परम शून्य भगवान केल्विन। महान लोगों की जीवनियाँ

"यदि आप माप सकते हैं कि आप किस बारे में बात कर रहे हैं और इसे संख्याओं में व्यक्त कर सकते हैं, तो आप इस विषय के बारे में कुछ जानते हैं। लेकिन यदि आप इसकी मात्रा निर्धारित नहीं कर सकते, तो आपका ज्ञान बेहद सीमित और असंतोषजनक है। शायद यह प्रथम चरण, लेकिन यह वास्तविक वैज्ञानिक ज्ञान का स्तर नहीं है..."

डब्ल्यू थॉमसन (लॉर्ड केल्विन)

वैज्ञानिक जिनका नाम निरपेक्ष थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना है, लॉर्ड केल्विन एक बहुमुखी व्यक्ति थे, जिनकी वैज्ञानिक रुचि सुविख्यात थर्मोडायनामिक्स (विशेष रूप से, वह थर्मोडायनामिक्स के दूसरे सिद्धांत के दो सूत्रों के मालिक हैं), हाइड्रोडायनामिक्स, गतिशील भूविज्ञान, विद्युत चुंबकत्व, लोच में हैं। सिद्धांत, यांत्रिकी और गणित। तापीय चालकता पर वैज्ञानिक के शोध, ज्वार के सिद्धांत पर काम, सतह पर तरंगों के प्रसार और भंवर गति के सिद्धांत को जाना जाता है। लेकिन वह सिर्फ एक सैद्धांतिक वैज्ञानिक नहीं थे। वैज्ञानिक ने कहा, "विज्ञान का आदमी उत्पादक कार्यकर्ता से पूरी तरह से अलग हो गया है, और विज्ञान, कार्यकर्ता के हाथों में अपनी उत्पादक शक्ति बढ़ाने के साधन के रूप में सेवा करने के बजाय, लगभग हर जगह खुद का विरोध करता है।" व्यावहारिक अनुप्रयोगोंविज्ञान की विभिन्न शाखाओं को शायद ही कम करके आंका जा सकता है। 1850 के दशक में, टेलीग्राफी में रुचि रखने वाला एक वैज्ञानिक अटलांटिक महासागर के पार पहली टेलीग्राफ केबल बिछाने के समय मुख्य वैज्ञानिक सलाहकार था। उन्होंने कई सटीक इलेक्ट्रोमेट्रिक उपकरण डिज़ाइन किए: एक "केबल" मिरर गैल्वेनोमीटर, क्वाड्रेंट और एब्सोल्यूट इलेक्ट्रोमीटर, साइफन स्याही आपूर्ति के साथ टेलीग्राफ सिग्नल प्राप्त करने के लिए एक अन्डुलेटर-मार्कर, सामंजस्य के लिए उपयोग किए जाने वाले एम्पीयर-बैलेंस बिजली के उपकरण, और भी बहुत कुछ, और फंसे हुए तांबे के तारों का उपयोग करने का भी सुझाव दिया। वैज्ञानिक ने जहाज के लोहे के पतवार के चुंबकत्व के मुआवजे के साथ एक बेहतर समुद्री कम्पास बनाया, एक निरंतर इको साउंडर, एक ज्वार गेज (समुद्र या नदी में जल स्तर को रिकॉर्ड करने के लिए एक उपकरण) का आविष्कार किया। इस प्रतिभाशाली डिजाइनर द्वारा लिए गए कई पेटेंटों में, विशुद्ध रूप से व्यावहारिक उपकरणों (जैसे पानी के नल) के पेटेंट भी हैं। एक सच्चा प्रतिभाशाली व्यक्ति हर चीज़ में प्रतिभाशाली होता है।

विलियम थॉमसन (बिल्कुल वास्तविक नामइस प्रसिद्ध वैज्ञानिक का जन्म ठीक 190 साल पहले, 26 जून, 1824 को, बेलफ़ास्ट (उत्तरी आयरलैंड) में रॉयल एकेडमिक इंस्टीट्यूट ऑफ़ बेलफ़ास्ट में एक गणित शिक्षक के परिवार में हुआ था, जो कई पाठ्य पुस्तकों के लेखक हैं। दर्जनों संस्करण, जेम्स थॉमसन, जिनके पूर्वज आयरिश किसान थे। 1817 में उन्होंने मार्गरेट गार्डनर से शादी की। उनकी शादी बड़ी थी (चार लड़के और दो लड़कियाँ)। सबसे बड़े बेटे, जेम्स और विलियम को पिता के घर में पाला गया, और छोटे लड़कों को बड़ी बहनों द्वारा बड़ा किया गया। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि थॉमसन सीनियर ने अपने बेटों की सभ्य शिक्षा का ख्याल रखा। सबसे पहले, उन्होंने जेम्स पर अधिक ध्यान दिया, लेकिन जल्द ही यह स्पष्ट हो गया कि उनके सबसे बड़े बेटे का खराब स्वास्थ्य उन्हें प्राप्त करने की अनुमति नहीं देगा। एक अच्छी शिक्षा, और पिता ने विलियम.br /> को बड़ा करने पर ध्यान केंद्रित किया
जब विलियम 7 वर्ष के थे, तो परिवार ग्लासगो (स्कॉटलैंड) चला गया, जहाँ उनके पिता को गणित की कुर्सी और प्रोफेसर की उपाधि मिली। ग्लासगो बाद में प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी का जीवन और कार्य स्थल बन गया। पहले से ही आठ साल की उम्र में, विलियम ने अपने पिता के व्याख्यानों में भाग लेना शुरू कर दिया था, और 10 साल की उम्र में वह ग्लासगो में एक कॉलेज के छात्र बन गए, जहाँ उन्होंने अपने बड़े भाई जेम्स के साथ अध्ययन किया। जॉन निकोल, एक प्रसिद्ध स्कॉटिश खगोलशास्त्री और विज्ञान के लोकप्रिय, जिन्होंने 1839 से विश्वविद्यालय में काम किया, ने युवा व्यक्ति के वैज्ञानिक हितों को आकार देने में एक बड़ी भूमिका निभाई। उन्होंने विज्ञान की उन्नत उपलब्धियों का अनुसरण किया और अपने छात्रों को उनसे परिचित कराने का प्रयास किया। सोलह साल की उम्र में, विलियम ने फूरियर की पुस्तक द एनालिटिकल थ्योरी ऑफ हीट पढ़ी, जिसने संक्षेप में, उनके शेष जीवन के लिए उनके शोध के कार्यक्रम को निर्धारित किया।

कॉलेज से स्नातक होने के बाद, थॉमसन सेंट में अध्ययन करने गए। पीटर कॉलेज, कैम्ब्रिज, जहां उन्होंने भौतिकी की विभिन्न शाखाओं में फूरियर श्रृंखला के अनुप्रयोग पर और उत्कृष्ट अध्ययन "सजातीय ठोस में गर्मी की एक समान गति और बिजली के गणितीय सिद्धांत के साथ इसका संबंध" ("कैम्ब्रिज गणित") पर कई लेख प्रकाशित किए। .जर्न।", 1842) ने गर्मी के प्रसार की घटनाओं और के बीच महत्वपूर्ण समानताएं बनाईं विद्युत प्रवाहऔर दिखाया कि इनमें से किसी एक क्षेत्र के प्रश्नों का समाधान दूसरे क्षेत्र के प्रश्नों पर कैसे लागू किया जा सकता है। एक अन्य अध्ययन, "द लीनियर मोशन ऑफ हीट" (1842, उक्त) में, थॉमसन ने सिद्धांत विकसित किए, जिन्हें उन्होंने गतिशील भूविज्ञान में कई प्रश्नों पर उपयोगी ढंग से लागू किया, जैसे कि पृथ्वी का ठंडा होना। अपने पिता को लिखे अपने शुरुआती पत्रों में से एक में, थॉमसन लिखते हैं कि वह अपने समय की योजना कैसे बनाते हैं: सुबह 5 बजे उठें और आग जलाएं; 8 घंटे 15 मिनट तक पढ़ें; दैनिक व्याख्यान में भाग लें; दोपहर 1 बजे तक पढ़ें; शाम 4 बजे तक व्यायाम करें; शाम 7 बजे से पहले चर्च जाएँ; 8 घंटे 30 मिनट तक पढ़ें; सुबह 9 बजे सो जाएं। यह शेड्यूल समय की बर्बादी को कम करने की आजीवन इच्छा को दर्शाता है। मुझे कहना होगा कि विलियम थॉमसन एक सर्वांगीण रूप से विकसित युवा व्यक्ति थे, वह खेलों के लिए जाते थे, यहां तक ​​कि कैम्ब्रिज रोइंग टीम के सदस्य भी थे और उन्होंने अपने साथियों के साथ मिलकर प्रसिद्ध दौड़ में ऑक्सफोर्ड के छात्रों को हराया था, जो 1829 से आयोजित की जा रही है। थॉमसन संगीत और साहित्य में भी पारंगत थे। लेकिन उन्होंने इन सभी शौकों के मुकाबले विज्ञान को प्राथमिकता दी और यहां उनकी रुचियां भी विविध थीं।

1845 में, कैम्ब्रिज से स्नातक होने के बाद, दूसरे रैंगलर का डिप्लोमा और स्मिथ पुरस्कार प्राप्त करने के बाद, विलियम, अपने पिता की सलाह पर, प्रसिद्ध फ्रांसीसी प्रयोगात्मक भौतिक विज्ञानी हेनरी-विक्टर रेग्नॉल्ट (1810) की प्रयोगशाला में प्रशिक्षण लेने के लिए पेरिस गए। -1878). उसी समय, जोसेफ लिउविल पत्रिका में, थॉमसन ने इलेक्ट्रोस्टैटिक्स पर कई लेख प्रकाशित किए, जिसमें उन्होंने विद्युत छवियों की अपनी विधि की रूपरेखा तैयार की, जिसे बाद में "मिरर इमेज विधि" कहा गया, जिससे कई समस्याओं को आसानी से हल करना संभव हो गया। इलेक्ट्रोस्टैटिक्स की कठिन समस्याएं.

जब थॉमसन कैम्ब्रिज में पढ़ रहे थे, तब ग्लासगो में ऐसी घटनाएँ हो रही थीं जिन्होंने उनके भविष्य के करियर को निर्धारित किया। जब थॉमसन 1841 में कैम्ब्रिज में अपना पहला वर्ष पूरा कर रहे थे, ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्राकृतिक दर्शनशास्त्र के प्रोफेसर विलियम मिकलहेम गंभीर रूप से बीमार पड़ गए। इससे साफ हो गया था कि वह काम पर नहीं लौट सकेंगे. जैसे ही 1842 बीत गया, ग्लासगो में एक खाली सीट के लिए कोई स्पष्ट उम्मीदवार नहीं होने पर, थॉमसन सीनियर को एहसास हुआ कि उनका बेटा विलियम, जो अभी 18 साल का हुआ था, इस सीट के लिए प्रतिस्पर्धा कर सकता है। 11 सितंबर, 1846 को 22 वर्षीय थॉमसन को गुप्त मतदान द्वारा ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्राकृतिक दर्शन के प्रोफेसर के पद के लिए चुना गया था। उन्होंने 1899 तक अपना पद बरकरार रखा, यहां तक ​​कि कैम्ब्रिज में कैवेंडिश चेयर के प्रमुख के पद का प्रलोभन भी नहीं दिया, जो उन्हें 1870 और 1880 के दशक में तीन बार पेश किया गया था। थॉमसन ने 4 नवंबर, 1846 को ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर के रूप में अपना पहला व्याख्यान दिया। इसमें उन्होंने प्राकृतिक दर्शन पाठ्यक्रम में नामांकित छात्रों के लिए भौतिकी की सभी शाखाओं का परिचयात्मक अवलोकन दिया। स्टोक्स को लिखे एक पत्र में थॉमसन ने स्वीकार किया कि पहला व्याख्यान असफल रहा। उन्होंने इसे पहले ही पूरा लिख ​​लिया था और हर समय चिंतित रहते थे कि वह बहुत तेजी से पढ़ रहे हैं। लेकिन इसने उन्हें अगले वर्ष और उसके बाद पचास वर्षों तक हर वर्ष उसी प्रविष्टि का उपयोग करने से नहीं रोका अलग-अलग आवेषण, सुधार और सुधार। छात्र अपने प्रसिद्ध प्रोफेसर की प्रशंसा करते थे, हालाँकि तुरंत सोचने, संबंध और उपमाएँ देखने की उनकी क्षमता ने कई लोगों को चकित कर दिया, खासकर जब थॉमसन ने अचानक ऐसे तर्क को व्याख्यान में शामिल कर दिया।

