О́лівер Ге́вісайд (англ. Oliver Heaviside, 18 травня, 1850, Лондон, Англія, Британська імперія — 3 лютого, 1925, Торкі, Девон, Англія, Британська імперія) — британський учений-самоук, інженер, математик і фізик англійського походження. Вперше комплексні числа для вивчення електричних ланцюгів, розробив техніку застосування перетворення Лапласа для вирішення диференціальних рівнянь, переформулював рівняння Максвелла в термінах тривимірних векторів, напруженостей електричного та магнітного полів і електричної та магнітної індукцій, і, незалежно від інших математиків, створив векторний аналіз. Попри те, що Гевісайд більшу частину життя не ладнав з науковою спільнотою, його роботи змінили вигляд математики та фізики.
Олівер Гевісайд | |
---|---|
Народився | 18 травня 1850 Лондон, Англія, Британська імперія |
Помер | 3 лютого 1925 (74 роки) Торкі, Девон, Англія, Британська імперія |
Поховання | d[1] |
Місце проживання | Ньюкасл-апон-Тайн[1] d[1] d[1] Торкі[1] |
Країна | Велика Британія |
Національність | англієць |
Діяльність | математик, фізик, інженер, telegraphist |
Галузь | математика, фізика |
Вчителі | Чарльз Вітстон |
Членство | Лондонське королівське товариство[1] d[1] Американська академія мистецтв і наук |
Відомий завдяки: | Векторний аналіз, реактивний опір |
Нагороди | |
Відома цитата: «Невже я повинен відмовитися від хорошого обіду, якщо я не розумію процесів травлення?» | |
Олівер Гевісайд у Вікісховищі |
Життєпис
Молодість
Олівер Гевісайд народився в Англії, лондонському боро Кемден, у родині Томаса Гевісайда та Рейчел Елізабет Вест і був молодшим з їх чотирьох синів. Батько працював гравером і художником. У ранньому дитинстві Олівер перехворів скарлатиною, внаслідок чого серйозно постраждав його слух і він погано чув усе життя. Ця обставина серйозно вплинуло на його дитинство, тому що через проблеми зі слухом він не міг нормально спілкуватися з ровесниками. Незважаючи на хорошу успішність (в 1865 рік був п'ятим з 500 учнів), Олівер кинув школу в 16 років і самостійно вивчав азбуку Морзе, теорію електрики, електротехніку і займався мовами — німецькою та данською.
У 1868 році Гевісайд переїжджає до Данії і стає телеграфістом, де швидко освоює тонкощі професії. 1871 року він повертається в Англію і займає пост старшого телеграфіста у [en] в Ньюкаслі, де відповідає за міжнародний телеграфний трафік компанії. У 1872—1873 роках публікує свої перші роботи з електрики, якими серйозно зацікавився Джеймс Максвел. Максвел згадує про дослідження Гевісайда у другому виданні своєї книги «Дослідження з електрики і магнетизму», що надихає Олівера на серйозніші заняття наукою. В 1874 у він залишає посаду телеграфіста і займається дослідженнями в будинку своїх батьків. В цей час він розробив теорію ліній передачі (також відому як «телеграфні рівняння»). Гевісайд математично довів, що рівномірно розподілена ємність телеграфної лінії мінімізує одночасно загасання та спотворення сигналу. Якщо ємність досить велика і електричний опір ізоляції не надто великий, в лінії не буде спотворень і всі частоти будуть затухати однаково. Рівняння Гевісайда сприяли подальшому розвитку телеграфного зв'язку.
Зрілість
В 1880 у Гевісайд досліджував скін-ефект в телеграфних лініях передачі і переписав результати Максвела з їх первісної форми до форми, вираженої в термінах сучасного векторного аналізу, таким чином звівши систему з 20 рівнянь з 12 змінними до 4 диференціальних рівнянь, відомих як рівняння Максвелла. Чотири рівняння Максвела описують природу нерухомих і рухомих заряджених частинок і магнітних диполів, і співвідношення між ними, а саме електромагнітну індукцію.
