William Thomson, 1er baron Kelvin

William Thomson, 1er baron Kelvin , OM , GCVO , PC , PRS , FRSE (26 juin 1824 – 17 décembre 1907) ^[7] était un mathématicien , physicien mathématicien et ingénieur britannique né à Belfast . ^[8] Professeur de philosophie naturelle à l’ Université de Glasgow pendant 53 ans, il a fait un travail important dans l’ analyse mathématique de l’électricité et la formulation des première et deuxième lois de la thermodynamique , et a beaucoup fait pour unifier la discipline émergente de la physiquesous sa forme contemporaine. Il a reçu la médaille Copley de la Royal Society en 1883, en a été le président de 1890 à 1895 et, en 1892, a été le premier scientifique britannique à être élevé à la Chambre des lords . ^[2]

Le très honorable Le Seigneur Kelvin OM GCVO PC PRS FRSE
Président de la Société Royale
En poste du 1er décembre 1890 au 30 novembre 1895
Précédé par	Sir George Stokes
succédé par	Le Seigneur Lister
Détails personnels
Née	(1824-06-26)26 juin 1824 Belfast , Irlande
Décédés	17 décembre 1907 (1907-12-17)(83 ans) Largs , Écosse
Nationalité	Britannique [1] [2]
Parti politique	Libéral (1865–1886) Unioniste libéral (à partir de 1886)
Conjoint(s)	Margaret Crum ​ ​ ( né en 1852 ; décédé en 1870 ) Françoise Blandy ​ ​ ( m. 1874⁠–⁠1907 ) [3]
Enfants	Aucun [4]
Résidence(s)	Belfort ; Glasgow ; Cambridge ; Londres
Signature
mère nourricière	Institution académique royale de Belfast Université de Glasgow Peterhouse, Cambridge
Connu pour	Effet Joule-Thomson Coefficient Joule-Thomson des gaz parfaits Loi de Voigt-Thomson Effet Thomson (thermoélectrique) Équilibre Kelvin Les couilles de Kelvin Motif œil de chat Kelvin Couplage Kelvin Galvanomètre à miroir de Kelvin Matériau Kelvin Compte-gouttes Kelvin Onde de Kelvin Instabilité de Kelvin-Helmholtz Mécanisme de Kelvin-Helmholtz Luminosité Kelvin-Helmholtz Énoncé de Kelvin-Planck Paradoxe de la mort par la chaleur de Kelvin Échelle de temps Kelvin – Helmholtz Théorème d’énergie minimale de Kelvin Conjecture de Kelvin Structure Kelvin Mousse Kelvin Fonctions Kelvin Transformée Kelvin Théorème de circulation de Kelvin Théorème de Kelvin-Stokes Pont Kelvin Détection Kelvin Équation de Kelvin Déclaration de Kelvin-Planck Diviseur Kelvin-Varley Modèle de sillage Kelvin Angle Kelvin Zéro Kelvin Microscope à force de sonde Kelvin Sonde à balayage Kelvin Transmetteur de trottoir automatique Théorie des câbles Paradoxe du ciel nocturne Paradoxe de l’âge de la Terre Sondage de profondeur Dissipation Gyrostat Loi des carrés Première loi de la thermodynamique Deuxième loi de la thermodynamique Entropie Mort thermique de l’univers Potentiel de vecteur magnétique magnétorésistance Le démon de Maxwell Effet piézorésistif Enregistreur à siphon Approximation de la phase stationnaire Matière noire Machine de prévision des marées Théorie du vortex de l’atome Inventer le terme “chiralité” Inventant le terme ‘thermodynamique’ [5] Inventer le terme « énergie cinétique »
Récompenses	Premier prix Smith (1845) Médaille royale (1856) Médaille Keith (1864) Médaille Matteucci (1876) Médaille Albert (1879) Médaille Copley (1883) Médaille John Fritz (1905)
Carrière scientifique
Établissements	Université de Glasgow
Conseillers pédagogiques	Guillaume Hopkins
Étudiants notables	Seigneur Rayleigh [6] William Edouard Ayrton
influence	Sadi Carnot Rudolf Clausius Julius Von Mayer James Joule Humphry Davy
Influencé	André Gris
On pense que le “PNP” dans sa signature signifie “Professeur de Philosophie Naturelle”. Notez que Kelvin a également écrit sous le pseudonyme “PQR”

Les températures absolues sont indiquées en unités de kelvin en son honneur. Alors que l’existence d’une limite inférieure de température ( Zéro absolu ) était connue avant ses travaux, Kelvin est connu pour déterminer sa valeur correcte à environ −273,15 degrés Celsius ou −459,67 degrés Fahrenheit . L’ effet Joule-Thomson est également nommé en son honneur.

Il a travaillé en étroite collaboration avec le professeur de mathématiques Hugh Blackburn dans son travail. Il a également eu une carrière d’ ingénieur et d’inventeur du télégraphe électrique , ce qui l’a propulsé aux yeux du public et a assuré sa richesse, sa renommée et son honneur. Pour son travail sur le projet de télégraphe transatlantique, il fut fait chevalier en 1866 par la reine Victoria , devenant Sir William Thomson. Il avait de vastes intérêts maritimes et était surtout connu pour son travail sur la boussole du marin , qui avait auparavant une fiabilité limitée.

Il a été anobli en 1892 en reconnaissance de ses réalisations en thermodynamique et de son opposition à l’Irish Home Rule ^[9] [ ^{10] [11]} devenant Baron Kelvin, de Largs dans le comté d’Ayr . Le titre fait référence à la rivière Kelvin , qui coule près de son laboratoire à la maison Gilmorehill de l’Université de Glasgow à Hillhead . Malgré les offres de postes élevés de plusieurs universités de renommée mondiale, Kelvin a refusé de quitter Glasgow, restant jusqu’à sa retraite éventuelle de ce poste en 1899. ^[7] Actif dans la recherche et le développement industriels, il a été recruté vers 1899 parGeorge Eastman au poste de vice-président du conseil d’administration de la société britannique Kodak Limited, affiliée à Eastman Kodak . ^[12] En 1904 il est devenu le Chancelier de l’Université de Glasgow . ^[7]

Sa maison était le manoir en grès rouge Netherhall, à Largs, qu’il a construit dans les années 1870 et où il est mort. Le Hunterian Museum de l’Université de Glasgow présente une exposition permanente sur le travail de Kelvin, y compris bon nombre de ses papiers originaux, instruments et autres artefacts, tels que sa pipe à fumer.

Première vie et travail

Famille

Arbre généalogique Thomson : James Thomson (mathématicien) , James Thomson (ingénieur) et William Thomson, étaient tous professeurs à l’Université de Glasgow ; les deux derniers, grâce à leur association avec William Rankine , un autre professeur de Glasgow, ont travaillé pour former l’une des écoles fondatrices de la thermodynamique .

Le père de William Thomson, James Thomson , était professeur de mathématiques et d’ingénierie à la Royal Belfast Academical Institution et fils d’un fermier. James Thomson a épousé Margaret Gardner en 1817 et, de leurs enfants, quatre garçons et deux filles ont survécu à la petite enfance. Margaret Thomson est décédée en 1830 alors que William avait six ans. ^[13]

William et son frère aîné James ont été instruits à la maison par leur père tandis que les plus jeunes garçons ont été instruits par leurs sœurs aînées. James était destiné à bénéficier de la majeure partie des encouragements, de l’affection et du soutien financier de son père et était préparé à une carrière d’ingénieur.

