Lord Kelvin ali William Thompson je bil znan fizik, matematik in inženir, ki je najbolj znan po svojem delu pri matematični analizi električne energije. V očetu matematika se je rodil v 19. stoletju, od zgodnjega otroštva se je izpopolnjeval v matematiki in postal še uspešni matematik. Nadaljeval je s študijem naravoslovja in matematike na univerzi v Cambridgeu. Pri 22 letih se je pridružil "Univerzi v Glasgowu" kot profesor naravoslovne filozofije, veje akademikov, ki jo danes poznamo kot fiziko. Kljub povabilom bolj priznanih univerz je Kelvin ostal v Glasgowu 50 let. V svoji dolgi znanstveni karieri je napisal 600 prispevkov. Pri oblikovanju drugega zakona termodinamike je imel pomembno vlogo. Osnovna enota absolutne temperature je Kelvin 'K' imenovana v njegovo čast. Poleg tega, da močno vpliva na znanstveno misel tiste dobe, je znan tudi po svojih prispevkih pri polaganju čezatlantskega telegrafskega kabla.
Otroštvo in zgodnje življenje
Lord Kelvin se je rodil kot William Thompson 26. junija 1824 v Belfastu na Irskem. Njegov oče James Thompson je bil ugleden inženir in matematik na Royal Belfast Academical Institution. Ime njegove matere je bilo Margaret Gardner.
Rodil se je četrti med šestimi preživelimi starši njegovih staršev. Odraščal je s starejšima sestrama, Elizabeth King in Anno Bottomley; in starejši brat James A. Thomson. Imel je tudi mlajša brata, imenovana John in Robert, in mlajšo sestro, imenovano Margaret Marshall.
Leta 1830, ko je bil Kelvin star šest let, je umrla njegova mati. Nato je otroke v strogi prezbiterijanski tradiciji vzgojil njihov oče. Zelo kmalu sta oče in sin razvila tesne odnose.
Kelvin je začel formalno izobrazbo na Royal Belfast Academical Institution. Doma in njega in njegovega starejšega brata Jamesa je učil oče, ki jih je naučil najnovejših načel matematike, ki jih še ni bilo treba vključiti v britanski učni načrt.
Leta 1832 je James Thompson imenovan za profesorja matematike na univerzi v Glasgowu in se preselil v Glasgow. Oktobra 1833 so se tudi otroci preselili tja; William in James sta začela obiskovati šolo na Univerzi v Glasgowu in se tam učila naslednjih šest let.
Kelvina se je enako zanimala klasika in si pri 12 letih prislužil nagrado za prevajanje „Dialogov bogov Lucijana Samosata“ iz latinščine v angleščino. Leta 1838 je pri 14 letih začel študirati matematiko na univerzitetni ravni.
Med letoma 1838 in 1839 je študiral astronomijo in kemijo. Na Univerzi v Glasgowu je osvojil zlato medaljo za svoje delo "Esej o figuri Zemlje". V tem času je opravil tečaj fizike, takrat znan kot naravna filozofija, da bi študiral toploto, elektriko in magnetizem.
Konec leta 1840 je Kelvin v univerzitetni knjižnici naletel na "Analitično teorijo toplote" Jean-Baptiste Josepha Fourierja. Delo, ki se je ukvarjalo z uporabo abstraktne matematike za toplotni tok, je obvladal v štirinajstih tednih. Do takrat je prebral tudi Laplasovo "Mécanique céleste".
Do leta 1841 se je Kelvin temeljito seznanil s pojavi toplote, elektrike in magnetizma. Hkrati s formalno izobrazbo sta bila skupaj z bratom izpostavljena tudi kozmopolitskemu ozračju. V London so jih poslali sredi 1839, v Nemčijo in na Nizozemsko pa sredi 1840. Potovali so tudi v Pariz, kjer so se učili francosko.
Leta 1841 je Kelvin vstopil v Peterhouse v Cambridgeu, kjer je nadaljeval študij znanosti, istega leta je objavil svoj prvi članek pod psevdonimom P.Q.R. Članek je z naslovom "Fourierove razširitve funkcij v trigonometričnih serijah" branil Fourierove matematične teorije pred kritikami številnih britanskih matematikov.
Leta 1842 je med študijem za matematične izpite Tripos objavil pomemben članek na isto temo. Ime je bilo naslovljeno "O enakomernem gibanju toplote in njeni povezavi z matematično teorijo električne energije".
Hkrati s študijem znanosti, zlasti elektrike, se je Kelvin zelo zanimal za klasiko in literaturo. Igral je tudi kornet in bil enako aktiven v športu, zlasti veslanju, leta 1843 je osvojil srebrne školjke Colquhoun za enoprostorce.
Leta 1845 je opravil zadnji del matematičnih izpitov Tripos. Diplomiral je kot drugi Wrangler in prvi Smith Prizeman istega leta. Junija je bil izvoljen za vrstnika Peterhousea.
Po diplomi se je Kelvin s štipendijo preselil v Pariz in nekaj časa delal v fizičnem laboratoriju Henri-Victorja Regnaulta. Tu se je srečal in sodeloval z znanimi znanstveniki, kot so Jean-Baptiste Biot, Augustin-Louis Cauchy, Joseph Liouville in Charles-François Sturm.