Між 1880 і 1887 роками, Олівер Гевісайд розробляв (він ввів позначення D для диференціального оператора), метод розв'язку диференціальних рівнянь за допомогою зведення до звичайних алгебричних рівнянь, який спочатку викликав бурхливу полеміку через відсутність суворого обґрунтування. Тоді він виголосив відому фразу: «Математика є наука експериментальна, визначення з'являються останніми». Це було відповіддю на критику за використання ще не цілком певних операторів.
У 1887 році Гевісайд запропонував додати котушки індуктивності до трансатлантичного телеграфного кабелю (збільшивши тим самим власну індуктивність) для корекції спотворень. З політичних причин цього зроблено не було. Пізніше, сербський фізик Михайло Пупін. Розробив спосіб збільшення дальності передачі для телефонних ліній з допомогою установки через певні інтервали уздовж лінії передачі. Цей метод наслідував ідеї Гевісайда.
У двох роботах 1888 та 1889 років Гевісайд обчислив деформацію електричного і магнітного полів навколо рухомого заряду, а також ефекти входження заряду в щільну середовище. Він передбачив черенковське випромінювання і надихнув Дж. Фіцджеральда запропонувати поняття так званого .
В 1889, після відкриття Томсоном електрона, Гевісайд почав роботу над концепцією електромагнітної маси. Гевісайд вважав її настільки ж справжньою, як і масу матеріальну, і здатну робити такі ж ефекти. Вільгельм Він пізніше перевірив результат Гевісайда для малих прискорень.
1891 року Лондонське королівське товариство визнало внесок Гевісайда в математичний опис електромагнітних явищ, присвоївши звання члена Королівського товариства. 1905 року Гевісайд став Гоноріс кауза (почесним доктором) Університету Геттінгена.
Останні роки
У 1902 році у Гевісайд передбачив існування в іоносфері шару Кеннеллі-Гевісайда. Припущення Гевісайда включали способи передачі радіосигналів в обхід кривини земної поверхні. Існування іоносфери було підтверджено 1923 року. Пророцтва Гевісайда, разом з теорією випромінювання Планка, можливо, вплинули на припинення спроб виявити радіовипромінювання Сонця та інших астрономічних об'єктів. Яка б не була причина, напевно, спроб не було протягом 30 років, до винаходу в 1932 році Карлом Янським радіоастрономії.
Будучи все життя не в ладах з науковим співтовариством, в останні роки життя вчений став вельми ексцентричний. Хоча в молодості Гевісайд активно займався велосипедним спортом, на шостому десятку років його здоров'я серйозно погіршилося. В цей період Гевісайд підписував кореспонденцію своїм ім'ям з ініціалами WORM (черв'як), хоча ці букви нічого не позначали. Гевісайд почав фарбувати нігті в рожевий колір і використовувати гранітні брили замість домашніх меблів. Гевісайд помер в Торкі (Девон), і похований на кладовищі Пейнтон. Велика частина визнання прийшла до нього після смерті.
Винаходи та відкриття
Гевісайд розвинув ідею іоносфери, передбачивши існування (шару Кеннеллі-Гевісайда). Гевісайд розробив теорію ліній передач (відому як «телеграфні рівняння»). Гевісайд незалежно ввів вектор Пойнтінга і за три роки до Лоренца знайшов вираз для сили Лоренца.
Гевісайд спростив для використання вченими оригінальні результати Максвела. Це нове формулювання дало чотири векторних рівняння, відомих тепер як рівняння Максвелла. Гевісайд ввів так звану функцію Гевісайда, використовувану для моделювання електричного струму в ланцюзі. Гевісайд розробив поняття вектор та векторний аналіз. Гевісайд створив для лінійних диференціальних рівнянь.
Терміни теорії електромагнетизму
Олівер Гевісайд увів такі терміни:
- «Електрет» для електричного аналога постійного магніту, або, іншими словами, будь-яка речовина, що має квазісталу електричну поляризацію (наприклад, сегнетоелектрик).
- У вересні 1885 року, «провідність» та «проникність».