En 1832, son père fut nommé professeur de mathématiques à Glasgow et la famille s’y installa en octobre 1833. Les enfants Thomson furent initiés à une expérience cosmopolite plus large que l’éducation rurale de leur père, passant la mi-1839 à Londres et les garçons furent instruits en français. à Paris. Une grande partie de la vie de Thomson au milieu des années 1840 se passa en Allemagne et aux Pays- Bas . L’étude de la langue a reçu une priorité élevée.

Sa sœur, Anna Thomson, était la mère de James Thomson Bottomley FRSE (1845–1926). ^[14]

Jeunesse

Thomson a eu des problèmes cardiaques et a failli mourir à l’âge de 9 ans. Il fréquente la Royal Belfast Academical Institution , où son père est professeur au département universitaire, avant de commencer des études à l’Université de Glasgow en 1834 à l’âge de 10 ans, non par précocité ; l’Université a fourni de nombreuses installations d’une école primaire pour les élèves capables, et c’était un âge de départ typique.

À l’école, Thomson a montré un vif intérêt pour les classiques ainsi que son intérêt naturel pour les sciences. À l’âge de 12 ans, il remporte un prix pour avoir traduit les Dialogues des dieux de Lucien de Samosate du latin à l’anglais.

Au cours de l’année universitaire 1839/1840, Thomson a remporté le prix de classe en astronomie pour son essai sur la figure de la Terre qui a montré une facilité précoce pour l’analyse mathématique et la créativité. Son tuteur de physique à cette époque était son homonyme, David Thomson . ^[15]

Tout au long de sa vie, il travaillera sur les problèmes soulevés dans l’essai comme stratégie d’ adaptation pendant les périodes de stress personnel . Sur la page de titre de cet essai, Thomson a écrit les lignes suivantes de l’ essai sur l’homme d’ Alexander Pope . Ces lignes ont inspiré Thomson à comprendre le monde naturel en utilisant le pouvoir et la méthode de la science :

Va, créature merveilleuse ! monter là où la science guide;
Allez mesurer la terre, peser l’air et indiquer les marées ;
Indiquez aux planètes dans quels orbes courir,

Corrigez l’ancien temps et réglez le soleil;

Thomson est devenu intrigué par la Théorie analytique de la chaleur de Fourier et s’est engagé à étudier les mathématiques “continentales” auxquelles résistait un établissement britannique travaillant toujours dans l’ombre de Sir Isaac Newton . Sans surprise, le travail de Fourier avait été attaqué par des mathématiciens nationaux, Philip Kelland étant l’auteur d’un livre critique. Le livre a motivé Thomson à écrire son premier article scientifique publié ^[16] sous le pseudonyme PQR , défendant Fourier, et soumis au Cambridge Mathematical Journal par son père. Un deuxième document PQR a suivi presque immédiatement. ^[17]

Pendant ses vacances avec sa famille à Lamlash en 1841, il écrivit un troisième article PQR plus substantiel sur le mouvement uniforme de la chaleur dans les corps solides homogènes et son lien avec la théorie mathématique de l’électricité . ^[18] Dans l’article, il a établi des liens remarquables entre les théories mathématiques de la conduction thermique et de l’électrostatique , une analogie que James Clerk Maxwell devait finalement décrire comme l’une des idées les plus précieuses pour la formation scientifique. ^[19]

William Thomson, 22 ans Le méandre de la rivière Kelvin contenant le campus néo-gothique de Gilmorehill de l’Université de Glasgow conçu par George Gilbert Scott , vers lequel l’université a déménagé dans les années 1870 (photographie des années 1890)

Cambridge

Le père de William a pu faire une provision généreuse pour l’éducation de son fils préféré et, en 1841, l’a installé, avec de nombreuses lettres d’introduction et un logement suffisant, à Peterhouse, Cambridge . Pendant son séjour à Cambridge, Thomson était actif dans les sports, l’athlétisme et la godille , remportant les Colquhoun Sculls en 1843. ^[20] Il s’intéressa également vivement aux classiques, à la musique et à la littérature ; mais le véritable amour de sa vie intellectuelle était la poursuite de la science. L’étude des mathématiques , de la physique, et en particulier de l’électricité, avait captivé son imagination. En 1845, Thomson obtient son diplôme de second Wrangler . ^[21] Il a également remporté le premier prix Smith, qui, contrairement aux tripos , est une épreuve de recherche originale. Robert Leslie Ellis , l’un des examinateurs, aurait déclaré à un autre examinateur “Vous et moi sommes à peu près aptes à réparer ses stylos”. ^[22]

En 1845, il a donné le premier développement mathématique de l’idée de Michael Faraday selon laquelle l’induction électrique a lieu à travers un milieu intermédiaire, ou “diélectrique”, et non par une “action à distance” incompréhensible. Il a également conçu la technique mathématique des images électriques, qui est devenue un agent puissant pour résoudre les problèmes d’électrostatique, la science qui traite des forces entre les corps chargés électriquement au repos. C’est en partie en réponse à ses encouragements que Faraday entreprit en septembre 1845 des recherches qui aboutirent à la découverte de l’ effet Faraday , qui établit que les phénomènes lumineux et magnétiques (et donc électriques) étaient liés.

Il fut élu membre de Saint-Pierre (comme Peterhouse était souvent appelé à l’époque) en juin 1845. ^[23] Après avoir obtenu la bourse, il passa quelque temps dans le laboratoire du célèbre Henri Victor Regnault , à Paris ; mais en 1846, il fut nommé à la chaire de philosophie naturelle de l’ Université de Glasgow . À vingt-deux ans, il se retrouva à porter la toge d’un professeur dans l’une des plus anciennes universités du pays et à donner des conférences à la classe dont il était étudiant en première année quelques années auparavant.

Thermodynamique

En 1847, Thomson avait déjà acquis une réputation de scientifique précoce et non-conformiste lorsqu’il assista à la réunion annuelle de la British Association for the Advancement of Science à Oxford . Lors de cette réunion, il a entendu James Prescott Joule faire une autre de ses tentatives jusqu’à présent inefficaces pour discréditer la théorie calorique de la chaleur et la théorie du moteur thermique construite dessus par Sadi Carnot et Émile Clapeyron . Joule a plaidé pour la convertibilité mutuelle de la chaleur et du travail mécanique et pour leur équivalence mécanique.

Thomson était intrigué mais sceptique. Bien qu’il ait estimé que les résultats de Joule exigeaient une explication théorique, il s’est retiré dans un engagement encore plus profond envers l’école Carnot-Clapeyron. Il a prédit que le point de fusion de la glace doit chuter avec la pression , sinon son expansion lors du gel pourrait être exploitée dans un perpetuum mobile . La confirmation expérimentale dans son laboratoire a beaucoup contribué à renforcer ses croyances.

En 1848, il étendit davantage la théorie de Carnot-Clapeyron par son mécontentement que le thermomètre à gaz ne fournisse qu’une définition opérationnelle de la température. Il a proposé une échelle de température absolue ^[24] dans laquelle une unité de chaleur descendant d’un corps A à la température T ° de cette échelle, vers un corps B à la température ( T −1)°, donnerait le même effet mécanique [travail] , quel que soit le nombre T . Une telle échelle serait tout à fait indépendante des propriétés physiques de toute substance spécifique. ^[25]En employant une telle “cascade”, Thomson a postulé qu’un point serait atteint auquel aucune autre chaleur (calorique) ne pourrait être transférée, le point de Zéro absolu sur lequel Guillaume Amontons avait spéculé en 1702. “Réflexions sur la puissance motrice de la chaleur “, publié par Carnot en français en 1824, l’année de la naissance de Lord Kelvin, utilisait −267 comme estimation de la température du Zéro absolu. Thomson a utilisé les données publiées par Regnault pour calibrer son échelle par rapport aux mesures établies.

Dans sa publication, Thomson a écrit :

… La conversion de la chaleur (ou calorique ) en effet mécanique est probablement impossible, certainement non découverte

—Mais une note de bas de page signale ses premiers doutes sur la théorie calorique, se référant aux découvertes très remarquables de Joule . Étonnamment, Thomson n’a pas envoyé à Joule une copie de son article, mais lorsque Joule l’a finalement lu, il a écrit à Thomson le 6 octobre, affirmant que ses études avaient démontré la conversion de la chaleur en travail mais qu’il prévoyait d’autres expériences. Thomson a répondu le 27 octobre, révélant qu’il planifiait ses propres expériences et espérait une réconciliation de leurs deux points de vue.

Thomson est revenu critiquer la publication originale de Carnot et a lu son analyse à la Société Royale d’Édimbourg en janvier de 1849, ^[26] toujours convaincu que la théorie était fondamentalement saine. Cependant, bien que Thomson n’ait mené aucune nouvelle expérience, au cours des deux années suivantes, il est devenu de plus en plus mécontent de la théorie de Carnot et convaincu de celle de Joule. En février 1851, il s’assit pour articuler sa nouvelle pensée. Il ne savait pas comment formuler sa théorie et l’article a traversé plusieurs brouillons avant de se décider à tenter de réconcilier Carnot et Joule. Lors de sa réécriture, il semble avoir envisagé des idées qui donneront par la suite naissance à la seconde loi de la thermodynamique . Dans la théorie de Carnot, la chaleur perdue était absolument perduemais Thomson a soutenu qu’il était ” irrémédiablement perdu pour l’homme , mais pas perdu dans le monde matériel “. De plus, ses croyances théologiques ont conduit Thompson à extrapoler la deuxième loi au cosmos, à l’origine de l’idée de la mort par chaleur universelle .

Je crois que la tendance dans le monde matériel est à la diffusion du mouvement, et que dans l’ensemble, l’inverse de la concentration se produit progressivement – je crois qu’aucune action physique ne pourra jamais restituer la chaleur émise par le Soleil, et que cette source est pas inépuisable; aussi que les mouvements de la Terre et des autres planètes perdent de la vis viva qui se convertit en chaleur ; et que bien qu’une certaine vis viva puisse être restituée par exemple à la terre par la chaleur reçue du soleil, ou par d’autres moyens, cette perte ne peut pas être précisément compensée et je pense qu’il est probable qu’elle soit sous-compensée. ^[27]

La compensation nécessiterait un acte créatif ou un acte possédant une puissance similaire , ^[27] résultant en un univers rajeunissant (comme Thompson avait précédemment comparé la mort par la chaleur universelle à une horloge fonctionnant de plus en plus lentement, bien qu’il ne soit pas sûr qu’elle atteindrait finalement l’équilibre thermodynamique et s’arrêter pour toujours ). ^[28] Kelvin a également formulé le paradoxe de la mort par la chaleur (paradoxe de Kelvin) en 1862 , qui utilise la deuxième loi de la thermodynamique pour réfuter la possibilité d’un univers infiniment vieux ; ce paradoxe a ensuite été étendu par Rankine . ^[29]

Dans la publication finale, Thomson s’est retiré d’un départ radical et a déclaré que “toute la théorie de la puissance motrice de la chaleur est fondée sur … deux … propositions, dues respectivement à Joule, et à Carnot et Clausius”. ^[30] Thomson a poursuivi en énonçant une forme de la deuxième loi :

Il est impossible, au moyen d’un agent matériel inanimé, de tirer un effet mécanique d’une quelconque portion de matière en la refroidissant au-dessous de la température du plus froid des objets environnants. ^[31]

Dans l’article, Thomson a soutenu la théorie selon laquelle la chaleur était une forme de mouvement, mais a admis qu’il n’avait été influencé que par la pensée de Sir Humphry Davy et les expériences de Joule et Julius Robert von Mayer , maintenant cette démonstration expérimentale de la conversion de la chaleur. dans le travail était encore en suspens. ^[32]

Dès que Joule a lu l’article, il a écrit à Thomson avec ses commentaires et ses questions. Commence alors une collaboration fructueuse quoique largement épistolaire entre les deux hommes, Joule menant des expériences, Thomson analysant les résultats et suggérant de nouvelles expériences. La collaboration a duré de 1852 à 1856, ses découvertes comprenant l’ effet Joule-Thomson , parfois appelé l’effet Kelvin-Joule, et les résultats publiés ^[33] ont beaucoup contribué à l’acceptation générale des travaux de Joule et de la théorie cinétique .

Thomson a publié plus de 650 articles scientifiques ^[34] et déposé 70 brevets (tous n’ont pas été délivrés). Concernant la science, Thomson a écrit ce qui suit :

En sciences physiques, une première étape essentielle dans la direction de l’apprentissage de n’importe quel sujet est de trouver des principes de calcul numérique et des méthodes pratiques pour mesurer une qualité qui s’y rapporte. Je dis souvent que lorsque vous pouvez mesurer ce dont vous parlez et l’exprimer en chiffres, vous en savez quelque chose ; mais quand vous ne pouvez pas la mesurer, quand vous ne pouvez pas l’exprimer en chiffres, votre connaissance est d’une nature maigre et insatisfaisante : c’est peut-être le début de la connaissance, mais vous avez à peine, dans vos pensées, avancé au stade de la science , quoi qu’il en soit. la question peut être. ^[35]

Câble transatlantique

Calculs sur le débit de données

Bien que maintenant éminent dans le domaine universitaire, Thomson était obscur pour le grand public. En septembre 1852, il épousa sa chérie d’enfance Margaret Crum, fille de Walter Crum ; ^[7] mais sa santé s’est détériorée lors de leur lune de miel, et au cours des dix-sept années suivantes, Thomson a été distraite par sa souffrance. Le 16 octobre 1854, George Gabriel Stokes écrit à Thomson pour tenter de le réintéresser au travail en lui demandant son avis sur certaines expériences de Michael Faraday sur le projet de câble télégraphique transatlantique .

Faraday avait démontré comment la construction d’un câble limiterait la vitesse à laquelle les messages pourraient être envoyés – en termes modernes, la bande passante . Thomson a sauté sur le problème et a publié sa réponse ce mois-là. ^[36] Il a exprimé ses résultats en termes de débit de données pouvant être atteint et les conséquences économiques en termes de revenus potentiels de l’entreprise transatlantique. Dans une autre analyse de 1855, ^[37] Thomson a souligné l’impact que la conception du câble aurait sur sa rentabilité .

Thomson a soutenu que la vitesse de signalisation à travers un câble donné était inversement proportionnelle au carré de la longueur du câble. Les résultats de Thomson ont été contestés lors d’une réunion de l’Association britannique en 1856 par Wildman Whitehouse , l’ électricien de l’ Atlantic Telegraph Company . Whitehouse avait peut-être mal interprété les résultats de ses propres expériences, mais ressentait sans aucun doute une pression financière car les plans du câble étaient déjà bien avancés. Il pensait que les calculs de Thomson impliquaient que le câble devait être “abandonné comme étant pratiquement et commercialement impossible”.

Thomson a attaqué l’affirmation de Whitehouse dans une lettre au magazine populaire Athenaeum , ^[38] se présentant aux yeux du public. Thomson a recommandé un conducteur plus gros avec une plus grande section d’ isolant . Il pensait que Whitehouse n’était pas un imbécile et soupçonnait qu’il pourrait avoir les compétences pratiques pour faire fonctionner la conception existante. Le travail de Thomson avait attiré l’attention des entrepreneurs du projet. En décembre 1856, il est élu au conseil d’administration de l’Atlantic Telegraph Company.

Scientifique à ingénieur

Thomson est devenu le conseiller scientifique d’une équipe avec Whitehouse comme électricien en chef et Sir Charles Tilston Bright comme ingénieur en chef, mais Whitehouse a eu son chemin avec la spécification , soutenu par Faraday et Samuel FB Morse .

L’enregistreur à siphon télégraphique de William Thomson, exposé au Porthcurno Telegraph Museum, en janvier 2019.

Thomson a navigué à bord du navire câblier HMS Agamemnon en août 1857, avec Whitehouse confiné à terre pour cause de maladie, mais le voyage s’est terminé après 380 milles (610 km) lorsque le câble s’est séparé. Thomson a contribué à l’effort en publiant dans l’ Engineer toute la théorie des contraintes impliquées dans la pose d’un câble sous-marin , et a montré que lorsque la ligne s’écoule hors du navire, à vitesse constante, dans une profondeur d’eau uniforme, il s’enfonce en oblique ou en pente droite depuis le point où il entre dans l’eau jusqu’à celui où il touche le fond. ^[39]

Thomson a développé un système complet pour faire fonctionner un télégraphe sous-marin capable d’envoyer un caractère toutes les 3,5 secondes. Il fait breveter les éléments clés de son système, le galvanomètre à miroir et l’ enregistreur à siphon , en 1858.

Whitehouse se sentait toujours capable d’ignorer les nombreuses suggestions et propositions de Thomson. Ce n’est que lorsque Thomson a convaincu le conseil d’administration que l’utilisation de cuivre plus pur pour remplacer la section perdue du câble améliorerait la capacité de données, qu’il a d’abord fait une différence dans l’exécution du projet. ^[40]

Le conseil a insisté pour que Thomson rejoigne l’expédition de pose de câbles de 1858, sans aucune compensation financière, et prenne une part active au projet. En retour, Thomson a obtenu un essai pour son galvanomètre à miroir, pour lequel le conseil n’avait pas été enthousiaste, aux côtés de l’équipement de Whitehouse. Thomson trouva l’accès qui lui était accordé insatisfaisant et les Agamemnon durent rentrer chez eux suite à la tempête catastrophique de juin 1858. À Londres, le conseil était sur le point d’abandonner le projet et d’atténuer ses pertes en vendant le câble. Thomson, Cyrus West Field et Curtis M. Lampsona plaidé pour une autre tentative et a prévalu, Thomson insistant sur le fait que les problèmes techniques étaient traitables. Bien qu’employé à titre consultatif, Thomson avait, au cours des voyages, développé les instincts et les compétences d’un véritable ingénieur pour résoudre des problèmes pratiques sous pression, prenant souvent l’initiative de faire face aux urgences et n’ayant pas peur d’aider au travail manuel. Un câble a été achevé le 5 août.

Désastre et triomphe

Les craintes de Thomson se sont réalisées lorsque l’appareil de Whitehouse s’est avéré insuffisamment sensible et a dû être remplacé par le galvanomètre à miroir de Thomson. Whitehouse a continué à soutenir que c’était son équipement qui fournissait le service et a commencé à s’engager dans des mesures désespérées pour remédier à certains des problèmes. Il a réussi à endommager mortellement le câble en appliquant 2 000 V . Lorsque le câble a complètement échoué, Whitehouse a été renvoyé, bien que Thomson s’y soit opposé et ait été réprimandé par le conseil d’administration pour son ingérence. Thomson a par la suite regretté d’avoir acquiescé trop facilement à de nombreuses propositions de Whitehouse et de ne pas l’avoir contesté avec suffisamment de vigueur. ^[41]

Un comité mixte d’enquête a été créé par le Board of Trade et l’Atlantic Telegraph Company. La majeure partie du blâme pour l’échec du câble reposait sur Whitehouse. ^[42] Le comité a constaté que, bien que les câbles sous-marins soient connus pour leur manque de fiabilité , la plupart des problèmes provenaient de causes connues et évitables. Thomson a été nommé membre d’un comité de cinq membres chargé de recommander une spécification pour un nouveau câble. Le comité a fait rapport en octobre 1863. ^[43]

En juillet 1865, Thomson participe à l’expédition de pose de câbles du SS Great Eastern , mais le voyage se heurte à des problèmes techniques. Le câble a été perdu après la pose de 1 200 miles (1 900 km) et le projet a été abandonné. Une nouvelle tentative en 1866 a posé un nouveau câble en deux semaines, puis a récupéré et complété le câble de 1865. L’entreprise était maintenant célébrée comme un triomphe par le public et Thomson jouissait d’une grande part de l’adulation. Thomson, avec les autres directeurs du projet, a été fait chevalier le 10 novembre 1866.

Pour exploiter ses inventions de signalisation sur de longs câbles sous-marins, Thomson s’associe désormais avec CF Varley et Fleeming Jenkin . En collaboration avec ce dernier, il a également conçu un expéditeur automatique de trottoir , une sorte de clé télégraphique permettant d’envoyer des messages sur un câble.

Expéditions ultérieures

Thomson a participé à la pose du câble de communication sous-marin français de l’Atlantique de 1869, et avec Jenkin a été ingénieur des câbles occidentaux et brésiliens et platino-brésiliens, assisté de l’étudiant de vacances James Alfred Ewing . Il était présent lors de la pose de la section Pará à Pernambuco des câbles côtiers brésiliens en 1873.

La femme de Thomson est décédée le 17 juin 1870 et il a décidé de faire des changements dans sa vie. Déjà accro à la navigation, il achète en septembre une goélette de 126 tonneaux , le Lalla Rookh ^{[44] [45]} et l’utilise comme base pour recevoir amis et collègues scientifiques. Ses intérêts maritimes se poursuivirent en 1871 lorsqu’il fut nommé à la commission d’enquête sur le naufrage du HMS Captain .

En juin 1873, Thomson et Jenkin étaient à bord du Hooper , à destination de Lisbonne avec 2 500 miles (4 020 km) de câble lorsque le câble a développé une défaillance. Une escale imprévue de 16 jours à Madère a suivi et Thomson est devenu de bons amis avec Charles R. Blandy et ses trois filles. Le 2 mai 1874, il embarque pour Madère sur le Lalla Rookh . Alors qu’il s’approchait du port, il fit signe à la résidence Blandy « Veux-tu m’épouser ? et Fanny (la fille de Blandy, Frances Anna Blandy) a répondu “Oui”. Thomson épousa Fanny, de 13 ans sa cadette, le 24 juin 1874.

Lord Kelvin par Hubert von Herkomer

Autres cotisations

Thomson et Tait : Traité de philosophie naturelle

Au cours de la période 1855 à 1867, Thomson a collaboré avec Peter Guthrie Tait sur un manuel qui a fondé l’étude de la mécanique d’ abord sur les mathématiques de la cinématique , la description du mouvement sans égard à la force . Le texte a développé une dynamique dans divers domaines mais avec une attention constante à l’énergie comme principe unificateur.

Une deuxième édition parut en 1879, élargie à deux parties reliées séparément. Le manuel a établi une norme pour l’ éducation précoce en physique mathématique .

Électricité atmosphérique

Kelvin a apporté des contributions significatives à l’électricité atmosphérique pendant la période relativement courte pendant laquelle il a travaillé sur le sujet, vers 1859. ^[46] Il a développé plusieurs instruments pour mesurer le champ électrique atmosphérique, en utilisant certains des électromètres qu’il avait initialement développés pour le travail télégraphique, qu’il a testé à Glasgow et pendant ses vacances à Arran. Ses mesures sur Arran étaient suffisamment rigoureuses et bien calibrées pour qu’elles puissent être utilisées pour déduire la pollution de l’air de la région de Glasgow, à travers ses effets sur le champ électrique atmosphérique. ^[47] L’électromètre compte-gouttes d’eau de Kelvin a été utilisé pour mesurer le champ électrique atmosphérique à l’ observatoire de Kew et à l’observatoire d’Eskdalemuirpendant de nombreuses années, ^[48] et l’un d’entre eux était encore utilisé de manière opérationnelle à l’observatoire de Kakioka au Japon ^[49] jusqu’au début de 2021. Kelvin a peut-être observé à son insu des effets électriques atmosphériques causés par l’ événement de Carrington (une importante tempête géomagnétique) au début de septembre 1859. ^[46]

Théorie des vortex de l’atome de Kelvin

Entre 1870 et 1890, la théorie de l’atome vortex, qui prétendait qu’un atome était un vortex dans l’ éther , était populaire parmi les physiciens et mathématiciens britanniques. Thomson a été le pionnier de la théorie, qui se distinguait de la théorie des vortex du XVIIe siècle de Descartes en ce que Thomson pensait en termes de théorie du continuum unitaire, tandis que Descartes pensait en termes de trois types de matière différents, chacun se rapportant respectivement à l’émission, la transmission, et réflexion de la lumière. ^[50] Environ 60 articles scientifiques ont été rédigés par environ 25 scientifiques. Suivant l’exemple de Thomson et Tait, ^[51] la branche de la topologie appelée théorie des nœudsétait développé. L’initiative de Kelvin dans cette étude complexe qui continue d’inspirer de nouvelles mathématiques a conduit à la persistance du sujet dans l’histoire des sciences . ^{[52] [53]}

Marin

La machine de prévision des marées de Thomson

Thomson était un plaisancier enthousiaste, son intérêt pour tout ce qui concernait la mer étant peut-être né ou favorisé par ses expériences sur l’ Agamemnon et le Great Eastern .

Thomson a introduit une méthode de sondage des profondeurs en haute mer , dans laquelle une corde à piano en acier remplace la ligne à main ordinaire. Le fil glisse si facilement vers le fond que des « sondages en vol » peuvent être effectués alors que le navire est à pleine vitesse. Un manomètre pour enregistrer la profondeur du plomb a été ajouté par Thomson.

À peu près au même moment, il a relancé la méthode Sumner pour trouver la position d’un navire et a calculé un ensemble de tables pour son application immédiate.

Au cours des années 1880, Thomson a travaillé pour perfectionner la boussole réglable pour corriger les erreurs résultant de la déviation magnétique en raison de l’utilisation accrue du fer dans l’architecture navale . La conception de Thomson était une grande amélioration par rapport aux instruments plus anciens, étant plus stable et moins gênée par les frottements. La déviation due au magnétisme du navire était corrigée par des masses de fer mobiles au niveau de l’ habitacle . Les innovations de Thomson impliquaient un travail très détaillé pour développer des principes identifiés par George Biddell Airy et d’autres, mais contribuaient peu en termes de nouvelle pensée physique. Le lobbying énergique et le réseautage de Thomson se sont avérés efficaces pour faire accepter son instrument par l’Amirauté .

Boussole du marin Kelvin

Les biographes scientifiques de Thomson, s’ils ont prêté la moindre attention à ses innovations de boussole, ont généralement considéré l’affaire comme une triste saga d’administrateurs navals stupides résistant aux merveilleuses innovations d’un esprit scientifique superlatif. Les écrivains favorables à la marine, d’autre part, dépeignent Thomson comme un homme au talent et à l’enthousiasme incontestables, avec une véritable connaissance de la mer, qui a réussi à transformer une poignée d’idées modestes dans la conception de boussoles en un monopole commercial pour sa propre fabrication. préoccupation, utilisant sa réputation de matraque dans les tribunaux pour faire échouer même les petites revendications d’originalité des autres, et persuader l’Amirauté et la loi de négliger à la fois les lacunes de sa propre conception et les vertus de ses concurrents.

La vérité, inévitablement, semble se situer quelque part entre les deux extrêmes. ^[54]

Charles Babbage avait été parmi les premiers à suggérer qu’un phare pourrait être fait pour signaler un numéro distinctif par des occultations de sa lumière, mais Thomson a souligné les mérites du code Morse à cette fin, et a insisté pour que les signaux soient composés de signaux courts et de longs éclats de lumière pour représenter les points et les tirets.

