Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Хевісайд, Олівер


Oliver Heaviside2.jpg

План:


Введення

Олівер Хевісайд ( англ. Oliver Heaviside , 18 травня, 1850 - 3 лютого, 1925) - англійський вчений-самоучка, інженер, математик і фізик. Вперше застосував комплексні числа для вивчення електричних ланцюгів, розробив техніку застосування перетворення Лапласа для вирішення диференціальних рівнянь, переформулював рівняння Максвелла в термінах тривимірних векторів, напруженостей електричного і магнітного полів і електричної і магнітної індукції, і, незалежно від інших математиків, створив векторний аналіз. Незважаючи на те, що Хевісайд більшу частину життя був не в ладах з науковим співтовариством, його роботи змінили обличчя математики і фізики.


1. Біографія

1.1. Молодість

Хевісайд народився в Англії, лондонському районі Кемден (Camden), в сім'ї Томаса Хевісайда і Рейчел Елізабет Вест і був молодшим із них чотирьох синів. Батько працював гравером і художником. У ранньому дитинстві Олівер перехворів скарлатиною, в результаті чого серйозно постраждав його слух, і він був слабочуючих все 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 був 5-м з 500 учнів), Олівер кинув школу в 16 років і самостійно вивчав азбуку Морзе, теорію електрики, електротехніку і займався мовами - німецьким і датським.

В 1868 Хевісайд переїжджає в Данію і стає телеграфістом, де швидко освоює тонкощі професії телеграфіста. В 1871 він повертається в Англію і займає пост старшого телеграфіста у Великій північній телеграфної компанії (англ.) в Ньюкаслі, де відповідає за міжнародний телеграфний трафік компанії. В 1872 - 73 роках публікує свої перші роботи з електрики, якими серйозно зацікавився Джеймс Максвелл. Максвелл згадує про дослідження Хевісайда у другому виданні своєї книги "Дослідження з електрики і магнетизму", що надихає Олівера на серйозніші заняття наукою. В 1874 він залишає посаду телеграфіста і займається дослідженнями приватним порядком в будинку своїх батьків. У цей час він розробив теорію ліній передачі (також відому як " телеграфні рівняння "). Хевісайд математично довів, що рівномірно розподілена ємність телеграфної лінії мінімізує одночасно загасання і спотворення сигналу. Якщо ємність досить велика і електричний опір ізоляції не надто велике, в лінії не буде спотворень і всі частоти будуть затухати однаково. Рівняння Хевісайда сприяли подальшому розвитку телеграфного зв'язку.


1.2. Зрілість

В 1880 Хевісайд досліджував скін-ефект у телеграфних лініях передачі і переписав результати Максвелла з їх первісної форми в термінах сучасного векторного аналізу, таким чином звівши систему з 20 рівнянь з 12 змінними до 4 диференціальним рівнянням, відомим як рівняння Максвелла. Чотири рівняння Максвелла описують природу нерухомих і рухомих заряджених частинок і магнітних диполів, і відносини між ними, а саме електромагнітну індукцію.

Між 1880 і 1887 роками, Олівер Хевісайд розробляв операційне числення (він ввів позначення D для диференціального оператора), метод вирішення диференціальних рівнянь за допомогою відомості до звичайних алгебраїчним рівнянням, який по початку викликав бурхливу полеміку через відсутність суворого обгрунтування. 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 Хевісайд запропонував додати котушки індуктивності до трансатлантичного телеграфного кабелю (збільшивши тим самим власну ємність) для корекції виникали спотворень. З політичних причин цього зроблено не було. Пізніше, сербський фізик Михайло Пупина (англ.) розробив спосіб збільшення дальності передачі для телефонних ліній з допомогою установки подовжувальних котушок через певні інтервали уздовж лінії передачі. Цей метод слідував ідеям Хевісайда.

