JAMES CLERK MAXWELL: BIOGRAFI DAN KONTRIBUSI UNTUK SAINS - KOSAKATA BUDAYA - 2025

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) adalah seorang ilmuwan asal Skotlandia yang mengkhususkan diri dalam bidang fisika matematika dan yang kontribusinya menandai sebelum dan sesudah dalam sejarah sains ini.

Dianggap sebagai salah satu ilmuwan paling penting dalam catatan, ia secara khusus dikenal karena perumusan teori radiasi elektromagnetik. Idenya meletakkan dasar di mana radio yang dikenal saat ini dibangun.

Fotografer tak dikenal. Smithsonian Institution dari Amerika Serikat, melalui Wikimedia Commons

Selain itu, fisikawan ini juga mengembangkan teori tentang alasan kestabilan cincin Saturnus, salah satu planet di tata surya; Dia bekerja dengan kinetika gas, dan dikenal sebagai orang pertama yang mencetak foto berwarna.

Penemuan Clerk Maxwell membantu meletakkan dasar bagi fisika modern. Banyak ahli di bidangnya menganggapnya sebagai ilmuwan abad ke-19 paling berpengaruh di bidang fisika abad ke-20.

Kontribusi yang dia buat di bidang ilmiah dianggap sama pentingnya dengan yang dibuat oleh Isaac Newton dan Albert Einstein.

Biografi

Tahun-tahun awal

James Clerk Maxwell lahir pada 13 Juni 1831, di Edinburgh, Skotlandia, dari sebuah keluarga kelas menengah. Dia adalah satu-satunya anak dari pasangan yang menikah di usia lanjut; ibunya melahirkan dia pada usia 40 tahun.

Ayahnya, John Clerk Maxwell dari Middlebie, seorang pengacara terkemuka, mewarisi nama belakangnya dari keluarga penting saat itu. Nama belakang James memang identik dengan masyarakat kelas atas Skotlandia. Frances Cay adalah nama ibunya, seorang wanita yang termasuk dalam keluarga dengan kedudukan tinggi di masyarakat saat itu.

Tak lama setelah Clerk lahir, keluarga itu pindah ke sebuah rumah pedesaan bernama Glenlair House, yang terletak di Desa dan Paroki Middlebie.

Pelajaran pertama

Ketika Maxwell berusia kurang lebih delapan tahun, pada tahun 1839, ibunya meninggal dunia setelah menderita kanker perut. Setelah acara tersebut, Panitera mulai menerima kelas dari seorang tutor yang mengaku bahwa pemuda tersebut memiliki masalah dalam belajar karena banyaknya waktu yang dibutuhkan untuk menghafal informasi.

Namun, Clerk Maxwell menunjukkan rasa ingin tahu yang besar pada usia dini dan kemampuan luar biasa untuk mempelajari ide-ide baru. Tak lama setelah dia mulai melihat pelajaran privat, bibinya mengirimnya ke sekolah di Akademi Edinburgh pada tahun 1841, di mana dia berteman dengan orang-orang yang membentuk masa depannya.

Terlepas dari rasa ingin tahu yang luar biasa untuk belajar, program studi yang diterimanya di sekolah tidak menarik minatnya. Untuk alasan ini, ia mulai condong ke sains, hingga ia menerbitkan artikel pertamanya yang berkaitan dengan bidang ini ketika ia baru berusia 14 tahun.

Dalam esai tersebut, Clerk Maxwell menggambarkan serangkaian kurva oval yang dapat dilacak dengan pin dan utas dengan analogi, dengan elips. Ketertarikannya pada geometri dan model mekanik terus berlanjut sepanjang hidupnya sebagai mahasiswa dan membantunya selama menjadi peneliti.

Pendidikan yang lebih tinggi

Pada usia 16 tahun, James Clerk Maxwell memulai studi di Universitas Edinburgh, salah satu universitas terpenting di Skotlandia. Selama masa jabatannya di lembaga ini, ia menerbitkan dua artikel ilmiah atas kepenulisannya sendiri.

Selain itu, fisikawan tersebut mengabdikan beberapa jam belajar selain yang dia terima di universitas. Dia datang untuk bereksperimen dengan improvisasi perangkat kimia, listrik dan magnet di dalam rumah tempat dia tinggal.

Sebagian dari praktik ini membantunya menemukan fotoelastisitas (cara yang menentukan distribusi stres dalam struktur fisik).

Pada tahun 1850, ketika fisikawan tersebut berusia kurang lebih 19 tahun, ia masuk ke Universitas Cambridge dan kemampuan intelektualnya mulai diakui. Di institusi Cambridge dia memiliki William Hopkins sebagai profesor matematika, yang menganggap Maxwell salah satu murid terpentingnya.