Na zahtevo Liouvilla je kmalu začel delati na Faradayevi ideji, da električna indukcija poteka prek vmešanega medija, ne z „delovanjem na daljavo“, kar je prvi matematični razvoj. Oblikoval je tudi matematično tehniko električnih slik, ki se uporablja za reševanje problemov elektrostatike.
Znanstvena kariera
Leta 1846 je 22-letni Lord Kelvin začel svojo kariero na univerzi v Glasgowu kot profesor naravne filozofije. Soglasno je bil izvoljen za prestižni stol, ki je tisto leto padel v prazno. Zelo kmalu je v akademskem krogu postal znan kot prihajajoči znanstvenik.
Leta 1847 je začel sodelovati z Georgeem Gabrielom Stokesom, znan po ustanovitvi znanosti o hidrodinamiki. Sodelovanje se je nadaljevalo naslednjih 50 let in pogosto so izmenjali pisma o pomembnih znanstvenih teorijah.
Kelvin se je udeležil letnega srečanja Britanskega združenja za napredek znanosti, kjer je zaslišal James Prescott Joule, ki se je zavzemal proti kalorični teoriji toplote, pa tudi teoriji toplotnega motorja in namesto tega poudarjal medsebojno pretvorbo toplote in gibanja.
Čeprav je Kelvin svoje ideje ocenil kot intrigantne, je bil do njih skeptičen. Kmalu je začel preučevati teorijo Carnota-Clapeyrona, zaradi česar je leta 1848 predlagal absolutno temperaturno lestvico.
Marca 1851 je lahko vzpostavil Jouleovo teorijo in na njej objavil pomembno pogodbo z naslovom "O dinamični teoriji toplote". Vseboval je tudi njegovo različico drugega zakona termodinamike, tako da je naredil pomemben korak k projektu svojega ljubljenčka, poenotenju znanstvenih teorij.
Po objavi knjige "O dinamični teoriji toplote" se je Joule začel dopisovati s Kelvinom; ki je bil začetek plodnega sodelovanja med obema, ki je trajalo od 1852 do 1856. Joule je izvajal poskuse in Kelvin jih je analiziral, pogosto predlagajo nadaljnje poskuse.
Leta 1852 je Kelvin med sodelovanjem z Joulesom opazil, da se temperatura plina znižuje, ko se širi v vakuumu. Kasneje je pojav postal znan kot "učinek Joule-Thompsona" ali "učinek Kelvina-Joulesa". Njihova sodelovanja so pripomogla k sprejemanju Jouleovih del in teorij.
Kot inženir
Stokes je 16. oktobra 1854 napisal pismo lordu Kelvinu in prosil za mnenje o poskusih Michaela Faradayja o predlaganem čezatlantskem telegrafskem kablu. Kelvin je svoje izračune o projektu objavil leta 1855 in pokazal, da je bil projekt ekonomsko izvedljiv.
V analizi iz leta 1855 je poudaril pomen zasnove kabla, češ da je hitrost signala skozi dani kabel obratno sorazmerna s kvadratu njegove dolžine. Leta 1856 je idejo oporekal električar Atlantic Telegraph, Wildman Whitehouse
Kelvin je po napadu Whitehouse svojo zamisel razložil v članku v priljubljeni reviji Athenaeum. Oblasti so pritegnile pozornost; decembra 1856 pa je bil izvoljen v upravni odbor Atlantic Telegraph Company. Medtem je nadaljeval s svojimi učnimi in raziskovalnimi prizadevanji.
Leta 1856 je začel svoje delo na področju elektrike in magnetizma, zaradi česar bo James Clark Maxwell kasneje razvil svojo teorijo o elektromagnetizmu. Nekdaj je Kelvin uvedel tudi laboratorijsko delo na diplomskem študiju. Vendar ni bil zelo uspešen predavatelj, saj je pogosto govoril o temah, ki jih njegovi učenci težko razumejo.
Kelvin si je avgusta 1857 vzel nekaj prostega časa svoje učiteljske kariere in priplul na ladjo za polaganje kablov, HMS Agamemnon, v svetovalni vlogi. Žal se je plovba zaradi tehničnih razlogov končala po 380 miljah. Pozneje je objavil članek o napetostih, povezanih s postopkom polaganja kablov podmornice.
Leta 1858 se je znova pridružil odpravi za polaganje kablov na HMS Agamemnon. Do takrat je razvil celovit sistem za upravljanje telegrafa podmornice z uporabo zrcalnega galvanometra in sitofonskega snemalnika. Ker pa Whiteman ni dovolil odobritve, Kelvin sistema ni mogel uporabljati.
Junija 1858 se je moral HMS Agamemnon po katastrofalni nevihti vrniti. Ko se je odbor odločil, da se odpove projektu, so jih Kelvin, Cyrus West Field in Curtis M. Lampson pozvali, naj nadaljujejo.