1847 में, ऑक्सफोर्ड में ब्रिटिश एसोसिएशन ऑफ नेचुरलिस्ट्स की एक बैठक में थॉमसन की मुलाकात जेम्स जूल से हुई। पिछले चार वर्षों के दौरान, जूल ने इन वार्षिक बैठकों में घोषणा की थी कि गर्मी नहीं है, जैसा कि तब माना जाता था, कुछ पदार्थ (कैलोरी) एक शरीर से दूसरे शरीर में फैल रहे थे। जूल ने यह विश्वास व्यक्त किया कि ऊष्मा वास्तव में पदार्थ के घटक परमाणुओं के कंपन का परिणाम है। यह अध्ययन करने के बाद कि ठंडा होने पर गैस कैसे संपीड़ित होती है, जूल ने सुझाव दिया कि किसी भी पदार्थ को 284 डिग्री सेल्सियस से नीचे ठंडा नहीं किया जा सकता है (बाद में, जैसा कि हम जानते हैं, यह आंकड़ा थॉमसन द्वारा परिष्कृत किया गया था)। इसके अलावा, जूल ने एक पाउंड पानी को 1°F तक गर्म करने के लिए आवश्यक यांत्रिक कार्य की समतुल्य मात्रा निर्धारित करने के लिए प्रयोगों का संचालन करके काम और गर्मी की समानता का प्रदर्शन किया। उन्होंने यहां तक ​​दावा किया कि झरने के आधार पर पानी का तापमान शीर्ष की तुलना में अधिक था। ब्रिटिश एसोसिएशन की बैठकों में जूल के भाषणों को बोरियत और अविश्वास के साथ स्वीकार किया गया। लेकिन 1847 में ऑक्सफ़ोर्ड की एक बैठक में सब कुछ बदल गया, क्योंकि थॉमसन हॉल में बैठे थे। जोएल ने जो कहा उससे वह प्रसन्न हुआ, उसने कई प्रश्न पूछना शुरू कर दिया और गरमागरम बहस छेड़ दी। सच है, थॉमसन ने सुझाव दिया कि जूल गलत हो सकता है। बैठक के बाद अपने भाई को लिखे पत्र में थॉमसन ने लिखा: "मैं जूल की रचनाएँ भेज रहा हूँ, जो आपको आश्चर्यचकित कर देंगी। मेरे पास उनके बारे में विस्तार से जानने के लिए बहुत कम समय है। मुझे ऐसा लगता है कि अब भी उनमें कई खामियाँ हैं।" ।" लेकिन जोएल ग़लत नहीं था, और थॉमसन, बहुत विचार-विमर्श के बाद, उससे सहमत हुए। इसके अलावा, वह जूल के विचारों को ताप इंजन पर सादी कार्नोट के काम से जोड़ने में सक्षम थे। साथ ही, वह तापमान के पूर्ण शून्य को निर्धारित करने के लिए एक अधिक सामान्य तरीका खोजने में कामयाब रहे, जो किसी विशिष्ट पदार्थ पर निर्भर नहीं करता है। इसीलिए तापमान की मूलभूत आधार इकाई को बाद में केल्विन कहा गया। इसके अलावा, थॉमसन ने महसूस किया कि ऊर्जा के संरक्षण का नियम विज्ञान का महान एकीकृत सिद्धांत है, और उन्होंने "स्थैतिक" और "गतिशील" ऊर्जा की अवधारणाओं को पेश किया, जिन्हें अब हम क्रमशः गतिज और संभावित ऊर्जा कहते हैं।

1848 में थॉमसन ने पेश किया " निरपेक्ष थर्मोमेट्रिक पैमाना"। उन्होंने उसका नाम इस प्रकार समझाया: " इस पैमाने की विशेषता पूर्ण स्वतंत्रता है भौतिक गुणकोई विशेष पदार्थ"वह इसे नोट करता है।" अनंत ठंड को वायु थर्मामीटर पर शून्य से नीचे डिग्री की एक सीमित संख्या के अनुरूप होना चाहिए", अर्थात्: बिंदु, " वायु का आयतन शून्य हो जाने के अनुरूप, जिसे पैमाने पर -273°C के रूप में अंकित किया जाएगा".

1849 से, थर्मोडायनामिक्स पर थॉमसन का काम शुरू हुआ, जो एडिनबर्ग में रॉयल सोसाइटी के प्रकाशनों में छपा। इन कार्यों में से पहले में, थॉमसन, जूल के शोध पर चित्रण करते हुए, इंगित करता है कि कार्नोट के सिद्धांत को कैसे संशोधित किया जाए, जो बाद के रिफ्लेक्सियन्स सुर ला पुइसेंस मोट्रिस डू फ्यू एट सुर लेस मशीन्स प्रोप्रेस ए डेवेलपर सेटे पुइसेंस (1824) में दिया गया है, ताकि सिद्धांत आधुनिक डेटा के अनुरूप था; इस प्रसिद्ध कार्य में ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के पहले सूत्रों में से एक शामिल है।

1851 की शुरुआत में, थॉमसन ने एक चक्र प्रकाशित किया वैज्ञानिक लेखअंतर्गत साधारण नाम"ऊष्मा के गतिशील सिद्धांत पर", जिसमें वह (आर क्लॉसियस से स्वतंत्र रूप से) ऊष्मागतिकी के पहले और दूसरे नियम पर विचार करता है। साथ ही, वह फिर से निरपेक्ष तापमान की समस्या पर लौटता है, यह देखते हुए कि " दो पिंडों का तापमान क्रमशः ऊष्मा की मात्रा के समानुपाती होता है, जो इन तापमानों वाले दो स्थानों में भौतिक प्रणाली द्वारा ली और दी जाती है, जब सिस्टम कार्य करता है पूरा चक्रआदर्श प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं और किसी अन्य तापमान पर गर्मी के नुकसान या लाभ से सुरक्षित"। उनके कार्य "ऑन डायनेमिक थ्योरी ऑफ़ हीट" में ऊष्मा पर एक नया दृष्टिकोण बताया गया, जिसके अनुसार " ऊष्मा कोई पदार्थ नहीं, बल्कि यांत्रिक प्रभाव का एक गतिशील रूप है। इसलिए "यांत्रिक कार्य और ताप के बीच कुछ समानता होनी चाहिए". थॉमसन बताते हैं कि यह सिद्धांत, " जाहिरा तौर पर, पहली बार ... वाई मेयर के काम में खुले तौर पर घोषित किया गया था "निर्जीव प्रकृति की ताकतों पर टिप्पणी"". इसके अलावा, उन्होंने जे. जूल के काम का उल्लेख किया, जिन्होंने संख्यात्मक अनुपात का अध्ययन किया, “ ऊष्मा और यांत्रिक बल को जोड़ना". थॉमसन का कहना है कि ऊष्मा की प्रेरक शक्ति का पूरा सिद्धांत दो प्रस्तावों पर आधारित है, जिनमें से पहला जूल पर वापस जाता है और इस प्रकार तैयार किया गया है: " ऐसे सभी मामलों में जहां समान मात्रा में यांत्रिक कार्य किसी भी तरह से विशेष रूप से गर्मी से प्राप्त किया जाता है, या केवल थर्मल प्रभाव प्राप्त करने पर खर्च किया जाता है, समान मात्रा में गर्मी हमेशा खो जाती है या प्राप्त होती है।". थॉमसन ने दूसरा प्रस्ताव इस प्रकार तैयार किया: “यदि किसी मशीन को इस प्रकार व्यवस्थित किया जाए कि जब उसे विपरीत दिशा में चलाया जाए तो सभी यांत्रिक और भौतिक प्रक्रियाएँइसकी गति के किसी भी हिस्से को उलट दिया जाता है, तो यह बिल्कुल उतना ही यांत्रिक कार्य उत्पन्न करता है जितना ताप और रेफ्रिजरेटर के समान तापमान स्रोतों वाली कोई भी थर्मोडायनामिक मशीन एक निश्चित मात्रा में ताप के कारण उत्पन्न कर सकती है।". थॉमसन ने इस स्थिति को एस. कार्नोट और आर. क्लॉसियस तक बढ़ाया और इसे निम्नलिखित सिद्धांत के साथ प्रमाणित किया: " किसी निर्जीव पदार्थ एजेंट की सहायता से आसपास की सबसे ठंडी वस्तुओं के तापमान से नीचे ठंडा करके पदार्थ के किसी भी द्रव्यमान से यांत्रिक कार्य प्राप्त करना असंभव है।". इस सूत्रीकरण के लिए, जिसे थॉमसन का दूसरे नियम का सूत्रीकरण कहा जाता है, थॉमसन निम्नलिखित टिप्पणी करते हैं: यदि हम इस सिद्धांत को सभी तापमानों पर मान्य नहीं मानते, तो हमें यह स्वीकार करना होगा कि इसे लागू करना संभव है स्वचालित कारऔर समुद्र या पृथ्वी को ठंडा करके, किसी भी मात्रा में यांत्रिक कार्य प्राप्त करना, यहां तक ​​कि भूमि और समुद्र की या अंत में, संपूर्ण भौतिक दुनिया की सारी गर्मी समाप्त हो जाना।". इस नोट में वर्णित "स्वचालित मशीन" को दूसरी तरह का पेरपेटुम मोबाइल कहा जाने लगा। थर्मोडायनामिक्स के खुले कानून के आधार पर और इसे संपूर्ण ब्रह्मांड में लागू करने के आधार पर, वह (1852) "ब्रह्मांड की थर्मल मृत्यु" (ब्रह्मांड की थर्मल मृत्यु की परिकल्पना) की अनिवार्यता के बारे में गलत निष्कर्ष पर पहुंचे। इस दृष्टिकोण की अवैधता और परिकल्पना की भ्रांति एल. बोल्ट्ज़मैन द्वारा सिद्ध की गई थी।

उसी वर्ष, 27 वर्ष की आयु में, थॉमसन रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन - इंग्लिश एकेडमी ऑफ साइंसेज के सदस्य बन गए। 1852 में, थॉमसन ने अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स जूल के साथ मिलकर, बिना काम किए विस्तार के दौरान गैसों के ठंडा होने पर एक प्रसिद्ध अध्ययन किया, जिसने आदर्श गैसों के सिद्धांत से वास्तविक गैसों के सिद्धांत तक एक संक्रमणकालीन कदम के रूप में कार्य किया। उन्होंने पाया कि जब कोई गैस छिद्रपूर्ण विभाजन से रुद्धोष्म रूप से (बाहर से ऊर्जा के प्रवाह के बिना) गुजरती है, तो उसका तापमान कम हो जाता है। इस घटना को "जूल-थॉमसन प्रभाव" कहा जाता है। लगभग उसी समय, थॉमसन ने थर्मोइलेक्ट्रिक घटना का थर्मोडायनामिक सिद्धांत विकसित किया।

1852 में, वैज्ञानिक ने मार्गरेट क्रुम से शादी की, जिनसे वह बचपन से प्यार करते थे। वह खुश था, लेकिन दुर्भाग्य से, खुशी लंबे समय तक नहीं रही। हनीमून के दौरान ही मार्गरेट की तबीयत तेजी से बिगड़ गई। थॉमसन के जीवन के अगले 17 वर्ष उनकी पत्नी के स्वास्थ्य के बारे में लगातार चिंताओं से घिरे रहे, और लगभग सभी खाली समयवैज्ञानिक उसकी देखभाल के लिए समर्पित था।

थर्मोडायनामिक्स पर अपने काम के अलावा, थॉमसन ने विद्युत चुम्बकीय घटनाओं का भी अध्ययन किया। इसलिए, 1853 में उन्होंने सिद्धांत की नींव रखते हुए "क्षणिक विद्युत धाराओं पर" एक लेख प्रकाशित किया विद्युत चुम्बकीय दोलन. समय के साथ बदलाव पर विचार बिजली का आवेशगोलाकार पिंड जब एक पतले कंडक्टर (तार) द्वारा पृथ्वी से जुड़ा होता है, तो थॉमसन ने पाया कि इस मामले में शरीर की विद्युत क्षमता, कंडक्टर के प्रतिरोध और इलेक्ट्रोडायनामिक कैपेसिटेंस के आधार पर कुछ विशेषताओं के साथ नम दोलन उत्पन्न होते हैं। इसके बाद, संकेतित मानों पर प्रतिरोध के बिना एक सर्किट में मुक्त दोलनों की अवधि की निर्भरता को दर्शाने वाले सूत्र को "थॉमसन सूत्र" कहा गया (हालाँकि उन्होंने स्वयं इस सूत्र को प्राप्त नहीं किया था)।