- У лютому 1886 року, «індуктивність».
- У липні 1886 року, «імпеданс».
- У грудні 1887 року, «адмітанс».
- У травні 1888 року, «магнітоопір».
Паралельно з Джозаєю Віллардом Ґіббзом привів теорію векторів і векторного аналізу до вигляду, в якому її стала визнавати тогочасна наукова спільнота. До цього теорія векторів викликала неприйняття в деяких відомих вчених, наприклад, Кельвіна. Виклад цієї теорії є в книзі О. Гевісайда «Теорія електрики».
Примітки
Література та джерела
- Храмов Ю. А. Физики. Биографический справочник. М.:Наука,1983.,стр. 96.
- Болотовский Б. М. , М.: «Наука», 1985 г.
- Нахин П. Дж. //В мире науки. № 8, 1990
- Применко Л. Оливер Хевисайд Жизнь и творчество, Каменец-Подольский,"Абетка", 2004. С. 295. - 500 экз.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
O liver Ge visajd angl Oliver Heaviside 18 travnya 1850 London Angliya Britanska imperiya 3 lyutogo 1925 Torki Devon Angliya Britanska imperiya britanskij uchenij samouk inzhener matematik i fizik anglijskogo pohodzhennya Vpershe kompleksni chisla dlya vivchennya elektrichnih lancyugiv rozrobiv tehniku zastosuvannya peretvorennya Laplasa dlya virishennya diferencialnih rivnyan pereformulyuvav rivnyannya Maksvella v terminah trivimirnih vektoriv napruzhenostej elektrichnogo ta magnitnogo poliv i elektrichnoyi ta magnitnoyi indukcij i nezalezhno vid inshih matematikiv stvoriv vektornij analiz Popri te sho Gevisajd bilshu chastinu zhittya ne ladnav z naukovoyu spilnotoyu jogo roboti zminili viglyad matematiki ta fiziki Oliver GevisajdNarodivsya18 travnya 1850 1850 05 18 London Angliya Britanska imperiyaPomer3 lyutogo 1925 1925 02 03 74 roki Torki Devon Angliya Britanska imperiyaPohovannyad 1 Misce prozhivannyaNyukasl apon Tajn 1 d 1 d 1 Torki 1 Krayina Velika BritaniyaNacionalnistangliyecDiyalnistmatematik fizik inzhener telegraphistGaluzmatematika fizikaVchiteliCharlz VitstonChlenstvoLondonske korolivske tovaristvo 1 d 1 Amerikanska akademiya mistectv i naukVidomij zavdyaki Vektornij analiz reaktivnij opirNagorodichlen Londonskogo korolivskogo tovaristva 1891 medal Faradeya 1922 d 1924 Vidoma citata Nevzhe ya povinen vidmovitisya vid horoshogo obidu yaksho ya ne rozumiyu procesiv travlennya Oliver Gevisajd u VikishovishiZhittyepisMolodist Oliver Gevisajd narodivsya v Angliyi londonskomu boro Kemden u rodini Tomasa Gevisajda ta Rejchel Elizabet Vest i buv molodshim z yih chotiroh siniv Batko pracyuvav graverom i hudozhnikom U rannomu ditinstvi Oliver perehvoriv skarlatinoyu vnaslidok chogo serjozno postrazhdav jogo sluh i vin pogano chuv use zhittya Cya obstavina serjozno vplinulo na jogo ditinstvo tomu sho cherez problemi zi sluhom vin ne mig normalno spilkuvatisya z rovesnikami Nezvazhayuchi na horoshu uspishnist v 1865 rik buv p yatim z 500 uchniv Oliver kinuv shkolu v 16 rokiv i samostijno vivchav azbuku Morze teoriyu elektriki elektrotehniku i zajmavsya movami nimeckoyu ta danskoyu U 1868 roci Gevisajd pereyizhdzhaye do Daniyi i staye telegrafistom de shvidko osvoyuye tonkoshi profesiyi 1871 roku vin povertayetsya v Angliyu i zajmaye post starshogo