Κυριακή, 27 Ιουνίου 2021

Όλα τα ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ από τις ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' Λυκείου (2001 - 2021).

 

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 
Θετικών Σπουδών και Σπουδών Υγείας

Υπάρχει νεότερη ανάρτηση  ΕΔΩ

Μετά την ολοκλήρωση των πανελλαδικών εξετάσεων στα βασικά μαθήματα (Ιούνιος 2021), ήρθε η ώρα για μια ακόμη χρονιά, να δημοσιεύσω το σύνολο των θεμάτων των Πανελλαδικών Εξετάσεων στη ΦΥΣΙΚΗ Θετικών Σπουδών και Σπουδών Υγείας (πρώην Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης) της Γ' Λυκείου. 

Τα θέματα είναι ταξινομημένα με χρονολογική σειρά (από τον Ιούνιο 2001 μέχρι και τον Ιούνιο 2021), κατά Κεφάλαιο ή τμήμα Κεφαλαίου (σύμφωνα με τη σειρά του σχολικού βιβλίου), κατά Θέμα και κατά είδος Ερώτησης. Η μορφή του αρχείου είναι word και η μορφή της γραμματοσειράς είναι Trebuchet με μέγεθος 11pt.

Τα θέματα προέρχονται από τις Πανελλαδικές Εξετάσεις όλων των τύπων Λυκείων (Ημερήσια ή Εσπερινά), από το σύνολο των εξετάσεων (κανονικές, επαναληπτικές, ελληνοπαίδων εξωτερικού-ομογενείς) και απευθύνονται στους μαθητές που θέλουν να κάνουν πρακτική εξάσκηση με μια μεγάλη ποικιλία τέτοιων θεμάτων, όπως και στους συναδέλφους καθηγητές που θέλουν να τα χρησιμοποιήσουν στη διδασκαλία τους. 
Σε όποια χρονιά δεν εμφανίζονται θέματα για τα Εσπερινά Λύκεια, σημαίνει ότι έχουν δοθεί τα ίδια με τα Ημερήσια.

Μια σειρά θεμάτων του 2016 και του 2020 που έχουν τον χαρακτηρισμό "παλαιό σύστημα" αφορά τους υποψηφίους αυτών των ετών που έγραψαν εξετάσεις με την παλαιότερη εξεταστέα ύλη. 

Στην αρχή εμφανίζονται τα θέματα από τα κεφάλαια που περιέχονται στην σημερινή εξεταστέα ύλη. Στη συνέχεια μπορείτε να βρείτε τα θέματα από τα κεφάλαια που έχουν αφαιρεθεί από την εξεταζόμενη ύλη πρόσφατα ή παλαιότερα. (Είμαι σίγουρος ότι θα χρειαστούν στο μέλλον!). 

Από το 2020 δημοσιεύω και τα θέματα του Ηλεκτρομαγνητισμού, κεφάλαιο που εξετάστηκε για πρώτη φορά ως ύλη της Γ' Λυκείου, στην εξεταστική περίοδο του Ιουνίου 2020. Στην ίδια ενότητα (Ηλεκτρομαγνητισμός) μπορείτε ακόμη να βρείτε τα θέματα που είχαν δοθεί στις Πανελλαδικές Εξετάσεις της Β' Λυκείου (Γεν. Παιδείας και Κατεύθυνσης) την περίοδο 2000 - 2004.

Παρακάτω, την κάθε ανάρτηση μπορείτε να επιλέξετε να την κατεβάσετε από το Dropbox ή το Google Drive.
Η χρήση του υλικού προφανώς δεν είναι για εμπορική εκμετάλλευση. 

Θέματα από την ύλη που εξετάζεται
  • Για τις Μηχανικές Ταλαντώσεις  (51 σελίδες)  ΠΑΤΗΣΤΕ  ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.
  • Για τις Κρούσεις  (38 σελίδες)         ΠΑΤΗΣΤΕ  ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.
  • Για τη Μηχανική των Ρευστών  (16 σελίδες)  ΠΑΤΗΣΤΕ  ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.
  • Για τη Μηχανική Στερεού Σώματος  (107 σελίδες)  ΠΑΤΗΣΤΕ  ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.
  • Για τον Ηλεκτρομαγνητισμό - Γ' Λυκείου (12 σελίδες)  ΠΑΤΗΣΤΕ  ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.
  • Για τον Ηλεκτρομαγνητισμό - παλαιά θέματα Β' Λυκείου (17 σελίδες)  ΠΑΤΗΣΤΕ  ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.

Θέματα από την ύλη που έχει αφαιρεθεί

Για τις Ηλεκτρικές Ταλαντώσεις  (18 σελίδες)    ΠΑΤΗΣΤΕ   ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.

Για τα Μηχανικά Κύματα  (38 σελίδες)            ΠΑΤΗΣΤΕ    ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.

Για τα Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα  (23 σελίδες)     ΠΑΤΗΣΤΕ    ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.

Για το Φαινόμενο Doppler  (15 σελίδες)               ΠΑΤΗΣΤΕ    ΕΔΩ  ή  ΕΔΩ.    


Πώς θα κατεβάσετε ένα αρχείο στον υπολογιστή σας.
  • Αριστερό κλικ στην φράση ΠΑΤΗΣΤΕ ΕΔΩ (που αντιστοιχεί στο αρχείο που θέλετε). Θα μεταφερθείτε στον ιστότοπο του Dropbox (όπου είναι αποθηκευμένα τα αρχεία).
  • Αριστερό κλικ στις τρεις τελείες (...) που βλέπετε επάνω, δεξιά.
  • Αριστερό κλικ στην λέξη download.
  • Το αρχείο κατεβαίνει στο Φάκελο ΛΗΨΕΙΣ του υπολογιστή σας (ή όπου αλλού έχετε ορίσει να κάνετε λήψη των αρχείων). 
  • Αποθηκεύστε το αρχείο σε όποιο Φάκελο του υπολογιστή σάς εξυπηρετεί.

Πέμπτη, 24 Ιουνίου 2021

Σαν σήμερα... 1928, γεννήθηκε ο πειραματικός φυσικός Τομ Υψηλάντης.

Tom Ypsilantis (Τομ Υψηλάντης)

Σαν σήμερα, στις 24 Ιουνίου 1928, γεννήθηκε στη Salt Lake City της Utah των ΗΠΑ ο ελληνικής καταγωγής πειραματικός φυσικός Thomas "Tom" Ypsilantis (Θωμάς "Τομ" Υψηλάντης) που αρχικά έγινε γνωστός από την συμμετοχή του στην ομάδα (Emilio Segrè, Owen Chamberlain, Clyde Wiegand) ανακάλυψης του αντιπρωτονίου το 1955. 
Ήταν το δεύτερο από τα τρία παιδιά του Ιωάννη Αθανάσιου Υψηλάντη (John Athanasios Ypsilantis) και της Ευγενίας Τζερεφού (Eugenia Jerefos), που το 1924 είχαν μεταναστεύσει στις ΗΠΑ από την Ελλάδα. Το βαπτιστικό όνομα του Τομ ήταν Αθανάσιος. Τα άλλα δύο αδέλφια του ήταν, η μεγαλύτερη από αυτόν, Μαίρη (αργότερα Mary Y. Souvall) (1925-2009) και ο Γιάννης.