अंततः, 1855 में, वैज्ञानिक ने अपने वैज्ञानिक हितों के दो क्षेत्रों को जोड़ दिया और थर्मोइलेक्ट्रिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करना शुरू किया। उन्होंने थर्मोइलेक्ट्रिक घटना का थर्मोडायनामिक सिद्धांत विकसित किया। ऐसी कई घटनाएँ पहले से ही ज्ञात थीं, कुछ की खोज स्वयं थॉमसन ने की थी। 1856 में, उन्होंने तीसरे थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज की - थॉमसन प्रभाव (पहले दो थर्मो-ईएमएफ की घटना और पेल्टियर गर्मी की रिहाई हैं), जिसमें तथाकथित की रिहाई शामिल थी। "थॉमसन हीट" जब तापमान प्रवणता की उपस्थिति में किसी चालक के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है। सबसे आश्चर्य की बात यह है कि थॉमसन ने इस खोज को प्रायोगिक तौर पर नहीं अंजाम दिया, बल्कि अपने सिद्धांत के आधार पर इसकी भविष्यवाणी की थी। और यह उस समय में था जब वैज्ञानिकों को अभी भी विद्युत धारा की प्रकृति के बारे में कमोबेश सही जानकारी नहीं थी! परमाणु संबंधी विचारों के निर्माण में थॉमसन द्वारा तरल फिल्म की सतह ऊर्जा के माप के आधार पर अणुओं के आकार की गणना का बहुत महत्व था। 1870 में, उन्होंने तरल सतह के आकार पर संतृप्त वाष्प की लोच की निर्भरता स्थापित की।

थॉमसन एक अन्य आयरिश मूल के भौतिक विज्ञानी, जॉर्ज गेब्रियल स्टोक्स के साथ निकटता से जुड़े हुए थे। वे कैंब्रिज में मिले और जीवन भर करीबी दोस्त बने रहे और 650 से अधिक पत्रों का आदान-प्रदान किया। उनका अधिकांश पत्राचार गणित और भौतिकी में अनुसंधान से संबंधित है। उनके दिमाग एक-दूसरे के पूरक थे, और कुछ मामलों में विचार इतने एकजुट थे कि कोई भी यह नहीं बता सकता था (और यहां तक ​​​​कि परवाह भी नहीं करता था) कि सबसे पहले कोई विचार किसके साथ आया। शायद सबसे प्रसिद्ध उदाहरण वेक्टर विश्लेषण से स्टोक्स प्रमेय है, जो किसी को एक बंद समोच्च पर इंटीग्रल्स को इस समोच्च द्वारा फैली सतह पर इंटीग्रल्स में बदलने की अनुमति देता है, और इसके विपरीत। यह प्रमेय वास्तव में थॉमसन द्वारा स्टोक्स को लिखे एक पत्र में कहा गया था, इसलिए इसे "थॉमसन का प्रमेय" कहा जाना चाहिए था।

पचास के दशक में, थॉमसन को ट्रान्साटलांटिक टेलीग्राफी के प्रश्न में भी दिलचस्पी हो गई; पहले व्यावहारिक अग्रदूतों की विफलताओं से प्रेरित होकर, थॉमसन ने सैद्धांतिक रूप से केबलों के साथ विद्युत आवेगों के प्रसार के सवाल की जांच की और सबसे बड़े व्यावहारिक महत्व के निष्कर्ष पर पहुंचे, जिससे समुद्र के पार टेलीग्राफी करना संभव हो गया। रास्ते में, थॉमसन ने एक ऑसिलेटरी इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज (1853) के अस्तित्व के लिए शर्तों का अनुमान लगाया, जिसे बाद में किरचॉफ (1864) ने फिर से पाया और विद्युत दोलनों के पूरे सिद्धांत का आधार बनाया। केबल-बिछाने का अभियान थॉमसन को समुद्र की ज़रूरतों से परिचित कराता है और लॉट और कम्पास (1872-1876) के सुधार की ओर ले जाता है। उन्होंने एक नया कम्पास बनाया और पेटेंट कराया जो उस समय मौजूद कम्पास की तुलना में अधिक स्थिर था और जहाजों के स्टील के पतवार से जुड़े विचलन को समाप्त कर दिया। सबसे पहले, नौवाहनविभाग को आविष्कार के बारे में संदेह था। एक आयोग के निष्कर्ष के अनुसार, "कम्पास बहुत नाजुक है और शायद बहुत नाजुक है।" जवाब में, थॉमसन ने कंपास को उस कमरे में फेंक दिया जहां आयोग की बैठक हुई थी और कंपास क्षतिग्रस्त नहीं हुआ था। नौसैनिक अधिकारी अंततः नए कम्पास की ताकत के प्रति आश्वस्त हो गए और 1888 में इसे पूरे बेड़े द्वारा अपनाया गया। थॉमसन ने एक यांत्रिक ज्वार भविष्यवक्ता का भी आविष्कार किया और एक नया इको साउंडर बनाया जो जहाज के नीचे की गहराई को तुरंत निर्धारित कर सकता था और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि जहाज चलते समय ऐसा कर सकता था।

पृथ्वी के तापीय इतिहास पर विलियम थॉमसन के विचार भी कम प्रसिद्ध नहीं थे। इस विषय में उनकी रुचि 1844 में जागृत हुई, जब वे कैम्ब्रिज में स्नातक छात्र थे। बाद में, वह बार-बार इसमें लौटे, जिसने अंततः उन्हें जॉन टिंडेल, थॉमस हक्सले और चार्ल्स डार्विन सहित अन्य प्रसिद्ध वैज्ञानिकों के साथ संघर्ष में ला दिया। इसे डार्विन के थॉमसन के "नीच भूत" के रूप में वर्णन और धार्मिक मान्यताओं के विकल्प के रूप में विकासवादी सिद्धांत को बढ़ावा देने के हक्सले के प्रचार उत्साह में देखा जा सकता है। थॉमसन एक ईसाई थे, लेकिन उन्होंने सृष्टि के विवरण की शाब्दिक व्याख्या का बचाव करने की परवाह नहीं की, उदाहरण के लिए, उन्हें इस तथ्य के बारे में बात करने में खुशी हुई कि एक उल्कापिंड पृथ्वी पर जीवन लाया। हालाँकि, थॉमसन ने अपने पूरे जीवन में हमेशा अच्छे विज्ञान का बचाव और प्रचार किया। उनका मानना ​​था कि कठोर गणित पर आधारित भौतिकी की तुलना में भूविज्ञान और विकासवादी जीव विज्ञान अविकसित थे। दरअसल, उस समय के कई भौतिक विज्ञानी भूविज्ञान और जीव विज्ञान को विज्ञान ही नहीं मानते थे। पृथ्वी की आयु का अनुमान लगाने के लिए विलियम थॉमसन ने अपने पसंदीदा फूरियर की विधियों का उपयोग किया। उन्होंने गणना की कि पिघले हुए ग्लोब को उसके वर्तमान तापमान तक ठंडा होने में कितना समय लगेगा। 1862 में, विलियम थॉमसन ने पृथ्वी की आयु 100 मिलियन वर्ष होने का अनुमान लगाया था, लेकिन 1899 में उन्होंने गणना को संशोधित किया और यह आंकड़ा घटाकर 20-40 मिलियन वर्ष कर दिया। जीवविज्ञानियों और भूवैज्ञानिकों को इस आंकड़े से सौ गुना अधिक की आवश्यकता थी। सिद्धांतों के बीच विसंगति को केवल 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में हल किया गया था, जब अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने महसूस किया कि चट्टानों की रेडियोधर्मिता पृथ्वी को गर्म करने, शीतलन को धीमा करने के लिए एक आंतरिक तंत्र प्रदान करती है। इस प्रक्रिया से थॉमसन की भविष्यवाणी की तुलना में पृथ्वी की आयु में वृद्धि होती है। आधुनिक अनुमान कम से कम 4600 मिलियन वर्ष का मान देते हैं। 1903 में रेडियोधर्मी क्षय के लिए थर्मल ऊर्जा की रिहाई से संबंधित कानून की खोज ने उन्हें सूर्य की आयु के अपने स्वयं के अनुमान को बदलने के लिए प्रेरित नहीं किया। लेकिन चूंकि रेडियोधर्मिता की खोज तब की गई जब थॉमसन ने 70 साल की उम्र पार कर ली, इसलिए उन्हें शोध में इसकी भूमिका पर ध्यान न देने के लिए क्षमा किया जा सकता है, जिसे उन्होंने 20 साल की उम्र में शुरू किया था।

डब्ल्यू. थॉमसन के पास एक महान शैक्षणिक प्रतिभा भी थी और उन्होंने सैद्धांतिक प्रशिक्षण को व्यावहारिक प्रशिक्षण के साथ पूरी तरह से संयोजित किया। भौतिकी पर उनके व्याख्यान प्रदर्शनों के साथ होते थे, जिसमें थॉमसन ने छात्रों को व्यापक रूप से आकर्षित किया, जिससे दर्शकों की रुचि बढ़ी। ग्लासगो विश्वविद्यालय में डब्ल्यू. थॉमसन ने ब्रिटेन की पहली भौतिक प्रयोगशाला बनाई, जिसमें कई मौलिक प्रयोगशालाएँ थीं वैज्ञानिक अनुसंधान, और जिसने भौतिक विज्ञान के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। प्रारंभ में, प्रयोगशाला पूर्व व्याख्यान कक्षों, एक पुराने परित्यक्त शराब तहखाने और पुराने प्रोफेसर हाउस के हिस्से में सिमटी हुई थी। 1870 में, विश्वविद्यालय एक नई शानदार इमारत में स्थानांतरित हो गया, जिसने प्रयोगशाला के लिए विशाल परिसर प्रदान किया। थॉमसन का मंच और घर ब्रिटेन में बिजली से जगमगाने वाले पहले व्यक्ति थे। देश में पहली टेलीफोन लाइन विश्वविद्यालय और व्हाइट की कार्यशालाओं के बीच संचालित हुई, जो भौतिक उपकरण बनाती थी। कार्यशालाएँ एक बहु-मंजिला कारखाने में विकसित हुईं, जो अनिवार्य रूप से प्रयोगशाला की एक शाखा बन गईं।

ऐसा कहा जाता है कि एक बार लॉर्ड केल्विन को अपना व्याख्यान रद्द करना पड़ा और उन्होंने ब्लैकबोर्ड पर लिखा "प्रोफेसर थॉमसन आज अपनी कक्षाओं से नहीं मिलेंगे" ("प्रोफेसर थॉमसन आज अपने छात्रों से नहीं मिल पाएंगे")। छात्रों ने प्रोफेसर के साथ एक चाल खेलने का फैसला किया और "क्लासेस" शब्द में "सी" अक्षर को मिटा दिया। अगले दिन, जब उसने शिलालेख देखा, तो थॉमसन को कोई नुकसान नहीं हुआ, उसने उसी शब्द में एक और अक्षर मिटा दिया और चुपचाप चला गया। (शब्दों पर खेलें: कक्षाएं - कक्षाएं, छात्र; लड़कियां - मालकिन, गधे - गधे।)

17 जून, 1870 को मार्गरेट की मृत्यु हो गई। उसके बाद, वैज्ञानिक ने अपना जीवन बदलने, आराम करने के लिए अधिक समय देने का फैसला किया, उन्होंने एक स्कूनर भी खरीदा, जिस पर वह दोस्तों और सहकर्मियों के साथ सैर करते थे। 1873 की गर्मियों में, थॉमसन ने एक और केबल-बिछाने अभियान का नेतृत्व किया। केबल क्षति के कारण, चालक दल को मदीरा में 16 दिनों के लिए रुकने के लिए मजबूर होना पड़ा, जहां वैज्ञानिक की चार्ल्स ब्लैंडी के परिवार, विशेष रूप से उनकी बेटियों में से एक फैनी, से दोस्ती हो गई, जिनसे उन्होंने अगली गर्मियों में शादी की।

वैज्ञानिक, शिक्षण और इंजीनियरिंग गतिविधियों के अलावा, विलियम थॉमसन ने कई मानद कर्तव्यों का पालन किया। तीन बार (1873-1878, 1886-1890, 1895-1907) उन्हें रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग का अध्यक्ष चुना गया, 1890 से 1895 तक उन्होंने रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन का नेतृत्व किया। 1884 में उन्होंने संयुक्त राज्य अमेरिका की यात्रा की, जहाँ उन्होंने व्याख्यानों की एक श्रृंखला दी। स्वच्छ और में थॉमसन की असाधारण खूबियाँ व्यावहारिक विज्ञानउनके समकालीनों द्वारा खूब सराहना की गई। 1866 में, विलियम को कुलीनता की उपाधि मिली, और 1892 में, रानी विक्टोरिया ने, उनकी वैज्ञानिक खूबियों के लिए, उन्हें "बैरन केल्विन" (ग्लासगो में बहने वाली केल्विन नदी के नाम पर) की उपाधि से सम्मानित किया। दुर्भाग्य से, विलियम न केवल पहले, बल्कि आखिरी बैरन केल्विन भी बने - उनकी दूसरी शादी, पहली की तरह, निःसंतान निकली। 1896 में उनके वैज्ञानिक कार्य की पचासवीं वर्षगांठ दुनिया भर के भौतिकविदों द्वारा मनाई गई। थॉमसन को प्रतिनिधियों द्वारा सम्मानित किया गया विभिन्न देश, रूसी भौतिक विज्ञानी एन. ए. उमोव सहित; 1896 में थॉमसन को सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज का मानद सदस्य चुना गया। 1899 में केल्विन ने ग्लासगो में कुर्सी छोड़ दी, हालाँकि उन्होंने विज्ञान करना बंद नहीं किया।

