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James Clerk Maxwell : elettricità e magnetismo

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.

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.

Ultimo aggiornamento 2021-05-11 / Link di affiliazione / Immagini da Amazon Product Advertising API