Empat tahun setelah memulai studinya di institusi ini, pada tahun 1854, dia dianugerahi Smith's Prize. Penghargaan bergengsi ini diberikan kepadanya karena telah melakukan esai tentang penelitian ilmiah asli.

Selain itu, dia dipilih untuk mendapatkan beasiswa, kesempatan yang dia tolak untuk kembali ke Skotlandia untuk merawat ayahnya, yang berada dalam situasi kesehatan yang genting.

Kehilangan pribadi dan pernikahan

Pada tahun 1856 ia diangkat sebagai profesor filsafat alam di Marischal College, tetapi ayahnya meninggal sebelum pengangkatannya, yang berarti kerugian yang signifikan bagi fisikawan tersebut karena ikatan kuat yang menyatukannya dengan ayahnya.

Ilmuwan itu kira-kira 15 tahun lebih muda daripada profesor lain yang mengajar di Colegio Marischal; Namun, ini bukan halangan baginya untuk menghasilkan komitmen yang kuat pada posisi yang dia ambil. Dia bersemangat mengembangkan program studi baru dan konferensi terjadwal dengan siswa.

Dua tahun kemudian, pada tahun 1858, ia menikah dengan Katherine Mary Dewar, putri kepala sekolah Marischal College. Mereka tidak pernah memiliki anak bersama. Bertahun-tahun kemudian, dia diangkat sebagai profesor filsafat alam di King's College, London, Inggris.

Maju di bidang profesional

Lima tahun berikutnya adalah karirnya yang paling positif berkat pencapaian ilmiah yang diraihnya. Dalam periode waktu ini, ia menerbitkan dua artikel yang membahas subjek medan elektromagnetik dan melakukan demonstrasi fotografi berwarna.

Selain itu, ia juga melakukan pekerjaan teoritis dan eksperimental tentang viskositas gas. Nilai penting yang dia peroleh di bidang ilmiah membuatnya layak menjadi anggota Royal Scientific Society pada tahun 1861.

Di sisi lain, dia bertugas mengawasi penentuan eksperimental unit listrik untuk British Association. Kontribusinya dalam bidang sains mengarah pada terciptanya Laboratorium Fisika Nasional.

Dia juga memberikan kontribusi penting pada teori kecepatan cahaya, berkat pengukuran proporsi unit elektromagnetik dan elektrostatis listrik.

Kontribusi untuk sains

Pada tahun 1865, fisikawan tersebut mengundurkan diri dari pekerjaannya di King's College untuk pensiun ke tanah miliknya di Glenlair. Dia melakukan banyak perjalanan ke London dan Italia dan beberapa tahun kemudian mulai menulis risalah tentang listrik dan magnet.

Penelitian

Penelitian Maxwell tentang elektromagnetisme sangat penting sehingga ilmuwan tersebut mulai dianggap sebagai salah satu yang paling penting dalam sejarah.

Dalam Treatise on Electricity and Magnetism, yang diterbitkan pada tahun 1873, tujuan utamanya adalah mengubah gagasan fisik Michael Faraday menjadi rumus matematika. Dia mencoba untuk mengilustrasikan ide Faraday.

Penyelidikan yang dia lakukan sehubungan dengan hukum ini memungkinkan ilmuwan untuk membuat penemuan penting untuk bidang fisika, sejauh menyangkut informasi yang sesuai tentang kecepatan cahaya.

Ilmuwan ini dipilih pada tahun 1871 untuk menjadi profesor di kursi baru yang telah dibuka di Cambridge. Mengikuti proposal ini, dia mulai merancang Laboratorium Cavendish dan mengawasi pembangunannya. Meskipun hanya memiliki sedikit siswa di bawah pengawasannya, dia memiliki sekelompok ilmuwan terkenal pada saat itu.

Kematian

Delapan tahun kemudian, pada tahun 1879, Maxwell beberapa kali mulai menderita sakit. Tak lama setelah dia kembali ke Glenlair; Namun, kesehatannya tidak juga membaik.

Ilmuwan tersebut meninggal pada tanggal 5 November 1879 setelah menderita sakit yang sebentar. Penguburannya tidak dihormati publik; Ia dimakamkan di pemakaman kecil yang terletak di Skotlandia.

Kontribusi untuk sains

Elektromagnetisme

Kajian yang dilakukan Maxwell terhadap hukum induksi Faraday, yang menyatakan bahwa medan magnet dapat berubah menjadi elektromagnetik, memungkinkannya membuat penemuan penting dalam bidang ilmiah ini.

Dengan mencoba menggambarkan hukum ini, ilmuwan berhasil membuat model mekanis yang menghasilkan “arus perpindahan”, yang dapat menjadi dasar untuk gelombang transversal.