उसी में देर से XIX 27 अप्रैल, 1900 को, लॉर्ड केल्विन ने रॉयल इंस्टीट्यूशन में प्रकाश और गर्मी के गतिशील सिद्धांत के संकट पर अब प्रसिद्ध व्याख्यान दिया, जिसका शीर्षक था 'उन्नीसवीं सदी के बादल गर्मी और प्रकाश के गतिशील सिद्धांत पर'। इसमें उन्होंने कहा: "गतिशील सिद्धांत की सुंदरता और स्पष्टता, जिसके अनुसार गर्मी और प्रकाश गति के रूप हैं, वर्तमान में दो बादलों द्वारा अस्पष्ट हैं। उनमें से पहला ... प्रश्न है: पृथ्वी कैसे चल सकती है एक लोचदार माध्यम के माध्यम से, जो अनिवार्य रूप से एक चमकदार ईथर है? दूसरा ऊर्जा के वितरण का मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मैन सिद्धांत है।" लॉर्ड केल्विन ने पहले प्रश्न की चर्चा इन शब्दों के साथ समाप्त की: "मुझे डर है कि फिलहाल पहले बादल को हमें बहुत अंधेरा समझना चाहिए।" अधिकांश व्याख्यान स्वतंत्रता की डिग्री पर ऊर्जा के एक समान वितरण की धारणा से जुड़ी कठिनाइयों के लिए समर्पित थे। पूरी तरह से काले शरीर के विकिरण के वर्णक्रमीय वितरण के सवाल में दुर्गम विरोधाभासों के संबंध में उन वर्षों में इस मुद्दे पर व्यापक रूप से चर्चा की गई थी। विरोधाभासों पर काबू पाने के रास्ते की निरर्थक खोज को सारांशित करते हुए, लॉर्ड केल्विन निराशावादी रूप से निष्कर्ष निकालते हैं कि सबसे आसान तरीका इस बादल के अस्तित्व को अनदेखा करना है। आदरणीय भौतिक विज्ञानी की अंतर्दृष्टि अद्भुत थी: उन्होंने निश्चित रूप से समकालीन विज्ञान के दो दर्दनाक बिंदुओं को टटोला। कुछ महीने बाद, में पिछले दिनों XIX सदी, एम. प्लैंक ने पूरी तरह से काले शरीर के विकिरण की समस्या का समाधान प्रकाशित किया, जिसमें विकिरण की क्वांटम प्रकृति और प्रकाश के अवशोषण की अवधारणा का परिचय दिया गया, और पांच साल बाद, 1905 में, ए. आइंस्टीन ने काम प्रकाशित किया " गतिशील पिंडों के विद्युतगतिकी पर", जिसमें सापेक्षता का निजी सिद्धांत तैयार किया और ईथर के अस्तित्व के प्रश्न का नकारात्मक उत्तर दिया। इस प्रकार, भौतिकी के आकाश में दो बादलों के पीछे, सापेक्षता का सिद्धांत और क्वांटम यांत्रिकी, आज की भौतिकी की मूलभूत नींव छिपी हुई थी।

लॉर्ड केल्विन के जीवन के अंतिम वर्ष वह समय था जब भौतिकी में कई मौलिक नई चीजें सामने आईं। शास्त्रीय भौतिकी का युग, जिसके वे सबसे प्रतिभाशाली व्यक्तियों में से एक थे, समाप्ति की ओर आ रहा था। क्वांटम और सापेक्षतावादी युग पहले से ही दूर नहीं था, और वह इस दिशा में कदम उठा रहा था: उसे एक्स-रे और रेडियोधर्मिता में गहरी दिलचस्पी थी, उसने अणुओं के आकार को निर्धारित करने के लिए गणना की, परमाणुओं की संरचना के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी और इस दिशा में जे. जे. थॉमसन के शोध का सक्रिय समर्थन किया। हालाँकि, यह बिना घटनाओं के नहीं था। 1896 में, उन्हें विल्हेम कॉनराड रोएंटजेन द्वारा विशेष किरणों की खोज के बारे में संदेह था, जो आपको देखने की अनुमति देती है आंतरिक संरचना मानव शरीर, इस खबर को अतिरंजित बताते हुए, एक सुनियोजित धोखाधड़ी के समान और सावधानीपूर्वक सत्यापन की आवश्यकता बताई। और एक साल पहले उन्होंने कहा: विमानवायु से भारी होना असंभव है। 1897 में केल्विन ने कहा कि रेडियो का कोई भविष्य नहीं है।

लॉर्ड विलियम केल्विन की मृत्यु 17 दिसंबर, 1907 को 83 वर्ष की आयु में ग्लासगो के निकट लार्ग्स (स्कॉटलैंड) में हो गई। भौतिकी के इस राजा के विज्ञान की खूबियाँ विक्टोरियन युगनिर्विवाद रूप से महान, और उसकी राख आइजैक न्यूटन की राख के बगल में वेस्टमिंस्टर एब्बे में रखी हुई है। उन्होंने अपने पीछे 25 किताबें, 660 वैज्ञानिक लेख और 70 आविष्कार छोड़े। "बायोग्र.-लिटर" में। हैंडवॉर्टरबच पोगेंडोर्फा" (1896) थॉमसन से संबंधित लगभग 250 लेखों (किताबों को छोड़कर) की एक सूची प्रदान करता है।

थॉमसन विलियम लॉर्ड केल्विन- एक प्रसिद्ध ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी और मैकेनिक, जो थर्मोडायनामिक्स, इलेक्ट्रोडायनामिक्स और मैकेनिक्स के क्षेत्र में अपने सैद्धांतिक और व्यावहारिक कार्यों के लिए प्रसिद्ध थे, का जन्म हुआ था 26 जून, 1824बेलफ़ास्ट, आयरलैंड में। अपने पिता, प्रसिद्ध गणितज्ञ जेम्स थॉमसन के लिए धन्यवाद, जिनकी पाठ्यपुस्तकों को कई दशकों तक पुनर्मुद्रित किया गया था, भविष्य के वैज्ञानिक ने एक अच्छी शिक्षा प्राप्त की, जिसने वास्तव में उनके भविष्य के जीवन पथ को पूर्व निर्धारित किया।

अपने भाई जेम्स थॉमसन के साथ मिलकर विलियम को एक अच्छी नौकरी मिलती है बुनियादी तालीमग्लासगो कॉलेज में, और फिर सेंट पीटर कॉलेज, कैम्ब्रिज में, जिसके बाद बाईस वर्षीय थॉमसन ने ग्लासगो विश्वविद्यालय में सैद्धांतिक भौतिकी की कुर्सी संभाली।

अभी भी एक छात्र के रूप में, विलियम को बिजली के प्रसार के क्षेत्र में अनुसंधान में रुचि हो गई, और उन्होंने इलेक्ट्रोस्टैटिक्स से संबंधित मुद्दों का अध्ययन करना भी शुरू कर दिया। ए 1842 मेंएक नंबर भी प्रकाशित करता है वैज्ञानिक कार्यइन अध्ययनों के परिणामों से जुड़ा हुआ है।

1855 मेंग्लासगो विश्वविद्यालय के अपने छात्रों के साथ मिलकर, थॉमसन थर्मोइलेक्ट्रिसिटी पर कई व्यावहारिक शोध करते हैं। वैसे, आंशिक रूप से वैज्ञानिक के लिए धन्यवाद, पूरे इंग्लैंड में छात्र व्यावहारिक वैज्ञानिक कार्यों की ओर आकर्षित होने लगे।

लगभग उसी समय, थॉमसन तारों के माध्यम से विद्युत संकेतों के प्रसार पर सैद्धांतिक अध्ययन कर रहे थे। यह आंशिक रूप से उनके और उनके काम के परिणामों के लिए धन्यवाद था कि ट्रान्साटलांटिक (समुद्र के पार) टेलीग्राफ संचार लाइनें बनाना संभव हो गया। वैज्ञानिक स्वयं उनमें से कुछ को बिछाने में सीधे तौर पर शामिल हैं। थॉमसन दोलनशील विद्युत आवेशों पर भी शोध करते हैं, जिसे बाद में उनके अनुयायी गुस्ताव रॉबर्ट किरचॉफ ने जारी रखा और विद्युत दोलनों के सिद्धांत का आधार बनाया।

1853 मेंविलियम थॉमसन ने समाई और अधिष्ठापन पर सर्किट के विद्युत दोलनों की अवधि की निर्भरता तैयार की, जिसे बाद में उनके नाम पर रखा गया (थॉमसन का सूत्र)। और तीन साल बाद 1856 मेंजब किसी चालक में विद्युत धारा प्रवाहित होती है तो वैज्ञानिक को उसमें ऊष्मा निकलने के प्रभाव का पता चलता है - तीसरा थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव या थॉमसन प्रभाव।

विलियम थॉमसन ने व्यक्तिगत रूप से कई सटीक विद्युत माप उपकरणों को डिज़ाइन किया: एक केबल गैल्वेनोमीटर, एक इलेक्ट्रोमीटर, और एक साइफन-मार्कर (टेलीग्राफ सिग्नल प्राप्त करने के लिए एक उपकरण)। वैसे, यह थॉमसन ही थे जिन्होंने ठोस धातु केबल के बजाय फंसे हुए केबल का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया था।

महान वैज्ञानिक एवं आविष्कारक का निधन 17 दिसंबर, 1907स्कॉटलैंड में। अपने जीवनकाल के दौरान विज्ञान के प्रति उनकी सेवाओं के लिए, उन्हें बैरन की उपाधि से सम्मानित किया गया और सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज का मानद सदस्य चुना गया। तापमान माप की इकाई, केल्विन, का नाम उनके नाम पर रखा गया था (थॉमसन को ग्लासगो में उनके मूल विश्वविद्यालय के पास बहने वाली नदी के नाम से लॉर्ड केल्विन की उपाधि मिली थी)।

"यदि आप माप सकते हैं कि आप किस बारे में बात कर रहे हैं और इसे संख्याओं में व्यक्त कर सकते हैं, तो आप इस विषय के बारे में कुछ जानते हैं। लेकिन यदि आप इसकी मात्रा निर्धारित नहीं कर सकते, तो आपका ज्ञान बेहद सीमित और असंतोषजनक है। शायद यह प्रारंभिक चरण है, लेकिन यह वास्तविक वैज्ञानिक ज्ञान का स्तर नहीं है..."

