Lord Kelvin eller William Thompson var en berømt fysiker, matematiker og ingeniør, der er bedst kendt for sit arbejde i den matematiske analyse af elektricitet. Han blev født til en matematikerfar i det 19. århundrede og blev undervist i avanceret matematik fra sin tidlige barndom og blev en dygtig matematiker, mens han stadig var i skolen. Han fortsatte med at studere naturvidenskab og matematik ved 'University of Cambridge'. I en alder af 22 blev han medlem af 'University of Glasgow' som professor i naturfilosofi, en gren af akademikere, vi nu kender som fysik. På trods af invitationer fra mere berømte universiteter forblev Kelvin i Glasgow i 50 år. I løbet af sin lange videnskabelige karriere skrev han 600 artikler. Han spillede en vigtig rolle i formuleringen af den anden lov om termodynamik. Den absolutte temperaturskala's baseenhed Kelvin ‘K’ er navngivet til hans ære. Bortset fra at have en dybtgående indflydelse på den videnskabelige tanke i den æra, er han også kendt for sine bidrag til at lægge det transatlantiske telegrafkabel.
Barndom og tidligt liv
Lord Kelvin blev født som William Thompson den 26. juni 1824 i Belfast, Irland. Hans far James Thompson var en bemærket ingeniør og matematiker ved Royal Belfast Academical Institution. Hans mors navn var Margaret Gardner.
Han blev født fjerde blandt sine forældres seks overlevende børn. Han voksede op med ældre søstre, Elizabeth King og Anna Bottomley; og ældre bror, James A. Thomson. Han havde også yngre brødre, der hedder John og Robert, og en yngre søster kaldet Margaret Marshall.
I 1830, da Kelvin var seks år gammel, døde hans mor. Derefter blev børnene opdraget af deres far i en streng presbyteriansk tradition. Meget snart udviklede faren og sønnen et tæt forhold.
Kelvin begyndte sin formelle uddannelse ved Royal Belfast Academical Institution. Hjemme fik han og hans ældre bror James vejledning af deres far, der lærte dem de nyeste matematikprincipper, som endnu ikke var inkluderet i den britiske læseplan.
I 1832 blev James Thompson udnævnt til professor i matematik ved Glasgow University og flyttet til Glasgow. I oktober 1833 flyttede børnene også der; og William og James begyndte at gå på en skole under University of Glasgow og studerede der i de næste seks år.
Kelvin var lige så interesseret i klassikere og tjente en pris for at oversætte 'Lucian af Samosatas Dialogues of the Gods' fra latin til engelsk i en alder af 12. I 1838, i en alder af 14, begyndte han at studere matematik på universitetsniveau.
Han studerede astronomi og kemi mellem 1838 og 1839 og vandt en guldmedalje fra University of Glasgow for sit arbejde 'Essay on the Figure of the Earth'. I løbet af denne tid tog han et kursus i fysik, dengang kendt som naturfilosofi, for at studere varme, elektricitet og magnetisme.
Mot slutningen af 1840 stødte Kelvin over Jean-Baptiste Joseph Fouriers 'Den analytiske teori om varme' på universitetsbiblioteket. Han mestrede arbejdet, der handlede om anvendelsen af abstrakt matematik på varmestrømmen inden for en fjorten dag. På det tidspunkt havde han også læst Laplaces 'Mécanique céleste'.
I 1841 blev Kelvin grundigt fortrolig med fænomenerne varme, elektricitet og magnetisme. Samtidig med den formelle uddannelse blev han og hans bror også udsat for den kosmopolitiske atmosfære. De blev sendt til London i midten af 1839 og til Tyskland og Holland i midten af 1840. De rejste også til Paris, hvor de lærte fransk.
I 1841 trådte Kelvin ind i Peterhouse, Cambridge, hvor han fortsatte med at studere videnskab og udgav sin første artikel under pseudonymet P.Q.R samme år. Navngivet, 'Fouriers udvidelser af funktioner i trigonometriske serier', forsvarede papiret Fouriers matematiske teorier mod kritik fra mange britiske matematikere.
I 1842, mens han studerede til de matematiske Tripos-eksamener, udgav han en vigtig artikel om det samme emne. Det blev titlen 'På den ensartede bevægelse af varme og dens forbindelse med den matematiske teori om elektricitet'.
Samtidig med at studere naturvidenskab, især elektricitet, interesserede Kelvin en stor interesse i klassikere og litteratur. Han spillede også kornet og var lige så aktiv i sport, især rodning, og vandt Colquhoun Silver Sculls for en-sæders både i 1843.
I 1845 tog han den sidste del af de matematiske Tripos-undersøgelser. Han fik sin BA-grad som Second Wrangler og første Smith-prismand i samme år. I juni blev han valgt til en mand i Peterhouse.
