Michael Faraday (Newington Butt, 22 września 1791 - Hampton Court, 25 sierpnia 1867) był brytyjskim fizykiem i chemikiem, którego główny wkład dotyczy dziedzin elektromagnetyzmu i elektrochemii. Wśród jego wkładu w naukę, a zatem i ludzkość, możemy wyróżnić jego prace dotyczące indukcji elektromagnetycznej, diamagnetyzmu i elektrolizy..
Ze względu na warunki ekonomiczne swojej rodziny Faraday otrzymał niewielkie wykształcenie formalne, więc od czternastego roku życia był odpowiedzialny za wypełnienie tych luk, wykonując dużą liczbę czytań podczas swojej praktyki introligatorskiej..
Jedną z książek, które związał i która wywarła największy wpływ na naukowca, była Poprawa umysłu (The Improvement of the Mind) autorstwa Izaaka Wattsa.
Faraday był doskonałym eksperymentatorem i przedstawił swoje odkrycia łatwym do zrozumienia językiem. Chociaż jego umiejętności matematyczne nie były najlepsze, James Clerk Maxwell podsumował swoją pracę i innych w grupie równań.
Mówiąc słowami Clerka Maxwella: „Użycie linii siły pokazuje, że Faraday był rzeczywiście wielkim matematykiem, od którego przyszli matematycy mogli czerpać cenne i płodne metody”.
Na jego cześć jednostka pojemności elektrycznej Międzynarodowego Układu Jednostek (SI) nosi nazwę Farad (F).
Jako chemik Faraday odkrył benzen, przeprowadził badania nad klatratem chloru, systemem liczby utleniania i stworzył coś, co stało się znane jako poprzednik palnika Bunsena. Ponadto spopularyzował pojęcia: anoda, katoda, elektron i jon.
W dziedzinie fizyki jego badania i eksperymenty dotyczyły elektryczności i elektromagnetyzmu..
Jego badanie pola magnetycznego miało fundamentalne znaczenie dla rozwoju koncepcji pola elektromagnetycznego, a jego wynalazek, nazwany przez niego „elektromagnetycznymi urządzeniami rotacyjnymi”, był prekursorem obecnego silnika elektrycznego..
Indeks artykułów
Michael Faraday urodził się 22 września 1791 roku w dzielnicy Newington Butt, położonej na południe od Londynu, w Anglii. Jego rodzina nie była zamożna, więc jego formalna edukacja nie była zbyt rozległa.
Ojciec Michaela nazywał się Jakub i praktykował doktrynę chrześcijaństwa. Jej matka miała na imię Margaret Hastwell i przed ślubem z Jamesem pracowała jako pokojówka. Michael miał troje rodzeństwa i był przedostatnim z dzieci małżeństwa.
Kiedy Michael miał czternaście lat, pracował u boku George'a Riebau, który był księgarzem i introligatorem. Michael pozostał w tej pracy przez siedem lat, w tym czasie był w stanie znacznie zbliżyć się do czytania..
W tym czasie zaczął interesować się zjawiskami naukowymi, zwłaszcza związanymi z elektrycznością..
W wieku 20 lat, w 1812 roku, Michael zaczął uczęszczać na różne wykłady, prawie zawsze zapraszany przez Williama Dance, angielskiego muzyka, który założył Royal Philharmonic Society..
Wśród mówców, do których Michael miał dostęp, byli John Tatum, brytyjski filozof i naukowiec oraz Humphry Davy, urodzony w Anglii chemik..
Michael Faraday był człowiekiem bardzo metodycznym i napisał dość konkretne notatki, które wysłał do Davy'ego wraz z listem z prośbą o pracę..
Te notatki składały się na książkę liczącą około 300 stron i Davy bardzo je polubił. Ten ostatni po pewnym czasie uległ wypadkowi w laboratorium, który poważnie uszkodził mu wzrok..
W tym kontekście Davy zatrudnił Faradaya jako swojego asystenta. W tym samym czasie - 1 marca 1813 r. - Faradayowi udało się zostać asystentem chemii w Royal Institution.
W latach 1813-1815 Humphry Davy podróżował po różnych krajach Europy. Służący, którego wówczas miał, postanowił nie uczestniczyć w wyprawie, więc Faraday był tym, który musiał wypełniać zadania służącego, mimo że pełnił funkcję pomocnika chemicznego..