Fisikawan melakukan kalkulasi kecepatan gelombang ini dan menemukan bahwa mereka sangat dekat dengan kecepatan cahaya. Ini mengarah pada teori yang menyarankan bahwa gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan di laboratorium, yang ditunjukkan beberapa tahun kemudian oleh ilmuwan Heinrich Hertz.

Studi oleh Maxwell ini memungkinkan bahwa, selama bertahun-tahun, radio yang kita kenal sekarang dapat dibuat.

Fakta tentang cincin Saturnus

Selama masa muda ilmuwan, prioritas diberikan untuk menjelaskan mengapa cincin Saturnus terus berputar secara konsisten di sekitar planet.

Penelitian Maxwell menghasilkan esai On the Stability of the Motion of Saturn's Rings. Perkembangan esai ini membuat Maxwell mendapatkan penghargaan ilmiah.

Pekerjaan tersebut menyimpulkan bahwa cincin Saturnus pasti terdiri dari massa materi yang tidak terkait satu sama lain. Studi ini diberikan atas kontribusi penting bagi sains yang dibuatnya.

Kesimpulan Maxwell tentang hal ini diverifikasi lebih dari 100 tahun kemudian, pada tahun 1980, oleh pesawat luar angkasa yang dikirim menuju planet tersebut. Pesawat itu adalah Voyager terkenal, yang dikirim oleh NASA.

Investigasi teori kinetik gas

Maxwell adalah ilmuwan pertama yang menerapkan metode probabilitas dan statistik untuk menggambarkan sifat-sifat sekumpulan molekul, sehingga ia mampu menunjukkan bahwa kecepatan molekul gas harus memiliki distribusi statistik.

Distribusinya segera setelah itu dikenal sebagai hukum distribusi Maxwell-Boltzmann. Selain itu, fisikawan menyelidiki sifat yang memungkinkan gas diangkut sebagai fungsi dari perubahan suhu dan tekanan pada viskositas, konduktivitas termal, dan difusi.

Penglihatan warna

Seperti ilmuwan lain pada masa itu, Maxwell memiliki minat penting dalam psikologi, terutama penglihatan warna.

Selama sekitar 17 tahun, antara tahun 1855 dan 1872, dia menerbitkan serangkaian investigasi yang dia lakukan pada persepsi warna, ketidakmampuan untuk melihat warna dan teori tentang area ini. Berkat mereka, ia menerima medali untuk salah satu esainya yang berjudul On the theory of color vision.

Penelitian dari beberapa ilmuwan yang relevan seperti Isaac Newton dan Thomas Young menjadi dasar untuk melakukan penelitian tentang subjek tersebut. Namun, fisikawan memiliki ketertarikan khusus pada persepsi warna dalam fotografi.

Setelah melakukan pekerjaan psikologis pada persepsi warna, ia memutuskan bahwa, jika jumlah dari tiga cahaya dapat mereproduksi warna apa pun yang dapat dilihat oleh manusia, foto berwarna dapat diproduksi dengan menggunakan filter khusus untuk mencapai hal ini.

Maxwell mengusulkan bahwa jika sebuah foto diambil dalam hitam dan putih menggunakan filter merah, hijau dan biru, kesan transparan dari gambar dapat diproyeksikan ke layar menggunakan tiga pelindung yang dilengkapi dengan filter serupa.

Hasil percobaan penglihatan warna

Saat Mawell melapisi gambar di layar, dia menyadari bahwa mata manusia akan melihat hasilnya sebagai reproduksi lengkap dari semua warna yang ada di pemandangan.

Bertahun-tahun kemudian, pada tahun 1861, selama konferensi di Royal Institution tentang teori warna, ilmuwan mempresentasikan demonstrasi pertama di dunia tentang penggunaan warna dalam fotografi. Dia menggunakan hasil analisisnya untuk membenarkan gagasannya.

Namun, hasil percobaan tidak sesuai dengan yang diharapkan, karena adanya perbedaan pigmentasi antar filter yang digunakan untuk menambah warna.

Meski belum mencapai hasil yang diinginkannya, penelitiannya tentang penggunaan warna dalam fotografi menjadi dasar untuk melahirkan fotografi warna beberapa tahun kemudian.

Referensi

1. James Clerk Maxwell, Encyclopedia Britannica Editor, (2018). Diambil dari britannica.com
2. James Clerk Maxwell, Portal Ilmuwan Terkenal, (nd). Diambil dari Famousscientists.org
3. James Clerk Maxwell, Portal Skotlandia yang Belum Ditemukan, (nd). Diambil dari undiscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell, Portal Wikipedia bahasa Inggris, (nd). Diambil dari en.wikipedia.org
5. Siapa James Clerk Maxwell, Portal The Maxwell di Glenlair Trust, (nd). Diambil dari org.uk