James Clerk Maxwell (1831 – 1879) fu un famoso fisico matematico. Sviluppò una serie di equazioni che descrivono l’elettricità, il magnetismo e l’ottica come manifestazioni di un unico e medesimo fenomeno – il campo elettromagnetico. Le sue teorie erano alla base di campi come la relatività speciale e la meccanica quantistica.
James Clerk Maxwell è nato il 13 giugno 1831 a Edimburgo, Scozia. Suo padre era John Clerk, un avvocato, e sua madre Frances Cay. Fin da piccolo manifestò una grande curiosità, così sua madre si assunse la responsabilità della sua educazione precoce. Purtroppo morì quando Maxwell aveva solo 8 anni. Suo padre e sua cognata Jane si sono poi fatti carico della sua educazione. Dopo pochi tutor falliti, James fu mandato alla prestigiosa Edinburgh Academy all’età di 10 anni. Lì incontrò Lewis Campbell e Peter Guthrie Tait, suoi amici di una vita e anche noti studiosi. A quel tempo Maxwell era affascinato dalla geometria e vinse la medaglia di matematica della scuola e il primo premio sia per l’inglese che per la poesia, ma il suo talento passò per lo più inosservato. Aveva anche altri interessi.
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Finì il suo primo saggio scientifico all’età di 14 anni. All’età di 16 anni iniziò a frequentare le lezioni all’Università di Edimburgo. Lì sperimentò con apparecchi chimici, elettrici, magnetici e proprietà della luce polarizzata. Nell’ottobre del 1850, a 19 anni e matematico esperto, Maxwell lasciò la Scozia per l’Università di Cambridge. Si laureò lì nel 1854, con una laurea in matematica. Vi rimase dopo la laurea e fece domanda per una borsa di studio che gli permise di perseguire i propri interessi scientifici come la natura e la percezione dei colori. Nel 1856 lascia Cambridge per una cattedra ad Aberdeen. Lì risolse la natura degli anelli di Saturno e sposò Katherine Mary Dewar.
Quando fu licenziato dall’Università di Aberdeen e dopo essersi ripreso da un quasi fatale attacco di vaiolo, andò a Londra per diventare professore al King’s College. Lì esaminò la natura dei campi elettrici e magnetici e realizzò un modello concettuale per l’induzione elettromagnetica. Lasciò il King’s College nel 1865 e partì per Glenlair con Katherine. Lì scrisse articoli su vari disegni di reticolo e un libro di testo Theory of Heat. Divenne il primo professore di Fisica Cavendish a Cambridge nel 1871 e fu incaricato dello sviluppo del Laboratorio Cavendish. Morì a Cambridge di cancro all’addome il 5 novembre 1879 all’età di 48 anni.
Maxwell aveva studiato l’elettricità e il magnetismo e aveva dimostrato che due fenomeni erano correlati. Egli calcolò che la velocità di propagazione di un campo elettromagnetico è quella della velocità della luce, non credeva che questa sia solo una coincidenza e che questi tre fenomeni siano collegati e uguali. Questa connessione tra luce ed elettromagnetismo è considerata una delle grandi conquiste della fisica matematica del XIX secolo. Ha espresso l’elettromagnetismo nell’algebra dei quaternioni (un sistema di numeri che estende i numeri complessi). Maxwell introdusse il concetto di campo elettromagnetico. Oliver Heaviside semplificò la teoria di Maxwell fino a quattro equazioni differenziali, conosciute ora come le Leggi di Maxwell o le equazioni di Maxwell. Questo sistema richiede un quadro di riferimento assoluto in cui le equazioni erano valide, e le equazioni cambiavano forma per un osservatore in movimento. Questo problema ha ispirato Albert Einstein a formulare la teoria della relatività speciale. Maxwell contribuì anche al campo dell’ottica e allo studio della visione del colore, che creò le basi per la fotografia a colori.
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