Як Джон Генрі Пойнтінг вирахував потік енергії

1

Джон Генрі Пойнтінг був не просто вікторіанським ученим, який збирає дані. Він дав нам мову для опису руху енергії. Народився 9 вересня 1852 року у Монтоні, Ланкашир, помер 30 березня 1914 року у Бірмінгемі. Однак його справжня спадщина не вказана у свідоцтві про народження. Воно укладено у векторі Пойнтінга.

Він провів всю кар’єру в Коледжі природничих наук Мейсона (який пізніше став Бірмінгемським університетом). Викладав там фізику з 1880 року до своєї смерті. Це 34 роки викладання, експериментів та переписування правил.

У 1884 та 1885 роках він опублікував роботи, які змінили все. До Пойнтінга ми знали про електрику та магнетизм. Не було простої формули, що пояснює, як енергія насправді тече у Всесвіті. Він вирішив цю проблему. Його теорема показала, що потік енергії у будь-якій точці можна обчислити, використовуючи лише ці дві сили. Це називається вектором Пойнтінга. Це є базова концепція електромагнетизму. Без цього наше розуміння руху світла, проходження радіохвиль та роботи антен було б неповним.

Він також вивчав випромінювання. Він написав статтю про тиск світла. Звучить абстрактно? Але це негаразд. Це означає, що світло може штовхати об’єкти. Він довів це.

Потім він зацікавився Землею. Він провів 12 років за експериментами щодо обчислення середньої щільності Землі. Це тривало до 1891 року. На цьому він не зупинився. 1893 року він визначив гравітаційну постійну. Це число є силою гравітації. Це – фундаментальний будівельний блок фізики.

В 1894 він опублікував свої результати в роботі «Середня щільність Землі». Потім у 1913 році він опублікував роботу «Земля, її форма, розміри, вага та обертання». Він хотів точно знати, що складається з нашої планети і як вона рухається.

Вектор Пойнтінга є звичайним способом опису спрямованого потоку енергії електромагнітного поля.

Чому це важливо сьогодні? Вектор Пойнтінга використовується щоразу, коли вмикається телефон. Бездротовий сигнал, що відправляється з вежі на пристрій, управляється вектором Пойнтінга. Він не просто обчислює числа. Він малює невидиму карту.

Він професор. Він – дослідник. Він дуже точний. Але що найважливіше, він зрозумілий. Тепер, коли ви дивитеся на діаграми електромагнітної енергії, ви бачите його роботу. Це дуже просто. Це елегантно. Це всюди.

попередня статтяBreakthrough Awards 2019: Голлівудський шик зустрічається з чистою математикою