John Scott Russell

John Scott Russell

John Scott Russell ( Glasgow , 9 mai 1808 - Insula Wight , 8 iunie 1882 ) a fost un inginer naval scoțian . El a fost responsabil pentru construcția marelui vapor de est în colaborare cu Isambard Kingdom Brunel . A fost descoperitorul fenomenului care a început studiul solitonului .

Primii ani

John Scott Russell s-a născut John Russell pe 9 mai 1808 din David Russell și Agnes Clark Scott. Studiile sale au avut loc mai întâi la Universitatea din St. Andrews pentru a continua la Universitatea din Glasgow . În timpul participării sale la Glasgow, John Russell a decis să adauge numele de familie al mamei sale (Scott) la cel al tatălui său (Russell). A absolvit Universitatea din Glasgow la vârsta de 17 ani înainte de a se muta la Universitatea din Edinburgh, unde a predat matematică.

În 1832, la moartea fizicianului Sir John Leslie, profesor de filosofie a naturii la Universitatea din Edinburgh, Scott Russell, deși avea doar 24 de ani, a avut o programare temporară pentru a ocupa postul vacant datorită expertizei sale în domeniu de științe ale naturii.în așteptarea numirii unui nou profesor titular.

Unda de traducere

În 1834, în timp ce desfășura experimente pentru a determina cea mai eficientă structură pentru bărcile de canal, a descoperit un fenomen pe care l-a descris ca un val de translație . În dinamica fluidelor, această undă este numită undă solitară a lui Scott Russell sau soliton . Descoperirea este raportată aici în propriile sale cuvinte: ^{[1] [2]}

Mă uitam la mișcarea unei bărci trase rapid de-a lungul unui canal îngust de câțiva cai, când barca s-a oprit brusc - la fel nu a făcut și masa de apă din canalul pe care îl pusese în mișcare; s-a acumulat în jurul prova navei într-o stare de agitație violentă, după care s-a deplasat înainte cu mare viteză, luând forma unei mari înălțimi solitare, o movilă de apă bine rotunjită și bine definită care și-a continuat cursul de-a lungul canal, aparent fără schimbarea formei sau reducerea vitezei. Am urmat-o călare de-a lungul malului canalului și am trecut-o în timp ce încă se deplasa cu o viteză de 14 km / h, păstrându-și în continuare aspectul inițial de aproximativ 9 metri lungime [9 m ]. și un picior sau un picior și jumătate [30-45 cm] în înălțime. Înălțimea sa a scăzut treptat și după o goană de o milă sau două (2-3 km) am pierdut-o în meandrele canalului. Aceasta, în luna august 1834, a fost prima mea întâlnire întâmplătoare cu acel fenomen frumos și singular pe care l-am numit „Valul de traducere”.

Scott Russell a petrecut ceva timp studiind acest tip de unde, așa că a construit tancuri în casa sa pentru a simula mișcarea undei și a luat act de câteva proprietăți fundamentale:

• Valul este stabil și poate parcurge distanțe considerabile (valurile normale, pe de altă parte, ar tinde fie să se aplatizeze, fie să se ridice și să se spargă).
• Viteza depinde de mărimea valului, iar lățimea acestuia depinde de adâncimea apei.
• Spre deosebire de undele normale, această undă nu se fuzionează niciodată una cu cealaltă - deci o undă mică este depășită de una mare, mai degrabă decât unirea.
• Dacă un val este prea mare datorită adâncimii apei, acesta se împarte în două, unul mare și unul mic.

Un val singuratic observat în laborator

Experimentele efectuate de Scott Russell păreau să fie în contradicție cu teoriile hidrodinamice ale lui Isaac Newton și Daniel Bernoulli . George Biddell Airy și George Stokes au găsit, de asemenea , dificil să accepte observațiile lui Scott Russell, deoarece acestea nu puteau fi explicate prin teoriile actuale. Contemporanii au încercat în zadar să includă experimentele lui Russell în teoriile cunoscute, dar explicația nu va veni până la sfârșitul anilor 1870.

În 1876, Lord Rayleigh a publicat un eseu în revista Philosophical Magazine pentru a susține observațiile experimentale ale lui John Scott Russell cu teoria sa matematică. În acest eseu, Lordul Rayleigh a recunoscut că sprijinul matematic pentru observațiile lui Russell venise încă din 1871 de la Joseph Boussinesq care l-a menționat pe Scott Russell în eseul său. Astfel, observațiile lui Scott Russell asupra solitonului au fost acceptate ca adevărate de unii oameni de știință eminenți în timp ce era în viață.

Diederik Korteweg și Gustav de Vries nu l-au menționat niciodată pe John Scott Russell în lucrările lor din 1895, însă au făcut acest lucru citând în mod reflex eseul lui Boussinesq din 1871 și al lui Lord Rayleigh din 1876. Deși eseul din 1895 de Korteweg și de Vries nu este primul tratament teoretic al acestui subiect, a fost totuși o etapă importantă în istoria dezvoltării teoriei solitonului. ^[3]

A fost necesar să se aștepte era computerului cu computerele moderne pentru a înțelege pe deplin importanța descoperirii lui Scott Russell pentru fizică , electronică , biologie și, în special, fibre optice, cu consolidarea consecventă a teoriei generale moderne a solitonilor.

Constructor de nave

Brunel (dreapta, trabuc între buze) la lansarea SS Great Eastern cu John Scott Russell (stânga) și Lord Derby (centru).

În 1844, Scott Russell s-a mutat la Londra și a organizat Comisia Regală pentru Expoziția din 1851. A lucrat la proiectarea iahturilor , a bărcilor , a barjelor și a navelor , conducând compania de construcții navale „J. Scott Russell & Co.”.

Scott Russell a fost foarte apreciat de Isambard Kingdom Brunel, care l-a asociat în proiectul său de construcție SS Great Eastern . La vremea sa, această navă era cel mai mare obiect mobil pe care l-a construit vreodată omul. Deoarece trebuia construit pe uscat, deoarece nu exista un doc uscat suficient de mare, curtea Millwall a trebuit extinsă pentru a încorpora curtea Napier adiacentă. ^[4] Proiectul a fost afectat de o serie de probleme - Scott Russell avea probleme financiare și nu era de acord cu Brunel cu privire la o serie de aspecte legate de proiectarea și construcția navei. Marele Est a fost lansat în 1858.

Inginerul american Alexander Lyman Holley s-a împrietenit cu Scott Russell și familia sa în timpul diferitelor vizite la Londra în timpul construcției Marelui Est. Holley și colegul său Zerah Colburn se aflau la bordul Great Eastern în călătoria inițială de la Southampton la New York în iunie 1860. Unul dintre pasagerii acelei călătorii inițiale era Norman Scott Russell, fiul lui John Scott Russell. Norman a ținut un jurnal detaliat al călătoriei, iar comentariile sale dezvăluie unele dintre problemele cu care s-au confruntat nava și echipajul acesteia.

Diverse

Această secțiune conține „curiozități” de rearanjat. Contribuiți la îmbunătățirea integrării, dacă este posibil, a informațiilor din paragrafele intrării și eliminarea celor necorespunzătoare .

Scott Russell a făcut una dintre primele observații experimentale ^[5] ale efectului Doppler . Christian Doppler și-a publicat teoria în 1842.

Eseul său din 1844 este un clasic încă adesea citat în toate lucrările legate de teoria solitonului . „Report on Waves”: (Raportul celei de-a paisprezecea întâlniri a Asociației Britanice pentru Avansarea Științei, York, septembrie 1844, (Londra 1845), pp. 311–390, Plăci XLVII-LVII). A publicat două volume: 1. J. Russell, The Modern System of Naval Architecture (Londra, 1865).

2. J. Russell, Valul traducerii în oceanele apei, aerului și eterului (Londra, 1885).

Al doilea volum a fost probabil publicat postum în 1882.

Necrologul său a fost publicat în „Proceedings of Royal Society” (Londra), vol. 34 (1882-1883), pp. XV-XVII. Este interesant de observat că în necrologul său era scris că John Scott Russell era o persoană foarte talentată, dar nu a contribuit niciodată cu scrierile sale la Royal Society of London, ci la alte organizații precum Royal Society of Edinburgh, British Association etc. Marea sa descoperire a valului singuratic nu a fost menționată în necrologul său publicat în Proceedings of the Royal Society (Londra).

O carte scrisă de George Sinclair Emmerson despre Scott Russell, cu titlul de John Scott Russell: un mare inginer victorian și naval și arhitect , publicată în 1977, dedică puține analize descoperirii solitonilor de către John Scott Russell. În 2005, Olivier Darrigol a publicat Worlds of Flow , care urmărește istoria hidrodinamicii de dinainte de John Scott Russell și de mulți ani după moartea sa. În cadrul acestei cărți, Darrigol a furnizat o listă cuprinzătoare de lucrări scrise de John Scott Russell și alți oameni de știință despre hidrodinamică.

În 1995, apeductul care transportă Canalul Uniunii - același canal în care Russell a observat prima dată valul de traducere - dincolo de ocolirea Edinburgh a fost numit după apeductul Scott Russell în memoria sa.

Publicații

• J. Scott Russell, Alex Scott, The Modern System of Naval Architecture , Londra, Day and son, 1864, ISBN.
• J. Scott Russell, Alex Scott, Valul traducerii în oceanele apei, aerului și eterului , Londra, Trübner & Co., 1885, ISBN.

Notă

Perspective

• Darrigol, Olivier, Worlds of Flow: A History of Hydrodynamics from the Bernoullis to Prandtl , Oxford University Press, 2009 ISBN 978-0-19-955911-4
• George S. Emmerson, John Scott Russell: Un mare inginer victorian și arhitect naval , John Murray, 1977, ISBN 0-7195-3393-7 .
• Necrologul lui John Scott Russell , pe members.cox.net , The Times . Adus la 24 ianuarie 2008 (arhivat din original la 25 mai 2011) .
• John Mortimer, Zerah Colburn: The Spirit of Darkness , Editura Arima, ISBN 1-84549-024-X .

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre John Scott Russell

linkuri externe

• John Scott Russell și valul solitar , pe ma.hw.ac.uk.

Portalul Biografiilor : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biografii