Το 1931 πέθανε ο πατέρας τού μόλις διόμισυ ετών Τομ, κτυπημένος από κεραυνό. Ο Ιωάννης Υψηλάντης είχε γεννηθεί στο χωριό Στρώμη της περιοχής Παρνασσίδας, στους πρόποδες της Γκιώνας. Γι’ αυτό και οι Στρωμίτες δεν ξεχνούν την οικογένεια Υψηλάντη και την τιμούν με κάθε ευκαιρία.   
Μετά τον θάνατο του πατέρα, η μητέρα ανέλαβε την ανατροφή των τριών παιδιών της. Η μητέρα του Ευγενία είχε γεννηθεί στο χωριό Καστανιά, στην περιοχή Βάτικα της Λακωνίας και πέθανε το 1981. 

Ο Τομ Υψηλάντης σε φωτογραφία από το αρχείο Emilio Segré. 

Το 1945 τελείωσε το Γυμνάσιο South High School της Salt Lake City με πολύ καλές επιδόσεις στα μαθήματα και στον αθλητισμό. 
Το 1949 πήρε μπάτσελορ στη Χημεία από το Πανεπιστήμιο της Utah. Όπως είπε σε μια ομιλία του ο Herbert Steiner, συνάδελφος και φίλος του Τομ, «Ευτυχώς η επαφή του με τους Μορμόνους  της Utah δεν του άφησε σημάδια».

Στη συνέχεια παρακολούθησε το Πανεπιστήμιο Berkeley στην Καλιφόρνια απ’ όπου το 1952 πήρε μάστερ στη Φυσική και τον Ιούνιο 1955 πήρε το  διδακτορικό του με την επίβλεψη του Emilio Segrè. Ο τίτλος της διδακτορικής του εργασίας ήταν «Experiments on polarization in nucleon-nucleon scattering at 310 MeV» («Πειράματα σχετικά με την πόλωση στη σκέδαση νουκλεονίου - νουκλεονίου στα 310 MeV»).

Παρέμεινε στο Berkeley, στην αρχή ως μεταδιδακτορικός φοιτητής και στη συνέχεια ως βοηθός καθηγητής στο τμήμα Φυσικής, μοιραζόμενος για τα επόμενα 15 χρόνια το ίδιο γραφείο με τον επί 50 σχεδόν χρόνια φίλο του Herbert Steiner. Όπως γράφει χαρακτηριστικά ο Steiner "Δεν ήταν ποτέ ικανοποιημένος με το να ακολουθεί την πεπατημένη, αλλά πάντα προσπαθούσε να βρει νέες κατευθύνσεις, να εξερευνήσει νέα θεμελιώδη ζητήματα και να ανακαλύψει νέες τεχνικές. Το δυνατό του σημείο ήταν στο να δημιουργεί ιδέες και να διερευνά  τις συνέπειές τους, αλλά ακόμη ήταν αρκετά έξυπνος ώστε να κάνει συνεργάτες μάγους τεχνικούς, όπως ο Clyde Wiegand και ο Jacques Seguinot, που μπορούσαν να τον βοηθήσουν να πραγματοποιήσει τα όνειρά του. Στην πραγματικότητα, η ιστορία του Τομ είναι η ιστορία της εξέλιξης της σωματιδιακής φυσικής… Μέχρι το 1950 σωματιδιακή φυσική ήταν η πυρηνική φυσική όμως η ανάπτυξη των επιταχυντών υψηλής ενέργειας μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο ήταν που άνοιξε την πόρτα στον εκπληκτικό κόσμο των σωματιδίων και των αλληλεπιδράσεών τους… Ο Τομ επηρέασε την εξέλιξη της σωματιδιακής φυσικής και την ίδια περίοδο ο ίδιος επηρεάσθηκε από αυτή".
Ο ίδιος ο Υψηλάντης στο βιογραφικό του σημείωμα χωρίζει τις ερευνητικές του δραστηριότητες σε τρεις περιόδους: «Τα χρόνια στο Berkeley» (1949–1969), «Επτά χρόνια Αναστοχασμού (Seven Years of Reflection)» (1962–1969) και «Ευρώπη» (1969–2000).

Τα χρόνια στο Berkeley 

Από πολύ νωρίς, ήδη από το 1950, δημοσίευσε την πρώτη εργασία του με τίτλο "Consistency of nuclear radii of even–even nuclei from alpha decay theory" ("Συνέπεια πυρηνικών ακτίνων ομοιόμορφων πυρήνων από τη θεωρία της άλφα διάσπασης") (Phys. Rev. 79 - 1/7/1950, σελ. 30–34) σε συνεργασία με τον Ι. Perlman.
To 1952 o Yψηλάντης εντάχθηκε στην ερευνητική ομάδα του καθηγητή Emilio Segré, στην οποία ανήκαν επίσης ο καθηγητής Οwen Chamberlain και ο Dr. Clyde Wiegand. Στην αυτοβιογραφία του «A Mind Always in Motion» ο Emilio Segré αναφερόμενος στον νεαρό τότε Υψηλάντη, χρησιμοποιεί πολύ θετικούς χαρακτηρισμούς, εκθειάζοντας τις ικανότητές του. 

Η ομάδα που ανακάλυψε το αντιπρωτόνιο με τον E. Logfren στη μέση.
Από αριστερά: Emilio Segré, Clyde Wiegand, Οwen Chamberlain και Τομ Υψηλάντης.

Κεντρικό ζήτημα της έρευνάς τους εκείνη την εποχή ήταν η αλληλεπίδραση νουκλεονίου – νουκλεονίου και η ομάδα Segré το 1954 ξεκίνησε να χρησιμοποιεί το συγχροκύκλοτρο των 184 ιντσών (4,67 μέτρα) που μόλις είχε κατασκευαστεί στο Lawrence Berkeley National Laboratory. Αυτό το κύκλοτρο έμεινε στην ιστορία με το όνομα Bevatron, επειδή είχε την ικανότητα να παράγει ενέργεια δισεκατομμυρίων eV (Billions of eV Synchrotron).

Για να παραχθούν αντιπρωτόνια σε συγκρούσεις πρωτονίων με την ύλη, η ενέργεια των πρωτονίων έπρεπε να ανέρχεται τουλάχιστον στα 5,6 GeV. Η μέγιστη ενέργεια που μπορούσε να επιτευχθεί το 1954 στο Bevatron έφτανε στα 6,2 GeV και ήταν αρκετά μεγαλύτερη από την ενέργεια κατωφλίου. Παρότι το Bevatron ήταν ιδανικό για την παραγωγή αντιπρωτονίων, δεν είχε κατασκευαστεί γι’ αυτό το σκοπό και μόλις το 1955 χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση του συγκεκριμένου σωματιδίου.

Πίνακας όπου φαίνεται καταγραφή αποτελεσμάτων 
κατά τη διάρκεια των πειραμάτων ανίχνευσης του αντιπρωτονίου.

