Yəqin ki, James Joel adını bilməyən yoxdur. Bu fizikin kəşflərindən bütün dünyada istifadə olunur. Alim hansı yolu tutdu? O, hansı kəşfləri etdi?
Görkəmli bir fizikin həyatı
James Joule 24 dekabr 1818-ci ildə anadan olub. Gələcək fizikin tərcümeyi-halı İngiltərənin Salford şəhərində, uğurlu pivə zavodu sahibinin ailəsində başlayır. Oğlanın təhsili evdə keçdi, bir müddət John D alton tərəfindən fizika və kimya dərsləri verildi. Onun sayəsində ingilis fiziki elmə aşiq oldu.
Coulun səhhəti yaxşı deyildi, o, evdə çox vaxt keçirir, fiziki təcrübələr və təcrübələr aparırdı. Artıq 15 yaşında atasının xəstəliyi səbəbindən pivə zavodunu qardaşı ilə birlikdə idarə etməli oldu. Atasının fabrikində işləmək ona universitetə daxil olmaq imkanı vermədi, buna görə də Ceyms Coul özünü bütünlüklə ev laboratoriyasına həsr etdi.
1838-ci ildən 1847-ci ilə qədər fizik elektrik enerjisini fəal şəkildə öyrəndi və ilk elmi tərəqqisini etdi. Annals of Electricity-də o, elektrik haqqında məqalə dərc etdi və 1841-ci ildə indi onun adını daşıyan yeni fiziki qanun kəşf etdi.
1847-ci ildə Joule Amelia Grimes ilə ilk və yeganə evliliyinə girdi. Tezliklə onlar varAlice Amelia və Benjamin Arthur anadan olub. 1854-cü ildə həyat yoldaşı və oğlu öldü. Coul özü 1889-cu ildə İngiltərədə, Sale şəhərində vəfat edir.
Həyatı boyu o, fizika üzrə 97-yə yaxın məqalə dərc etdirib, onlardan bəziləri digər alimlərlə birgə yazıb: Lyon, Tomson və s. Görkəmli elmi nailiyyətlərə və kəşf edilmiş fizika qanunlarına görə o, bir neçə medalla təltif edilib və mükafatlar alıb. Böyük Britaniya hökumətindən təxminən 200 funt sterlinq məbləğində ömürlük pensiya.
İlk işlər və təcrübələr
Atasının pivə zavodunda buxar mühərriklərini müşahidə edərkən, James Joule səmərəlilik üçün onları elektrik mühərrikləri ilə əvəz etmək qərarına gəldi. 1838-ci ildə elmi jurnalda ixtira etdiyi elektromaqnit mühərrikinin cihazını təsvir edən məqalə dərc etdi. 1840-cı ildə pivə zavodunda yeni elektrik mühərrikləri peyda oldu və fizik elektrik cərəyanı və istilik buraxılışını öyrənməyə davam etdi. Sonradan məlum oldu ki, buxar maşınları daha səmərəlidir.
Təcrübələr zamanı Joule temperaturu 1/200 dərəcə dəqiqliklə ölçə bilən termometrlər yaradır. Bu, ona cərəyanın istilik effektinin öyrənilməsini daha dərindən öyrənməyə imkan verir. 1840-cı ildə, sonrakı müşahidələr sayəsində fizik maqnit doymasının təsirini kəşf etdi. Elə həmin il o, Kral Elmi Cəmiyyətinə “Elektrik cərəyanı vasitəsilə istiliyin əmələ gəlməsi haqqında” əsərini göndərir. Məqalə qiymətləndirilmədi. Yalnız Manchester Literary and Philosophical Journal onu nəşr etməyə razılıq verdi.
Joule-Lenz Qanunu
London Elmi Cəmiyyəti tərəfindən tanınmayan məqalə sonradan əsas məqalələrdən biri oldu.alimin nailiyyətləri. Məqalədə James Joule cari güclə ayrılan istilik miqdarı arasındakı əlaqədən danışdı. O, dirijorda ayrılan istilik miqdarının keçiricinin müqaviməti, qüvvənin kvadratı və cərəyanın keçmə vaxtı ilə düz mütənasib olduğunu müdafiə etdi.
O zaman oxşar nəzəriyyə Emilius Lenz tərəfindən hazırlanmışdı. Metal keçiricinin keçiriciliyinin temperaturdan asılı olması faktı hələ 1832-ci ildə rus fiziki tərəfindən kəşf edilmişdir. Dirijordakı temperaturu dəqiq müəyyən etmək üçün alim spirtin töküldüyü xüsusi bir qab ixtira etdi. Cərəyanın keçdiyi tel gəmiyə endirildi. Sonra, spirtin nə qədər qızdırılacağı izlənildi. Joule James Prescott oxşar üsuldan istifadə etdi, lakin maye kimi sudan istifadə etdi.