Mówi się, że ówczesne angielskie społeczeństwo było niezwykle klasowe, dlatego Faraday był postrzegany jako człowiek o podrzędnych cechach..
Nawet żona Davy'ego nalegała na traktowanie Faradaya jak sługę, odmawiając przyjęcia go w swoim powozie lub jedzenia z nimi..
Chociaż podróż ta oznaczała dla Faradaya bardzo zły czas w wyniku niekorzystnego traktowania, jakie otrzymał, jednocześnie oznaczała, że mógł mieć bezpośredni kontakt z najważniejszymi dziedzinami naukowymi i akademickimi w Europie..
Już w 1821 roku Michael Faraday poświęcił się całkowicie badaniu elektryczności, magnetyzmu i możliwości obu pierwiastków..
W 1825 roku Davy był poważnie chory, dlatego Faraday został jego zastępcą w laboratorium. To był czas, kiedy zaproponował kilka swoich teorii.
Jednym z najistotniejszych było przekonanie, że zarówno elektryczność, jak i magnetyzm oraz światło funkcjonują jako triada o zjednoczonym charakterze..
W tym samym roku Faraday rozpoczął wykłady w Royal Institution, tzw Wykłady bożonarodzeniowe Royal Institution, które były skierowane szczególnie do dzieci i dotyczyły najważniejszych osiągnięć naukowych tamtych czasów, a także różnych anegdot i opowieści z dziedziny nauki.
Intencją tych rozmów było przybliżenie nauki tym dzieciom, które nie miały możliwości uczęszczania na studia formalne, jak to się stało z nim..
W 1821 roku Faraday poślubił Sarah Barnard. Ich rodziny chodziły do tego samego kościoła i tam się poznały.
Faraday był bardzo religijnym człowiekiem przez całe swoje życie i był wyznawcą kościoła Sandemaniana, który wywodził się z Kościoła Szkocji. Aktywnie uczestniczył w swoim kościele, ponieważ przez dwa lata z rzędu został diakonem, a nawet księdzem.
Z małżeństwa Faradaya i Barnarda nie urodziły się żadne dzieci.
Kolejne lata Faradaya obfitowały w wynalazki i eksperymenty. W 1823 r. Odkrył proces skraplania chloru (przejście ze stanu gazowego lub stałego do ciekłego), a dwa lata później, w 1825 r., Odkrył ten sam proces, ale dla benzenu..
W 1831 roku Faraday odkrył indukcję elektromagnetyczną, z której zostało wygenerowane tak zwane prawo Faradaya lub prawo indukcji elektromagnetycznej. Rok później, w 1832 roku, otrzymał honorowy tytuł D.octor prawa cywilnego w imieniu Uniwersytetu Oksfordzkiego.
Cztery lata później Faraday odkrył mechanizm, który działał jako skrzynka ochronna przed wstrząsami elektrycznymi. To pudełko nosiło nazwę klatki Faradaya, a później stało się jednym z najczęściej używanych wynalazków, nawet dzisiaj.
W 1845 roku odkrył efekt, który odzwierciedla wyraźną interakcję między światłem a magnetyzmem; efekt ten nazwano efektem Faradaya.
Monarchia Anglii zaproponowała Faradayowi nominację Pan, czemu kilkakrotnie odmawiał, uznając to za sprzeczne z jego przekonaniami religijnymi; Faraday skojarzył to spotkanie z poszukiwaniem uznania i próżnością.
Towarzystwo Królewskie zaproponowało również, aby był jego prezesem, a Faraday odrzucił tę ofertę, złożoną przy dwóch różnych okazjach..
Szwedzka Królewska Akademia Nauk wyznaczyła go jako członka zagranicznego w 1838 roku. Rok później Faraday doznał załamania nerwowego; po krótkim okresie kontynuował naukę.
W 1844 roku Francuska Akademia Nauk włączyła go do swoich zagranicznych członków, którzy byli tylko 8 osobowościami.
W 1848 roku Michael Faraday uzyskał dom łaski i łaski, czyli domy należące do państwa angielskiego i oferowane bezpłatnie odpowiednim osobistościom w kraju z zamiarem podziękowania za usługi świadczone na rzecz narodu..
Ten dom znajdował się w Middlesex, w Hampton Court, a Faraday mieszkał w nim od 1858 r. To w tym domu później zmarł.