डब्ल्यू थॉमसन (लॉर्ड केल्विन)

वैज्ञानिक जिनका नाम निरपेक्ष थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना है, लॉर्ड केल्विन एक बहुमुखी व्यक्ति थे, जिनकी वैज्ञानिक रुचि सुविख्यात थर्मोडायनामिक्स (विशेष रूप से, वह थर्मोडायनामिक्स के दूसरे सिद्धांत के दो सूत्रों के मालिक हैं), हाइड्रोडायनामिक्स, गतिशील भूविज्ञान, विद्युत चुंबकत्व, लोच में हैं। सिद्धांत, यांत्रिकी और गणित। तापीय चालकता पर वैज्ञानिक के शोध, ज्वार के सिद्धांत पर काम, सतह पर तरंगों के प्रसार और भंवर गति के सिद्धांत को जाना जाता है। लेकिन वह सिर्फ एक सैद्धांतिक वैज्ञानिक नहीं थे। "विज्ञान का आदमी उत्पादक कार्यकर्ता से पूरी तरह से अलग हो गया है, और विज्ञान, अपनी उत्पादक शक्ति को बढ़ाने के साधन के रूप में कार्यकर्ता के हाथों में सेवा करने के बजाय, लगभग हर जगह खुद का विरोध करता है।" - वैज्ञानिक ने कहा विज्ञान की विभिन्न शाखाओं के व्यावहारिक अनुप्रयोगों के विकास में उनके योगदान को कम करके आंकना मुश्किल है। 1850 के दशक में, टेलीग्राफी में रुचि रखने वाला एक वैज्ञानिक अटलांटिक महासागर में पहली टेलीग्राफ केबल बिछाने के समय मुख्य वैज्ञानिक सलाहकार था। उन्होंने कई डिजाइन तैयार किए सटीक इलेक्ट्रोमेट्रिक उपकरण: एक "केबल" मिरर गैल्वेनोमीटर, क्वाड्रेंट और एब्सोल्यूट इलेक्ट्रोमीटर, साइफन स्याही आपूर्ति के साथ टेलीग्राफ सिग्नल प्राप्त करने के लिए एक अन्डुलेटर-मार्कर, विद्युत उपकरणों को कैलिब्रेट करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एम्पीयर स्केल, और भी बहुत कुछ, और फंसे हुए तारों के उपयोग का भी प्रस्ताव रखा तांबे के तार का। समुद्र या नदी में जल स्तर रिकॉर्ड करने के लिए एक उपकरण)। इस प्रतिभाशाली डिजाइनर द्वारा लिए गए कई पेटेंटों में, विशुद्ध रूप से व्यावहारिक उपकरणों (जैसे पानी के नल) के पेटेंट भी हैं। एक सच्चा प्रतिभाशाली व्यक्ति हर चीज़ में प्रतिभाशाली होता है।

विलियम थॉमसन (यह इस प्रसिद्ध वैज्ञानिक का असली नाम है) का जन्म ठीक 190 साल पहले, 26 जून, 1824 को बेलफ़ास्ट (उत्तरी आयरलैंड) में रॉयल एकेडमिक इंस्टीट्यूट ऑफ़ बेलफ़ास्ट में एक गणित शिक्षक के परिवार में हुआ था, लेखक दर्जनों पाठ्यपुस्तकों में से, जेम्स थॉमसन, जिनके पूर्वज आयरिश किसान थे। 1817 में उन्होंने मार्गरेट गार्डनर से शादी की। उनकी शादी बड़ी थी (चार लड़के और दो लड़कियाँ)। सबसे बड़े बेटे, जेम्स और विलियम को पिता के घर में पाला गया, और छोटे लड़कों को बड़ी बहनों द्वारा बड़ा किया गया। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि थॉमसन सीनियर ने अपने बेटों की सभ्य शिक्षा का ख्याल रखा। सबसे पहले, उन्होंने जेम्स पर अधिक ध्यान दिया, लेकिन जल्द ही यह स्पष्ट हो गया कि उनके सबसे बड़े बेटे का खराब स्वास्थ्य उन्हें अच्छी शिक्षा प्राप्त करने की अनुमति नहीं देगा, और उनके पिता ने विलियम की परवरिश पर ध्यान केंद्रित किया।br />
जब विलियम 7 वर्ष के थे, तो परिवार ग्लासगो (स्कॉटलैंड) चला गया, जहाँ उनके पिता को गणित की कुर्सी और प्रोफेसर की उपाधि मिली। ग्लासगो बाद में प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी का जीवन और कार्य स्थल बन गया। पहले से ही आठ साल की उम्र में, विलियम ने अपने पिता के व्याख्यानों में भाग लेना शुरू कर दिया था, और 10 साल की उम्र में वह ग्लासगो में एक कॉलेज के छात्र बन गए, जहाँ उन्होंने अपने बड़े भाई जेम्स के साथ अध्ययन किया। जॉन निकोल, एक प्रसिद्ध स्कॉटिश खगोलशास्त्री और विज्ञान के लोकप्रिय, जिन्होंने 1839 से विश्वविद्यालय में काम किया, ने युवा व्यक्ति के वैज्ञानिक हितों को आकार देने में एक बड़ी भूमिका निभाई। उन्होंने विज्ञान की उन्नत उपलब्धियों का अनुसरण किया और अपने छात्रों को उनसे परिचित कराने का प्रयास किया। सोलह साल की उम्र में, विलियम ने फूरियर की पुस्तक द एनालिटिकल थ्योरी ऑफ हीट पढ़ी, जिसने संक्षेप में, उनके शेष जीवन के लिए उनके शोध के कार्यक्रम को निर्धारित किया।

कॉलेज से स्नातक होने के बाद, थॉमसन सेंट में अध्ययन करने गए। पीटर कॉलेज, कैम्ब्रिज, जहां उन्होंने भौतिकी की विभिन्न शाखाओं में फूरियर श्रृंखला के अनुप्रयोग पर और उत्कृष्ट अध्ययन "सजातीय ठोस में गर्मी की एक समान गति और बिजली के गणितीय सिद्धांत के साथ इसका संबंध" ("कैम्ब्रिज गणित") पर कई लेख प्रकाशित किए। .जर्न.'', 1842) ने गर्मी और विद्युत धारा के प्रसार की घटनाओं के बीच महत्वपूर्ण समानताएं बनाईं और दिखाया कि इनमें से किसी एक क्षेत्र के प्रश्नों का समाधान दूसरे क्षेत्र के प्रश्नों पर कैसे लागू किया जा सकता है। एक अन्य अध्ययन, "द लीनियर मोशन ऑफ हीट" (1842, उक्त) में, थॉमसन ने सिद्धांत विकसित किए, जिन्हें उन्होंने गतिशील भूविज्ञान में कई प्रश्नों पर उपयोगी ढंग से लागू किया, जैसे कि पृथ्वी का ठंडा होना। अपने पिता को लिखे अपने शुरुआती पत्रों में से एक में, थॉमसन लिखते हैं कि वह अपने समय की योजना कैसे बनाते हैं: सुबह 5 बजे उठें और आग जलाएं; 8 घंटे 15 मिनट तक पढ़ें; दैनिक व्याख्यान में भाग लें; दोपहर 1 बजे तक पढ़ें; शाम 4 बजे तक व्यायाम करें; शाम 7 बजे से पहले चर्च जाएँ; 8 घंटे 30 मिनट तक पढ़ें; सुबह 9 बजे सो जाएं। यह शेड्यूल समय की बर्बादी को कम करने की आजीवन इच्छा को दर्शाता है। मुझे कहना होगा कि विलियम थॉमसन एक सर्वांगीण रूप से विकसित युवा व्यक्ति थे, वह खेलों के लिए जाते थे, यहां तक ​​कि कैम्ब्रिज रोइंग टीम के सदस्य भी थे और उन्होंने अपने साथियों के साथ मिलकर प्रसिद्ध दौड़ में ऑक्सफोर्ड के छात्रों को हराया था, जो 1829 से आयोजित की जा रही है। थॉमसन संगीत और साहित्य में भी पारंगत थे। लेकिन उन्होंने इन सभी शौकों के मुकाबले विज्ञान को प्राथमिकता दी और यहां उनकी रुचियां भी विविध थीं।

1845 में, कैम्ब्रिज से स्नातक होने के बाद, दूसरे रैंगलर का डिप्लोमा और स्मिथ पुरस्कार प्राप्त करने के बाद, विलियम, अपने पिता की सलाह पर, प्रसिद्ध फ्रांसीसी प्रयोगात्मक भौतिक विज्ञानी हेनरी-विक्टर रेग्नॉल्ट (1810) की प्रयोगशाला में प्रशिक्षण लेने के लिए पेरिस गए। -1878). उसी समय, जोसेफ लिउविल पत्रिका में, थॉमसन ने इलेक्ट्रोस्टैटिक्स पर कई लेख प्रकाशित किए, जिसमें उन्होंने विद्युत छवियों की अपनी विधि की रूपरेखा तैयार की, जिसे बाद में "मिरर इमेज विधि" कहा गया, जिससे कई समस्याओं को आसानी से हल करना संभव हो गया। इलेक्ट्रोस्टैटिक्स की कठिन समस्याएं.

जब थॉमसन कैम्ब्रिज में पढ़ रहे थे, तब ग्लासगो में ऐसी घटनाएँ हो रही थीं जिन्होंने उनके भविष्य के करियर को निर्धारित किया। जब थॉमसन 1841 में कैम्ब्रिज में अपना पहला वर्ष पूरा कर रहे थे, ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्राकृतिक दर्शनशास्त्र के प्रोफेसर विलियम मिकलहेम गंभीर रूप से बीमार पड़ गए। इससे साफ हो गया था कि वह काम पर नहीं लौट सकेंगे. जैसे ही 1842 बीत गया, ग्लासगो में एक खाली सीट के लिए कोई स्पष्ट उम्मीदवार नहीं होने पर, थॉमसन सीनियर को एहसास हुआ कि उनका बेटा विलियम, जो अभी 18 साल का हुआ था, इस सीट के लिए प्रतिस्पर्धा कर सकता है। 11 सितंबर, 1846 को 22 वर्षीय थॉमसन को गुप्त मतदान द्वारा ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्राकृतिक दर्शन के प्रोफेसर के पद के लिए चुना गया था। उन्होंने 1899 तक अपना पद बरकरार रखा, यहां तक ​​कि कैम्ब्रिज में कैवेंडिश चेयर के प्रमुख के पद का प्रलोभन भी नहीं दिया, जो उन्हें 1870 और 1880 के दशक में तीन बार पेश किया गया था। थॉमसन ने 4 नवंबर, 1846 को ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर के रूप में अपना पहला व्याख्यान दिया। इसमें उन्होंने प्राकृतिक दर्शन पाठ्यक्रम में नामांकित छात्रों के लिए भौतिकी की सभी शाखाओं का परिचयात्मक अवलोकन दिया। स्टोक्स को लिखे एक पत्र में थॉमसन ने स्वीकार किया कि पहला व्याख्यान असफल रहा। उन्होंने इसे पहले ही पूरा लिख ​​लिया था और हर समय चिंतित रहते थे कि वह बहुत तेजी से पढ़ रहे हैं। लेकिन इसने उन्हें अगले वर्ष और उसके बाद पचास वर्षों तक हर साल अलग-अलग प्रविष्टियों, सुधारों और सुधारों के साथ एक ही प्रविष्टि का उपयोग करने से नहीं रोका। छात्र अपने प्रसिद्ध प्रोफेसर की प्रशंसा करते थे, हालाँकि तुरंत सोचने, संबंध और उपमाएँ देखने की उनकी क्षमता ने कई लोगों को चकित कर दिया, खासकर जब थॉमसन ने अचानक ऐसे तर्क को व्याख्यान में शामिल कर दिया।

1847 में, ऑक्सफोर्ड में ब्रिटिश एसोसिएशन ऑफ नेचुरलिस्ट्स की एक बैठक में थॉमसन की मुलाकात जेम्स जूल से हुई। पिछले चार वर्षों के दौरान, जूल ने इन वार्षिक बैठकों में घोषणा की थी कि गर्मी नहीं है, जैसा कि तब माना जाता था, कुछ पदार्थ (कैलोरी) एक शरीर से दूसरे शरीर में फैल रहे थे। जूल ने यह विश्वास व्यक्त किया कि ऊष्मा वास्तव में पदार्थ के घटक परमाणुओं के कंपन का परिणाम है। यह अध्ययन करने के बाद कि ठंडा होने पर गैस कैसे संपीड़ित होती है, जूल ने सुझाव दिया कि किसी भी पदार्थ को 284 डिग्री सेल्सियस से नीचे ठंडा नहीं किया जा सकता है (बाद में, जैसा कि हम जानते हैं, यह आंकड़ा थॉमसन द्वारा परिष्कृत किया गया था)। इसके अलावा, जूल ने एक पाउंड पानी को 1°F तक गर्म करने के लिए आवश्यक यांत्रिक कार्य की समतुल्य मात्रा निर्धारित करने के लिए प्रयोगों का संचालन करके काम और गर्मी की समानता का प्रदर्शन किया। उन्होंने यहां तक ​​दावा किया कि झरने के आधार पर पानी का तापमान शीर्ष की तुलना में अधिक था। ब्रिटिश एसोसिएशन की बैठकों में जूल के भाषणों को बोरियत और अविश्वास के साथ स्वीकार किया गया। लेकिन 1847 में ऑक्सफ़ोर्ड की एक बैठक में सब कुछ बदल गया, क्योंकि थॉमसन हॉल में बैठे थे। जोएल ने जो कहा उससे वह प्रसन्न हुआ, उसने कई प्रश्न पूछना शुरू कर दिया और गरमागरम बहस छेड़ दी। सच है, थॉमसन ने सुझाव दिया कि जूल गलत हो सकता है। बैठक के बाद अपने भाई को लिखे पत्र में थॉमसन ने लिखा: "मैं जूल की रचनाएँ भेज रहा हूँ, जो आपको आश्चर्यचकित कर देंगी। मेरे पास उनके बारे में विस्तार से जानने के लिए बहुत कम समय है। मुझे ऐसा लगता है कि अब भी उनमें कई खामियाँ हैं।" ।" लेकिन जोएल ग़लत नहीं था, और थॉमसन, बहुत विचार-विमर्श के बाद, उससे सहमत हुए। इसके अलावा, वह जूल के विचारों को ताप इंजन पर सादी कार्नोट के काम से जोड़ने में सक्षम थे। साथ ही, वह तापमान के पूर्ण शून्य को निर्धारित करने के लिए एक अधिक सामान्य तरीका खोजने में कामयाब रहे, जो किसी विशिष्ट पदार्थ पर निर्भर नहीं करता है। इसीलिए तापमान की मूलभूत आधार इकाई को बाद में केल्विन कहा गया। इसके अलावा, थॉमसन ने महसूस किया कि ऊर्जा के संरक्षण का नियम विज्ञान का महान एकीकृत सिद्धांत है, और उन्होंने "स्थैतिक" और "गतिशील" ऊर्जा की अवधारणाओं को पेश किया, जिन्हें अब हम क्रमशः गतिज और संभावित ऊर्जा कहते हैं।

1848 में थॉमसन ने पेश किया " निरपेक्ष थर्मोमेट्रिक पैमाना"। उन्होंने उसका नाम इस प्रकार समझाया: " इस पैमाने की विशेषता किसी विशेष पदार्थ के भौतिक गुणों से पूर्ण स्वतंत्रता है।"वह इसे नोट करता है।" अनंत ठंड को वायु थर्मामीटर पर शून्य से नीचे डिग्री की एक सीमित संख्या के अनुरूप होना चाहिए", अर्थात्: बिंदु, " वायु का आयतन शून्य हो जाने के अनुरूप, जिसे पैमाने पर -273°C के रूप में अंकित किया जाएगा".