Η τετραμελής ερευνητική ομάδα ήταν ένα ενδιαφέρον και ισχυρό μείγμα ταλαντούχων φυσικών. Ο Segré, που ήταν επικεφαλής, φρόντιζε για τα συμφέροντα της ομάδας. Επίσης, είχε μια ιδιαίτερη ικανότητα να εισέρχεται στην καρδιά ενός προβλήματος. Ο Chamberlain ήταν αυτός στον οποίο θα προσέτρεχαν οι υπόλοιποι για να λύσουν οποιοδήποτε πρόβλημα φυσικής ή να απαντήσει στις απορίες τους. Ο Wiegand είχε εξαιρετικές τεχνικές ικανότητες και ήταν αυτός που έκανε την πειραματική δουλειά. Τέλος, ο Υψηλάντης με την απεριόριστη φαντασία του ήταν αυτός που δημιουργούσε ιδέες, ήταν «the idea man».

Μία από τις κύριες συνεισφορές του Υψηλάντη, ήταν να σχεδιάσει και στη συνέχεια ελέγξει τους τετραπολικούς και διπολικούς μαγνήτες που χρησιμοποιήθηκαν σ’ αυτό το πείραμα. Αξίζει να επισημάνουμε ότι αυτή την περίοδο ο Υψηλάντης είχε την πρώτη επαφή με τους μετρητές δακτυλίων Cherenkov. Το γεγονός αυτό αποτέλεσε τη βάση για την μετέπειτα ενασχόληση και εξειδίκευσή του σ' αυτό το ερευνητικό αντικείμενο. 

Ελέγχοντας τα αποτελέσματα από την ακτινοβολία του πιονίου.
Από αριστερά: Tom ElioffRobert Bacastow

Rudy Larsen, Clyde Wiegand και Τομ Υψηλάντης.

Ένα άλλο θέμα που αντιμετώπισε μ' επιτυχία ο Υψηλάντης σε συνεργασία με τον Henry Stapp 
ήταν το προχώρημα των ατέλειωτων αριθμητικών υπολογισμών που προέκυπταν από την πειραματική διαδικασία. Οι υπολογισμοί τότε γίνονταν με ατομικές αριθμητικές μηχανές και τους λογαριθμικούς κανόνες. Οι πρώτοι υπολογιστές χρησιμοποιούνταν στην εξέλιξη των πυρηνικών όπλων. Ο Υψηλάντης ήρθε σε συνεννόηση με τον επίσης ελληνικής καταγωγής Nicholas Metropolis που είχε κατασκευάσει τον υπολογιστή MANIAC στο Λος Άλαμος και χρησιμοποιούσε τον υπολογιστή στα κενά διαστήματα των σαββατοκύριακων που ο υπολογιστής δεν λειτουργούσε για το πρόγραμμα της βόμβας υδρογόνου.

Η κύρια φάση του πειράματος για την ανίχνευση του αντιπρωτονίου ξεκίνησε το φθινόπωρο του 1955 και από τις αρχές Οκτωβρίου τα αντιπρωτόνια είχαν ξεκάθαρα ανιχνευθεί. Οι σπινθηριστές και  απαριθμητές Cherenkov που χρησιμοποιούσαν έδειξαν 60 υποψήφια γεγονότα για την ταυτοποίηση του αντιπρωτονίου.

Η συνεισφορά του Υψηλάντη, όπως και του Wiegand, σε αυτό το πείραμα ήταν πολύ σημαντική και ήταν κρίμα που δεν συμπεριλήφθηκαν στο βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1959, που απονεμήθηκε στους Segré και Chamberlain για την «ανακάλυψη του αντιπρωτονίου». Μάλιστα, ο ίδιος ο Υψηλάντης σε συνομιλία του με τον καθηγητή και κουμπάρο του Λεωνίδα Ρεσβάνη, είχε πει ότι στο πρώτο σχέδιο της εργασίας για το αντιπρωτόνιο, τρεις ήταν οι συγγραφείς, ο  Owen Chamberlain, ο Clyde Wiegand και ο ίδιος.

"The Dish" - μια σειρά μετρητών σπινθηρισμού.

Τα επόμενα χρόνια ο Υψηλάντης με άλλους συναδέλφους του συνέχισε να εργάζεται στο  Berkeley στην μελέτη των αντιπρωτονίων. Το 1959, μετά την ανακάλυψη της αλληλεπίδρασης π - π από τους Geoffrey Chew και Francis Low ξεκίνησε μια νέα περίοδο έρευνας στο χώρο της σωματιδιακής φυσικής. Ο Υψηλάντης ήταν πάλι εκεί. Με τον ενθουσιασμό που πάντα τον διέκρινε, έπεισε τον Clyde Wiegand και κάποιους σπουδαστές και κατασκεύασαν το «Dish» («Πιάτο»), μια σειρά μετρητών σπινθηρισμού για την ανίχνευση της τελικής κατάστασης των νετρονίων και πιονίων.

Το 1959-60 ο Τομ Υψηλάντης πέρασε ένα χρόνο στο Πανεπιστήμιο της Ρώμης με την ομάδα του καθηγητή Eduardo Amaldi. Συμπτωματικά δούλεψε στο ίδιο εργαστήριο όπου πριν τριάντα χρόνια ο Amaldi και ο Segré είχαν συνεργαστεί με τον Enrico Fermi στη μελέτη αργών νετρονίων. Εκεί ο Υψηλάντης συνεργάστηκε με τον Raoul Gatto στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις.
Επιστρέφοντας στο Berkeley το 1960 ως αναπληρωτής καθηγητής, συνεργάστηκε με τον Wiegand και τους σπουδαστές τους στη μέτρηση της β ακτινοβολίας του πιονίου.

Ο Τομ Υψηλάντης στο Παρίσι το 1983.
  •    Επτά Χρόνια Αναστοχασμού (1962 - 1969)
Στα τέλη του 1962 ο Τομ Υψηλάντης διέκοψε την ερευνητική του δραστηριότητα στο Lawrence Berkeley National Laboratory, παραμένοντας όμως μέλος του τομέα Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Berkeley για τα επόμενα 7 χρόνια.

Στη διάρκεια του 1962-63 εργάστηκε στο Brookhaven National Laboratory (BNL) κι εκεί ανέλαβε την διεύθυνση της ομάδας του Rodney Cool, που βρισκόταν για ένα χρόνο με άδεια για έρευνα στο CERN. Αντικείμενο εργασίας αυτής της επταμελούς ομάδας ήταν η καταγραφή μετρήσεων υψηλής ακρίβειας σε συγκρούσεις αδρονίου-αδρονίου (π± Κ± p±  σε πρωτόνια).

Μια άλλη δραστηριότητα του Υψηλάντη στη διάρκεια της παραμονής του στο BNL στηρίχτηκε σε μια πρόταση των G. Feldman και J. Bernstein να ερευνήσουν για W μποζόνια. Όμως, όπως αναφέρει ο ίδιος ο Υψηλάντης στο βιογραφικό του "Ήταν αναμφίβολα ένα τέταρτο του αιώνα νωρίτερα".

