Balfour Stewart - Balfour Stewart
Balfour Stewart | |
|---|---|
 | |
| Urodzić się | 1 listopada 1828 |
| Zmarł | 19 grudnia 1887 (w wieku 59) Ballymagarvey, Balrath, hrabstwo Meath , Irlandia
|
| Narodowość | szkocki |
| Obywatelstwo | brytyjski |
| Alma Mater | Uniwersytet St. Andrews Uniwersytet w Edynburgu |
| Znany z | Ciepło , meteorologia i magnetyzm ziemski |
| Nagrody | Medal Rumforda (1868) |
| Kariera naukowa | |
| Pola | Fizyka |
| Instytucje | Obserwatorium Kew , Owens College, Manchester |
| Doradca doktorski | James David Forbes |
Balfour Stewart (1 listopada 1828 - 19 grudnia 1887) był szkockim fizykiem i meteorologiem.
Studia w zakresie promieniowania cieplnego doprowadziły do niego otrzymaniu Rumford medal w Royal Society w 1868. W 1859 roku został mianowany dyrektorem Kew Observatory . Został wybrany profesorem fizyki w Owens College w Manchesterze i piastował to stanowisko aż do swojej śmierci, która miała miejsce w pobliżu Droghedy w Irlandii, 19 grudnia 1887 roku. Był autorem kilku udanych podręczników naukowych, a także artykułu na temat „ Terrestrial Magnetism” w dziewiątym wydaniu Encyclopædia Britannica .
Kariera zawodowa
Stewart urodził się 1 listopada 1828 r. w 1 London Row w Leith (na północ od Edynburga ), jako syn handlarza herbatą Williama Stewarta i jego żony Jane Clouston. Jego ojciec prowadził interesy w Wielkiej Brytanii i Australii.
Kształcił się w Dundee . Następnie studiował fizykę na Uniwersytecie St Andrews i Uniwersytecie w Edynburgu . Po studiach fizyki w Edynburgu został asystentem Jamesa Davida Forbesa w 1856 roku. Forbes był szczególnie zainteresowany kwestiami ciepła , meteorologii i ziemskiego magnetyzmu , i to im również poświęcił się głównie Stewart.
Jego uwagę po raz pierwszy przykuło promieniowanie cieplne, a do 1858 roku zakończył swoje pierwsze badania na ten temat. Dało to niezwykłe rozszerzenie „Prawa wymiany” Pierre'a Prévosta i umożliwiło mu ustalenie faktu, że promieniowanie nie jest zjawiskiem powierzchniowym, ale zachodzi we wnętrzu ciała promieniującego, oraz że moce promieniowania i absorpcji substancja musi być taka sama, nie tylko dla promieniowania jako całości, ale także dla każdego jego składnika.
W uznaniu tej pracy otrzymał w 1868 roku Rumford Medal od Royal Society , do którego został wybrany na sześć lat wcześniej. Z innych artykułów, w których zajmował się tą i pokrewnymi gałęziami fizyki, można wymienić „Obserwacje za pomocą sztywnego spektroskopu”, „Nagrzewanie dysku przez szybki ruch w próżni”, „Równowaga termiczna w obudowie zawierającej materię w ruchu widzialnym”, oraz „Promieniowanie wewnętrzne w kryształach uniksalnych”.
W 1859 został mianowany dyrektorem Obserwatorium Kew i tam naturalnie zainteresował się problemami meteorologii i magnetyzmu ziemskiego. W 1870 roku, w którym został bardzo poważnie ranny w wypadku kolejowym, został wybrany profesorem fizyki w Owens College w Manchesterze i piastował to stanowisko aż do śmierci, która miała miejsce w pobliżu Droghedy w Irlandii, 19 grudnia 1887 roku.
Był autorem kilku udanych podręczników nauki, a także artykułu na temat „Terrestrial Magnetism” w dziewiątym wydaniu Encyclopædia Britannica. Wspólnie z profesorem PG Tait napisał The Unseen Universe , początkowo publikowany anonimowo, którego celem było zwalczanie powszechnego pojęcia niezgodności nauki i religii.
Oddany duchowny, Stewart był wyraźnie identyfikowany z Towarzystwem Badań Psychicznych . To właśnie w swojej recenzji The Unseen Universe z 1875 roku William James po raz pierwszy przedstawił swoją Wolę wiary w doktrynę .
Super Flara Stewarta
Balfour Stewart odnotował niezwykłe zaburzenia geomagnetyczne wieczorem 28 sierpnia 1859 r. i rankiem 2 września 1859 r. w Obserwatorium Kew i przedstawił swoje odkrycia w artykule przedstawionym Towarzystwu Królewskiemu 21 listopada 1861 r. Zauważył, że chociaż „zaburzenia magnetyczne niezwykłej przemocy i bardzo szerokiego zasięgu” zostały zarejestrowane w różnych miejscach na całym świecie, Obserwatorium w Kew korzystało z samorejestrujących magnetografów , co pozwoliło „uzyskać ciągły rejestr fotograficzny stanu trzech elementów Ziemi. siła magnetyczna – mianowicie deklinacja oraz intensywność pozioma i pionowa”.
Stewart poczynił następującą obserwację.
Teraz zwracam uwagę na niektóre osobliwości tej burzy magnetycznej.
Wydaje się, że mamy do czynienia z dwoma wyraźnymi, dobrze zaznaczonymi zakłóceniami , z których każde rozpoczyna się nagle i kończy stopniowo, z których pierwsze rozpoczęło się wieczorem 28 sierpnia, a drugie wczesnym rankiem 2 września. Te dwa wielkie zakłócenia odpowiadają zatem w punkcie czas do dwóch wielkich pokazów zorzy, o których już wspominałem.
Drugie zakłócenie wynikało z tego, co jest obecnie znane jako Carrington Super Flare , podczas gdy pierwsze zakłócenie nie zostało nazwane. Jak Stewart zarejestrował i opisał to zakłócenie, to wydarzenie będzie w tej dyskusji określane jako Stewart Super Flare .
Na spotkaniu Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego 11 listopada 1859 r. Richard Carrington przedstawił artykuł opisujący obserwacje superrozbłysku, który miał miejsce 1 września o godzinie 11:18 GMT i został później nazwany na jego cześć. W czymś, co wydaje się być dodatkiem redakcyjnym dokonanym po spotkaniu, w nawiasie umieszczono następującą obserwację.
( Pan Carrington wystawił na listopadowym spotkaniu Towarzystwa kompletny schemat tarczy słonecznej w tamtym czasie oraz kopie zapisów fotograficznych zmian trzech elementów magnetycznych, jakie uzyskano w Kew , i wskazał, że umiarkowane ale bardzo wyraźne zakłócenie miało miejsce około 11 h 20 m a.m , wrzesień 1st, o krótkim czasie trwania;. i że wobec cztery godziny po północy rozpoczął wielką burzę magnetyczną, która kolejne konta utworzone być znaczne w południowej, jak w półkuli północnej. Choć współczesne zjawisko może zasługiwać na uwagę, nie przypuszczał, że nawet skłania się ku ich pospiesznemu łączeniu. „Jedna jaskółka nie robi lata”.
Z tego dodatku jasno wynika, że Richard Carrington nie chciał profesjonalnie zaangażować się w powiązanie zaburzeń magnetycznych ze zdarzeniem, które zaobserwował na powierzchni Słońca, mimo że miały miejsce w niemal identycznym czasie. Rzeczywiście pokazał magnetografy na spotkaniu Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego . Godzina 11:20 GMT jest zgodna z innymi doniesieniami, ale godzina 4:00 GMT 2 września 1859 na rozpoczęcie burzy magnetycznej jest o godzinę wcześniej niż podała Stewart.
Stewart poinformował również o zaburzeniu magnetycznym, które wystąpiło w tym samym czasie, co zdarzenie obserwowane przez Richarda Carringtona .
Ale poza tymi dwoma niezwykłymi zaburzeniami, na które się podzieliła, ta wielka burza obejmuje mniejsze zakłócenie, nie zbliżone do tych dwóch w stopniu, ale jednak posiadające specyficzne dla siebie zainteresowanie, które upoważnia do wymienienia go.
1 września, tuż przed południem, pan RC Carrington obserwował za pomocą teleskopu dużą plamkę, którą można było wtedy zobaczyć na powierzchni naszego źródła światła, kiedy pojawił się niezwykły wygląd, który opisał w komunikat do Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego .
(Praca Richarda Carringtona jest wtedy obszernie cytowana.)
Zadzwoniwszy do Obserwatorium w Kew dzień lub dwa później, pan Carrington dowiedział się, że w chwili, gdy zaobserwował to zjawisko, trzy elementy magnetyczne w Kew zostały jednocześnie zakłócone. Gdyby żaden związek nie istniał między tymi dwiema klasami zjawisk, byłoby być może błędem rozpatrywanie tego w innym świetle niż przypadkowy zbieg okoliczności; ale skoro generał Sabine dowiódł, że istnieje związek między zaburzeniami magnetycznymi a plamami słonecznymi , nie można przypuszczać, że w tym przypadku nasza oprawa została wzięta „na gorącym uczynku”.
Zaburzenie to miało miejsce tak blisko jak to możliwe przy 11 h 15 m A.M. Greenwich mean time, 1 września 1859, oddziałujący na wszystkie elementy jednocześnie i rozpoczynający się dość gwałtownie.
Powołując się na wcześniejsze badania Edwarda Sabine , które ustaliły korelację między plamami słonecznymi a burzami magnetycznymi , Stewart był w stanie poprawnie rozwinąć teorię, że zdarzenie obserwowane przez Richarda Carringtona i zaburzenia magnetyczne, które zostały zarejestrowane w tym samym czasie, są w rzeczywistości powiązane. Zjawiska magnetyczne, które wystąpiły około 11:18 GMT 1 września 1859 roku, są obecnie znane jako efekt rozbłysku słonecznego (SFE) lub magnetyczny szydełko, ale związek nie zostanie udowodniony przez kolejne 80 lat. SFE to nagłe zaburzenia jonosfery spowodowane miękkim promieniowaniem rentgenowskim i stymulowanym ultrafioletem (EUV) wzmocnieniem wirów prądu jonosfery odpowiedzialnego za regularne dzienne wahania obserwowane na śladach magnetometru. SFE są najczęściej obserwowane w miejscach zbliżonych do punktu podsłonecznego (tj. punktu na Ziemi, kiedy słońce znajduje się nad głową) i mogą być obserwowane tylko ze stacji na oświetlonej słońcem półkuli w czasie rozbłysku słonecznego. Wykorzystując czasy Stewarta, burza magnetyczna związana z Carrington Super Flare zajęła 17 godzin i 45 minut, aby dotrzeć do Ziemi.
Stewart poinformował, że burza magnetyczna z Super Flare Stewarta rozpoczęła się o 22:30 GMT wieczorem 28 sierpnia 1859 r., co zarejestrowały samorejestrujące magnetografy w Obserwatorium Kew. Zakładając, że czas przejścia dla pierwszego super rozbłysku był taki sam jak w drugim lub 17 godzinach i 45 minutach, Super Rozbłysk Stewarta wystąpił około 04:45 GMT rano 28 sierpnia 1859 r. Ponieważ efekt rozbłysku słonecznego może być tylko obserwowane z półkuli oświetlonej słońcem nasuwa się pytanie, o której godzinie był wschód słońca w Obserwatorium Kew rankiem 28 sierpnia 1859 roku?
Współrzędne obserwatorium Kew to (51°29'N, 0°17'W). Korzystając z kalkulatora „Sun or Moon Rise/Set Table for One Year” Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych , wschód słońca 28 sierpnia 1859 r. wschodził o 05:06 GMT. Kew Observatory było jeszcze 21 minut od wschodu i Solar Flare Efekt nie zostały zarejestrowane przez własny nagrywania magnetographs w Kew Observatory.
Stewart nie opublikował zapisów magnetograficznych z rana 28 sierpnia 1859 r. Chociaż jest to bardzo mało prawdopodobne, oryginalne zapisy magnetograficzne z tej daty powinny zostać sprawdzone w celu ustalenia, czy zarejestrowano jakiekolwiek zakłócenia z powodu niepewności w czasie i bliskości wschodu słońca.
W strefie czasowej GMT+7 byłoby 15 minut do południa 28 sierpnia. Każde obserwatorium usytuowane w plus lub minus dwie strefy czasowe byłoby w doskonałej pozycji do obserwowania superrozbłysku i rejestrowania magnetycznej sygnatury efektu rozbłysku słonecznego. Niestety w 1859 roku Obserwatorium w Kew posiadało jedyne samorejestrujące magnetografy . Inne obserwatoria magnetyczne były obsługiwane ręcznie i zwykle dokonywały odczytów tylko w odstępach godzinnych, chyba że wystąpiła burza magnetyczna, w którym to przypadku odczyty dokonywano w odstępach 15-minutowych. Jednym z takich obserwatoriów magnetycznych było Obserwatorium Colaba na wyspie Colaba, która jest obecnie częścią Bombaju ( Bombaj ) w Indiach o GMT+5,5. W artykule z 2003 r. ręcznie zarejestrowane odczyty magnetyczne z Obserwatorium Colaba od 1 września do 2 września 1859 r. zostały ponownie skalibrowane i ocenione. W tym artykule nie ma wzmianki o czytaniu przed 1 września ani o jakichkolwiek wizualnych obserwacjach Słońca. Po 150 latach jest bardzo mało prawdopodobne, że pojawią się jakiekolwiek dodatkowe dane, ale jakiekolwiek doniesienia o dziwnych wydarzeniach w południe czasu azjatyckiego 28 sierpnia 1859 będą interesujące.
Pisma
- Elementary Treatise on Heat (1866; wydanie szóste, poprawione, 1895)
- Lekcje fizyki elementarnej (1871, 1886)
- Fizyka (1872, 1884)
- Niewidzialny wszechświat (1875)
- Filozofia paradoksalna: kontynuacja niewidzialnego wszechświata (1878)
- Zachowanie energii (1875; wydanie dziewiąte, 1900)
- Lekcje fizyki praktycznej z WH Gee (tom I, 1885; tom II, 1887)
- Podstawowy traktat o upale (1888)
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- . Słownik biografii narodowej . Londyn: Smith, Starszy & Co. 1885-1900.
- Prace lub o Balfour Stewart w Internet Archive
- Prace Balfoura Stewarta w Google Books
- Artykuły Balfoura Stewarta w Google Scholar