13. júna 1831 sa v Edinburgu narodil James Clerk Maxwell, škótsky fyzik. Jeho najvýznamnejším objavom je matematický popis elektromagnetického poľa dnes známy ako Maxwellove rovnice. Zomrel 5. novembra 1879 vo veku 48 rokov.
Elektromagnetizmus
História ho pozná predovšetkým ako fyzika, ktorý odhalil spoločný základ dvoch dovtedy oddelene žijúcich síl, elektriny a magnetizmu. Do učebníc sa zapísal svojimi dodnes platnými rovnicami a tiež ako pokračovateľ Isaaca Newtona v objavovaní základných síl prírody. Bol azda najvýznamnejším predchodcom Alberta Einsteina, ktorý sa ku koncu svojho života snažil všetky základné sily spojiť do jednej. Tým, že spojil magnetizmus s elektrinou, práve Maxwell urobil na tejto ceste prvý krok.
Podstata svetla
O desať rokov neskôr mal odvahu spochybniť prevažujúce myslenie, že elektrina a magnetizmus sú dva rozdielne svety. Maxwell tvrdil, dokonca vyrátal, že tieto sily pôsobia spoločne a že teda ide o dve strany jednej mince. Pretože však vo svojich výpočtoch obišiel všadeprítomnú substanciu éter, v ktorý sa vtedy všeobecne verilo, jeho myšlienku považovali fyzici za absurdnú. Maxwell pokračoval vo výpočtoch, až sám na vlastné prekvapenie zistil, že rýchlosť ním predpovedanej elektromagnetickej vlny sa rovná rýchlosti svetla.
Dal tak vedcom do rúk kľúč, aby pochopili podstatu záhadného javu, akým vtedy bolo svetlo: nie je to nič iné ako reťazec elektrických polí meniacich sa na magnetické.
A išiel ešte ďalej. Tvrdil, že elektrické a magnetické polia môžu synchrónne kmitať v priestore, čím sa vytvárajú elektromagnetické vlny, ktoré sa samy od seba šíria. Až desať rokov po jeho smrti existenciu týchto vĺn dokázal v dramatickom pokuse nemecký fyzik Heinrich Hertz, neskôr ocenený Nobelovou cenou.
Postupom času sa zistilo, že radar, infračervené, röntgenové či mikrovlnné žiarenie alebo rádiové vlny, či televízny signál, to všetko sú iba rôzne typy elektromagnetických vĺn predpovedaných Maxwellom.
Maxwellov démon
Myšlienku démona predstavil v roku 1867, keď pracoval na teoretických základoch náuky o teple a kinetickej teórie látok. Predstavme si dve nádoby s rovnakým plynom a s rovnakou teplotou. Sú rozdlené prepážkou, v ktorej sídli malý démon. Rýchlosti molekúl sú v priemere rovnaké, ale v reálnom svete sú niektoré rýchlejšie a niektoré pomalšie.
Démon vie, ktoré sú rýchlejšie, tie prepustí vpravo a tie pomalšie vľavo. Po čase tak rýchle molekuly ostanú v jednej a pomalé v druhej nádobe. Takto rozdelené molekuly vedia z rozdielu teplôt vyprodukovať prácu a tým porušiť zákon zachovania energie, čím vytvoríme perpetum mobile.
Démon je samozrejme metafora, môže to byť mechanická alebo elektrická závora.
Túto hádanku vyriešili Leó Szilárd a Marian Smoluchowski v 20. storočí. Problém spočíval v tom, že v dobe Maxwella zanedbali energiu potrebnú na získanie informácie o tom, ktorá molekula je pomalšia a ktorá rýchlejšia a tiež energiu potrebnú na otvorenie závory. Zákon zachovania energie teda nie je porušený a perpetum mobile sa zasa nekonalo 🙁
Na úvodných súradniciach sa keška nenachádza. Nachádza sa tu Stredná priemyselná škola elektrotechnická.
Úloha
Maxwellovmu démonovi sa rozutekali molekuly. Pomôžte mu och zoradiť podľa rýchlosti a dozviete sa, kde sa ukrýva keška!