Το 1963 ο Τομ Υψηλάντης επέστρεψε στο Berkeley. Το επόμενο διάστημα διοχέτευσε το χρόνο του ανάμεσα στα διδακτικά του καθήκοντα και σε σκέψεις για τις μελλοντικές του δραστηριότητες. Παρακολούθησε μια σειρά μαθημάτων του Steven Weinberg πάνω στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, γιατί ενδιαφερόταν να ερευνήσει την πιθανότητα διεξαγωγής πειραμάτων πάνω στη  Βαρύτητα. Τελικά δεν προχώρησε κάτι σ' αυτή την κατεύθυνση.

Ο Τομ Υψηλάντης το 1959.

Το 1966 ο Υψηλάντης βρέθηκε στην Αθήνα, αφού αποδέχτηκε πρόσκληση του Θέμη Κανελλόπουλου, Επιστημονικού Διευθυντή της Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας και εποπτεύοντος του Ινστιτούτου ΚΠΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ, να δημιουργήσει ένα ερευνητικό πρόγραμμα εκεί. Σύμφωνα με τον Herbert Steiner, ο ίδιος ο Υψηλάντης είχε σημειώσει: "Το θερμό καλωσόρισμα που είχα, εν μέρει το οφείλω στην συνωνυμία με τον Στρατηγό Αλέξανδρο Υψηλάντη που πολέμησε τους Τούρκους στην Ελλάδα ανάμεσα στο 1821 και το 1830" (σημ. δικιά μου: Ο Αλέξανδρος Υψηλάντης, αρχηγός της Φιλικής Εταιρείας, δεν πολέμησε τους Τούρκους στην Ελλάδα και πέθανε στις 19/31 Ιανουαρίου 1828. Ίσως ο Τομ Υψηλάντης να εννοούσε τον Δημήτριο Υψηλάντη, αδελφό του Αλέξανδρου.)   
Στο Ινστιτούτο συνεργάστηκε με πέντε Έλληνες φυσικούς για να στήσουν ένα σύστημα μελέτης θαλάμου φυσαλίδων. Αφού κατάφερε να πείσει την Ελληνική κυβέρνηση να χρηματοδοτήσει αυτό το πρόγραμμα με το ποσό των $100.000 κατ' έτος, ήρθε σε συμφωνία με τον H. Muirhead του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ για να συνεργαστούν στη μελέτη των p αλληλεπιδράσεων στα 7 GeV. 

O Τομ Υψηλάντης τη δεκαετία του '70.

Στο διάστημα της παραμονής στην Αθήνα, του ζητήθηκε να διδάξει Πυρηνική Φυσική στους Έλληνες φοιτητές του Φυσικού τμήματος, αφού η πρόσφατα δημιουργημένη έδρα της Πυρηνικής Φυσικής δεν είχε πληρωθεί ακόμη. Ο Υψηλάντης δέχτηκε με χαρά την πρόταση και μάλιστα δίδαξε στα ελληνικά. Μέσα από τη διδασκαλία διαπίστωσε ότι οι φοιτητές δεν είχαν ποτέ διδαχτεί Κβαντική Φυσική, έτσι προχώρησε στη διδασκαλία και αυτού του μαθήματος.    
Η προσφορά του δεν περιορίστηκε μόνο σ' αυτά. Δέχτηκε να γίνει μέλος της πρώτης Επιτροπής που θα δημιουργούσε τον κανονισμό λειτουργίας του υπό ίδρυση  Πανεπιστημίου Πατρών. Σύντομα παραιτήθηκε από την Επιτροπή, γιατί διαπίστωσε ότι πρόθεση της Επιτροπής ήταν να φτιάξει ένα πανεπιστήμιο με βάση το μοντέλο του Πανεπιστημίου Αθηνών, κάτι που ο ίδιος θεωρούσε καταστροφικό.
Την περίοδο που βρισκόταν στην Ελλάδα υπηρέτησε και ως μέλος της Ελληνικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας
Τελικά, ένα χρόνο αφότου ήρθε στην Ελλάδα, έφυγε διαμαρτυρόμενος για την ανεπαρκή χρηματοδότηση, αφού δεν τηρήθηκε η σχετική κυβερνητική δέσμευση.

Σε συνέδριο στη Μόσχα το 1984, ο Τομ Υψηλάντης (αρισ.)
με τον Pavel Cherenkov (δεξ.). 

Στο μέσο ο Pavel Sorokhin του Ινστιτούτου Kharkov.

Στα τέλη του 1967 ο Τομ Υψηλάντης επέστρεψε ως τακτικός πλέον καθηγητής Φυσικής στο Berkeley, αλλά δεν έμεινε πολύ. Λίγους μήνες αργότερα παραιτήθηκε από τη θέση του, παρά τις επίμονες προσπάθειες φίλων και συνεργατών να τον πείσουν να παραμείνει. Τον επόμενο χρόνο ταξίδεψε, χωρίς να έχει κάποιο συγκεκριμένο επιστημονικό στόχο.  
Όπως αναφέρει ο ίδιος, "Χρειαζόμουν αυτά τα επτά χρόνια και αυτό το ταξίδι για να καταφέρω να σπάσω τους δεσμούς που με έδεναν με το Berkeley, μετά από 20 χρόνια παραμονής μου εκεί. Αυτή η περίοδος που συνοδεύεται με ένα κενό στη λίστα των επιστημονικών μου δημοσιεύσεων, υπήρξε όχι μόνο η πλουσιότερη, αλλά και η πιο ειρηνική στην επαγγελματική (και προσωπική) μου καριέρα".
  •    Ευρώπη (1969 - 2000)
Το 1968 ο Τομ Υψηλάντης επισκέφτηκε το CERN και συναντήθηκε με τον Jacques Séguinot. Αυτή η συνάντηση επρόκειτο να αποτελέσει τη βάση μιας μακρόχρονης φιλίας και συνάμα, την αρχή μιας σειράς προτάσεων και υλοποιήσεων καινοτόμων ανιχνευτών σωματιδίων. Αρχικά εργάστηκε στο CERN ως ερευνητής φυσικός στο διάστημα 1970-75.

Ο Υψηλάντης και ο Séguinot δουλεύοντας στην ομάδα του Max Ferro-Luzzi πρότειναν το 1977 την τεχνική που αργότερα ονομάστηκε μετρητής Ring Imaging Cherenkov (RICH). Ακόμη, μαζί με τον Tord Ekelöf πρότειναν τη χρήση αυτής της τεχνικής στη φυσική υψηλών ενεργειών. Η πρώτη εφαρμογή της μεθόδου σε έργο μεγάλης κλίμακας ήταν στο πείραμα DELPHI στον επιταχυντή LEP. Υπήρξε ακόμη μεγάλη η συμβολή του στο πείραμα LHCb στο CERN.
Ο Υψηλάντης είχε την ικανότητα να ανακαλύπτει και να κατασκευάζει ανιχνευτές που στη συνέχεια άνοιξαν νέες λεωφόρους στην πειραματική σωματιδιακή φυσική.

Την περίοδο 1976-78 εργάστηκε ως ερευνητής στην Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (Comissariat a l’Energie Atomique - CEA) στο Saclay της Γαλλίας. Στη συνέχεια, το 1978-79 επέστρεψε στις ΗΠΑ ως ερευνητής στο Κέντρο Γραμμικού Επιταχυντή του Stanford (SLAC), στην Καλιφόρνια. Το 1979-80 το CERN και πάλι τον υποδέχτηκε, πάντα ως ερευνητή φυσικό.

Όλα αυτά τα χρόνια, ο Υψηλάντης και οι συνεργάτες του συνέχισαν να εξελίσσουν την τεχνική RICH με αποτέλεσμα αυτή να έχει χρησιμοποιηθεί σε πλήθος σημαντικών πειραμάτων σε μεγάλα ερευνητικά κέντρα (πείραμα OMEGA στο CERN, πειράματα E605 και BTeV στο Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), πείραμα SLD στο SLAC).

Το 1980, παρά το ότι έληξε το συμβόλαιό του με το CERN, συνέχισε την έρευνά του δίχως μισθό. Ευτυχώς, τα επόμενα χρόνια μεγάλα ερευνητικά κέντρα του έδωσαν τη δυνατότητα να συνεχίσει την υλοποίηση των επιστημονικών του ανησυχιών.  
Από το 1980 μέχρι το 1996 που πήρε τη σύνταξή του, εργάστηκε ως Διευθυντής Ερευνών στο Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας (CNRS), στην Ecole Polytechnique, στο Palaiseau της Γαλλίας.

O Τομ Υψηλάντης το 1986 στο Πανεπιστήμιο
της Ουψάλα, μετά την αναγόρευσή του σε
διδάκτορα. Το κανόνι που φαίνεται δίπλα του, 
χρησιμοποιήθηκε για την τελετή.

Στο ίδιο διάστημα συνεργάστηκε με το πρόγραμμα Lepton Asymmetry Analyzer (LAA) της ομάδας του Antonino Zichichi στο CERN, όπου απολάμβανε ιδιαίτερα την ατμόσφαιρα και την εποικοδομητική συνεργασία των μελών, κάτι που συνέβαλε σημαντικά στην επιτυχία των νέων ιδεών και των ευρηματικών έργων του. Παράλληλα είχε συνεργασία με το Εθνικό Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής (INFN) στη Ρώμη.

Για τον Υψηλάντη η συμμετοχή του στην προσπάθεια εξέλιξης των ανιχνευτών ήταν ότι πιο ενδιαφέρον μπορούσε να κάνει στο χώρο της φυσικής. Μαζί με τους Seguinot, Zichichi και τους άλλους συνεργάτες τους έστησαν απαιτητικά πειράματα για να μελετήσουν τις αλληλεπιδράσεις των νετρίνων. Ένα από αυτά το ονόμασαν HELLAZ.

Η διάταξη του ανιχνευτή AQUA-RICH όπως προτάθηκε
από τον Τομ Υψηλάντη για τη δέσμη νετρίνων Gran Sasso.

Την περίοδο 1985-88 εργάστηκε ως επισκέπτης καθηγητής φυσικής (3 μήνες το χρόνο) στο Πανεπιστήμιο UCLA, στην Καλιφόρνια.
To 1995 και μέχρι το θάνατό του εργάστηκε ως επιμελητής έκδοσης στο περιοδικό "Nuclear Instruments and Methods" του εκδοτικού οίκου Elsevier Press.

Το 1996 πρότεινε το πείραμα AQUA-RICH, έναν σφαιρικό ανιχνευτή διαμέτρου 125 μέτρων που θα περιείχε 1000 τόνους νερού, για την παρατήρηση νετρίνων της ατμόσφαιρας. Καταλάβαινε ότι τέτοιας κλίμακας πειράματα ήταν πολύ απαιτητικά και δύσκολο να πραγματοποιηθούν, όμως ήταν υπομονετικός και σίγουρος ότι ήταν απαραίτητα για την πρόοδο της έρευνας.
Το 1997 ανέλαβε Διευθυντής Ερευνών στο Εθνικό Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής (INFN) στην Μπολόνια
Όλο το διάστημα που βρισκόταν στην Ευρώπη ουσιαστικά δεν σταμάτησε ποτέ τη συνεργασία του με το CERN. 

Ο Τομ Υψηλάντης τo 1995.

Το 1986 τιμήθηκε με τον τίτλο του διδάκτορα από το Πανεπιστήμιο της Uppsala στη Σουηδία και το 1999, μοιράστηκε με τον Jacques Seguinot, το ειδικό βραβείο για την δημιουργία του RICH, από την French Physical Society (Γαλλική Ένωση Φυσικής).  
Ο Υψηλάντης είχε παντρευτεί το 1955, αλλά είχε χωρίσει και δεν το ξανατόλμησε.
Στις 16 Αυγούστου 2000, σε ηλικία 72 ετών, ο Τομ Υψηλάντης πέθανε από καρδιακή προσβολή στη  Γενεύη της Ελβετίας.

Πέρα από την επιστημονική του ικανότητα και τις αστείρευτες ιδέες του, όλοι όσοι έχουν μιλήσει ή γράψει για τον Τομ Υψηλάντη στέκονται σ' ένα σημείο, στο ότι ήταν ωραίος ως άνθρωπος. Ο χαρακτήρας του μοναδικός. Ήταν γενναιόδωρος, ειλικρινής, αλτρουιστής και γοητευτικός με όλους και ιδιαίτερα με το άλλο φύλο!
Σε εκδήλωση του CERN προς τιμή του Τομ Υψηλάντη, ο Valentine Louis Telegdi ανέφερε χαρακτηριστικά: "Σε μια μακριά πορεία στο χώρο της Επιστήμης, έχω μάθει ότι υπάρχουν φυσικοί σε όλα τα μεγέθη και καλύπτουν όλο το φάσμα από άγιοι μέχρι γκάγκστερς και από διανοητικά αμφισβητούμενοι μέχρι διάνοιες. Αλλά, ποτέ δεν συνάντησα έναν φυσικό περισσότερο αξιαγάπητο από τον Τομ.....".
Ένας από τους φοιτητές του, ο Joseph Lach, έγραψε μεταξύ άλλων "Είχε τις περισσότερες ιδέες από οποιονδήποτε άλλο έχω γνωρίσει. Επίσης είχε τις περισσότερες τρελές ιδέες από οποιονδήποτε άλλο έχω γνωρίσει. Αλλά είχε τόσες πολλές ιδέες, που ακόμα με οδηγούν στις πιο καλές ιδέες από οποιονδήποτε άλλο έχω γνωρίσει".

Ο Τομ Υψηλάντης ήταν υπερήφανος για τις ελληνικές του ρίζες. Ήταν σ' επαφή με τους Έλληνες συγγενείς του και είχε αγοράσει ένα παραθαλάσσιο οικόπεδο στην Ύδρα όπου έκτισε σπίτι με ξυλεία που έστειλε από την Καλιφόρνια. Συχνά περνούσε εκεί τις διακοπές του. 

Οι συμμετέχοντες στο σεμινάριο RICH 2002.

