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Physicien
écossais
Physicien
écossais, grand théoricien, connu entre autres pour avoir
établi les équations de l'électromagnétisme.
Ces contributions en firent l'un des hommes scientifiques les plus
importants du XIXe siècle.
Maxwell développa
également la théorie cinétique des gaz,
qui explique les propriétés physiques et la nature d'un
gaz. Ses travaux incluent des recherches sur la vision des couleurs
et sur les principes de la thermodynamique (principe ergodique).
Brillant
élève au collège, James Clerk Maxwell poursuit
des études de mathématiques aux universités d''Edimbourg
et de Cambridge. Il obtient une chaire de philosophie naturelle (c'est
- à - dire de Physique) à Aberdeen à l'âge
de vingt-cinq ans. Puis, de 1860 à 1865, il occupe le poste de
professeur au King's College de Londres. A la suite de ces cinq années
d'enseignement, il décide de se retirer dans sa propriété
de Glenair, en Ecosse. Il y restera cinq autres années qu'il
emploiera à étudier. En 1871, Maxwell est nommé
directeur du laboratoire Cavendish à l'université
de Cambridge (où il devint aussi le premier professeur de Physique
expérimentale). Il n'aura alors de cesse de le développer
afin qu'il devienne le centre de formation scientifique le plus illustre
de son temps.
Dès
le début de sa carrière, Maxwell s'intéresse à
la dynamique des gaz. Après avoir prouvé mathématiquement
que les anneaux de Saturne sont constitués de particules distinctes,
il étudie la répartition des vitesses des molécules
gazeuses (conforme à loi de Gauss). En 1860, il montre que l'énergie
cinétique de ces molécules ne dépend que de
leur nature.
Mais
ce sont ses recherches en électromagnétisme qui
font de Maxwell un des savants les plus célèbres du XIXe siècle. Il poursuit
les travaux de Faraday sur l'électromagnétisme, et introduit
dès 1862 la notion de champ. Puis, il montre qu'un champ magnétique
peut être créé par la variation d'un champ électrique
.
Il établit
la relation mathématique liant champs électriques et
magnétiques, et démontra que la lumière est
constituée d'ondes électromagnétiques (1864). Son
uvre principale est son Traité d'électricité
et de magnétisme (Treatise on Electricity and Magnetism)
(1873), dans lequel il publia pour la première fois les quatre équations
différentielles qui décrivent la nature des champs électromagnétiques en
termes d'espace et de temps. (voir ci-dessous).
Les travaux de
Maxwell ont ouvert la voie aux recherches d'Heinrich Rudolf Hertz,
qui réalisa les expériences confirmant les théories
électromagnétiques.
Ces théories
permirent d'établir l'égalité entre la vitesse
de la lumière en unités du système CGS et le rapport
des grandeurs, en unités électromagnétiques et
en unités électrostatiques, qui caractérisent l'onde.
L'unité CGS de flux magnétique prit le nom de maxwell
en son honneur. Parmi les autres ouvrages importants de Maxwell figurent
Théorie de la chaleur (Theory of Heat, 1877) et Matière
et mouvement (Matter and Motion, 1876).
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