Heaviside, Olivere

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 14. června 2021; kontroly vyžadují 5 úprav .
Oliver Heaviside
Oliver Heaviside
Datum narození 18. května 1850( 1850-05-18 )
Místo narození Camden ( Velká Británie )
Datum úmrtí 3. února 1925 (74 let)( 1925-02-03 )
Místo smrti Torquay (UK)
Země Velká Británie
Vědecká sféra fyzika , matematika , strojírenství
Místo výkonu práce Velká severní telegrafní společnost
Známý jako Kennelly-Heaviside vrstva , Reaktance , Heaviside funkce , Diferenciální operátory , Vektorová analýza
Ocenění a ceny první příjemce Faradayovy medaile (1922)
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Oliver Heaviside ( narozen  Oliver Heaviside , 18. května 1850  – 3. února 1925 ) byl anglický samouk, vědec, inženýr , matematik a fyzik . Nejprve aplikoval komplexní čísla na studium elektrických obvodů , vyvinul techniku ​​pro aplikaci Laplaceovy transformace k řešení diferenciálních rovnic , přeformuloval Maxwellovy rovnice z hlediska trojrozměrných vektorů, intenzity elektrického a magnetického pole a elektrické a magnetické indukce a, nezávisle na ostatních matematicích vytvořil vektorovou analýzu . Navzdory skutečnosti, že Heaviside nebyl na nejlepší podmínky s vědeckou komunitou po většinu svého života, jeho práce změnila tvář matematiky a fyziky .

Životopis

Raný život

Heaviside se narodil v Anglii , londýnské čtvrti Camden , jako syn Thomase Heaviside a Rachel Elizabeth Westové a byl nejmladším z jejich čtyř synů. Můj otec pracoval jako rytec a výtvarník . Oliver se v raném dětství nakazil šarlatovou horečkou , která mu vážně poškodila sluch a ohluchla na celý život. Tato okolnost vážně poznamenala jeho dětství, protože kvůli problémům se sluchem nemohl normálně komunikovat se svými vrstevníky. Navzdory dobrým studijním výsledkům (v roce 1865 byl 5. z 500 studentů) opustil Oliver školu v 16 letech a samostatně studoval Morseovu abecedu , teorii elektřiny , elektrotechniku ​​a studoval jazyky - němčinu a dánštinu .

V roce 1868 se Heaviside přestěhoval do Dánska a stal se telegrafním operátorem , kde se rychle naučil složitosti tohoto řemesla. V roce 1871 se vrátil do Anglie a nastoupil na místo staršího telegrafisty u Great Northern Telegraph Company v Newcastlu , kde měl na starosti mezinárodní telegrafní provoz společnosti. V letech 1872-1873 publikoval své první práce o elektřině, o kterou se začal vážně zajímat James Maxwell . Maxwell zmínil Heavisideův výzkum ve druhém vydání své knihy Researches in Electricity and Magnetism, která Olivera inspirovala k tomu, aby bral vědu vážněji. V roce 1874 opustil svou pozici telegrafa a začal soukromě bádat v domě svých rodičů. Během této doby vyvinul teorii přenosových vedení (také známou jako „ telegrafní rovnice “). Heavisideovy rovnice přispěly k dalšímu rozvoji telegrafních komunikací.

Splatnost

V roce 1880 Heaviside zkoumal kožní efekt v telegrafních přenosových vedeních a přepsal Maxwellovy výsledky z jejich původní podoby v podmínkách moderní vektorové analýzy , čímž redukoval systém 20 rovnic ve 12 proměnných na 4 diferenciální rovnice , známé jako Maxwellovy rovnice . Maxwellovy čtyři rovnice popisují povahu stacionárních a pohybujících se nabitých částic a magnetických dipólů a vztah mezi nimi, jmenovitě elektromagnetickou indukci .

V letech 1880 až 1887 Oliver Heaviside vyvinul operační počet (vymyslel označení D pro diferenciální operátor), metodu pro řešení diferenciálních rovnic redukcí na obyčejné algebraické rovnice , která zpočátku způsobila mnoho kontroverzí kvůli nedostatku přísné odůvodnění. Pak pronesl slavnou větu: "Matematika je experimentální věda, definice se objevují jako poslední." Toto bylo v odezvě na kritiku pro použití ne přesto úplně definované operátory .

V roce 1887 navrhl Heaviside přidat induktory do transatlantického telegrafního kabelu (čímž se zvýšila jeho vlastní indukčnost ), aby se napravilo výsledné zkreslení. Z politických důvodů k tomu nedošlo. Později srbský fyzik Mihailo Pupin vyvinul způsob, jak rozšířit přenosový dosah telefonních linek instalací prodlužovacích cívek v pravidelných intervalech podél přenosové linky. Tato metoda následovala Heavisideovy myšlenky.

