William Thomson, Lord Kelvin - una biografia del famós físic, inventor i enginyer

William Thomson va néixer a la capital d'Irlanda del Nord — Belfast el 26 de juny de 1824. El seu pare escocès, després de la mort de la seva dona el 1830, es va traslladar amb els seus dos fills a Glasgow, on es va convertir en professor de matemàtiques a una universitat local. . Els nens van rebre una excel·lent educació a casa. Als 8 anys, William va començar a assistir a les conferències del seu pare, i als 10 anys es va matricular com a estudiant a la universitat.

Com que era un home ric, el seu pare viatjava molt amb els seus fills. Als 12 anys, William dominava quatre o cinc idiomes. La millora dels coneixements matemàtics va continuar a la Universitat de Cambridge (1841-1845). L'estudiant de quinze anys va començar a escriure i publicar les seves obres. El seu primer article publicat va aparèixer al Cambridge Mathematical Journal el maig de 1841. Va ser una defensa i un aclariment d'alguns teoremes fonamentals de l'"anàlisi harmònica" de Fourier.

Mostrant les primeres habilitats matemàtiques, Thomson es va convertir en un excel·lent matemàtic i al mateix temps es va familiaritzar bé amb l'estat modern de la física.

James, Margaret amb Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (d'esquerra a dreta)

Els resultats aconseguits no estan associats a cap restricció a la vida personal, la privadesa, etc. Thomson a la vida era alegre, sociable, viatjava molt i intentava no limitar-se a res. L'èxit l'acompanya.

Thomson va perfeccionar les seves habilitats com a experimentador durant diversos mesos al laboratori del famós físic francès, membre de l'Acadèmia de Ciències de París, Henri Victor Regno (1810-1878), que aleshores era professor al Collège de France. Thomson va apreciar les habilitats adquirides.

Els estudis van acabar i immediatament va quedar vacant el càrrec de cap del departament de física de la Universitat de Glasgow, per al qual va ser elegit William Thomson, de 22 anys, el 1846. El científic va acabar la seva càtedra a la venerable edat: l'1 d'octubre de 1899, però es va dedicar al treball científic fins al final de la seva vida. La universitat va reconèixer els mèrits de Thomson elegint-lo president el 1904.

William Thomson, 1869

Els interessos científics de Thomson són molt diversos. Passa molt de temps resolent problemes d'enginyeria. N'hi ha prou amb assenyalar que el científic es dedicava a matemàtiques, termodinàmica, enginyeria elèctrica, comunicacions, gas i hidrodinàmica, astro i geofísica. En total, va escriure més de 650 tractats, memòries, etc.

Els treballs sobre electrostàtica, electricitat i magnetisme van començar a aparèixer l'any 1845. Des de l'inici de la seva carrera docent, Thomson va haver de començar a muntar experiments de demostració i, a mesura que va adquirint experiència, va començar a realitzar proves experimentals de la seva pròpia investigació teòrica. Els resultats del treball teòric i experimental es discuteixen sovint amb científics tan distingits com M. Faraday i D. Maxwell.

Sovint passa que s'atribueixen paraules a figures concretes que mai les van pronunciar.William Thomson, més conegut com Lord Kelvin, no pot ser exonerat per cap tribunal per reclamar la mort de la física el 1900... tot i que mai ho va fer. Segons la versió popular, i a la llum del gran progrés de la física a finals del segle XIX, l'any 1900 Kelvin es va dirigir a l'Associació Britànica per a l'Avenç de la Ciència amb les següents paraules: “Ara no s'ha fet res nou en física. descobert. Només queden mesures cada cop més precises. "La trajectòria científica de Kelvin no és com la trajectòria d'un home propens a errors de judici d'aquesta magnitud. El seu lloc privilegiat a l'Olimp científic està assegurat pels seus múltiples mèrits.

— Javier Janes Lord Kelvin i el final de la física que mai va preveure

Avui en dia, el seu nom és especialment conegut com l'epònim del Sistema Internacional de Temperatura, una designació que honra el seu precís calculant el zero absolut uns -273,15 graus centígrads. Però la seva contribució va ser significativa per donar forma a la termodinàmica, desenvolupar la formulació matemàtica de l'electricitat i obrir el camí per entendre la relació entre la matèria i l'energia.

