ג'ורג' גבריאל סטוקס
חישב כיצד כדורים איטיים מטרידים נוזל, והעניק לפיזיקה מחצית מן הטריבולוגיה וכל ניתוח תנועת בראון.
ביוגרפיה
ג'ורג' גבריאל סטוקס נולד בסקרין, מחוז סלייגו, בשנת 1819, בנו של כומר כנסיית אירלנד. הוא למד מתמטיקה בקולג' פמברוק שבקיימברידג', שם זכה בתואר Senior Wrangler ב־1841 — הסטודנט המדורג ראשון במבחני ה־Mathematical Tripos. את שארית חייו המקצועיים בילה בקיימברידג': התמנה ל־Lucasian Professor של מתמטיקה ב־1849 (הכיסא שהחזיק ניוטון), והיה ראש קולג' פמברוק משנת 1902 ועד מותו. הוא החזיק בכיסא הלוקסיאני חמישים וארבע שנים — הכהונה הארוכה ביותר בתולדותיו.
סטוקס עבד כמעט על כל מה שבפיזיקה המתמטית נע, זרם או רטט. הוא היה שותף לניסוח משוואות נאבייה־סטוקס המתארות תנועה של נוזלים צמיגים. הוא הוכיח את משפט סטוקס בחשבון וקטורי — תוצאה יסודית ועמוד השדרה המתמטי של האלקטרומגנטיות של מקסוול. הוא נתן את ההסבר הנכון הראשון לפלואורסצנציה, והטביע את המונח. הוא חקר עקיפה, קיטוב ואת המבנה הספקטרוסקופי של אור השמש.
התוצאה המצוטטת ביותר שלו כיום היא חוק הגרר הצמיגי של סטוקס, שפורסם ב־1851: F = 6πηrv עבור הגרר על כדור במספר ריינולדס נמוך. החוק הפך למפתח למדידת מטען האלקטרון של מיליקן, לקביעת מספר אבוגדרו של פרן, ולכל חישוב מודרני של שחייה במספר ריינולדס נמוך.
סטוקס היה אנגליקני אדוק, כיהן שלוש קדנציות כחבר פרלמנט שמרני מטעם אוניברסיטת קיימברידג', הוענק לו תואר בארונט ב־1889, וכיהן כנשיא החברה המלכותית משנת 1885 עד 1890. הוא נפטר בקיימברידג' ב־1903, בגיל 83.
תרומות
- 01גזר את חוק סטוקס לגרר צמיגי על כדור (1851)
- 02שותף לניסוח משוואות נאבייה־סטוקס של תנועת נוזלים
- 03הוכיח את משפט סטוקס בחשבון וקטורי
- 04הסביר את הפלואורסצנציה והטביע את המונח (1852)
- 05הניתוח הנכון הראשון של קיטוב אור השמש
- 06חקר תנועת מטוטלת בתווך מתנגד — המוטיבציה המקורית לחוק סטוקס
- 07תרם עבודה יסודית באופטיקה, עקיפה וספקטרוסקופיה
יצירות מרכזיות
גזירה מפורסמת של מה שנקרא כיום משוואות נאבייה־סטוקס עבור נוזל ניוטוני צמיג, מנקודת מוצא מולקולרית ותוך הצדקה קפדנית של טנזור המאמצים.
המאמר הכולל את חוק סטוקס: F = 6πηrv עבור הגרר על כדור במספר ריינולדס נמוך. יישם זאת כדי לתקן את מחזורי המטוטלת המתנדנדת באוויר, והפך מאה שנים מאוחר יותר לאבן פינה של הידרודינמיקה במספר ריינולדס נמוך.
הציג את המונח פלואורסצנציה ונתן את ההסבר הפיזיקלי הנכון הראשון: אור אולטרה־סגול הנקלט נפלט מחדש באורכי גל ארוכים יותר. מכיל את מה שנקרא כיום הסטת סטוקס.
טיפול מתמטי קפדני בעקיפת אור, הכולל קיטוב ואופי של גל רוחב, ומבהיר את תפקיד השערת האתר האלסטי שהייתה נפוצה אז.