Tretja odprava, ki jo je vodil Whitehouse, se je srečala z nesrečo in bil je odstranjen z mesta. Vendar pa je katastrofa Kelvinu omogočila pridobitev nekaterih inženirskih znanj in spretnosti za reševanje praktičnih problemov. Zdaj je začel voditi ekipo za reševanje problemov s fronte.
Četrta ekspedicija polaganja kablov, ki jo je vodil Kelvin, se je začela julija 1865. Na žalost je bilo treba položiti kable 1200 km. Končno so leta 1866 v dveh tednih uspeli ne le položiti nove kable, ampak tudi obnoviti in dokončati kabel prejšnjega leta.
Po vrnitvi z odprave je Kelvin sklenil partnerstva z dvema različnima podjetjema C.F. Varley in Fleming Jenkin. Medtem ko je slednji delal, je zasnoval samodejni pošiljatelj robnikov, nekakšen telegrafski ključ, ki je sposoben pošiljati sporočila po kablu.
Hkrati s polaganjem podvodnih komunikacijskih kablov je še naprej zasledoval svoje akademske interese. S Petrom Guthriejem Taitom je sodeloval pri besedilni knjigi od 1855 do 1867 in tako ustanovil študij mehanike. Kasneje je delal tudi na vrtinčni teoriji atoma in zavezniških tem.
V 1880-ih je Kelvin delal na izpopolnjevanju nastavljivega kompasa. Izumil je tudi stroj za plimovanje in opremo za merjenje globine. V svoji karieri je vložil 70 patentov.
V 1890-ih je bil vodja mednarodne komisije, ki je odločala o zasnovi elektrarne Niagara Falls.
Večja dela
Lord Kelvin se najbolj spominja svojega dela pri matematični analizi električne energije in magnetizma. Pomembno vlogo je imel tudi pri oblikovanju prvega in drugega zakona termodinamike.
Kelvin 'K', osnovna enota absolutne temperaturne lestvice, je dobila ime po njem, ker je prvi predlagal "Absolutno termometrično lestvico".
Druga njegova dela vključujejo dinamično teorijo toplote, geofizično določitev starosti Zemlje in druga temeljna dela v hidrodinamiki.
Zunaj znanstvenega kroga je Kelvin znan po svojem prispevku pri polaganju čezatlantskih telegrafskih kablov. Razen dela z družbo Atlantic Telegraph Company je pomagal pri polaganju francoskega atlantskega podmorničnega komunikacijskega kabla leta 1869, zahodnega, brazilskega in platino-brazilskega kabla leta 1873.
Nagrade in dosežki
Lord Kelvin je kraljica Viktorija vitez 10. novembra 1866. Kasneje leta 1892 je prejel obup in postal prvi baron Kelvin iz Largs. Leta 1902 ga je kralj Edvard VII imenoval za tajnega svetovalca in člana Reda za zasluge.
Leta 1851 je bil izvoljen v kraljevo društvo, prejel je kraljevo medaljo društva leta 1856 in medaljo Copley leta 1883. Prav tako je bil predsednik od 1890 do 1895. Poleg tega je prejel tudi številne druge nagrade in nagrade.
Kelvin je bil član kraljevega društva v Edinburghu in je bil njegov predsednik najprej od 1873 do 1878, nato od 1886 do 1890 in nazadnje od 1895 do njegove smrti leta 1907.
Družinsko in osebno življenje
Lord Kelvin se je septembra 1852 poročil s svojo ljubko iz otroštva Margaret Crum. Na žalost se je njeno zdravje pokvarilo med njunimi medenimi tedni in od tega se ni nikoli spočila. Umrla je 17. junija 1870.
24. junija 1874 se je Thompson poročil s Fanny Blandy, hčerko Charlesa R. Blandyja. Bila je 13 let mlajša. Iz nobenega od zakonskih zvez ni imel otrok.
Novembra 1907 se je prehladil in njegovo stanje se je zelo hitro poslabšalo. Umrl je 17. decembra 1907 v svoji škotski rezidenci Netherhall v Largsu v starosti 83 let.
Hunterijski muzej na Glasgowski univerzi ima stalno razstavo o njegovih delih. V njem niso prikazani samo številni originalni papirji, temveč tudi njegovi inštrumenti in osebni umetniški predmeti, vključno s kadilcem.
Malenkosti
Rezidenca lorda Kelvina v Glasgowu je bila ena prvih hiš na svetu, ki jo je prižgala električna svetloba.
Hitra dejstva
Rojstni dan 26. junij 1824
Državljanstvo Britanci
Umrl v starosti: 83 let
Sončni znak: Rak
Znan tudi kot: William Thomson, 1. baron Kelvin
Rojena država: Irska
Rojen v: Belfast
Znani kot Matematik, fizik
Družina: Zakonca / Ex-: Margaret Crum oče: James Thomson mati: Margaret Gardner sorojenci: James Umrl: 17. decembra 1907 kraj smrti: Largs, Škotska Več dejstev izobraževanje: Peterhouse, Cambridge (1841–1845), Univerza v Glasgowu , Nagrade za akademsko ustanovo Royal Belfast: 1883 - Copleyjeva medalja 1856 - kraljeva medalja 1905 - medalja Johna Fritza - Smiths cena