Ve dvou dokumentech v roce 1888 a 1889 Heaviside vypočítal deformaci elektrických a magnetických polí kolem pohybujícího se náboje a také účinky vstupu náboje do hustého média. Předpověděl Vavilov-Čerenkovův efekt a inspiroval J. Fitzgeralda k návrhu konceptu tzv. Lorentz-Fitzgeraldovy kontrakce .

V roce 1889 , po Thomsonově objevu elektronu , začal Heaviside pracovat na konceptu elektromagnetické hmoty. Heaviside to považoval za stejně skutečné jako masa materiálu, schopného vyvolat stejné účinky. Wilhelm Wien později ověřil Heavisideův výsledek pro malá zrychlení .

V roce 1891 Britská královská společnost uznala Heavisideův příspěvek k matematickému popisu elektromagnetických jevů udělením titulu Člen královské společnosti.

V roce 1893 navrhl elektromagnetický popis gravitace [1] .

V roce 1905 Heaviside obdržel čestný doktorát z univerzity v Göttingenu .

Poslední roky

V roce 1902 Heaviside předpověděl existenci Kennelly-Heaviside vrstvy v ionosféře . Heaviside návrhy zahrnovaly způsoby, jak přenášet rádiové signály kolem zakřivení zemského povrchu. Existence ionosféry byla potvrzena v roce 1923 . Heavisideovy předpovědi spolu s Planckovou teorií záření mohly ovlivnit konec pokusů o detekci rádiové emise ze Slunce a dalších astronomických objektů. Ať už byl důvod jakýkoli, zdá se, že celých 30 let nebyl žádný pokus, až do vynálezu radioastronomie v roce 1932 Karlem Janským .

Protože byl celý život v rozporu s vědeckou komunitou, v posledních letech svého života se vědec stal obzvláště výstředním. Přestože se Heaviside v mládí aktivně věnoval cyklistice, v šedesáti letech se jeho zdraví vážně zhoršilo. Během tohoto období Heaviside podepisoval korespondenci svým vlastním jménem s iniciálami WORM ( červ ), ačkoli tato písmena neznamenala nic. Heaviside si začal lakovat nehty narůžovo a místo domácího nábytku používat žulové kostky. Heaviside zemřel v Torquay ( Devon ) a je pohřben na hřbitově Paignton. Velké uznání se mu dostalo až po jeho smrti.

Vynálezy a objevy

Heaviside rozvinul myšlenku ionosféry předpovědí existence vrstvy Kennelly-Heaviside . Heaviside vyvinul teorii přenosových vedení (známou jako „ telegrafní rovnice “). Heaviside nezávisle představil Umov-Poyntingův vektor a tři roky před Lorentzem našel výraz pro Lorentzovu sílu [2] .

Heaviside zjednodušil původní Maxwellovy výsledky pro použití vědci. Tato nová formulace dala čtyři vektorové rovnice nyní známé jako Maxwellovy rovnice . Heaviside představil takzvanou funkci Heaviside , která se používá k modelování elektrického proudu v obvodu. Heaviside vyvinul koncept vektorové a vektorové analýzy . Heaviside vytvořil operátorovou metodu pro lineární diferenciální rovnice .

Heaviside předpověděl záření Vavilov-Čerenkov půl století před jeho objevem; ale to se stalo známým mnohem později než jeho smrt: při studiu rukopisů vědce na počátku sedmdesátých let.

Termíny teorie elektromagnetismu

Oliver Heaviside vytvořil následující termíny [3] :

Paralelně s D. W. Gibbsem dovedl teorii vektorů a vektorovou analýzu do podoby, v níž se jí začalo dostávat uznání tehdejší vědecké komunity. Předtím teorii vektorů odmítli někteří slavní vědci, například Kelvin . Prezentace této teorie je v knize O. Heaviside "The Theory of Electricity".

Paměť

V roce 1970 byl po Heaviside pojmenován Mezinárodní astronomickou unií kráter na odvrácené straně Měsíce .

Poznámky

  1. ↑ Gravitační a elektromagnetická analogie.
  2. ↑ Bolotovský B.M. Oliver Heaviside . - M .: Nauka, 1985. - S. 43-44.
  3. ↑ Bolotovský B.M.  Oliver Heaviside. Kapitola šestá

Viz také

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
Genealogie a nekropole