1849 से, थर्मोडायनामिक्स पर थॉमसन का काम शुरू हुआ, जो एडिनबर्ग में रॉयल सोसाइटी के प्रकाशनों में छपा। इन कार्यों में से पहले में, थॉमसन, जूल के शोध पर चित्रण करते हुए, इंगित करता है कि कार्नोट के सिद्धांत को कैसे संशोधित किया जाए, जो बाद के रिफ्लेक्सियन्स सुर ला पुइसेंस मोट्रिस डू फ्यू एट सुर लेस मशीन्स प्रोप्रेस ए डेवेलपर सेटे पुइसेंस (1824) में दिया गया है, ताकि सिद्धांत आधुनिक डेटा के अनुरूप था; इस प्रसिद्ध कार्य में ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के पहले सूत्रों में से एक शामिल है।

1851 की शुरुआत में, थॉमसन ने सामान्य शीर्षक "ऑन द डायनेमिक थ्योरी ऑफ हीट" के तहत वैज्ञानिक लेखों की एक श्रृंखला प्रकाशित की, जिसमें उन्होंने (आर क्लॉसियस से स्वतंत्र रूप से) थर्मोडायनामिक्स के पहले और दूसरे नियमों पर विचार किया। साथ ही, वह फिर से निरपेक्ष तापमान की समस्या पर लौटता है, यह देखते हुए कि " दो पिंडों का तापमान इन तापमानों वाले दो स्थानों में सामग्री प्रणाली द्वारा क्रमशः ली और दी गई गर्मी की मात्रा के समानुपाती होता है, जब सिस्टम आदर्श प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं का एक पूरा चक्र पूरा करता है और किसी भी स्थान पर गर्मी के नुकसान या वृद्धि से सुरक्षित रहता है। अन्य तापमान"। उनके कार्य "ऑन डायनेमिक थ्योरी ऑफ़ हीट" में ऊष्मा पर एक नया दृष्टिकोण बताया गया, जिसके अनुसार " ऊष्मा कोई पदार्थ नहीं, बल्कि यांत्रिक प्रभाव का एक गतिशील रूप है। इसलिए "यांत्रिक कार्य और ताप के बीच कुछ समानता होनी चाहिए". थॉमसन बताते हैं कि यह सिद्धांत, " जाहिरा तौर पर, पहली बार ... वाई मेयर के काम में खुले तौर पर घोषित किया गया था "निर्जीव प्रकृति की ताकतों पर टिप्पणी"". इसके अलावा, उन्होंने जे. जूल के काम का उल्लेख किया, जिन्होंने संख्यात्मक अनुपात का अध्ययन किया, “ ऊष्मा और यांत्रिक बल को जोड़ना". थॉमसन का कहना है कि ऊष्मा की प्रेरक शक्ति का पूरा सिद्धांत दो प्रस्तावों पर आधारित है, जिनमें से पहला जूल पर वापस जाता है और इस प्रकार तैयार किया गया है: " ऐसे सभी मामलों में जहां समान मात्रा में यांत्रिक कार्य किसी भी तरह से विशेष रूप से गर्मी से प्राप्त किया जाता है, या केवल थर्मल प्रभाव प्राप्त करने पर खर्च किया जाता है, समान मात्रा में गर्मी हमेशा खो जाती है या प्राप्त होती है।". थॉमसन ने दूसरा प्रस्ताव इस प्रकार तैयार किया: "यदि किसी मशीन को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि जब वह विपरीत दिशा में काम करती है, तो उसके आंदोलन के किसी भी हिस्से में सभी यांत्रिक और भौतिक प्रक्रियाएं विपरीत हो जाती हैं, तो यह बिल्कुल उतना ही यांत्रिक कार्य उत्पन्न करती है जितना कोई भी थर्मोडायनामिक प्रणाली उत्पन्न कर सकती है। ऊष्मा की एक निश्चित मात्रा के लिए। समान तापमान वाली ऊष्मा और रेफ्रिजरेटर स्रोतों वाली मशीन". थॉमसन ने इस स्थिति को एस. कार्नोट और आर. क्लॉसियस तक बढ़ाया और इसे निम्नलिखित सिद्धांत के साथ प्रमाणित किया: " किसी निर्जीव पदार्थ एजेंट की सहायता से आसपास की सबसे ठंडी वस्तुओं के तापमान से नीचे ठंडा करके पदार्थ के किसी भी द्रव्यमान से यांत्रिक कार्य प्राप्त करना असंभव है।". इस सूत्रीकरण के लिए, जिसे थॉमसन का दूसरे नियम का सूत्रीकरण कहा जाता है, थॉमसन निम्नलिखित टिप्पणी करते हैं: यदि हम इस सिद्धांत को सभी तापमानों पर मान्य नहीं मानते, तो हमें यह स्वीकार करना होगा कि एक स्वचालित मशीन को संचालन में लाना और समुद्र या पृथ्वी को ठंडा करके, किसी भी मात्रा में यांत्रिक कार्य प्राप्त करना संभव है, थकावट तक भूमि और समुद्र की सारी गर्मी, या, अंत में, सारी भौतिक दुनिया की". इस नोट में वर्णित "स्वचालित मशीन" को दूसरी तरह का पेरपेटुम मोबाइल कहा जाने लगा। थर्मोडायनामिक्स के खुले कानून के आधार पर और इसे संपूर्ण ब्रह्मांड में लागू करने के आधार पर, वह (1852) "ब्रह्मांड की थर्मल मृत्यु" (ब्रह्मांड की थर्मल मृत्यु की परिकल्पना) की अनिवार्यता के बारे में गलत निष्कर्ष पर पहुंचे। इस दृष्टिकोण की अवैधता और परिकल्पना की भ्रांति एल. बोल्ट्ज़मैन द्वारा सिद्ध की गई थी।

उसी वर्ष, 27 वर्ष की आयु में, थॉमसन रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन - इंग्लिश एकेडमी ऑफ साइंसेज के सदस्य बन गए। 1852 में, थॉमसन ने अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स जूल के साथ मिलकर, बिना काम किए विस्तार के दौरान गैसों के ठंडा होने पर एक प्रसिद्ध अध्ययन किया, जिसने आदर्श गैसों के सिद्धांत से वास्तविक गैसों के सिद्धांत तक एक संक्रमणकालीन कदम के रूप में कार्य किया। उन्होंने पाया कि जब कोई गैस छिद्रपूर्ण विभाजन से रुद्धोष्म रूप से (बाहर से ऊर्जा के प्रवाह के बिना) गुजरती है, तो उसका तापमान कम हो जाता है। इस घटना को "जूल-थॉमसन प्रभाव" कहा जाता है। लगभग उसी समय, थॉमसन ने थर्मोइलेक्ट्रिक घटना का थर्मोडायनामिक सिद्धांत विकसित किया।

1852 में, वैज्ञानिक ने मार्गरेट क्रुम से शादी की, जिनसे वह बचपन से प्यार करते थे। वह खुश था, लेकिन दुर्भाग्य से, खुशी लंबे समय तक नहीं रही। हनीमून के दौरान ही मार्गरेट की तबीयत तेजी से बिगड़ गई। थॉमसन के जीवन के अगले 17 वर्ष उनकी पत्नी के स्वास्थ्य के बारे में लगातार चिंताओं से घिरे रहे, और वैज्ञानिक ने अपना लगभग सारा खाली समय उनकी देखभाल के लिए समर्पित कर दिया।

थर्मोडायनामिक्स पर अपने काम के अलावा, थॉमसन ने विद्युत चुम्बकीय घटनाओं का भी अध्ययन किया। इसलिए, 1853 में, उन्होंने विद्युत चुम्बकीय दोलनों के सिद्धांत की नींव रखते हुए, "क्षणिक विद्युत धाराओं पर" एक लेख प्रकाशित किया। एक गोलाकार पिंड के विद्युत आवेश के समय में परिवर्तन पर विचार करते हुए जब यह एक पतले कंडक्टर (तार) द्वारा पृथ्वी से जुड़ा होता है, थॉमसन ने पाया कि इस मामले में पिंड की विद्युत धारिता के आधार पर कुछ विशेषताओं के साथ नम दोलन उत्पन्न होते हैं, कंडक्टर और इलेक्ट्रोडायनामिक कैपेसिटेंस का प्रतिरोध। इसके बाद, संकेतित मानों पर प्रतिरोध के बिना एक सर्किट में मुक्त दोलनों की अवधि की निर्भरता को दर्शाने वाले सूत्र को "थॉमसन सूत्र" कहा गया (हालाँकि उन्होंने स्वयं इस सूत्र को प्राप्त नहीं किया था)।

अंततः, 1855 में, वैज्ञानिक ने अपने वैज्ञानिक हितों के दो क्षेत्रों को जोड़ दिया और थर्मोइलेक्ट्रिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करना शुरू किया। उन्होंने थर्मोइलेक्ट्रिक घटना का थर्मोडायनामिक सिद्धांत विकसित किया। ऐसी कई घटनाएँ पहले से ही ज्ञात थीं, कुछ की खोज स्वयं थॉमसन ने की थी। 1856 में, उन्होंने तीसरे थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज की - थॉमसन प्रभाव (पहले दो थर्मो-ईएमएफ की घटना और पेल्टियर गर्मी की रिहाई हैं), जिसमें तथाकथित की रिहाई शामिल थी। "थॉमसन हीट" जब तापमान प्रवणता की उपस्थिति में किसी चालक के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है। सबसे आश्चर्य की बात यह है कि थॉमसन ने इस खोज को प्रायोगिक तौर पर नहीं अंजाम दिया, बल्कि अपने सिद्धांत के आधार पर इसकी भविष्यवाणी की थी। और यह उस समय में था जब वैज्ञानिकों को अभी भी विद्युत धारा की प्रकृति के बारे में कमोबेश सही जानकारी नहीं थी! परमाणु संबंधी विचारों के निर्माण में थॉमसन द्वारा तरल फिल्म की सतह ऊर्जा के माप के आधार पर अणुओं के आकार की गणना का बहुत महत्व था। 1870 में, उन्होंने तरल सतह के आकार पर संतृप्त वाष्प की लोच की निर्भरता स्थापित की।

थॉमसन एक अन्य आयरिश मूल के भौतिक विज्ञानी, जॉर्ज गेब्रियल स्टोक्स के साथ निकटता से जुड़े हुए थे। वे कैंब्रिज में मिले और जीवन भर करीबी दोस्त बने रहे और 650 से अधिक पत्रों का आदान-प्रदान किया। उनका अधिकांश पत्राचार गणित और भौतिकी में अनुसंधान से संबंधित है। उनके दिमाग एक-दूसरे के पूरक थे, और कुछ मामलों में विचार इतने एकजुट थे कि कोई भी यह नहीं बता सकता था (और यहां तक ​​​​कि परवाह भी नहीं करता था) कि सबसे पहले कोई विचार किसके साथ आया। शायद सबसे प्रसिद्ध उदाहरण वेक्टर विश्लेषण से स्टोक्स प्रमेय है, जो किसी को एक बंद समोच्च पर इंटीग्रल्स को इस समोच्च द्वारा फैली सतह पर इंटीग्रल्स में बदलने की अनुमति देता है, और इसके विपरीत। यह प्रमेय वास्तव में थॉमसन द्वारा स्टोक्स को लिखे एक पत्र में कहा गया था, इसलिए इसे "थॉमसन का प्रमेय" कहा जाना चाहिए था।

