet och magnetism. Han spelade också en viktig roll i formuleringen av termodynamikens första och andra lagar.
Kelvin 'K', basenheten för den absoluta temperaturskalan, är uppkallad efter honom eftersom han var den första som föreslog en "Absolut termometrisk skala".
Hans andra verk inkluderar den dynamiska värmeteorin, den geofysiska bestämningen av jordens ålder och andra grundläggande verk inom hydrodynamik.
Utanför den vetenskapliga kretsen är Kelvin känd för sitt bidrag i att lägga transatlantiska telegrafkablar. Förutom att han arbetade med Atlantic Telegraph Company, hjälpte han till att lägga den franska atlantiska ubåtkommunikationskabeln 1869, den västra, brasilianska och platino-brasilianska kabeln 1873.
Utmärkelser och prestationer
Lord Kelvin blev riddare av drottning Victoria den 10 november 1866. Senare 1892 fick han peerage och blev 1: a Baron Kelvin av Largs. Han utsågs till en privat rådgivare och en medlem av Order of Merit av kung Edward VII 1902.
1851 valdes han till Royal Society och fick föreningens Royal Medal 1856 och Copley Medal 1883. Han tjänade också som dess president från 1890 till 1895. Utöver detta fick han också många andra priser och priser.
Kelvin var medlem i Royal Society of Edinburgh och tjänade som dess president först från 1873 till 1878, sedan från 1886 till 1890, och slutligen från 1895 till hans död 1907.
Familj och personligt liv
Lord Kelvin gifte sig med sin barndomskärta Margaret Crum i september 1852. Tyvärr brast hennes hälsa under deras smekmånad, och hon återhämtade sig aldrig från den. Hon dog den 17 juni 1870.
Den 24 juni 1874 gifte sig Thompson med Fanny Blandy, dotter till Charles R. Blandy. Hon var 13 år hans junior. Han hade inga barn från något av sina äktenskap.
Han fick förkylning i november 1907 och hans tillstånd försämrades mycket snabbt. Han avled den 17 december 1907 på sin skotska bostad, Netherhall, i Largs, 83 år gammal.
Hunterian-museet vid University of Glasgow har en permanent utställning om hans verk. Det visar inte bara många av hans originalpapper, utan också hans instrument och personliga artefakter, inklusive hans rökrör.
Trivia
Lord Kelvin's residence i Glasgow var ett av de första husen i världen som tändes av elektriskt ljus.
Snabba fakta
Födelsedag 26 juni 1824
Nationalitet Brittiska
Död vid ålder: 83
Soltecken: cancer
Kallas också: William Thomson, 1: a Baron Kelvin
Född land: Irland
Född i: Belfast
Berömd som Matematiker, fysiker
Familj: Mak / ex-: Margaret Crum far: James Thomson mor: Margaret Gardner syskon: James Död den: 17 december 1907 dödsort: Largs, Skottland Mer faktautbildning: Peterhouse, Cambridge (1841–1845), University of Glasgow , Royal Belfast Academical Institution Awards: 1883 - Copley Medal 1856 - Royal Medal 1905 - John Fritz Medal - Smiths price