У двох роботах 1888 і 1889 Хевісайд обчислив деформацію електричного і магнітного полів навколо рухомого заряду, а також ефекти входження заряду в щільну середовище. Він передбачив випромінювання Вавілова - Черенкова і надихнув Фітцжеральда запропонувати поняття так званого скорочення Лоренца - Фітцжеральда.

В 1889, після відкриття Томсоном електрона, Хевісайд почав роботу над концепцією електромагнітної маси. Хевісайд вважав її настільки ж справжньої, як і масу матеріальну, здатної виробляти такі ж ефекти. Вільгельм Він пізніше перевірив результат Хевісайда для малих прискорень.

В 1891 Британське Королівське Товариство визнало внесок Хевісайда в математичний опис електромагнітних явищ, присвоївши звання члена Королівського Товариства. В 1905 Хевісайд став почесним доктором Університету Геттінгена.


1.3. Останні роки

В 1902 Хевісайд передбачив існування в іоносфері шару Кеннеллі - Хевісайда. Припущення Хевісайда включали способи передачі радіосигналів в обхід кривизни земної поверхні. Існування іоносфери було підтверджено в 1923. Пророцтва Хевісайда, разом з теорією випромінювання Планка, можливо, вплинули на припинення спроб виявити радіовипромінювання Сонця та інших астрономічних об'єктів. Яка б не була причина, по всій видимості, спроб не було протягом 30 років, до винаходу в 1932 році Карл Янський радіоастрономії.

Будучи все життя не в ладах з науковим співтовариством, в останні роки життя вчений став вельми ексцентричний. Хоча в молодості Хевісайд активно займався велосипедним спортом, на шостому десятку років його здоров'я серйозно погіршилось. У цей період Хевісайд підписував кореспонденцію своїм ім'ям з ініціалами WORM (черв'як), хоча ці букви нічого не позначали. Хевісайд почав фарбувати нігті в рожевий колір і використовувати гранітні брили замість домашніх меблів. Хевісайд помер в Торки ( Девон), і похований на кладовищі Пейнтон. Велика частина визнання прийшла до нього після смерті.


2. Винаходи та відкриття

Хевісайд розвинув ідею іоносфери, передбачивши існування шару Кеннеллі - Хевісайда. Хевісайд розробив теорію ліній передач (відому як " телеграфні рівняння "). Хевісайд незалежно ввів вектор Пойнтінга і за три роки до Лоренца знайшов вираз для сили Лоренца [1].

Хевісайд спростив для використання вченими оригінальні результати Максвелла. Ця нова формулювання дала чотири векторних рівняння, відомих тепер як рівняння Максвелла. Хевісайд ввів так звану функцію Хевісайда, використовувану для моделювання електричного струму в колі. Хевісайд розробив поняття вектора і векторний аналіз. Хевісайд створив операторний метод для лінійних диференціальних рівнянь.


2.1. Терміни теорії електромагнетизму

Олівер Хевісайд ввів такі терміни :

Паралельно з Д. У. Гіббсом привів теорію векторів і векторного аналізу до вигляду, в якому вона стала отримувати визнання наукової спільноти того часу. До цього теорія векторів викликала неприйняття в деяких відомих вчених, наприклад, Кельвіна. Виклад цієї теорії є в книзі О. Хевісайда "Теорія електрики".


Література

  • Применко Л.А. Математичні ідеї О. Хевісайда / / З історії розвитку фізико-математичних наук. Київ, 1981. С. 37-44.
  • Болотовского Б. М. Олівер Хевісайд. М.: Наука, 1985.
  • Нахін П. Дж. Олівер Хевісайд. Світ науки, № 8, 1990.

Примітки

  1. Болотовского Б. М. Олівер Хевісайд - vivovoco.rsl.ru / VV / BOOKS / HEAVISIDE / CONTENT.HTM - Москва: Наука, 1985. - С. 43-44. - 260 с.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Олівер!
Кромвель, Олівер
Олівер, Кінг
Олівер Шанті
Харді, Олівер
Кан, Олівер
Невіл, Олівер
Бірхофф, Олівер
Рідель, Олівер
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru