MICHAEL FARADAY: BIOGRAFIA, EKSPERYMENTY I WKŁAD - NAUKA - 2026

Michael Faraday (Newington Butt, 22 września 1791 - Hampton Court, 25 sierpnia 1867) był fizykiem i chemikiem brytyjskiego pochodzenia, 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 nauki zawodu introligatora.

Jedną z książek, które związał, a która wywarła największy wpływ na naukowca, była „Poprawa umysłu” Izaaka Wattsa.

Faraday był doskonałym eksperymentatorem i przekazał swoje odkrycia łatwym do zrozumienia językiem. Chociaż jego zdolności matematyczne nie były najlepsze, James Clerk Maxwell podsumował swoją pracę i innych w grupie równań.

Jak powiedział Clerk Maxwell: „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 wirującymi”, był prekursorem obecnego silnika elektrycznego.

Biografia

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 rozbudowana.

Ojciec Michaela nazywał się Jakub i był praktykującym doktryną chrześcijaństwa. Jej matka miała na imię Margaret Hastwell i przed ślubem z Jamesem pracowała jako pomoc domowa. Michael miał troje rodzeństwa i był przedostatnim z dzieci małżeństwa.

Kiedy Michael miał czternaście lat, pracował u boku George'a Riebau, księgarza i introligatora. Michael pozostał w tej pracy przez siedem lat, w tym czasie był w stanie znacznie zbliżyć się do czytania.

W tym czasie zaczął pociągać go zjawiska naukowe, zwłaszcza te związane z elektrycznością.

Pogłębienie treningu

W wieku 20 lat, w 1812 roku, Michael zaczął uczęszczać na różne konferencje, 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, chemik pochodzenia angielskiego.

Związek z Humphry Davy

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 lubił. Ten ostatni po pewnym czasie uległ wypadkowi w laboratorium, w wyniku którego poważnie uszkodził mu wzrok.

W tym kontekście Davy zatrudnił Faradaya jako swojego asystenta. W tym samym czasie - 1 marca 1813 roku - Faraday został asystentem chemii w Royal Institution.

Wycieczka do Europy

W latach 1813–1815 Humphry Davy podróżował po różnych krajach Europy. Sługa, którego wówczas miał, zdecydował się nie uczestniczyć w wyprawie, więc Faraday był tym, który musiał wypełniać zadania służącego, mimo że pełnił funkcję pomocnika chemicznego.

Mówi się, że społeczeństwo angielskie w tamtym czasie było niezwykle zorientowane klasowo, 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 bardzo zły czas dla Faradaya w wyniku niekorzystnego traktowania, jakie otrzymał, to jednocześnie oznaczało, że mógł on mieć bezpośredni kontakt z najważniejszymi dziedzinami naukowymi i akademickimi w Europie.

Poświęcenie energii elektrycznej

Już w 1821 roku Michael Faraday poświęcił się całkowicie badaniu elektryczności, magnetyzmu i możliwości obu pierwiastków.

W 1825 roku Davy był ciężko chory, dlatego Faraday został jego zastępcą w laboratorium. To był czas, kiedy zaproponował kilka swoich teorii.

Jednym z najbardziej trafnych było przekonanie, że zarówno elektryczność, jak i magnetyzm oraz światło funkcjonują jako triada o jednolitym charakterze.

W tym samym roku Faraday rozpoczął wykłady w Instytucie Królewskim, zwane Wykładami Bożonarodzeniowymi Królewskiego Instytutu, które były skierowane szczególnie do dzieci i dotyczyły najważniejszych osiągnięć naukowych tamtych czasów, a także różnych anegdot i opowiadań z zakresu nauka.

Intencją tych rozmów było przybliżenie nauki tym dzieciom, które nie miały okazji uczęszczać na studia formalne, tak jak to się stało z nim.

Związek małżeński

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. Brał czynny udział w swoim kościele, ponieważ przez dwa lata z rzędu został diakonem, a nawet księdzem.

Z małżeństwa Faradaya i Barnarda nie urodziły się żadne dzieci.

Lata wynalazków

Kolejne lata Faradaya były pełne wynalazków i eksperymentów. 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 r., Otrzymał honorowy tytuł rektora prawa cywilnego Uniwersytetu Oksfordzkiego.

Cztery lata później Faraday odkrył mechanizm, który działał jako skrzynka ochronna przed wstrząsami elektrycznymi. To pudełko nosiło nazwę klatki Faradaya i 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.

Uznania

Monarchia Anglii zaproponowała Faradayowi nominację na sir, czemu odmawiał kilka razy, uznając to za sprzeczne z jego przekonaniami religijnymi; Faraday skojarzył to spotkanie z poszukiwaniem uznania i próżnością.

Towarzystwo Królewskie zaproponowało również, by został jego prezesem, a Faraday odrzucił tę ofertę, złożoną przy dwóch różnych okazjach.