पचास के दशक में, थॉमसन को ट्रान्साटलांटिक टेलीग्राफी के प्रश्न में भी दिलचस्पी हो गई; पहले व्यावहारिक अग्रदूतों की विफलताओं से प्रेरित होकर, थॉमसन ने सैद्धांतिक रूप से केबलों के साथ विद्युत आवेगों के प्रसार के सवाल की जांच की और सबसे बड़े व्यावहारिक महत्व के निष्कर्ष पर पहुंचे, जिससे समुद्र के पार टेलीग्राफी करना संभव हो गया। रास्ते में, थॉमसन ने एक ऑसिलेटरी इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज (1853) के अस्तित्व के लिए शर्तों का अनुमान लगाया, जिसे बाद में किरचॉफ (1864) ने फिर से पाया और विद्युत दोलनों के पूरे सिद्धांत का आधार बनाया। केबल-बिछाने का अभियान थॉमसन को समुद्र की ज़रूरतों से परिचित कराता है और लॉट और कम्पास (1872-1876) के सुधार की ओर ले जाता है। उन्होंने एक नया कम्पास बनाया और पेटेंट कराया जो उस समय मौजूद कम्पास की तुलना में अधिक स्थिर था और जहाजों के स्टील के पतवार से जुड़े विचलन को समाप्त कर दिया। सबसे पहले, नौवाहनविभाग को आविष्कार के बारे में संदेह था। एक आयोग के निष्कर्ष के अनुसार, "कम्पास बहुत नाजुक है और शायद बहुत नाजुक है।" जवाब में, थॉमसन ने कंपास को उस कमरे में फेंक दिया जहां आयोग की बैठक हुई थी और कंपास क्षतिग्रस्त नहीं हुआ था। नौसैनिक अधिकारी अंततः नए कम्पास की ताकत के प्रति आश्वस्त हो गए और 1888 में इसे पूरे बेड़े द्वारा अपनाया गया। थॉमसन ने एक यांत्रिक ज्वार भविष्यवक्ता का भी आविष्कार किया और एक नया इको साउंडर बनाया जो जहाज के नीचे की गहराई को तुरंत निर्धारित कर सकता था और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि जहाज चलते समय ऐसा कर सकता था।

पृथ्वी के तापीय इतिहास पर विलियम थॉमसन के विचार भी कम प्रसिद्ध नहीं थे। इस विषय में उनकी रुचि 1844 में जागृत हुई, जब वे कैम्ब्रिज में स्नातक छात्र थे। बाद में, वह बार-बार इसमें लौटे, जिसने अंततः उन्हें जॉन टिंडेल, थॉमस हक्सले और चार्ल्स डार्विन सहित अन्य प्रसिद्ध वैज्ञानिकों के साथ संघर्ष में ला दिया। इसे डार्विन के थॉमसन के "नीच भूत" के रूप में वर्णन और धार्मिक मान्यताओं के विकल्प के रूप में विकासवादी सिद्धांत को बढ़ावा देने के हक्सले के प्रचार उत्साह में देखा जा सकता है। थॉमसन एक ईसाई थे, लेकिन उन्होंने सृष्टि के विवरण की शाब्दिक व्याख्या का बचाव करने की परवाह नहीं की, उदाहरण के लिए, उन्हें इस तथ्य के बारे में बात करने में खुशी हुई कि एक उल्कापिंड पृथ्वी पर जीवन लाया। हालाँकि, थॉमसन ने अपने पूरे जीवन में हमेशा अच्छे विज्ञान का बचाव और प्रचार किया। उनका मानना ​​था कि कठोर गणित पर आधारित भौतिकी की तुलना में भूविज्ञान और विकासवादी जीव विज्ञान अविकसित थे। दरअसल, उस समय के कई भौतिक विज्ञानी भूविज्ञान और जीव विज्ञान को विज्ञान ही नहीं मानते थे। पृथ्वी की आयु का अनुमान लगाने के लिए विलियम थॉमसन ने अपने पसंदीदा फूरियर की विधियों का उपयोग किया। उन्होंने गणना की कि पिघले हुए ग्लोब को उसके वर्तमान तापमान तक ठंडा होने में कितना समय लगेगा। 1862 में, विलियम थॉमसन ने पृथ्वी की आयु 100 मिलियन वर्ष होने का अनुमान लगाया था, लेकिन 1899 में उन्होंने गणना को संशोधित किया और यह आंकड़ा घटाकर 20-40 मिलियन वर्ष कर दिया। जीवविज्ञानियों और भूवैज्ञानिकों को इस आंकड़े से सौ गुना अधिक की आवश्यकता थी। सिद्धांतों के बीच विसंगति को केवल 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में हल किया गया था, जब अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने महसूस किया कि चट्टानों की रेडियोधर्मिता पृथ्वी को गर्म करने, शीतलन को धीमा करने के लिए एक आंतरिक तंत्र प्रदान करती है। इस प्रक्रिया से थॉमसन की भविष्यवाणी की तुलना में पृथ्वी की आयु में वृद्धि होती है। आधुनिक अनुमान कम से कम 4600 मिलियन वर्ष का मान देते हैं। 1903 में रेडियोधर्मी क्षय के लिए थर्मल ऊर्जा की रिहाई से संबंधित कानून की खोज ने उन्हें सूर्य की आयु के अपने स्वयं के अनुमान को बदलने के लिए प्रेरित नहीं किया। लेकिन चूंकि रेडियोधर्मिता की खोज तब की गई जब थॉमसन ने 70 साल की उम्र पार कर ली, इसलिए उन्हें शोध में इसकी भूमिका पर ध्यान न देने के लिए क्षमा किया जा सकता है, जिसे उन्होंने 20 साल की उम्र में शुरू किया था।

डब्ल्यू. थॉमसन के पास एक महान शैक्षणिक प्रतिभा भी थी और उन्होंने सैद्धांतिक प्रशिक्षण को व्यावहारिक प्रशिक्षण के साथ पूरी तरह से संयोजित किया। भौतिकी पर उनके व्याख्यान प्रदर्शनों के साथ होते थे, जिसमें थॉमसन ने छात्रों को व्यापक रूप से आकर्षित किया, जिससे दर्शकों की रुचि बढ़ी। ग्लासगो विश्वविद्यालय में डब्ल्यू. थॉमसन ने ग्रेट ब्रिटेन में पहली भौतिक प्रयोगशाला बनाई, जिसमें कई मौलिक वैज्ञानिक शोध किए गए और जिसने भौतिक विज्ञान के विकास में बड़ी भूमिका निभाई। प्रारंभ में, प्रयोगशाला पूर्व व्याख्यान कक्षों, एक पुराने परित्यक्त शराब तहखाने और पुराने प्रोफेसर हाउस के हिस्से में सिमटी हुई थी। 1870 में, विश्वविद्यालय एक नई शानदार इमारत में स्थानांतरित हो गया, जिसने प्रयोगशाला के लिए विशाल परिसर प्रदान किया। थॉमसन का मंच और घर ब्रिटेन में बिजली से जगमगाने वाले पहले व्यक्ति थे। देश में पहली टेलीफोन लाइन विश्वविद्यालय और व्हाइट की कार्यशालाओं के बीच संचालित हुई, जो भौतिक उपकरण बनाती थी। कार्यशालाएँ एक बहु-मंजिला कारखाने में विकसित हुईं, जो अनिवार्य रूप से प्रयोगशाला की एक शाखा बन गईं।

ऐसा कहा जाता है कि एक बार लॉर्ड केल्विन को अपना व्याख्यान रद्द करना पड़ा और उन्होंने ब्लैकबोर्ड पर लिखा "प्रोफेसर थॉमसन आज अपनी कक्षाओं से नहीं मिलेंगे" ("प्रोफेसर थॉमसन आज अपने छात्रों से नहीं मिल पाएंगे")। छात्रों ने प्रोफेसर के साथ एक चाल खेलने का फैसला किया और "क्लासेस" शब्द में "सी" अक्षर को मिटा दिया। अगले दिन, जब उसने शिलालेख देखा, तो थॉमसन को कोई नुकसान नहीं हुआ, उसने उसी शब्द में एक और अक्षर मिटा दिया और चुपचाप चला गया। (शब्दों पर खेलें: कक्षाएं - कक्षाएं, छात्र; लड़कियां - मालकिन, गधे - गधे।)

17 जून, 1870 को मार्गरेट की मृत्यु हो गई। उसके बाद, वैज्ञानिक ने अपना जीवन बदलने, आराम करने के लिए अधिक समय देने का फैसला किया, उन्होंने एक स्कूनर भी खरीदा, जिस पर वह दोस्तों और सहकर्मियों के साथ सैर करते थे। 1873 की गर्मियों में, थॉमसन ने एक और केबल-बिछाने अभियान का नेतृत्व किया। केबल क्षति के कारण, चालक दल को मदीरा में 16 दिनों के लिए रुकने के लिए मजबूर होना पड़ा, जहां वैज्ञानिक की चार्ल्स ब्लैंडी के परिवार, विशेष रूप से उनकी बेटियों में से एक फैनी, से दोस्ती हो गई, जिनसे उन्होंने अगली गर्मियों में शादी की।

वैज्ञानिक, शिक्षण और इंजीनियरिंग गतिविधियों के अलावा, विलियम थॉमसन ने कई मानद कर्तव्यों का पालन किया। तीन बार (1873-1878, 1886-1890, 1895-1907) उन्हें रॉयल सोसाइटी ऑफ एडिनबर्ग का अध्यक्ष चुना गया, 1890 से 1895 तक उन्होंने रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन का नेतृत्व किया। 1884 में उन्होंने संयुक्त राज्य अमेरिका की यात्रा की, जहाँ उन्होंने व्याख्यानों की एक श्रृंखला दी। शुद्ध और व्यावहारिक विज्ञान में थॉमसन की असाधारण खूबियों को उनके समकालीनों ने पूरी तरह सराहा। 1866 में, विलियम को कुलीनता की उपाधि मिली, और 1892 में, रानी विक्टोरिया ने, उनकी वैज्ञानिक खूबियों के लिए, उन्हें "बैरन केल्विन" (ग्लासगो में बहने वाली केल्विन नदी के नाम पर) की उपाधि से सम्मानित किया। दुर्भाग्य से, विलियम न केवल पहले, बल्कि आखिरी बैरन केल्विन भी बने - उनकी दूसरी शादी, पहली की तरह, निःसंतान निकली। 1896 में उनके वैज्ञानिक कार्य की पचासवीं वर्षगांठ दुनिया भर के भौतिकविदों द्वारा मनाई गई। थॉमसन के उत्सव में विभिन्न देशों के प्रतिनिधियों ने भाग लिया, जिनमें रूसी भौतिक विज्ञानी एन. ए. उमोव भी शामिल थे; 1896 में थॉमसन को सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज का मानद सदस्य चुना गया। 1899 में केल्विन ने ग्लासगो में कुर्सी छोड़ दी, हालाँकि उन्होंने विज्ञान करना बंद नहीं किया।

19वीं शताब्दी के अंत में, 27 अप्रैल, 1900 को, लॉर्ड केल्विन ने प्रकाश और ऊष्मा के गतिशील सिद्धांत के संकट पर रॉयल इंस्टीट्यूशन में एक प्रसिद्ध व्याख्यान दिया, जिसका शीर्षक था "द क्लाउड्स ऑफ द नाइनटीन्थ सेंचुरी ओवर द डायनेमिकल थ्योरी ऑफ लाइट एंड हीट" गर्मी और रोशनी।" इसमें उन्होंने कहा: "गतिशील सिद्धांत की सुंदरता और स्पष्टता, जिसके अनुसार गर्मी और प्रकाश गति के रूप हैं, वर्तमान में दो बादलों द्वारा अस्पष्ट हैं। उनमें से पहला ... प्रश्न है: पृथ्वी कैसे चल सकती है एक लोचदार माध्यम के माध्यम से, जो अनिवार्य रूप से एक चमकदार ईथर है? दूसरा ऊर्जा के वितरण का मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मैन सिद्धांत है।" लॉर्ड केल्विन ने पहले प्रश्न की चर्चा इन शब्दों के साथ समाप्त की: "मुझे डर है कि फिलहाल पहले बादल को हमें बहुत अंधेरा समझना चाहिए।" अधिकांश व्याख्यान स्वतंत्रता की डिग्री पर ऊर्जा के एक समान वितरण की धारणा से जुड़ी कठिनाइयों के लिए समर्पित थे। पूरी तरह से काले शरीर के विकिरण के वर्णक्रमीय वितरण के सवाल में दुर्गम विरोधाभासों के संबंध में उन वर्षों में इस मुद्दे पर व्यापक रूप से चर्चा की गई थी। विरोधाभासों पर काबू पाने के रास्ते की निरर्थक खोज को सारांशित करते हुए, लॉर्ड केल्विन निराशावादी रूप से निष्कर्ष निकालते हैं कि सबसे आसान तरीका इस बादल के अस्तित्व को अनदेखा करना है। आदरणीय भौतिक विज्ञानी की अंतर्दृष्टि अद्भुत थी: उन्होंने निश्चित रूप से समकालीन विज्ञान के दो दर्दनाक बिंदुओं को टटोला। कुछ महीने बाद, 19वीं सदी के आखिरी दिनों में, एम. प्लैंक ने ब्लैकबॉडी विकिरण की समस्या का समाधान प्रकाशित किया, जिसमें विकिरण की क्वांटम प्रकृति और प्रकाश के अवशोषण की अवधारणा पेश की, और पांच साल बाद, 1905 में, ए. आइंस्टीन ने "के इलेक्ट्रोडायनामिक्स ऑफ मूविंग बॉडीज" नामक कृति प्रकाशित की, जिसमें उन्होंने सापेक्षता का निजी सिद्धांत तैयार किया और ईथर के अस्तित्व के प्रश्न का नकारात्मक उत्तर दिया। इस प्रकार, भौतिकी के आकाश में दो बादलों के पीछे, सापेक्षता का सिद्धांत और क्वांटम यांत्रिकी, आज की भौतिकी की मूलभूत नींव छिपी हुई थी।