Το 2002 (5-10 Ιουνίου) οργανώθηκε στην Πύλο το 4ο σεμινάριο στους ανιχνευτές RICH από το Ινστιτούτο ΝΕΣΤΩΡ του Ινστιτούτου Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ, με ελληνική οργανωτική επιτροπή τους Λ. ΡεσβάνηΣ. ΑνασοντζήΠ. Κωσταράκη και Σ. Τζαμαρία. Το σεμινάριο ήταν αφιερωμένο στη μνήμη του Τομ Υψηλάντη και έληξε με την παρακάτω μνημόνευση: 

Στον Tom (Αθανάσιο) Υψηλάντη (1928-2000)
Το συνέδριο αυτό καθώς και ο τόμος των πρακτικών του αφιερώνονται στη μνήμη ενός μεγάλου Άνδρα, ενός μεγάλου Έλληνα, ο οποίος δεν ήταν μόνον ο μεγαλύτερος Έλληνας Φυσικός των τελευταίων δύο χιλιάδων χρόνων αλλά ήταν και ανήρ καλός κ' αγαθός.
Είθε η μνήμη του να είναι αιωνία.

                                                              Η οργανωτική Επιτροπή
                                                               Λεωνίδας Κ. Ρεσβάνης
                                                                 Στράτος Ανασοντζής
                                                                  Σπύρος Τζαμαρίας

Το τελευταίο (10ο) σεμινάριο στους ανιχνευτές RICH έγινε το 2018 (29 Ιουλίου - 4 Αυγούστου) στη Μόσχα, οργανωμένο από το Lebedev Physical Institute.
  • Το βιογραφικό του Τομ Υψηλάντη (γραμμένο από τον ίδιο το 1997) με τις δημοσιευμένες εργασίες του.
  • Κείμενο του Herbert Steiner (Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California) για τον Τομ Υψηλάντη.
  • Κείμενο του Jacques Seguinot σε ανάμνηση της συνεργασίας του με τον Τομ Υψηλάντη.
  • Κείμενο του Α. Βεργανελάκη για τον Τομ Υψηλάντη.
  • Κείμενο του Λεωνίδα Ρεσβάνη για τον Τομ Υψηλάντη.
Αφιέρωμα στη μνήμη του Τομ Υψηλάντη από το
 περιοδικό "CERN Courier" (τ.40, τεύχος 8, σελ. 44), Οκτώβριος 2000.

  • Βίντεο ("The History of Antimatter") για την αντιύλη, όπου ο Τομ Υψηλάντης και ο Mario Macri αναφέρονται στην ανακάλυψη του αντιπρωτονίου (αγγλικά, 3:10).
  • Συνέντευξη του Τομ Υψηλάντη για την "Κατανόηση της φύσης" από το Cosmoseduthess (αγγλικά με ελληνικούς υπότιτλους, 1:59).
  • Περισσότερο υλικό για το έργο του Τομ Υψηλάντη, αλλά και τον ίδιο, στο περιοδικό "Nuclear Instruments and Methods in Physics Research". 
Πηγή: Physics Today, physicsgg,  ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ , wikipedia

Κυριακή, 13 Ιουνίου 2021

Θέματα Φυσικής 2021 στις Παγκύπριες Εξετάσεις.


Στις 10 Ιουνίου 2021 έγιναν οι Παγκύπριες Εξετάσεις στη ΦΥΣΙΚΗ.

Μπορείτε να κατεβάσετε τα θέματα από ΕΔΩ.

Σαν σήμερα... 1831, γεννήθηκε ο James Clerk Maxwell.

James Clerk Maxwell

Σαν σήμερα, στις 13 Ιουνίου 1831, γεννήθηκε ο James Clerk Maxwell (Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ) στο Εδιμβούργο της Σκωτίας. Μητέρα του ήταν η Frances Cay και πατέρας του ο εύπορος δικηγόρος John Clerk προερχόμενος από οικογένεια ευγενών που κατείχαν τον τίτλο του βαρώνου των Clerk του Penicuik. Αργότερα πρόσθεσε το επώνυμο Maxwell στο δικό του, όταν κληρονόμησε μία εξοχική κατοικία στο Middlebie του  Kirkcudbrightshire και απέκτησε σχέσεις με την οικογένεια Μάξγουελ που ήταν και αυτοί ευγενείς.


Το σπίτι που γεννήθηκε ο James Maxwell
στο Εδιμβούργο (14 India str.).

Οι γονείς του Μάξγουελ δεν παντρεύτηκαν μέχρι τα τριάντα τους, κάτι ασυνήθιστο για την τότε εποχή. Η μητέρα του ήταν σχεδόν σαράντα ετών όταν γεννήθηκε ο Τζέιμς. Είχαν και μια κόρη, την Ελίζαμπεθ, που πέθανε σε νηπιακή ηλικία. 
Οι πληροφορίες που υπάρχουν μας λένε ότι ο Τζέιμς είχε μια άσβεστη περιέργεια από πολύ νεαρή ηλικία. Η μητέρα του είχε γράψει ότι το "δείξε μου τι κάνει" δεν έφευγε ποτέ από το στόμα του.
Αναγνωρίζοντας τις δυνατότητες του Τζέιμς, η μητέρα του ανέλαβε την ευθύνη για τα πρώτα στάδια της εκπαίδευσής του. Ωστόσο, όταν ο Μάξγουελ ήταν μόλις οκτώ ετών, η μητέρα του αρρώστησε από καρκίνο του στομάχου και μετά από μια ανεπιτυχή επέμβαση, πέθανε τον Δεκέμβριο του 1839.

Ο νεαρός Maxwell όταν φοιτούσε στο Trinity College.

Η επίσημη εκπαίδευση του Τζέιμς ξεκίνησε με την καθοδήγηση ενός δεκαεξάχρονου δασκάλου, που αποδείχτηκε ανεπαρκής. Τον Νοέμβριο του 1841, ο πατέρας Μάξγουελ απομάκρυνε τον δάσκαλο κι αποφάσισε να γράψει το γιο του στην Ακαδημία του Εδιμβούργου. Κατά την διάρκεια της φοίτησης έμενε στο σπίτι της θείας του Ιζαμπέλα κι αυτή την περίοδο, η ξαδέρφη του Jemima που ήταν ταλαντούχα ζωγράφος, ενθάρρυνε το πάθος του για την ζωγραφική. 
Λόγω μη ύπαρξης κενής θέσης στο πρώτο έτος της Ακαδημίας, ο δεκάχρονος Τζέιμς γράφτηκε κατευθείαν στο δεύτερο έτος με μεγαλύτερα από αυτόν παιδιά. Αυτό, συν το γεγονός ότι οι συμμαθητές του τον θεωρούσαν «βλαχάκι» (τον αποκαλούσαν "daftie", περίπου κάτι σαν "χαζούλης"), τον οδήγησε σε κοινωνική απομόνωση, που έσπασε μόνον μετά τη γνωριμία του με τους συνομήλικούς του Lewis Campbell και Peter Guthrie Tait, που αργότερα έγιναν σημαντικοί λόγιοι και παρέμειναν φίλοι σε όλη τους την ζωή.

Μια κάρτα στο Maxwell από τον Peter Tait. 

Στα 14 χρόνια του έγραψε την πρώτη του επιστημονική εργασία, όπου περιέγραφε ένα μηχανικό μέσο για το σχηματισμό μαθηματικών καμπυλών μ’ ένα κομμάτι νήματος. Επειδή ήταν πολύ νέος, αυτή η δουλειά του με τίτλο "Oval Curves" ("Οβάλ Καμπύλες"), παρουσιάστηκε στην Βασιλική Εταιρεία  του Εδιμβούργου από τον James Forbes, που ήταν καθηγητής φυσικής φιλοσοφίας στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου.