Normes électriques

Thomson a fait plus que tout autre électricien jusqu’à son époque en introduisant des méthodes et des appareils précis pour mesurer l’électricité. Dès 1845, il signale que les résultats expérimentaux de William Snow Harris sont conformes aux lois de Coulomb . Dans les Mémoires de l’Académie romaine des sciences pour 1857, il publia une description de son nouvel électromètre à anneau divisé , basé sur l’ancien électroscope de Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger et il introduisit une chaîne ou une série d’instruments efficaces, y compris l’électromètre quadrant, qui couvrent tout le domaine de la mesure électrostatique. Il a inventé la balance courante , également connue sous le nom deBalance Kelvin ou Balance Ampère ( SiC ), pour la spécification précise de l’ ampère , l’ unité standard du courant électrique . À partir de 1880 environ, il fut aidé par l’ingénieur électricien Magnus Maclean FRSE dans ses expériences électriques. ^[55]

En 1893, Thomson a dirigé une commission internationale pour décider de la conception de la centrale électrique de Niagara Falls . Malgré sa croyance en la supériorité de la transmission d’énergie électrique à courant continu, il a approuvé le système de courant alternatif de Westinghouse qui avait été démontré à l’ Exposition universelle de Chicago cette année-là. Même après les chutes du Niagara, Thomson était toujours convaincu que le courant continu était le système supérieur. ^[56]

Reconnaissant sa contribution à la normalisation électrique, la Commission électrotechnique internationale élit Thomson comme son premier président lors de sa réunion préliminaire, tenue à Londres les 26 et 27 juin 1906. “Sur la proposition du président [M. Alexander Siemens, Grande-Bretagne], appuyé [ sic] par M. Mailloux [US Institute of Electrical Engineers], le très honorable Lord Kelvin, GCVO , OM , a été élu à l’unanimité premier président de la Commission”, lit-on dans le procès-verbal du rapport de réunion préliminaire. ^[57]

Âge de la Terre : géologie

Kelvin caricaturé par Spy pour Vanity Fair , 1897

Kelvin a estimé l’ âge de la Terre . Compte tenu de ses travaux de jeunesse sur la figure de la Terre et de son intérêt pour la conduction thermique, il n’est pas surprenant qu’il ait choisi d’étudier le refroidissement de la Terre et de tirer des conclusions historiques de l’âge de la Terre à partir de ses calculs. Thomson était un créationniste au sens large, mais il n’était pas un « géologue des inondations » ^[58] (un point de vue qui avait perdu le soutien scientifique dominant dans les années 1840 ^{[59] [60]} ). Il soutenait que les lois de la thermodynamique opéraient depuis la naissance de l’univers et envisageait un processus dynamique qui a vu l’organisation et l’évolution du système solaireet d’autres structures, suivies d’une “mort par la chaleur” progressive. Il a développé le point de vue selon lequel la Terre avait autrefois été trop chaude pour supporter la vie et a opposé ce point de vue à celui de l’uniformitarisme , selon lequel les conditions étaient restées constantes depuis un passé indéfini. Il a soutenu que “Cette terre, il y a certainement un nombre modéré de millions d’années, était un globe incandescent…”. ^[61]

Après la publication de Charles Darwin sur l’origine des espèces en 1859, Thomson a vu les preuves de l’âge habitable relativement court de la Terre comme tendant à contredire l’explication graduelle de Darwin de la sélection naturelle lente entraînant la diversité biologique . Les propres opinions de Thomson favorisaient une version de l’évolution théiste accélérée par la direction divine. ^[62] Ses calculs ont montré que le Soleil n’aurait pas pu exister assez longtemps pour permettre le lent développement incrémentiel par évolution – à moins qu’une source d’énergie au-delà de ce que lui ou toute autre ère victoriennepersonne connue a été retrouvée. Il a été bientôt entraîné dans le désaccord public avec les géologues, ^[63] Kelvin a payé le pari de monsieur avec Strutt sur l’importance de radioactivité dans la Terre. La période Kelvin existe dans l’évolution des étoiles. Ils brillent de l’énergie gravitationnelle pendant un certain temps (correctement calculé par Kelvin) avant que la fusion et la séquence principale ne commencent. La fusion n’a été comprise que bien après l’époque de Kelvin. ^[64] et avec les partisans de Darwin, John Tyndall et TH Huxley . Dans sa réponse au discours de Huxley à la Geological Society of London (1868), il présente son discours “Of Geological Dynamics” (1869) ^[65]qui, parmi ses autres écrits, a contesté l’acceptation des géologues que la terre doit être d’âge indéfini. ^[63]

L’estimation initiale de Thomson en 1864 de l’âge de la Terre était de 20 à 400 millions d’années. Ces larges limites étaient dues à son incertitude sur la température de fusion de la roche, à laquelle il assimilait la température intérieure de la Terre, ^{[66] [67]} ainsi qu’à l’incertitude des conductivités thermiques et des chaleurs spécifiques des roches. Au fil des ans, il a affiné ses arguments et réduit la limite supérieure d’un facteur dix, et en 1897, Thomson, maintenant Lord Kelvin, a finalement opté pour une estimation selon laquelle la Terre avait entre 20 et 40 millions d’années. ^{[68] [69]} Dans une lettre publiée dans Scientific American Supplement 1895, Kelvin a critiqué les estimations des géologues sur l’âge des roches et l’âge de la terre, y compris les vues publiées par Charles Darwin, comme “âge vaguement vaste”. ^[70]

Son exploration de cette estimation peut être trouvée dans son discours de 1897 à l’ Institut Victoria , donné à la demande du président de l’Institut George Stokes , ^[71] tel qu’enregistré dans la revue Transactions de cet Institut . ^[72] Bien que son ancien assistant John Perry ait publié un article en 1895 contestant l’hypothèse de Kelvin d’une faible conductivité thermique à l’intérieur de la Terre, et montrant ainsi un âge beaucoup plus grand, ^[73] cela a eu peu d’impact immédiat. La découverte en 1903 que la désintégration radioactive libère de la chaleur a conduit à la remise en question de l’estimation de Kelvin, et Ernest Rutherfordcélèbre a fait l’argument dans une conférence de 1904 à laquelle Kelvin a assisté que cela fournissait la source d’énergie inconnue que Kelvin avait suggérée, mais l’estimation n’a pas été annulée jusqu’au développement en 1907 de la datation radiométrique des roches. ^[63]

Il était largement admis que la découverte de la radioactivité avait invalidé l’estimation de Thomson de l’âge de la Terre. Thomson lui-même n’a jamais publiquement reconnu cela parce qu’il pensait qu’il avait un argument beaucoup plus fort limitant l’âge du Soleil à pas plus de 20 millions d’années. Sans la lumière du soleil, il ne pourrait y avoir aucune explication pour l’enregistrement des sédiments à la surface de la Terre. À l’époque, la seule source connue de production d’énergie solaire était l’effondrement gravitationnel . Ce n’est que lorsque la fusion thermonucléaire a été reconnue dans les années 1930 que le paradoxe de l’âge de Thomson a été véritablement résolu. ^[74]

Kelvin lors d’une croisière de plaisance sur la rivière Clyde à bord du vapeur Glen Sannox pour son ” jubilé ” du 17 juin 1896 en tant que professeur de philosophie naturelle à Glasgow Lord Kelvin et Lady Kelvin accueillant les Norvégiens Fridtjof Nansen et Eva Nansen en visite chez eux en février 1897

Vie et mort ultérieures

La tombe de la famille Thomson, nécropole de Glasgow

Au cours de l’hiver 1860-1861, Kelvin a glissé sur la glace en jouant au curling près de chez lui à Netherhall et s’est fracturé la jambe, ce qui lui a fait manquer la réunion de Manchester de 1861 de la British Association for the Advancement of Science , et boitait par la suite. ^{[7] [75]} Il est resté quelque chose d’une célébrité des deux côtés de l’Atlantique jusqu’à sa mort.