Lenz uzun illər apardığı tədqiqatın nəticələrini yalnız 1843-cü ildə dərc etdi, lakin onun yazılarında ilk vaxtlar əsəri çap olunmaq belə istəməyən Coulunkindən daha dəqiq elmi əsaslandırmalar var idi. Coulun üstünlüyü və Emil Lenzin dəqiq hesablamaları nəzərə alınaraq qanuna hər ikisinin adının verilməsi qərara alınıb. Zamanla Joule-Lenz qanunu termodinamikanın əsasını qoydu.
Maqnitötürücü
Elektrik cərəyanının xassələri ilə paralel olaraq Ceyms Coul maqnit hadisələrini öyrənir. 1842-ci ildə o, maqnit dalğalarının təsiri altında dəmirin ölçülərinin dəyişdiyini görür. Əgər metal çubuqlar maqnit sahəsinə yerləşdirilərsə, onların uzunluğu bir qədər uzanacaq.
Elmi ictimaiyyət burada hər hansı kəşfin mövcudluğuna şübhə ilə yanaşırdı. Çubuqların ölçüsündə dəyişiklik olduo qədər əhəmiyyətsiz idi ki, insan gözü onu tuta bilməzdi. Lakin fizik vizual sübut əldə etdiyi xüsusi bir texnika hazırladı.
Sonradan məlum oldu ki, başqa metallar da bu təsirə malikdir və bu hadisənin özü maqnitostriksiya adlanır. İndi Joulun kəşfi üçün bir çox tətbiq tapıldı. Məsələn, maqnitostriktiv metallar çənlərdə suyun səviyyəsini ölçmək üçün dalğa bələdçisinin materialı kimi xidmət edir. Bu fenomen həmçinin oğurluğa qarşı sistemlərdə etiketlər hazırlamaq üçün istifadə olunur.
Qaz təcrübələri
40-cı illərdə Ceyms Coul qazın xassələrini, yəni onun genişlənməsi və büzülməsi ilə bağlı hadisələri fəal şəkildə öyrənirdi. O, nadirləşdirilmiş qazın genişlənməsi ilə təcrübə apararaq, onun daxili enerjisinin həcmdən asılı olmadığını sübut etdi. Yalnız qazın temperaturu önəmlidir.
1848-ci ildə Joule fizika tarixində ilk dəfə olaraq qaz molekullarının sürətini ölçdü. Bu təcrübə qazların kinetik nəzəriyyəsi üzərində ilk iş idi və bu sahədə gələcək tədqiqatlara təkan verdi. Coulun işi daha sonra şotlandiyalı Ceyms Maksvell tərəfindən davam etdirildi.
İngilis fizikinin şərəfinə verdiyi mühüm elmi töhfəyə görə işin, istilik və enerjinin miqdarının ölçü vahidi Joule adlandırılmışdır.
Coul və Tomson
William Tomson Coulun fəaliyyətinə və onun elm aləmində tanınmasına böyük təsir göstərdi. Alimlər 1847-ci ildə Coule Britaniya Alimlər Assosiasiyasına istiliyin mexaniki ekvivalentinin ölçülməsi haqqında hesabat təqdim edərkən görüşdülər.
Tomson Couldan əvvəl elmi dairələrdə ciddi qəbul olunmurdu. Kim bilir, William Tomas Britaniya cəmiyyətinin “snoblarına” onların əhəmiyyətini izah etməsəydi, bəlkə də biz onun kəşf etdiyi fizika qanunlarını bilmədik.
Fiziklər birlikdə qazların xassələrini tədqiq edərək qazın adiabatik tənzimləmə zamanı soyuduğunu kəşf etdilər. Yəni, qazın (və ya mayenin) temperaturu ağızdan (izolyasiya edilmiş klapan) keçərkən azalır. Bu fenomen Joule-Tomson effekti adlanır. İndi bu fenomen aşağı temperaturları əldə etmək üçün istifadə olunur.
Alimlər həmçinin Uilyam Tomsona məxsus olan Lord Kelvin titulu ilə adlandırılan termodinamik şkala üzərində də işləyiblər.
James Joule etirafı
Şöhrət və tanınma hələ də ingilis fizikini arxada qoydu. 1950-ci illərdə o, London Kral Cəmiyyətinin üzvü olur və Kral Medalı ilə təltif edilir. 1866-cı ildə Kopli medalını, daha sonra isə Albert medalını aldı.
Bir neçə dəfə Coul Britaniya Elmi Assosiasiyasının prezidenti oldu. O, Dublin Kolleci, Edinburq və Oksford Universitetlərində hüquq elmləri doktoru dərəcələrinə layiq görülüb.
Mançesterdə City Hallda onun şərəfinə heykəl və Vestminster Abbatlığında xatirə abidəsi var. Ayın uzaq tərəfində James Joule krateri var.
Nəticə
Adı fizika qanunlarına və ölçü vahidlərinə verilən məşhur alim tanınmağa nail ola bilməyib. Onun sayəsindəəzm və iş, o, çoxsaylı uğursuzluqlar qarşısında dayanmadı. Sonda o, günəşin altında və ya heç olmasa Ay kraterində öz yerini tutmaq hüququnu sübut etdi.
