Хевисайд, Оливер

Оливер Хевисайд
Родился Май 18, 1850
Камден, Лондон, Англия
Умер Февраль 3, 1925
Торки , Девон, Англия
Известная цитата Неужели я должен отказаться от хорошего обеда, если не понимаю процессов пищеварения?


Оливер Хевисайд (Heaviside, Oliver, май 18, 1850 – февраль 3, 1925) - английский ученый-самоучка, инженер, математик и физик. Впервые применил комплексные числа для изучения электрических цепей, разработал технику применения преобразования Лапласа для решения дифференциальных уравнений, сформулировал уравнения Максвелла в терминах электрической и магнитной сил и потока, и независимо от других математков создал векторный анализ. Несмотря на то, что Хевисайд большую часть жизни был не в ладах с научным сообществом, его работы изменили облик математики и физики на многие годы.


Содержание

Биография

Молодость

Хевисайд родился в лондонском районе Камден. Ученый был низкоросл, рыж и в молодости страдал скарлатиной. Болезнь оказала на него тяжелое влияние, и Хевисайд остался глуховат. Несмотря на то, что хорошо учился (в 1865 был пятым из пятисот учеников), Оливер бросил школы в 16 лет и стал изучать азбуку Морзе и электромагнетизм.

Хевисайд стал телеграфистом, сначала в Дании, а потом в Great Northern Telegraph Company. Хевисайд продолжал учиться и, в 1872, работая старшим телеграфистом в Ньюкасле, начал исследования электричества. В 1874 Хевисайд оставил эту должность и работал в одиночестве в доме своих родителей. Здесь о разрабатывает теорию линий передачи (известную также как "телеграфные уравнения").

Хевисайд математически доказал, что равномерно распределенная емкость телеграфной линин минимизирует одновременно затухание и искажение, и, если емкость достаточно велика и сопротивление изоляции не слишком велико, в линии не будет искажений и все частоты будут затухать одинаково. Уравнения Хевисайда способствовали дальнейшему развитию телеграфной связи.

Зрелость

В 1880 году Хевисайд исследовал скин-эффект в телеграфных линиях передачи. После 1880 Хевисайд переписал результаты Максвелла из их изначальной неуклюжей формы в терминах современного векторного анализа, таким образом сведя системы из двадцати уравнений с двадцатью переменными к четырем дифференциальным уравнениям, известным как уравнения Максвелла. Четыре уравнения Максвелла описывают природу неподвижных и движущихся заряженных частиц и магнитных диполей, и отношения между ними, а именно электомагнитную индукцию.

Между 1880 и 1887, Хевисайд разрабатывал операторное исчисление (он ввел обозначение D для дифференциального оператора), метод решения дифференциальных уравнений с помощью сведения к обыкновенным алгебраическим уравнениям, который по началу вызвал бурную полемику из-за отсутствия строгого обоснования. Тогда он произнес известную фразу: "Математика есть наука экспериментальная, определения появляются последними". Это было ответом на критику за использование еще не вполне определенных операторов.

В 1887 году Хевисайд предложил добавить катушки интуктивности к трансатлантическому телеграфному кабелю (увеличив тем самым собственную емкость) для коррекции возникавших искажений. По политическим причинам это сделано не было. Позднее Михаил Пупин разработал способ увеличения дальности передачи для телефонных линий с помощью установки удлинительных катушек через определенные интервалы вдоль линии передачи. Это метод следовал идеям Хевисайда.

В двух работах 1888 и 1889 Хевисайд вычислил деформацию электрического и магнитного полей вокруг движущегося заряда, и также эффекты вхождения заряда в плотную среду. Он предсказал излучение Вавилова-Черенкова и вдохновил Фитцжеральда предложить понятие т.н. сокращения Лоренца-Фитцжеральда.

Около 1889, после исследований Джозефом Джоном Томпсоном электрона, Хевисайд начал работу над концепцией электромагнитной массы. Хевисайд считал ее настолько же настоящей, как и массу материальную, способной производить такие же эффекты. Вильгельм Вин позднее проверил результат Хевисайда для малых ускорений.

В 1891 году Британское Королевское Общество признало вклад Хевисайда в математическое описание электромагнитных явлений, присвоив звание Члена Королевского Общества. В 1905 году Хевисайд стал почетным доктором Университета Гёттингена.

Последние годы

В 1902 Хевисайд предсказал существование в ионосфере слоя Кеннелли-Хевисайда. Предположения Хевисайда включали способы передачи радиосигналов в обход кривизны земной поверхности. Существование ионосферы было подтверждено в 1923 году. Предсказания Хевисайда, вместе с теорией излучения Планка, возможно, повлияли на прекращение попыток обнаружить радиоизлучение Солнца и других астрономических объектов. Какая бы не была причины, по всей видимости попыток не было в течении 30 лет, до изобретения в 1932 Янским радиоастрономии.

Будучи всю жизнь не в ладах с научным сообществом, в последние годы ученый стал весьма эксцентричен. Хотя в молодости Хевисайд активно занимался велосипедным спортом, на шестом десятке его здоровье серьезно ухудшилось. В этот период Хевисайд подписывал корреспондецию своим именем с инициалами W.O.R.M (Ч.Е.Р.В.Ь.), хотя эти буквы ничего не обозначали. Хевисайд начал красить ногти в розовый цвет и использоваль гранитные глыбы вместо домашней мебели. Хевисайд умер в Торки, Девон, и похоронен на кладбище Пейнтон. Большая часть признания пришла к нему посмертно.

Инновации и открытия

Хевисайд развил идею ионосферы, предсказав существование слоя Кеннелли-Хевисайда. Хевисайд разработал теорию линий передач (известную как "телеграфные уравнения"). Хевисайд независимо ввел вектор Умова-Пойнтинга.

Хевисайд упростил для использования учеными оригинальные результаты Максвелла. Эта новая формулировка дала четыре векторных уравнения, известных теперь как уравнения Максвелла. Хевисайд ввел т.н. функцию Хевисайда, используемую для моделирования электрического тока в цепи. Хевисайд разработал понятие вектора и векторный анализ. Хевисайд создал операторный метод для линейных дифференциальных уравнений.

Термины теории электромагнетизма

Оливер Хевисайд ввел следующие термины:

  • "электрет" для электрического аналога постоянного магнита, или, иными словами, любую субстанцию обладающую квазипостоянной электрической поляризацией (напр. ферроэлектрик).
  • В сентябре 1885, "проводимость" and "проницаемость".
  • В феврале 1886, "индуктивность".
  • В июле 1886, "импеданс".
  • В декабре 1887, "полная проводимость".
  • В мае 1888, "магнитное сопротивление".
  • В июне 1887, Хевисайд использовал термин "полная проводимость", позднее замененный на реактивную проводимость.

Ссылки

  • Википедия, [1], перевод
 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home