La seva tasca com a inventor i enginyer el va portar a perfeccionar les brúixoles de navegació, i sobretot va guanyar fama i fortuna gràcies a la seva feina en la telegrafia i als seus esforços per impulsar el projecte del cable transatlàntic.

William Thomson (Lord Kelvin) amb la seva brúixola, 1902.

En aquest breu article biogràfic, ens centrarem en els treballs del científic en l'àmbit de les telecomunicacions.

Thomson va aconseguir els seus primers resultats pràctics significatius en el procés de participació en la construcció de la línia telegràfica transatlàntica.

Durant uns quants anys després de la invenció del telègraf de Morse (1844), els països d'Europa i Amèrica del Nord estaven coberts amb una densa xarxa de línies telegràfiques, però els mercats de venda i les fonts de matèries primeres d'altres continents estaven fora de l'abast de les comunicacions.

Un desastre! Hi havia un pla per construir una línia telegràfica entre els EUA i l'Europa occidental a través d'Alaska, l'estret de Bering i Sibèria. L'empresa es va ensorrar al principi: la línia telegràfica transatlàntica va entrar en funcionament, i W. Thomson va ser en gran part responsable d'aquest esdeveniment.

El primer intent de col·locar un cable transatlàntic el 1857 va acabar amb un fracàs: el cable es va tallar. Thomson va començar immediatament a estudiar els seus paràmetres, va donar recomanacions per millorar el disseny.

Abans (1856) va demostrar que la velocitat de propagació d'un senyal en un cable és inversament proporcional a la seva resistència i capacitat elèctrica. El 1858, per registrar senyals telègrafs febles, el científic va inventar un galvanòmetre mirall, pel qual va rebre una patent nou anys més tard.

El mateix Thomson va participar en la col·locació del segon cable transatlàntic, situat al Great Eastern, el vaixell més gran d'aquella època (1865). Més tard va inventar un dispositiu per enregistrar telegrames automàticament anomenat gravador de sifó.

Thomson va començar a treballar en telecomunicacions l'any 1856, convertint-se en membre de la Atlantic Telegraph Company, i va continuar treballant en telegrafia i després en telefonia durant tota la seva vida.

El cable telègraf va donar impuls a les mesures elèctriques científiques (determinant la resistència del coure i l'aïllament, així com la capacitat dels cables).

El Great Eastern va ser el vaixell més gran del món quan va col·locar el primer cable transatlàntic l'any 1866. El vaixell de ferro tenia 211 metres d'eslora i transportava més de 1.000 quilòmetres de cable.

Cable telegràfic a Great Eastern

Càrrega del cable telegràfic transatlàntic cap al Gran Orient, 1866.

Enregistrador de trampes de telègraf fabricat per Muirhead & Co. Ltd. de l'estació de cable Ballingskelligs a la República d'Irlanda. Aquesta estació es va inaugurar el 1873, només nou anys després del Gran Viatge a l'Est que va posar el primer cable submarí amb èxit a través de l'oceà Atlàntic. El gravador de sifó va ser inventat per Lord Kelvin el 1867 per utilitzar-lo amb el nou cable telegràfic transatlàntic.

El motor de William Thomson, 1871.

El voltímetre de William Thomson, un primer mesurador de diferència de potencial, cap a mitjans de la dècada de 1880

Per descomptat, no és possible enumerar tots els èxits del científic i inventor en una petita nota, però no podem deixar de recordar la fórmula de Thomson obtinguda el 1853 per calcular la freqüència de ressonància del circuit oscil·lant.

La transmissió i distribució d'electricitat també va cridar la seva atenció. El 1879, en declarar sobre la transmissió elèctrica davant una comissió parlamentària, va demostrar que era possible transferir amb una economia de 21.000 CV. sota pressió de 80.000 volts a una distància de 300 milles. Dos anys més tard va presentar una ponència a l'Associació Britànica titulada "The Economics of Metallic Electric Conductors".

El 1890va ser nomenat president de la Comissió Internacional del Niàgara, que examina, informa i atorga plans per a la generació i transmissió d'energia elèctrica des de les cascades del Niàgara.

William Thomson estava connectat amb un negoci més petit de la mateixa naturalesa, situat no gaire lluny de casa seva, que generava electricitat a Foyer Falls i l'utilitzava per a la fabricació d'alumini per la British Aluminium Company.

Es pot dir que ningú no ha inventat més d'una varietat d'instruments de mesura elèctrics per a ús estàndard, de laboratori o comercial que ell.

Instruments de mesura elèctrica de William Thomson

Les obres de Thomson sempre troben un ràpid reconeixement, els premis no van arribar tard. El 1846 va ser elegit membre d'Edimburg, i cinc anys més tard, de la Royal Society de Londres. Els únics fets tristos: la mort del seu pare (1849) durant una epidèmia de còlera i la mort de la seva dona (1870).

L'explotació de 70 patents, el treball com a consultor en moltes empreses (inclosa l'empresa Marconi) va permetre no avergonyir-se dels mitjans. El 1870, Thomson va comprar un iot de luxe "Lalla Rukh" amb un desplaçament de 126 tones.Una mica més tard (1874) va construir un castell a la finca comprada Nisergall prop de la desembocadura del riu Clyde (Escòcia). Es va dedicar una quantitat considerable de temps viatjant a l'estranger. Durant un d'ells, el científic va visitar Odessa i Sebastopol.

Lord Kelvin al iot "Lala Rukh" 1899.

El 1858, Thomson va ser nomenat cavaller pel seu èxit en la col·locació del cable. El 1892, la reina Victòria li va concedir l'anglès pels grans èxits científics. Així Sir Thomson es va convertir en Lord Kelvin.El cognom va ser escollit pel nom del riu a la vora del qual es troba la Universitat de Glasgow.

El nou senyor esdevingué automàticament membre de la Cambra dels Lords a partir de 1892, on s'ocupà de temes d'educació superior, tecnologia i implantació del sistema mètric al país. Va ser membre i president de moltes societats científiques d'arreu del món, inclòs un membre honorari de l'Acadèmia de Ciències de Sant Petersburg, i va rebre moltes medalles honorífices.

L'any 1884, la Universitat de Heidelberg, en honor al seu 300è aniversari, desitjant concedir-li un títol honorífic i constatant que l'únic títol de medicina disponible que encara no posseïa, li va atorgar aquest diploma.

França el va convertir en Gran Oficial de la Legió d'Honor. Va ser quatre vegades president de la Royal Society of Edinburgh (l'Acadèmia Nacional Escocesa de Ciències i Lletres) i dues vegades president de la Institution of Electrical Engineers.

Al final d'un segle, sense precedents en la història del món en el progrés de la civilització i la ciència, mirant enrere i rastrejant el creixement de les antigues, l'inici i el desenvolupament de les noves ciències i l'estreta unió de la teoria i la pràctica que demostra que això és beneficiós per a la humanitat, veiem a tot arreu i a cada etapa la notable obra d'un geni universal: William Thomson, després Sir William Thomson, i ara Lord Kelvin.

— JD Cormack. A partir d'un article a la revista Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin pronunciant la seva última conferència a la Universitat de Glasgow, l'1 d'octubre de 1899.

Universitat de Glasgow, 1899.

Lord i Lady Kelvin amb destacats enginyers de General Electric, cap al 1900. La foto també mostra T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz i Eliu Thomson.

El treball de Lord Kelvin va rebre un reconeixement mundial.2.500 convidats van venir per celebrar el 50è aniversari de la seva càtedra. La celebració va durar tres dies.

Al final de la seva vida, Kelvin va ser elegit president de la Royal Society de Londres (1900-1905), càrrec que abans ocupava Newton. Va passar els dos últims anys lluitant contra la malaltia a Nethergaol, on va morir el 17 de desembre de 1907. Va ser enterrat a l'abadia de Westminster prop de la tomba de Newton.

L'any 1924 es va celebrar àmpliament el 100è aniversari del naixement del científic. El sisè número de la revista Electricity, dedicat íntegrament a Kelvin, va sortir amb una inscripció vermella a la portada: "Lord Kelvin's Number".