Efter eksamen blev Kelvin flyttet til Paris med sit stipendium og arbejdede i nogen tid i det fysiske laboratorium hos Henri-Victor Regnault. Her mødte han og interagerede med berømte lærde som Jean-Baptiste Biot, Augustin-Louis Cauchy, Joseph Liouville og Charles-François Sturm.
På Liouville's anmodning begyndte han snart at arbejde på Faradays idé om, at elektrisk induktion foregår gennem et mellemliggende medium, ikke ved 'handling på afstand', hvilket gav sin første matematiske udvikling. Han udtænkte også den matematiske teknik for elektriske billeder, der blev brugt til at løse problemer med elektrostatik.
Videnskabelig karriere
I 1846 begyndte 22 år gamle Lord Kelvin sin karriere ved 'University of Glasgow' som professor i naturfilosofi. Han blev enstemmigt valgt til den prestigefyldte formand, der var faldt ledig det år. Meget snart blev han kendt i den akademiske cirkel som en kommende videnskabsmand.
I 1847 begyndte han at arbejde sammen med George Gabriel Stokes, kendt for at etablere videnskaben om hydrodynamik. Samarbejdet fortsatte i de næste 50 år, og de udvekslede ofte breve om vigtige videnskabelige teorier.
Kelvin deltog på det årlige møde i den britiske forening til fremme af videnskab, hvor han hørte James Prescott Joule argumenterer imod den kaloriske teori om varme såvel som teorien om varmemotoren og understregede i stedet konvertibilitet af varme og bevægelse.
Selvom Kelvin fandt, at hans ideer var spændende, var han skeptisk over for dem. Meget snart begyndte han at studere Carnot – Clapeyron teori, hvilket førte til, at han foreslog en absolut temperaturskala i 1848.
I marts 1851 var han i stand til at etablere Joule's teori og udgav en vigtig traktat med titlen 'On the Dynamical Theory of Heat' om den. Den indeholdt også hans version af den anden lov om termodynamik og tog således et vigtigt skridt hen imod sit kæledyrsprojekt, foreningen af videnskabelige teorier.
Efter udgivelsen af 'On the Dynamical Theory of Heat' begyndte Joule at korrespondere med Kelvin; hvilket var begyndelsen på et frugtbart samarbejde mellem de to, der varede fra 1852 til 1856. Joule gennemførte eksperimenter, og Kelvin analyserede dem og antydede ofte yderligere eksperimenter.
I 1852, mens han arbejdede med Joules, observerede Kelvin, at temperaturen på gas falder, når den udvides i et vakuum. Senere blev fænomenet kendt som 'Joule-Thompson-effekt' eller 'Kelvin-Joules-effekt'. Deres samarbejde hjalp med til at give accept for Joules værker og teorier.
Som ingeniør
Stokes skrev et brev til Lord Kelvin den 16. oktober 1854, hvor han bad om sin mening om Michael Faradays eksperimenter med det foreslåede transatlantiske telegrafkabel. Kelvin offentliggjorde sine beregninger om projektet i 1855 og viste, at projektet var økonomisk levedygtigt.
I en analyse i 1855 understregede han betydningen af kabeldesignen og sagde, at signalets hastighed gennem et givet kabel var omvendt proportionalt med kvadratet af dets længde. I 1856 blev ideen omtvistet af Atlantic Telegraph Company elektriker, Wildman Whitehouse
Efter Whitehouse's angreb forklarede Kelvin sin idé i en artikel i det populære Athenaeum-magasin. Det fangede myndighedernes opmærksomhed; og i december 1856 blev han valgt til bestyrelsen for Atlantic Telegraph Company. I mellemtiden fortsatte han med sine undervisnings- og forskningsbestræbelser.
I 1856 begyndte han sit arbejde med elektricitet og magnetisme, hvilket senere ville føre James Clark Maxwell til at udvikle sin teori om elektromagnetisme. Engang nu introducerede Kelvin også laboratoriearbejde i gradskurser. Han var imidlertid ikke en særlig succesrig forelæser, da han ofte talte om emner, som hans studerende næppe forstod.
Kelvin tog sig fri fra sin undervisningskarriere i august 1857 og satte sejlads på kabeludlægningsskibet, HMS Agamemnon, i en rådgivende egenskab. Desværre sluttede rejsen efter 380 miles på grund af tekniske grunde. Senere offentliggjorde han et papir om de belastninger, der var involveret i ubearbejdningskablet.
I 1858 sluttede han sig igen til kabeludlægningsekspeditionen ombord på HMS Agamemnon. På det tidspunkt havde han udviklet et komplet system til betjening af en ubådstelegraf ved hjælp af spejlsgalvanometeret og sifonoptageren. Da Whiteman nægtede at give tilladelse, kunne Kelvin imidlertid ikke bruge systemet.
I juni 1858 måtte HMS Agamemnon vende tilbage efter en katastrofal storm. Da bestyrelsen besluttede at opgive projektet, opfordrede Kelvin, Cyrus West Field og Curtis M. Lampson dem til at fortsætte.
