Oliver Heaviside - Matematikawan Otodidak yang Jenius

Oliver Heaviside
Oliver Heaviside

Lahir: 18 Mei 1850 Camden Town, London, Inggris Raya

Meninggal: 3 Februari 1925 (umur 74) Torquay, Devon, Inggris Raya

Kebangsaan: Inggris

Bidang: Rekayasa listrik, matematika dan fisika

Lembaga: Great Northern Telegraph Company

Dikenal untuk: Heaviside cover-up method, Kennelly–Heaviside layer, Reactance, Heaviside step function, Differential operators, Vector analysis
Heaviside condition, Coaxial cable.

Penghargaan: Faraday Medal (1922), Fellow dari Royal Society

Kutipan terkenal: Haruskah aku menolak makan malam saya karena saya tidak sepenuhnya memahami proses pencernaan?
Oliver Heaviside adalah seorang Matematikawan dan insinyur listrik asal Inggris yang mengembangkan teknik matematika yang kompleks untuk menganalisa sirkuit listrik dan memecahkan persamaan diferensial. Ia merupakan ilmuwan otodidak yang jenius.


Biografi

Heaviside lahir di jalan Kings 55 (sekarang Plender Road) di London Camden Town 18 Mei 1850. Tubuhnya pendek dan berambut merah, dan menderita demam scarlet ketika muda, sehingga menimbulkan gangguan pada pendengarannya. Sebuah warisan kecil memungkinkan keluarga untuk pindah ke bagian yang lebih baik dari Camden ketika ia berusia tiga belas tahun dan ia dikirim ke Camden House Grammar School. Dia adalah seorang murid yang baik (misalnya ditempatkan kelima dari lima ratus mahasiswa pada tahun 1865), tetapi orang tuanya tidak bisa menjaga dia di sekolah setelah ia berusia 16 sehingga ia terus belajar selama satu tahun secara otodidak dan tidak memiliki pendidikan formal lebih lanjut.

Paman Heaviside, Sir Charles Wheatstone (1802-1875), penemu telegraf pertama yang sukses secara komersial pada pertengahan 1830-an, dan seorang ahli yang terkenal secara internasional dalam telegrafi dan elektromagnetisme. Wheatstone mengambil minat yang kuat dalam pendidikan keponakannya dan pada tahun 1867 mengirimnya ke utara untuk bekerja dengan kakaknya Arthur yang mengelola salah satu perusahaan telegraf Wheatstone di Newcastle-upon-Tyne.

Dua tahun kemudian ia mengambil pekerjaan sebagai operator telegraf dengan Denmark Great Northern Telegraph Company meletakkan kabel dari Newcastle ke Denmark menggunakan kontraktor Inggris, segera menjadi listrik. Heaviside terus belajar sambil bekerja, dan pada usia 22 ia menerbitkan sebuah artikel di bergengsi Philosophical Magazine pada Penataan Wheatstone Bridge untuk mengukur Resistance pengingat dengan Galvanometer pengingat dan Baterai" yang mendapat komentar positif dari fisikawan yang gagal mencoba untuk memecahkan masalah aljabar ini, termasuk Sir William Thomson, kepada siapa ia memberikan salinan kertas, dan James Clerk Maxwell. Pada tahun 1873 aplikasi untuk bergabung dengan Society of Telegraph Engineers ditolak dengan komentar bahwa "mereka tidak ingin pegawai telegraf".

Melakukan penelitian dari rumah, dia membantu mengembangkan teori saluran transmisi (juga dikenal sebagai " persamaan telegraf "). Heaviside menunjukkan matematis yang merata dalam induktansi dalam garis telegraf akan mengurangi baik redaman dan distorsi, jika induktansi yang cukup besar dan isolasi perlawanan tidak terlalu tinggi, sirkuit akan distortionless sementara arus dari semua frekuensi akan memiliki kecepatan yang sama propagasi. Persamaan Heaviside ini membantu lebih lanjut pelaksanaan telegraf.