Thomson est resté un fervent croyant du christianisme tout au long de sa vie; la fréquentation de la chapelle faisait partie de sa routine quotidienne. ^[76] Il a vu sa foi chrétienne comme soutenant et informant son travail scientifique, comme il ressort de son discours à la réunion annuelle de la Christian Evidence Society , ^[77] 23 mai 1889. ^[78]

Dans la liste des honneurs du couronnement de 1902 publiée le 26 juin 1902 (le jour original du couronnement d’Edouard VII et d’Alexandra ), ^[79] Kelvin a été nommé conseiller privé et l’un des premiers membres du nouvel Ordre du mérite (OM). Il a reçu l’ordre du roi le 8 août 1902, ^{[80] [81]} et a été assermenté membre du conseil au palais de Buckingham le 11 août 1902. ^[82] Dans ses dernières années, il se rendait souvent dans sa maison de ville au 15 Eaton Place, près d’ Eaton Square dans le Belgravia de Londres . ^[7]

En novembre 1907, il attrapa un frisson et son état se détériora jusqu’à sa mort dans son siège de campagne écossais, Netherhall, à Largs le 17 décembre. ^[83]

À la demande de l’abbaye de Westminster , les pompes funèbres Wylie & Lochhead ont préparé un cercueil en chêne, doublé de plomb. Dans l’obscurité de la soirée d’hiver, le cortège partit de Netherhall pour la gare de Largs , à une distance d’environ un mile. De grandes foules ont assisté au passage du cortège, et les commerçants ont fermé leurs locaux et tamisé leurs lumières. Le cercueil a été placé dans une fourgonnette spéciale Midland and Glasgow and South Western Railway . Le train partit à 20h30 pour Kilmarnock , où la camionnette était attachée à l’express de nuit vers la gare de St Pancras à Londres. ^[84]

Les funérailles de Kelvin devaient avoir lieu le 23 décembre 1907. ^[7] Le cercueil a été emmené de St Pancras par corbillard à l’abbaye de Westminster, où il s’est reposé pendant la nuit dans la chapelle St Faith. Le lendemain, l’abbaye était bondée pour les funérailles, y compris des représentants de l’ Université de Glasgow et de l’ Université de Cambridge , ainsi que des représentants de France , d’ Italie , d’ Allemagne , d’ Autriche , de Russie , des États-Unis, du Canada , d’ Australie , du Japon et de Monaco . . La tombe de Kelvin se trouve dans la nef , près duécran du chœur , et à proximité des tombes d’ Isaac Newton , John Herschel et Charles Darwin . ^[85] Les porteurs comprenaient le fils de Darwin, Sir George Darwin . ^[86]

De retour en Écosse, l’Université de Glasgow a organisé un service commémoratif pour Kelvin dans le Bute Hall. Kelvin avait été membre de l’ Église épiscopale écossaise , attachée à l’église épiscopale St Columba à Largs, et à Glasgow à l’église épiscopale St Mary (maintenant, la cathédrale St Mary, Glasgow ). ^[84] En même temps que l’enterrement dans l’Abbaye de Westminster, un service a été tenu dans l’église épiscopale de rue Columba, Largs, assisté par une grande congrégation en incluant des dignitaires de bourg. ^[87]

William Thomson est également commémoré sur la tombe de la famille Thomson dans la nécropole de Glasgow . La tombe familiale a un deuxième mémorial moderne à William à côté, érigé par la Royal Philosophical Society de Glasgow ; une société dont il fut président dans les périodes 1856–1858 et 1874–1877. ^[88]

Conséquences et héritage

Limites de la physique classique

En 1884, Thomson a dirigé une classe de maître sur “La dynamique moléculaire et la théorie ondulatoire de la lumière” à l’Université Johns Hopkins . ^[89] Kelvin s’est référé à l’ équation d’onde acoustique décrivant le son comme des ondes de pression dans l’air et a tenté de décrire également une équation d’onde électromagnétique , en supposant un éther luminifère sensible aux vibrations. Le groupe d’étude comprenait Michelson et Morley qui ont ensuite réalisé l’ expérience Michelson-Morley qui a sapé la théorie de l’éther. Thomson n’a pas fourni de texte mais AS Hathaway a pris des notes et les a dupliquées avec un papyrographe. Comme le sujet était en cours de développement actif, Thomson a modifié ce texte et en 1904, il a été composé et publié. Les tentatives de Thomson pour fournir des modèles mécaniques ont finalement échoué dans le régime électromagnétique. À partir de sa conférence en 1884 , Kelvin fut également le premier scientifique à formuler le concept hypothétique de matière noire ; il a ensuite tenté de définir et de localiser certains « corps sombres » dans la Voie lactée . ^{[90] [91]}

Le 27 avril 1900, il donna une conférence largement médiatisée intitulée Nineteenth-Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light à la Royal Institution . ^{[92] [93]} Les deux “nuages ​​​​sombres” auxquels il faisait allusion étaient la confusion entourant la façon dont la matière se déplace à travers l’éther (y compris les résultats déroutants de l’ expérience Michelson-Morley ) et les indications que la loi d’équipartition en mécanique statistique pourrait s’effondrer . Deux grandes théories physiques se sont développées au cours du XXe siècle à partir de ces enjeux : pour la première, la théorie de la relativité ; pour le second, la mécanique quantique . Albert Einstein, en 1905, a publié les soi-disant ” Annus Mirabilis papers “, dont l’un expliquait l’ effet photoélectrique , basé sur la découverte par Max Planck des quanta d’énergie qui était le fondement de la mécanique quantique, dont un autre décrivait la relativité restreinte , et le dont le dernier a expliqué le mouvement brownien en termes de mécanique statistique , fournissant un argument solide pour l’existence d’atomes.

Les déclarations se sont avérées fausses par la suite

Comme de nombreux scientifiques, Thomson a commis des erreurs en prédisant l’avenir de la technologie.

Son biographe Silvanus P. Thompson écrit que “Lorsque la découverte des rayons X par Röntgen fut annoncée à la fin de 1895, Lord Kelvin était entièrement sceptique et considérait l’annonce comme un canular. Les journaux avaient été remplis des merveilles de les rayons de Röntgen, au sujet desquels Lord Kelvin était extrêmement sceptique jusqu’à ce que Röntgen lui-même lui envoie une copie de ses Mémoires” ; le 17 janvier 1896, après avoir lu le journal et vu les photographies, il écrivit à Röntgen une lettre disant: “Je n’ai pas besoin de vous dire que lorsque j’ai lu le journal, j’ai été très étonné et ravi. Je ne peux rien dire de plus maintenant que de féliciter chaleureusement de la grande découverte que vous avez faite” ^[94] Il se fera radiographier lui-même la main en mai 1896. ^[95] (Voir aussi Rayons N .)