Το 1847, σε ηλικία 16 ετών, ξεκίνησε να παρακολουθεί μαθήματα στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. Βρίσκοντας ότι τα πανεπιστημιακά μαθήματα δεν είχαν ιδιαίτερη δυσκολία γι’ αυτόν, αφιέρωνε πολύ χρόνο σε προσωπική μελέτη στον ελεύθερο χρόνο του. Έτσι, έκανε πειράματα με αυτοσχέδιες χημικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές συσκευές, αλλά οι κύριες ανησυχίες του αφορούσαν τις ιδιότητες του πολωμένου φωτός.
Στα 18 του, δύο ακόμη δικές του εργασίες παρουσιάστηκαν στην Βασιλική Εταιρεία του Εδιμβούργου. 

Ο James Maxwell περίπου το 1860
στο King's College του Λονδίνου.

Τον Οκτώβριο του 1850, αφού ολοκλήρωσε τις σπουδές του στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, γράφτηκε στο Κολέγιο Peterhouse, στο Πανεπιστήμιο του Cambridge. Όμως, πριν το τέλος του εξαμήνου πήρε μεταγραφή στο Κολέγιο Trinity του ίδιου πανεπιστημίου, πιστεύοντας ότι από εκεί θα μπορούσε να πάρει πιο εύκολα υποτροφία.
Το 1854, ο Μάξγουελ αφού αποφοίτησε με πτυχίο μαθηματικών, αποφάσισε να μείνει στο Trinity κι έκανε αίτηση για υποτροφία, που όμως εγκρίθηκε στις 10 Οκτωβρίου 1855. Νωρίτερα, τον Μάρτιο του 1855, για πρώτη φορά ο ίδιος, παρουσίασε στη Βασιλική Εταιρεία του Εδιμβούργου την εργασία του «Πειράματα στο χρώμα», όπου όρισε τις αρχές του συνδυασμού των χρωμάτων.

Μωσαϊκό εικόνων που τράβηξε το Κασσίνι το 2006 όπου  
φαίνεται η δομή των δακτυλίων του Κρόνου. Τα χρώματα έχουν 
τονιστεί. Ο Maxwell απέδειξε ότι οι Δακτύλιοι του Κρόνου 
αποτελούνται από μικροσκοπικά σωματίδια.

Το 1855 ο Μάξγουελ διάβασε στην Φιλοσοφική Κοινωνία του Cambridge την εργασία του "Πάνω στις γραμμές δύναμης του Φαραντέι", όπου παρουσίαζε ένα απλοποιημένο μοντέλο της δουλειάς του  Φαραντέι και πώς τα δύο φαινόμενα, ηλεκτρισμός και μαγνητισμός σχετίζονταν. Μείωσε το σύνολο της τρέχουσας γνώσης σε ένα συνδεδεμένο σύνολο διαφορικών εξισώσεων με 20 εξισώσεις σε 20 μεταβλητές. Αυτή η δουλειά αργότερα δημοσιεύτηκε με τίτλο «Περί των φυσικών γραμμών των δυνάμεων», τον Μάρτιο του 1861.

Τον Νοέμβριο του 1856 ο Μάξγουελ άφησε το Cambridge, αποδεχόμενος την κενή θέση καθηγητή Φυσικής Φιλοσοφίας στο Κολέγιο Marischal, στο Αμπερντίν.
Ο 25χρονος Μάξγουελ ήταν μιάμιση δεκαετία μικρότερος από κάθε άλλο καθηγητή στο Marischal, ωστόσο, ανέλαβε τις ευθύνες ως επικεφαλής του τμήματος, επιλέγοντας την διδακτέα ύλη και προετοιμάζοντας διαλέξεις. Αφοσιώθηκε και ο ίδιος σε διαλέξεις 15 ώρες την βδομάδα, συμπεριλαμβανομένης και μιας εβδομαδιαίας δωρεάν διάλεξης, στο τοπικό κολέγιο των εργατών. 

Το ζεύγος Maxwell το 1869.

Το 1859 κέρδισε το βραβείο Adams για την εργασία του «Πάνω στη σταθερότητα των δακτυλίων του Κρόνου». Η δουλειά του ήταν τόσο λεπτομερής και πειστική, ώστε όταν την διάβασε ο George Biddell Airy σχολίασε "είναι μια από τις πιο αξιοθαύμαστες εφαρμογές των μαθηματικών στη φυσική που έχω δει ποτέ". Τη δεκαετία του 1980, οι πτήσεις των διαστημοπλοίων του προγράμματος Voyager  επιβεβαίωσαν την πρόβλεψη του Μάξγουελ για την φύση των Δακτυλίων του Κρόνου.

Στις 2 Ιουνίου 1858, ο Μάξγουελ παντρεύτηκε την κατά 7 χρόνια μεγαλύτερή του  Katherine Mary Dewar, κόρης του τότε διευθυντή του Marischal, Daniel Dewar.
Το 1860 ο Μάξγουελ έχασε τη θέση του ως καθηγητής, επειδή συγχωνεύθηκαν τα κολέγια Marischal και King για την δημιουργία του Πανεπιστημίου του Αμπερντίν.

Ο Maxwell, η υπογραφή του και οι 4 περίφημες
εξισώσεις του για τον Ηλεκτρομαγνητισμό.

Αφού ανάρρωσε από έναν σχεδόν θανατηφόρο αγώνα κατά της ευλογιάς, το καλοκαίρι του 1860 o Μάξγουελ πήρε την θέση του καθηγητή της Φυσικής Φιλοσοφίας στο Κολέγιο King του Λονδίνου.
Η περίοδος παραμονής του Μάξγουελ στο King ήταν η πιο παραγωγική της καριέρας του. To 1860 του απονεμήθηκε το μετάλλιο Rumford από τη Royal Society (Βασιλική Εταιρεία) του Λονδίνου για την δουλειά του πάνω στα χρώματα και τον επόμενο χρόνο έγινε μέλος της Εταιρείας.

Ο Μάξγουελ συχνά παρακολουθούσε διαλέξεις στο Βασιλικό Ίδρυμα κι εκεί ήρθε σε επαφή με τον Μάικλ Φαραντέι. Η σχέση των δύο ανδρών δε μπορεί να περιγραφεί ως στενή, καθώς ο Φαραντέι ήταν 40 χρόνια μεγαλύτερος του Μάξγουελ και σίγουρα είχε γεράσει αρκετά. Ωστόσο σέβονταν πολύ ο ένας το ταλέντο του άλλου.
Αυτή η περίοδος είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτη για την πρόοδο του Μάξγουελ στους τομείς του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. 
Το 1861 εξέδωσε τη δίτομη εργασία του «Περί των φυσικών γραμμών των δυνάμεων», όπου εξέταζε την φύση των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων.

Πορτραίτο του Maxwell, ζωγραφισμένο το 1929 από τον R. H. Campbell.
Αριστερά, φαίνεται η συσκευή περιστρεφόμενου πηνίου που χρησιμοποίησε
ο Maxwell με τον 
Fleeming Jenkin το 1863-64 για να αποδείξουν το νόμο του Ohm.