telegrafista u en v Nyukasli de vidpovidaye za mizhnarodnij telegrafnij trafik kompaniyi U 1872 1873 rokah publikuye svoyi pershi roboti z elektriki yakimi serjozno zacikavivsya Dzhejms Maksvel Maksvel zgaduye pro doslidzhennya Gevisajda u drugomu vidanni svoyeyi knigi Doslidzhennya z elektriki i magnetizmu sho nadihaye Olivera na serjoznishi zanyattya naukoyu V 1874 u vin zalishaye posadu telegrafista i zajmayetsya doslidzhennyami v budinku svoyih batkiv V cej chas vin rozrobiv teoriyu linij peredachi takozh vidomu yak telegrafni rivnyannya Gevisajd matematichno doviv sho rivnomirno rozpodilena yemnist telegrafnoyi liniyi minimizuye odnochasno zagasannya ta spotvorennya signalu Yaksho yemnist dosit velika i elektrichnij opir izolyaciyi ne nadto velikij v liniyi ne bude spotvoren i vsi chastoti budut zatuhati odnakovo Rivnyannya Gevisajda spriyali podalshomu rozvitku telegrafnogo zv yazku Zrilist V 1880 u Gevisajd doslidzhuvav skin efekt v telegrafnih liniyah peredachi i perepisav rezultati Maksvela z yih pervisnoyi formi do formi virazhenoyi v terminah suchasnogo vektornogo analizu takim chinom zvivshi sistemu z 20 rivnyan z 12 zminnimi do 4 diferencialnih rivnyan vidomih yak rivnyannya Maksvella Chotiri rivnyannya Maksvela opisuyut prirodu neruhomih i ruhomih zaryadzhenih chastinok i magnitnih dipoliv i spivvidnoshennya mizh nimi a same elektromagnitnu indukciyu Mizh 1880 i 1887 rokami Oliver Gevisajd rozroblyav vin vviv poznachennya D dlya diferencialnogo operatora metod rozv yazku diferencialnih rivnyan za dopomogoyu zvedennya do zvichajnih algebrichnih rivnyan yakij spochatku viklikav burhlivu polemiku cherez vidsutnist suvorogo obgruntuvannya Todi vin vigolosiv vidomu frazu Matematika ye nauka eksperimentalna viznachennya z yavlyayutsya ostannimi Ce bulo vidpoviddyu na kritiku za vikoristannya she ne cilkom pevnih operatoriv U 1887 roci Gevisajd zaproponuvav dodati kotushki induktivnosti do transatlantichnogo telegrafnogo kabelyu zbilshivshi tim samim vlasnu induktivnist dlya korekciyi spotvoren Z politichnih prichin cogo zrobleno ne bulo Piznishe serbskij fizik Mihajlo Pupin Rozrobiv sposib zbilshennya dalnosti peredachi dlya telefonnih linij z dopomogoyu ustanovki cherez pevni intervali uzdovzh liniyi peredachi Cej metod nasliduvav ideyi Gevisajda U dvoh robotah 1888 ta 1889 rokiv Gevisajd obchisliv deformaciyu elektrichnogo i magnitnogo poliv navkolo ruhomogo zaryadu a takozh efekti vhodzhennya zaryadu v shilnu seredovishe Vin peredbachiv cherenkovske viprominyuvannya i nadihnuv Dzh Ficdzheralda zaproponuvati ponyattya tak zvanogo V 1889 pislya vidkrittya Tomsonom elektrona Gevisajd pochav robotu nad koncepciyeyu elektromagnitnoyi masi Gevisajd vvazhav yiyi nastilki zh spravzhnoyu yak i masu materialnu i zdatnu robiti taki zh efekti Vilgelm Vin piznishe pereviriv rezultat Gevisajda dlya malih priskoren 1891 roku Londonske korolivske tovaristvo viznalo vnesok Gevisajda v matematichnij opis elektromagnitnih yavish prisvoyivshi zvannya chlena Korolivskogo tovaristva 1905 roku Gevisajd stav Gonoris kauza pochesnim doktorom Universitetu