Den tredje ekspedition, ledet af Whitehouse, mødte en katastrofe, og han blev fjernet fra sin stilling. Katastrofen gjorde det imidlertid muligt for Kelvin at tilegne sig nogle tekniske færdigheder og en mulighed for at løse praktiske problemer. Han begyndte nu at lede problemløsningsteamet fra fronten.
Den fjerde ekspedition med kabellægning, ledet af Kelvin, startede i juli 1865. Desværre måtte den opgives efter at have lagt 1.200 mil kabler. Endelig, i 1866, lykkedes det ikke kun at lægge nye kabler på to uger, men også gendanne og færdiggøre det foregående års kabel.
Da han vendte tilbage fra ekspeditionen, indgik Kelvin partnerskaber med to forskellige virksomheder, C.F. Varley og Fleming Jenkin. Mens han arbejdede for sidstnævnte, udtænkte han en automatisk afsender, en slags telegrafnøgle, der var i stand til at sende meddelelser på et kabel.
Samtidig med at lægge ubådkommunikationskabler fortsatte han at forfølge sine akademiske interesser. Han samarbejdede med Peter Guthrie Tait om en lærebog fra 1855 til 1867 og grundlagde studiet af mekanik. Senere arbejdede han også på virvelteorien om atom og allierede emner.
I 1880'erne arbejdede Kelvin med at perfektionere det justerbare kompas. Han opfandt også en tidevandsmaskine og dybdemålingsudstyr. Han indgav 70 patenter i sin karriere.
I 1890'erne var han leder af en international kommission, der besluttede designet af Niagara Falls-kraftværket.
Store værker
Lord Kelvin huskes bedst for sit arbejde i den matematiske analyse af elektricitet og magnetisme. Han spillede også en vigtig rolle i formuleringen af den første og anden lov om termodynamik.
Kelvin 'K', baseenheden i den absolutte temperaturskala, er opkaldt efter ham, fordi han var den første til at foreslå en "Absolutt termometrisk skala".
Hans andre værker inkluderer den dynamiske teori om varme, den geofysiske bestemmelse af jordens alder og andre grundlæggende værker inden for hydrodynamik.
Uden for den videnskabelige cirkel er Kelvin kendt for sit bidrag til at lægge transatlantiske telegrafkabler. Bortset fra at arbejde med Atlantic Telegraph Company, hjalp han med at lægge det franske atlantiske ubådkommunikationskabel i 1869, det vestlige, brasilianske og platino-brasilianske kabel i 1873.
Præmier og præstationer
Lord Kelvin blev ridderet af dronning Victoria den 10. november 1866. Senere i 1892 modtog han peerage og blev 1. baron Kelvin af Largs. Han blev udnævnt til en privat rådgiver og medlem af fortjenstordenen af kong Edward VII i 1902.
I 1851 blev han valgt til Royal Society og modtog Society's Royal Medal i 1856 og Copley Medal i 1883. Han tjente også som dens præsident fra 1890 til 1895. Derudover modtog han også adskillige andre priser og priser.
Kelvin var medlem af Royal Society of Edinburgh og fungerede som dens præsident først fra 1873 til 1878, derefter fra 1886 til 1890, og sidst fra 1895 indtil hans død i 1907.
Familie- og personlige liv
Lord Kelvin giftede sig med sin barndomskæreste Margaret Crum i september 1852. Desværre brød hendes helbred sammen under deres bryllupsrejse, og hun kom aldrig tilbage fra det. Hun døde den 17. juni 1870.
Den 24. juni 1874 giftede Thompson sig med Fanny Blandy, datter af Charles R. Blandy. Hun var 13 år junior. Han havde ikke børn fra nogen af sine ægteskaber.
Han fik forkølelse i november 1907, og hans tilstand forværredes meget hurtigt. Han døde den 17. december 1907 i sin skotske bopæl, Netherhall, i Largs i en alder af 83 år.
Hunterian Museum på University of Glasgow huser en permanent udstilling om hans værker. Det viser ikke kun mange af hans originale papirer, men også hans instrumenter og personlige artefakter, inklusive hans rygerør.
Trivia
Lord Kelvins bopæl i Glasgow var et af de første huse i verden, der blev oplyst af elektrisk lys.
Hurtige fakta
Fødselsdag 26. juni 1824
Nationalitet Britisk
Død i en alder: 83
Sol skilt: Kræft
Også kendt som: William Thomson, 1. Baron Kelvin
Født Land: Irland
Født i: Belfast
Berømt som Matematiker, fysiker
Familie: Ægtefælle / ægtefælle-: Margaret Crum far: James Thomson mor: Margaret Gardner søskende: James Døde den: 17. december 1907 dødssted: Largs, Skotland Flere faktauddannelser: Peterhouse, Cambridge (1841-1845), University of Glasgow , Royal Belfast Academical Institution Awards: 1883 - Copley Medal 1856 - Royal Medal 1905 - John Fritz Medal - Smiths pris