Το 1865, ο Μάξγουελ παραιτήθηκε από τη θέση του στο Κολέγιο King του Λονδίνου και επέστρεψε με την σύζυγό του Katherine, στο εξοχικό του σπίτι στο Glenlair στη Σκωτία.
Εκεί, έγραψε ένα βιβλίο με τίτλο «Θεωρία της Ζέστης» (1871) και αργότερα, μια στοιχειώδη πραγματεία με τίτλο «Ύλη και Κίνηση» (1876).

Το 1871 ο Μάξγουελ έγινε ο πρώτος καθηγητής Φυσικής στην έδρα Cavendish στο Cambridge και τέθηκε επικεφαλής του Εργαστηρίου Cavendish, που λειτούργησε τρία χρόνια αργότερα. Μία από τις τελευταίες μεγάλες συνεισφορές του Μάξγουελ στην επιστήμη ήταν η επεξεργασία (με άφθονες πρωτότυπες σημειώσεις) της έρευνας του Henry Cavendish

Σχέδιο του Μάξγουελ σε γράμμα προς τον Τόμσον τον Ιούλιο 1875,
όπου παρουσιάζεται η τρισδιάστατη θερμοδυναμική επιφάνεια,
που αργότερα πήρε το όνομά του.

Το 1873, στο βιβλίο του «Μια πραγματεία για την ηλεκτρική ενέργεια και το μαγνητισμό» πρωτοεμφανίστηκαν σε πλήρως ανεπτυγμένη μορφή οι διάσημες τέσσερις διαφορικές εξισώσεις του. Η περισσότερη από τη δουλειά έγινε από τον Μάξγουελ στο Glenlair κατά τη διάρκεια της περιόδου μεταξύ της θέσης του στο Λονδίνο και την ανάληψη της θέσης του Cavendish.
Ο Μάξγουελ εισήγαγε επίσης την έννοια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε αντίθεση με τις δυναμικές γραμμές που είχε περιγράψει ο Φαραντέι.

Ο Μάξγουελ συνέβαλε στο πεδίο της οπτικής και στη μελέτη της έγχρωμης όρασης, δημιουργώντας τα θεμέλια για τις έγχρωμες φωτογραφίες. Από το 1855 έως το 1872, δημοσίευσε κατά διαστήματα μια σειρά από πολύτιμες έρευνες σχετικά με την αντίληψη της θεωρίας του χρώματος. 

Η πρώτη μόνιμη έγχρωμη φωτογραφία, τραβηγμένη από
 τον T. Sutton, για την παρουσίαση του Μάξγουελ το 1861.

Κατά τη διάρκεια μιας διάλεξης για τη θεωρία του χρώματος στο Βασιλικό Ίδρυμα το 1861, ο Μάξγουελ παρουσίασε την πρώτη επίδειξη έγχρωμης φωτογραφίας στον κόσμο, βασισμένη στην αρχή των τριών χρωμάτων ανάλυσης και σύνθεσης. Την φωτογράφιση είχε κάνει ο 
Thomas Sutton, εφευρέτης της κάμερας μονού φακού-reflex. O Sutton φωτογράφισε μια κορδέλα από σκωτσέζικο ύφασμα τρεις φορές, μέσω κόκκινου, πράσινου και μπλε φίλτρου (καθώς και μια τέταρτη μέσω κίτρινου φίλτρου, αλλά σύμφωνα με τον Μάξγουελ αυτή δεν χρησιμοποιήθηκε για την επίδειξη). Βέβαια, επειδή η φωτογραφική πλάκα του Sutton στην πραγματικότητα δεν φίλτραρε το κόκκινο και ήταν ελάχιστα ευαίσθητη στο πράσινο, τα αποτελέσματα αυτού του πρωτοπόρου πειράματος απείχαν πολύ από το τέλειο.

Χρωματιστό φωτογραφικό πορτραίτο του Maxwell
(περίπου το 1875) (getty images).

Ο Μάξγουελ ερεύνησε επίσης την κινητική θεωρία των αερίων. Το 1866, εργαζόμενος ανεξάρτητα από τον Ludwig Boltzmann, διατύπωσε στατιστικά την κινητική θεωρία των αερίων των Μάξγουελ-Μπόλτζμαν.

Ο Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ πέθανε στο Cambridge στις 5 Νοεμβρίου 1879, από καρκίνο στο στομάχι, τον ίδιο τύπο καρκίνου από τον οποίο είχε πεθάνει η μητέρα του. Ήταν μόλις 48 ετών. Θάφτηκε στο Parton Kirk, κοντά στο κάστρο Douglas του Galloway, στην περιοχή που μεγάλωσε.
Το 1882 εκδόθηκε εκτεταμένη βιογραφία με τίτλο «Η Ζωή του Τζέημς Κλερκ Μάξγουελ» από τον πρώην συμμαθητή και δια βίου φίλο του, καθηγητή Lewis Campbell.
Το 1890 εκδόθηκαν σε δύο τόμους "Τα Άπαντα" του Μάξγουελ από τον εκδοτικό οίκο Cambridge University Press.
Τιμήθηκε από τη Σκωτία, τη Βρετανία, αλλά και ένα μεγάλο πλήθος χωρών και επιστημονικών φορέων και ιδρυμάτων. 

Στο κοιμητήριο του Parton Kirk, η ταφόπλακα με
τα ονόματα του Maxwell και της οικογένειάς του.

Ο αστεροειδής 12760 Maxwell, που ανακαλύφθηκε το 1993 από το European Southern Observatory, ονομάστηκε προς τιμή του.
Μια οροσειρά του πλανήτη Αφροδίτη, τα Όρη Μάξγουελ (Maxwell Montes) είναι ένα από τα μόλις τρία τοπωνύμια της Αφροδίτης που φέρουν όνομα άνδρα και όχι γυναίκας.
Στους δακτυλίους του Κρόνου υπάρχει το Διάκενο Μάξγουελ. 
Στο παλαιό σύστημα μονάδων μέτρησης CGS, υπήρχε η μονάδα maxwell (Mx), που μετρούσε τη μαγνητική ροή.
Ακόμη, στο όρος Mauna Kea της Χαβάης υπάρχει το μεγάλο τηλεσκόπιο James Clerk Maxwell (JCMT).

Οι δύο πλευρές του μεταλλίου James Clerk Maxwell που 
απονέμει κάθε χρόνο το Institute of Physics (IOP).  

  • Πολλές πληροφορίες για τον Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ στο ομώνυμο Ίδρυμα (Αυτή την εποχή το Ίδρυμα έχει ως τιμητικό πρόεδρο τον καθηγητή Peter Higgs).
  • Η ζωή και τα επιτεύγματα του Μάξγουελ μέσα από ένα βίντεο του BBC (58:59).
  • Περιήγηση (virtual tour) στο σπίτι που γεννήθηκε ο Μάξγουελ (14 India Street, Εδιμβούργο).
  • Με αφορμή την 190η επέτειο της γέννησης του Μάξγουελ ένα αφιέρωμα σ' αυτόν (Από το James Clerk Maxwell Foundation).