Menyusun kembali analisis matematis Maxwell dan kabel koaksial

Pada tahun 1880, Heaviside meneliti efek dalam jalur transmisi telegraf. Pada tahun yang sama ia patenkan, di Inggris, kabel koaksial. Pada 1884 ia menyusun kembali analisis matematis Maxwell dari bentuk rumit aslinya (mereka sudah mengalami perombakan sebagai quaternions ) ke modern vektor terminologi, sehingga mengurangi dua belas asli puluh persamaan dalam dua puluh diketahui ke empat persamaan diferensial dalam dua variabel kita sekarang tahu sebagai persamaan Maxwell . Keempat persamaan Maxwell kembali dirumuskan menggambarkan sifat muatan listrik statis dan bergerak dan dipol magnetik, dan hubungan antara keduanya, yaitu induksi elektromagnetik.


Diferensial

Antara 1880 dan 1887, Heaviside mengembangkan operasional kalkulus (melibatkan notasi D untuk Operator diferensial, yang dikreditkan dengan menciptakan), metode memecahkan persamaan diferensial dengan mengubah mereka menjadi persamaan aljabar biasa yang menyebabkan banyak kontroversi ketika pertama kali diperkenalkan, karena kurangnya ketelitian dalam derivasi nya itu. Dia terkenal dengan ucapannya, "Matematika adalah ilmu eksperimental, dan definisi tidak datang pertama, tetapi di kemudian hari." Dia membalas kritik atas penggunaan nya operator yang tidak jelas. Pada kesempatan lain ia menyatakan agak lebih defensif, "Saya tidak menolak makan malam saya hanya karena saya tidak mengerti proses pencernaan."

Pada tahun 1889, pertama kali menerbitkan derivasi Heaviside yang benar dari gaya magnet pada partikel bermuatan bergerak, yang sekarang disebut Angkatan Lorentz.

Di tahun 1880-an dan awal 1890-an akhir, Heaviside mengerjakan konsep dari massa elektromagnetik.

Pada tahun 1891 Inggris Royal Society mengakui kontribusi Heaviside untuk deskripsi matematis dari fenomena elektromagnetik dengan menyebutkan namanya Fellow dari Royal Society. Pada tahun 1905 Heaviside diberi gelar doktor kehormatan oleh Universitas Göttingen .


Penemuan 

Heaviside berbuat banyak untuk mengembangkan dan mendukung metode vektor dan kalkulus vektor. Maxwell perumusan elektromagnetik terdiri dari 20 persamaan di 20 variabel.

Ia menemukan langkah fungsi Heaviside dan menggunakannya untuk model dalam rangkaian listrik saat ini. Ia menemukan metode operasional untuk memecahkan persamaan linear diferensial, yang menyerupai saat metode Transformasi Laplace. matematika Amerika, Thomas John I'Anson Bromwich kemudian menyusun pembenaran matematika untuk metode Operator Heaviside ini.

Heaviside mengajukan gagasan bahwa pada atmosfer teratas bumi terdapat lapisan terionisasi yang dikenal sebagai ionosfer ; dalam hal ini, ia meramalkan adanya apa yang kemudian dijuluki sebagai lapisan Kennelly-Heaviside. Pada tahun 1945 Edward Victor Appleton menerima Hadiah Nobel dalam Fisika untuk membuktikan bahwa lapisan ini benar-benar ada. Heaviside mengembangkan saluran teori transmisi (juga dikenal sebagai "persamaan telegraf"), yang memiliki efek meningkatkan tingkat transmisi melalui kabel transatlantik dengan faktor sepuluh. Ini awalnya Butuh sepuluh menit untuk mengirimkan masing-masing karakter, dan ini segera diperbaiki untuk satu karakter per menit. Dekat dengan hal ini adalah penemuan transmisi telepon dapat ditingkatkan dengan menempatkan induktansi listrik secara seri dengan kabel. Oliver Heaviside juga secara independen menemukan vektor Poynting.

Oliver Heaviside mengkritik teori elektromagnetik Helmholtz karena memungkinkan adanya gelombang longitudinal. Berdasarkan persamaan Maxwell, Heaviside mengatakan bahwa gelombang longitudinal tidak bisa ada dalam ruang hampa atau media homogen. Heaviside tidak mencatat, bahwa gelombang elektromagnetik memanjang bisa eksis pada batas atau di ruang tertutup.

Kematian

Oliver Heaviside meninggal pada 3 Februari 1925 (umur 74) di Torquay, Devon, Inggris Raya. (Wikipedia)