Gettingena Ostanni roki U 1902 roci u Gevisajd peredbachiv isnuvannya v ionosferi sharu Kennelli Gevisajda Pripushennya Gevisajda vklyuchali sposobi peredachi radiosignaliv v obhid krivini zemnoyi poverhni Isnuvannya ionosferi bulo pidtverdzheno 1923 roku Proroctva Gevisajda razom z teoriyeyu viprominyuvannya Planka mozhlivo vplinuli na pripinennya sprob viyaviti radioviprominyuvannya Soncya ta inshih astronomichnih ob yektiv Yaka b ne bula prichina napevno sprob ne bulo protyagom 30 rokiv do vinahodu v 1932 roci Karlom Yanskim radioastronomiyi Buduchi vse zhittya ne v ladah z naukovim spivtovaristvom v ostanni roki zhittya vchenij stav velmi ekscentrichnij Hocha v molodosti Gevisajd aktivno zajmavsya velosipednim sportom na shostomu desyatku rokiv jogo zdorov ya serjozno pogirshilosya V cej period Gevisajd pidpisuvav korespondenciyu svoyim im yam z inicialami WORM cherv yak hocha ci bukvi nichogo ne poznachali Gevisajd pochav farbuvati nigti v rozhevij kolir i vikoristovuvati granitni brili zamist domashnih mebliv Gevisajd pomer v Torki Devon i pohovanij na kladovishi Pejnton Velika chastina viznannya prijshla do nogo pislya smerti Vinahodi ta vidkrittyaGevisajd rozvinuv ideyu ionosferi peredbachivshi isnuvannya sharu Kennelli Gevisajda Gevisajd rozrobiv teoriyu linij peredach vidomu yak telegrafni rivnyannya Gevisajd nezalezhno vviv vektor Pojntinga i za tri roki do Lorenca znajshov viraz dlya sili Lorenca Gevisajd sprostiv dlya vikoristannya vchenimi originalni rezultati Maksvela Ce nove formulyuvannya dalo chotiri vektornih rivnyannya vidomih teper yak rivnyannya Maksvella Gevisajd vviv tak zvanu funkciyu Gevisajda vikoristovuvanu dlya modelyuvannya elektrichnogo strumu v lancyuzi Gevisajd rozrobiv ponyattya vektor ta vektornij analiz Gevisajd stvoriv dlya linijnih diferencialnih rivnyan Termini teoriyi elektromagnetizmu Oliver Gevisajd uviv taki termini Elektret dlya elektrichnogo analoga postijnogo magnitu abo inshimi slovami bud yaka rechovina sho maye kvazistalu elektrichnu polyarizaciyu napriklad segnetoelektrik U veresni 1885 roku providnist ta proniknist U lyutomu 1886 roku induktivnist U lipni 1886 roku impedans U grudni 1887 roku admitans U travni 1888 roku magnitoopir Paralelno z Dzhozayeyu Villardom Gibbzom priviv teoriyu vektoriv i vektornogo analizu do viglyadu v yakomu yiyi stala viznavati togochasna naukova spilnota Do cogo teoriya vektoriv viklikala neprijnyattya v deyakih vidomih vchenih napriklad Kelvina Viklad ciyeyi teoriyi ye v knizi O Gevisajda Teoriya elektriki Oliver Gevisajd u sestrinskih VikiproyektahPortal Biografiyi Portal Fizika Informaciya u Vikidanih Oliver Gevisajd u Vikishovishi PrimitkiOxford Dictionary of National Biography C Matthew Oxford OUP 2004 d Track Q17565097d Track Q5145336d Track Q34217d Track Q217595 Bolotovskij B M Oliver Hevisajd Moskva 1985 S 43 44 Literatura ta dzherelaHramov Yu A Fiziki Biograficheskij spravochnik M Nauka 1983 str 96 Bolotovskij B M M Nauka 1985 g Nahin P Dzh V mire nauki 8 1990 Primenko L Oliver Hevisajd Zhizn i tvorchestvo Kamenec Podolskij Abetka 2004 S 295 500 ekz