लॉर्ड केल्विन के जीवन के अंतिम वर्ष वह समय था जब भौतिकी में कई मौलिक नई चीजें सामने आईं। शास्त्रीय भौतिकी का युग, जिसके वे सबसे प्रतिभाशाली व्यक्तियों में से एक थे, समाप्ति की ओर आ रहा था। क्वांटम और सापेक्षतावादी युग पहले से ही दूर नहीं था, और वह इस दिशा में कदम उठा रहा था: उसे एक्स-रे और रेडियोधर्मिता में गहरी दिलचस्पी थी, उसने अणुओं के आकार को निर्धारित करने के लिए गणना की, परमाणुओं की संरचना के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी और इस दिशा में जे. जे. थॉमसन के शोध का सक्रिय समर्थन किया। हालाँकि, यह बिना घटनाओं के नहीं था। 1896 में, उन्हें विल्हेम कॉनराड रोएंटजेन द्वारा विशेष किरणों की खोज के बारे में संदेह था जो आपको मानव शरीर की आंतरिक संरचना को देखने की अनुमति देती है, उन्होंने इस समाचार को अतिरंजित, एक सुनियोजित धोखाधड़ी की तरह बताया और सावधानीपूर्वक सत्यापन की आवश्यकता बताई। और एक साल पहले उन्होंने कहा था: "हवा से भारी विमान असंभव है।" 1897 में केल्विन ने कहा कि रेडियो का कोई भविष्य नहीं है।

लॉर्ड विलियम केल्विन की मृत्यु 17 दिसंबर, 1907 को 83 वर्ष की आयु में ग्लासगो के निकट लार्ग्स (स्कॉटलैंड) में हो गई। विक्टोरियन युग के भौतिकी के इस राजा के विज्ञान के गुण निर्विवाद रूप से महान हैं, और उनकी राख आइजैक न्यूटन की राख के बगल में वेस्टमिंस्टर एबे में रखी हुई है। उन्होंने अपने पीछे 25 किताबें, 660 वैज्ञानिक लेख और 70 आविष्कार छोड़े। "बायोग्र.-लिटर" में। हैंडवॉर्टरबच पोगेंडोर्फा" (1896) थॉमसन से संबंधित लगभग 250 लेखों (किताबों को छोड़कर) की एक सूची प्रदान करता है।

विलियम थॉमसन, लॉर्ड केल्विन एक स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी हैं जिन्होंने सैद्धांतिक और व्यावहारिक विज्ञान दोनों में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। उनका जन्म बेलफ़ास्ट में एक गणितज्ञ के परिवार में हुआ था, लेकिन 1832 में ग्लासगो चले गए, जहाँ उनके पिता विश्वविद्यालय में प्रोफेसर बन गए। पहले से ही दस साल की उम्र में, विलियम विश्वविद्यालय में प्रवेश के लिए तैयार थे, लेकिन 1841 में ही कैम्ब्रिज में छात्र बन गए। 1845 में स्नातक होने के बाद, वह फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ हेनरी रेग्नॉल्ट (1810-78) के साथ अध्ययन करने के लिए पेरिस गए।

1846 में वह ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्राकृतिक विज्ञान के प्रोफेसर बन गए, लेकिन तुरंत एक स्वयंसेवक छात्र के रूप में पंजीकृत हो गए। 1842 से, थॉमसन विद्युत चुंबकत्व में लगे हुए थे, बिजली के क्षेत्र में राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय मानक विकसित कर रहे थे। 1848 में उन्होंने एक पूर्ण तापमान पैमाना प्रस्तावित किया। 1851 में उन्होंने साबित किया कि अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स जूल द्वारा विकसित ऊष्मा का यांत्रिक सिद्धांत फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी सादी कार्नोट (1796-1832) के विचारों के अनुरूप है। 1852 में, थॉमसन ने जूल के साथ मिलकर जूल-थॉमसन (या जूल-केल्विन) प्रभाव की खोज की।

वह उन कई वैज्ञानिकों में से थे जिन्होंने ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत और थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम को तैयार किया, जिसमें कहा गया है कि एक गर्म वस्तु की गर्मी खुद को एक गर्म वस्तु में स्थानांतरित नहीं करती है। थॉमसन ने पहली ट्रान्साटलांटिक अंडरवाटर टेलीग्राफ केबल (1866) बिछाने में भाग लिया, एक साइफन स्याही आपूर्ति और एक दर्पण गैल्वेनोमीटर के साथ एक अन्डुलेटर डिजाइन किया - ऐसे उपकरण जो कमजोर टेलीग्राफ सिग्नल के आगमन को पंजीकृत करते हैं। 1866 में उन्हें नाइट की उपाधि दी गई और उनकी मृत्यु के बाद उन्हें वेस्टमिंस्टर एब्बे के बगल में दफनाया गया

विलियम थॉमसन, बैरन केल्विन(इंग्लैंड विलियम थॉमसन, प्रथम बैरन केल्विन; 26 जून, 1824, बेलफ़ास्ट, आयरलैंड - 17 दिसंबर, 1907, लार्ग्स, स्कॉटलैंड) - ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी और मैकेनिक। थर्मोडायनामिक्स, मैकेनिक्स, इलेक्ट्रोडायनामिक्स के क्षेत्र में अपने काम के लिए जाने जाते हैं।

जीवनी

विलियम थॉमसन का जन्म 26 जून, 1824 को बेलफ़ास्ट में हुआ था। थॉमसन के पूर्वज आयरिश किसान थे; उनके पिता जेम्स थॉमसन, एक प्रसिद्ध गणितज्ञ, 1814 से बेलफ़ास्ट अकादमिक संस्थान में शिक्षक थे, फिर 1832 से ग्लासगो में गणित के प्रोफेसर थे; दर्जनों संस्करणों के साथ गणित की पाठ्यपुस्तकों के लिए जाना जाता है। विलियम थॉमसन और उनके बड़े भाई जेम्स ग्लासगो में कॉलेज और फिर सेंट गए। कैम्ब्रिज में पीटर, जहां विलियम ने 1845 में अपना विज्ञान पाठ्यक्रम पूरा किया।

1846 में, बाईस वर्षीय थॉमसन ने ग्लासगो विश्वविद्यालय में सैद्धांतिक भौतिकी की अध्यक्षता संभाली।

1856 में, वैज्ञानिक को रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन के रॉयल मेडल से सम्मानित किया गया था।

1880 से 1882 तक लंदन सोसाइटी ऑफ फिजिसिस्ट्स के अध्यक्ष। शुद्ध और व्यावहारिक विज्ञान में थॉमसन की असाधारण खूबियों को उनके समकालीनों ने पूरी तरह सराहा।

1866 में, थॉमसन को नाइट की उपाधि दी गई, 1892 में रानी विक्टोरिया ने उन्हें केल्विन नदी के किनारे "बैरन केल्विन" की उपाधि दी, जो ग्लासगो विश्वविद्यालय से होकर क्लाइड नदी में बहती है।

वैज्ञानिक गतिविधि

एक छात्र रहते हुए, थॉमसन ने भौतिकी में फूरियर श्रृंखला के अनुप्रयोग पर और "सजातीय ठोस में गर्मी की एक समान गति और बिजली के गणितीय सिद्धांत के साथ इसका संबंध" ("द कैम्ब्रिज गणित। जर्नल") पर कई पत्र प्रकाशित किए। ।", 1842), उन्होंने गर्मी और विद्युत प्रवाह के प्रसार की घटनाओं के बीच महत्वपूर्ण समानताएं बनाईं, जिसमें दिखाया गया कि इनमें से एक क्षेत्र के प्रश्नों का समाधान दूसरे के प्रश्नों पर कैसे लागू किया जा सकता है। एक अन्य अध्ययन, "द लीनियर मोशन ऑफ हीट" (1842, उक्त) में, थॉमसन ने सिद्धांत विकसित किए, जिन्हें उन्होंने गतिशील भूविज्ञान में कई प्रश्नों पर उपयोगी ढंग से लागू किया, जैसे कि पृथ्वी का ठंडा होना।

1845 में, पेरिस में रहते हुए, थॉमसन ने जोसेफ लिउविल नामक पत्रिका में इलेक्ट्रोस्टैटिक्स पर कई लेख प्रकाशित करना शुरू किया, जिसमें उन्होंने इलेक्ट्रिकल इमेजिंग की अपनी पद्धति की रूपरेखा तैयार की, जिससे इलेक्ट्रोस्टैटिक्स की कई सबसे कठिन समस्याओं को आसानी से हल करना संभव हो गया।

1849 में, थॉमसन ने थर्मोडायनामिक्स पर काम शुरू किया, जो एडिनबर्ग में रॉयल सोसाइटी के प्रकाशनों में प्रकाशित हुआ था। इन कार्यों में से पहले में, थॉमसन ने, जूल के अनुसंधान पर चित्रण करते हुए, संकेत दिया कि कार्नोट के सिद्धांत को कैसे संशोधित किया जाए, जो बाद के "रफ्लेक्सियन्स सुर ला पुइसेंस मोट्रिस डु फ्यू एट सुर लेस मशीन्स प्रोपर्स डवलपर सेटे पुइसेंस" (1824) में निर्धारित किया गया है, ताकि सिद्धांत अद्यतन डेटा के अनुरूप होगा; इस कार्य में ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के पहले सूत्रों में से एक शामिल है। 1852 में थॉमसन ने इसका एक और सूत्रीकरण दिया, जिसका नाम था ऊर्जा के अपव्यय का सिद्धांत। उसी वर्ष, थॉमसन ने जूल के साथ मिलकर बिना कार्य किए विस्तार के दौरान गैसों के ठंडा होने का अध्ययन किया, जो आदर्श गैसों के सिद्धांत से वास्तविक गैसों के सिद्धांत तक एक संक्रमणकालीन कदम के रूप में कार्य किया।

1855 में थर्मोइलेक्ट्रिसिटी ("धातुओं के इलेक्ट्रोडायनामिक गुण") पर काम शुरू होने से प्रायोगिक कार्य तीव्र हो गया; ग्लासगो विश्वविद्यालय के छात्रों ने इस कार्य में भाग लिया, जिसने ब्रिटेन में पहली बार शुरुआत की व्यावहारिक कार्यछात्रों के साथ-साथ ग्लासगो में एक भौतिकी प्रयोगशाला की शुरुआत।

पचास के दशक में वर्ष XIXसेंचुरी थॉमसन ट्रान्साटलांटिक टेलीग्राफी के मुद्दे में रुचि रखने लगे; पहले व्यावहारिक अग्रदूतों की विफलताओं से प्रेरित होकर, थॉमसन ने सैद्धांतिक रूप से केबलों के साथ विद्युत आवेगों के प्रसार के सवाल की जांच की और सबसे बड़े व्यावहारिक महत्व के निष्कर्ष पर पहुंचे, जिससे समुद्र के पार टेलीग्राफी करना संभव हो गया। रास्ते में, थॉमसन ने एक दोलनशील विद्युत निर्वहन (1853) के अस्तित्व के लिए शर्तों का अनुमान लगाया, जिसे बाद में किरचॉफ (1864) ने फिर से पाया और विद्युत दोलनों के पूरे सिद्धांत का आधार बनाया। एक केबल बिछाने के अभियान पर, थॉमसन समुद्री मामलों की जरूरतों से परिचित हो गए, जिसके कारण लॉट और कम्पास (1872-1876) में सुधार हुआ।