W tych latach rząd Anglii skontaktował się z nim i poprosił go o wsparcie w procesie wytwarzania broni chemicznej w ramach wojny krymskiej, która miała miejsce w latach 1853–1856. Faraday odmówił przyjęcia tej oferty, uznając ją za nieetyczną. uczestniczyć w tym procesie.
Michael Faraday zmarł 25 sierpnia 1867 roku, mając 75 lat. Ciekawą anegdotą z tej chwili jest to, że zaoferowano mu miejsce pochówku w słynnym Opactwie Westminsterskim, miejsce, które odrzucił.
Jednak w tym kościele można znaleźć tablicę upamiętniającą Faradaya i znajduje się ona w pobliżu grobu Izaaka Newtona. Jego ciało leży na obszarze cmentarza Highgate, na którym nie ma sprzeciwu..
Życie Michaela Faradaya było pełne wynalazków i eksperymentów. Następnie opiszemy szczegółowo dwa z najważniejszych eksperymentów, które przeprowadził i które były transcendentne dla ludzkości.
Aby zademonstrować tak zwane prawo Faradaya lub prawo indukcji elektromagnetycznej, Michael Faraday wziął karton w postaci rurki, na którą nawinął izolowany drut; w ten sposób utworzyła cewkę.
Następnie wziął cewkę i połączył ją z woltomierzem, aby zmierzyć indukowaną siłę elektromotoryczną, podczas gdy magnes przechodził przez cewkę..
W wyniku tego eksperymentu Faraday ustalił, że magnes w spoczynku nie jest w stanie wytworzyć siły elektromotorycznej, chociaż w stanie spoczynku generuje wysokie pole magnetyczne. Znajduje to odzwierciedlenie w fakcie, że przez cewkę strumień się nie zmienia.
Gdy magnes zbliża się do cewki, strumień magnetyczny gwałtownie rośnie, aż magnes faktycznie znajdzie się wewnątrz cewki. Strumień ten spada po przejściu magnesu przez cewkę.
Klatka Faradaya była konstrukcją, dzięki której naukowiec zdołał chronić elementy przed wyładowaniami elektrycznymi.
Faraday przeprowadził ten eksperyment w 1836 roku, zdając sobie sprawę, że nadmierny ładunek przewodnika wpływa na to, co jest poza nim, a nie na to, co jest zamknięte przez wspomniany przewodnik..
Aby to zademonstrować, Faraday pokrył ściany pomieszczenia folią aluminiową i generował wyładowania wysokiego napięcia przez generator elektrostatyczny znajdujący się na zewnątrz pomieszczenia..
Dzięki weryfikacji za pomocą elektroskopu Faraday był w stanie sprawdzić, czy rzeczywiście w pomieszczeniu nie ma żadnych ładunków elektrycznych.
Tę zasadę można dziś zaobserwować w kablach i skanerach, a istnieją inne obiekty, które same w sobie działają jak klatki Faradaya, takie jak samochody, windy, a nawet samoloty..
Po tym, jak duński fizyk i chemik Hans Christian Ørsted odkrył zjawisko elektromagnetyzmu, Humphry Davy i William Hyde Wollaston próbowali zaprojektować silnik elektryczny bez powodzenia..
Faraday, po dyskusji z dwoma naukowcami na ten temat, zdołał stworzyć dwa urządzenia, które doprowadziły do wytworzenia czegoś, co nazwał „rotacją elektromagnetyczną”..
Jedno z tych urządzeń, obecnie znane jako "silnik jednobiegunowy", generowało ciągły ruch kołowy, który był wytwarzany przez kołową siłę magnetyczną wokół drutu, który rozciągał się do pojemnika z rtęcią z magnesem w środku. Dostarczając prąd do przewodu za pomocą baterii chemicznej, obracałby się on wokół magnesu.
Ten eksperyment stał się podstawą współczesnej teorii elektromagnetycznej. Po tym odkryciu Faraday był tak podekscytowany, że opublikował wyniki bez konsultacji z Wollastonem lub Davy'm, co wywołało kontrowersje w Towarzystwie Królewskim i przydział Faradaya do działań innych niż elektromagnetyzm..
Opierając się na teorii Johna Daltona, w której stwierdził, że wszystkie gazy można doprowadzić do stanu ciekłego, Faraday wykazał prawdziwość tej teorii w eksperymencie, a także założył podstawę, na której działają nowoczesne lodówki i zamrażarki..