Ses prévisions pour l’ aviation pratique (c’est-à-dire les aéronefs plus lourds que l’air ) étaient négatives. En 1896, il refusa une invitation à rejoindre la Société aéronautique, écrivant que “je n’ai pas la moindre molécule de foi dans la navigation aérienne autre que la montgolfière ou l’attente de bons résultats de l’un des essais dont nous entendons parler”. ^[96] Et dans une interview au journal de 1902, il a prédit qu'”Aucun ballon ni aucun avion ne réussira pratiquement jamais.” ^[97]

La déclaration “Il n’y a rien de nouveau à découvrir en physique maintenant. Tout ce qui reste est une mesure de plus en plus précise” a été largement attribuée à tort à Kelvin depuis les années 1980, soit sans citation, soit en indiquant qu’elle a été faite dans une adresse à la British Association pour l’avancement des sciences (1900). ^[98] Il n’y a aucune preuve que Kelvin ait dit cela, ^{[99] [100]} et la citation est plutôt une paraphrase d’ Albert A. Michelson , qui en 1894 a déclaré : “… il semble probable que la plupart des grands principes sous-jacents ont été fermement établie… Un physicien éminent a fait remarquer que les vérités futures de la science physique doivent être recherchées à la sixième place des décimales. ^[100]Des déclarations similaires ont été faites plus tôt par d’autres, comme Philipp von Jolly . ^[101] L’attribution à Kelvin d’une allocution en 1900 est vraisemblablement une confusion avec son discours “Deux nuages”, prononcé à la Royal Institution en 1900 (voir ci-dessus), et qui au contraire indiquait des domaines qui verraient par la suite des révolutions.

En 1898, Kelvin a prédit qu’il ne restait que 400 ans d’approvisionnement en oxygène sur la planète, en raison du taux de combustion des combustibles. ^{[102] [103]} Dans son calcul, Kelvin a supposé que la photosynthèse était la seule source d’oxygène libre; il ne connaissait pas tous les composants du cycle de l’oxygène . ^{[ douteux – discuter ]} Il ne pouvait même pas connaître toutes les sources de la photosynthèse : par exemple la cyanobactérie Prochlorococcus — qui représente plus de la moitié de la photosynthèse marine — n’a été découverte qu’en 1986.

Éponymes

Une variété de phénomènes physiques et de concepts auxquels Thomson est associé sont nommés Kelvin , notamment :

• Pont Kelvin (également connu sous le nom de pont Thomson)
• Fonctions Kelvin
• Instabilité de Kelvin-Helmholtz
• Luminosité Kelvin – Helmholtz
• Mécanisme de Kelvin-Helmholtz
• Matériau Kelvin
• Effet Joule-Kelvin
• Détection Kelvin
• Transformée de Kelvin en théorie du potentiel
• Compte-gouttes Kelvin
• Onde de Kelvin
• Paradoxe de la mort par la chaleur de Kelvin
• Théorème de circulation de Kelvin
• Théorème de Kelvin-Stokes
• Diviseur Kelvin – Varley
• L’ unité SI de température, kelvin

Honneurs

Statue de Kelvin ; Jardins botaniques de Belfast

• Membre de la Société royale d’Édimbourg , 1847.
  • Médaille Keith , 1864.
  • Prix ​​du jubilé Gunning Victoria , 1887.
  • Président, 1873–1878, 1886–1890, 1895–1907.
• Membre étranger de l’ Académie royale des sciences de Suède , 1851.
• Membre de la Royal Society , 1851.
  • Médaille Royale , 1856.
  • Médaille Copley , 1883.
  • Président, 1890–1895.
• Hon. Membre du Collège royal des précepteurs ( Collège des enseignants ), 1858.
• Hon. Membre de l’ Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland , 1859. ^[104]
• Fait chevalier en 1866. ^[105]
• Commandeur de l’Ordre Impérial de la Rose (Brésil), 1873.
• Commandeur de la Légion d’honneur (France), 1881.
  • Grand Officier de la Légion d’Honneur, 1889.
• Chevalier de l’Ordre prussien Pour le Mérite , 1884.
• Commandeur de l’ Ordre de Léopold (Belgique) , 1890.
• Baron Kelvin , de Largs dans le comté d’ Ayr , 1892. ^[106] Le titre dérive de la rivière Kelvin , qui coule sur le terrain de l’ Université de Glasgow . Son titre est mort avec lui, car il n’a laissé dans le deuil ni héritiers ni proches. Le mémorial de William Thomson, Baron Kelvin à Kelvingrove Park à côté de l’Université de Glasgow
• Chevalier Grand-Croix de l’Ordre de Victoria , 1896. ^[107]
• Diplôme honorifique de docteur Legum (LL.D.), Université de Yale , 5 mai 1902. ^[108]
• L’un des premiers membres de l’ Ordre du Mérite , 1902. ^[109]
• Conseiller privé , 11 août 1902. ^[82]
• Diplôme honorifique de docteur en mathématiques de la Royal Frederick University le 6 septembre 1902, lors de la célébration du centenaire de la naissance du mathématicien Niels Henrik Abel . ^{[110] [111]}
• Premier récipiendaire international de la médaille John Fritz , 1905.
• Ordre de première classe du Trésor sacré du Japon , 1901.
• Il est enterré dans l’Abbaye de Westminster , à Londres, au côté d’ Isaac Newton .
• Lord Kelvin a été commémoré sur le billet de 20 £ émis par la Clydesdale Bank en 1971; dans l’émission actuelle de billets de banque, son image apparaît sur le billet de 100 £ de la banque. Il est montré tenant sa boussole réglable et en arrière-plan se trouve une carte du câble transatlantique. ^[112]
• La ville de Kelvin, en Arizona , est nommée en son honneur, car il était réputé pour être un important investisseur dans les opérations minières là-bas.
• En 2011, il était l’un des sept premiers intronisés au Temple de la renommée de l’ ingénierie écossaise . ^[113]
• La Journée mondiale du froid est le 26 juin. Il a été choisi pour célébrer sa date de naissance et a lieu chaque année depuis 2019.

Bras

Armoiries de William Thomson, 1er baron Kelvin

Remarques Les armes de Lord Kelvin se composent de : [114] Crête Un bras de coudée dressé, vêtu d’azur, menotté d’argent, la main saisissant cinq épis de seigle proprement dits. Écusson D’argent, à la tête de cerf cabochée de gueules, au chef d’azur à la foudre proprement dite, ailée d’or, entre deux éperons revels du premier. Partisans Du côté dextre un étudiant de l’Université de Glasgow, habité, tenant dans sa main dextre un voltmètre marin, tout propre. Du côté sinistre, un matelot, habité, tenant dans la main dextre une bobine, la corde passant à travers le sinistre, et y suspendant un plomb d’une machine à sonder, également tout propre. Devise L’honnêteté sans peur.

Voir également

• Colonne de Taylor
• Les gens sur les billets écossais
• Liste des choses nommées d’après Lord Kelvin

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Liens externes

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Wikisource contient le texte de l’ article de l’ Encyclopædia Britannica de 1911 ” Kelvin, William Thomson, Baron “.

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• Œuvres de William Thomson, 1er baron Kelvin chez LibriVox (livres audio du domaine public)
• Heroes of the Telegraph sur la page des livres en ligne
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• La tactique moléculaire d’un cristal ( Internet Archive )
• Citations. Cette collection comprend des sources pour de nombreuses citations.
• Ouverture du bâtiment Kelvin – The Leys School, Cambridge (1893)
• La bibliothèque Kelvin

Associations professionnelles et académiques
Précédé par George Stokes	36e président de la Royal Society 1890–1895	succédé par Joseph Lister
Bureaux académiques
Précédé par Le comte d’escalier	Chancelier de l’Université de Glasgow 1904-1907	succédé par Le comte de Rosebery
Pairie du Royaume-Uni
Nouvelle création	Baron Kelvin 1892-1907	Éteint

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