Skraplając lub skraplając (zwiększając ciśnienie i obniżając temperaturę gazów) chloru i amoniaku w stanie gazowym, Faradayowi udało się doprowadzić te substancje do stanu ciekłego, który uważano za mający „trwały stan gazowy”.
Ponadto udało mu się przywrócić amoniak do stanu gazowego, obserwując, że podczas tego procesu powstało chłodzenie.
To odkrycie wykazało, że pompa mechaniczna może przekształcić gaz w temperaturze pokojowej w ciecz, wytwarzać chłodzenie po powrocie do stanu gazowego i ponownie być sprężany w ciecz..
Faraday odkrył cząsteczkę benzenu, wyodrębniając ją i identyfikując z oleistej pozostałości, pochodzącej z produkcji gazu piorunowego, któremu nadał nazwę „bicarburet wodoru”.
Przyjmując to odkrycie za ważne osiągnięcie chemii, ze względu na praktyczne zastosowania benzenu.
Indukcja elektromagnetyczna była wielkim odkryciem Faradaya, którego dokonał poprzez połączenie dwóch drutowych solenoidów wokół przeciwnych końców żelaznego pierścienia..
Faraday podłączył jeden elektromagnes do galwanometru i obserwował, jak łączy i odłącza drugi od akumulatora.
Odłączając i podłączając solenoid, był w stanie zaobserwować, że kiedy przepuszczał prąd przez jeden elektromagnes, w drugim był czasowo indukowany inny prąd..
Przyczyną tej indukcji jest zmiana strumienia magnetycznego, który wystąpił podczas odłączania i podłączania akumulatora.
Eksperyment ten jest obecnie znany jako „wzajemna indukcja”, która występuje, gdy zmiana prądu w jednym induktorze indukuje napięcie w innym pobliskim induktorze. To jest mechanizm, dzięki któremu działają transformatory.
Michael Faraday był również jednym z głównych odpowiedzialnych za powstanie nauki o elektrochemii, nauce odpowiedzialnej za tworzenie baterii używanych obecnie w urządzeniach mobilnych..
Prowadząc badania nad naturą elektryczności, Faraday sformułował swoje dwa prawa elektrolizy.
Pierwsza z nich stwierdza, że ilość substancji osadzonej na każdej elektrodzie ogniwa elektrolitycznego jest wprost proporcjonalna do ilości energii elektrycznej, która przechodzi przez ogniwo..
Drugie z tych praw mówi, że ilości różnych pierwiastków zdeponowanych przez daną ilość energii elektrycznej są proporcjonalne do ich równoważnej masy chemicznej.
Efekt ten, znany również jako rotacja Faradaya, jest zjawiskiem magnetyczno-optycznym, które jest interakcją między światłem a polem magnetycznym w ośrodku.
Efekt Faradaya powoduje rotację płaszczyzny polaryzacji, która jest liniowo proporcjonalna do składowej pola magnetycznego w kierunku propagacji..
Faraday mocno wierzył, że światło jest zjawiskiem elektromagnetycznym i dlatego powinny na nie wpływać siły elektromagnetyczne..
Tak więc, po serii nieudanych prób, przystąpił do testowania kawałka litego szkła zawierającego ślady ołowiu, który wykonał w czasach jego produkcji szkła..
W ten sposób zauważył, że kiedy spolaryzowany promień światła przechodził przez szkło, w kierunku siły magnetycznej, spolaryzowane światło obracało się pod kątem proporcjonalnym do natężenia pola magnetycznego..
Następnie przetestował to z różnymi ciałami stałymi, cieczami i gazami, uzyskując silniejsze elektromagnesy..
Faraday odkrył, że wszystkie materiały mają słabe odpychanie w kierunku pól magnetycznych, które nazwał diamagnetyzmem..
Oznacza to, że wytwarzają indukowane pole magnetyczne w kierunku przeciwnym do zewnętrznego pola magnetycznego, odpychane przez przyłożone pole magnetyczne.
Odkrył również, że materiały paramagnetyczne zachowują się odwrotnie, przyciągane przez przyłożone zewnętrzne pole magnetyczne..
Faraday wykazał, że ta właściwość (diamagnetyczna lub paramagnetyczna) występuje we wszystkich substancjach. Do wywołania lewitacji można użyć diamagnetyzmu indukowanego bardzo silnymi magnesami.
Jeszcze bez komentarzy