Szwedzka Królewska Akademia Nauk wyznaczyła go na członka zagranicznego w 1838 roku. Rok później Faraday doznał załamania nerwowego; po krótkim czasie kontynuował naukę.

W 1844 roku Francuska Akademia Nauk włączyła go do swoich zagranicznych członków, którzy byli tylko 8 osobowościami.

Ostatnie lata

W 1848 r. Michael Faraday uzyskał dom łaski i łaski, czyli domy należące do państwa angielskiego i oferowane bezpłatnie odpowiednim osobistościom tego kraju z zamiarem podziękowania za usługi świadczone na rzecz narodu.

Dom ten znajdował się w Middlesex, w Hampton Court, a Faraday mieszkał w nim od 1858 roku. 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 tę ofertę, biorąc pod uwagę, że udział w tym procesie uznano za nieetyczne.

Śmierć

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, z którego odmówił.

Jednak w tym kościele można znaleźć tablicę upamiętniającą Faradaya i znajduje się ona w pobliżu grobu Izaaka Newtona. Jego ciało leży na terenie cmentarza Highgate, na którym się sprzeciwia.

Eksperymenty

Życie Michaela Faradaya było pełne wynalazków i eksperymentów. Następnie omówimy szczegółowo dwa z najważniejszych eksperymentów, które przeprowadził i które były transcendentne dla ludzkości.

Prawo Faradaya

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 utworzył zwój.

Następnie wziął cewkę i połączył ją z woltomierzem, aby zmierzyć indukowaną siłę elektromotoryczną, podczas gdy magnes przechodzi przez cewkę.

W wyniku tego eksperymentu Faraday ustalił, że magnes w stanie 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 skutecznie znajdzie się wewnątrz cewki. Gdy magnes przejdzie przez cewkę, strumień ten spada.

klatka Faradaya

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 otoczone przez wspomniany przewodnik.

Aby to zademonstrować, Faraday pokrył ściany pomieszczenia folią aluminiową i generował wyładowania wysokiego napięcia przez generator elektrostatyczny 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.

Główne składki

Budowa urządzeń "rotacji elektromagnetycznej"

Po tym, jak duński fizyk i chemik Hans Christian Ørsted odkrył zjawisko elektromagnetyzmu, Humphry Davy i William Hyde Wollaston próbowali bezskutecznie zaprojektować silnik elektryczny.

Faraday, po kłótni na ten temat z dwoma naukowcami, zdołał stworzyć dwa urządzenia, które doprowadziły do ​​czegoś, co nazwał „rotacją elektromagnetyczną”.

Jedno z tych urządzeń, obecnie znane jako "silnik homopolarny", generowało ciągły ruch kołowy, który był wytwarzany przez okrągłą 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.

Eksperyment ten 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.

Skraplanie gazu i chłodnictwo (1823)

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 podstawy, na których 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 uznano za „trwały stan gazowy”.

Ponadto udało mu się przywrócić amoniak do stanu gazowego, obserwując, że podczas tego procesu generowane jest chłodzenie.

To odkrycie wykazało, że pompa mechaniczna może przekształcić gaz w temperaturze pokojowej w ciecz, powodować chłodzenie poprzez powrót do stanu gazowego i ponownie zostać sprężony w ciecz.

Odkrycie benzenu (1825)

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.

Odkrycie indukcji elektromagnetycznej (1831)

Indukcja elektromagnetyczna była wielkim odkryciem Faradaya, którego dokonał, łącząc dwa druciane solenoidy 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.

Prawa elektrolizy (1834)

Michael Faraday był także 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 mówi, 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 ilość różnych pierwiastków zdeponowanych przez daną ilość energii elektrycznej jest proporcjonalna do ich równoważnej masy chemicznej.

Odkrycie efektu Faradaya (1845)

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 muszą na nie wpływać siły elektromagnetyczne.

Tak więc, po serii nieudanych prób, przeszedł do testowania kawałka litego szkła zawierającego ślady ołowiu, który wykonał w czasach jego produkcji szkła.

W ten sposób zauważył, że gdy 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.

Odkrycie diamagnetyzmu (1845)

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 także, że materiały paramagnetyczne zachowują się odwrotnie, przyciągane przez przyłożone zewnętrzne pole magnetyczne.

Faraday wykazał, że ta właściwość (diamagnetyczna lub paramagnetyczna) występuje we wszystkich substancjach. Diamagnetyzm indukowany bardzo silnymi magnesami może być użyty do wywołania lewitacji.

Bibliografia

1. Michael Faraday. (2017, 9 czerwca). Odzyskany z en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 czerwca). Odzyskany z en.wikipedia.org.
3. Benzen. (2017, 6 czerwca) Odzyskany z en.wikipedia.org.
4. Skraplanie gazu. (2017, 7 maja) Odzyskany z en.wikipedia.org.
5. Prawa elektrolizy Faradaya. (4 czerwca 2017). Odzyskany z en.wikipedia.org.
6. Klatka Faradaya. (2017, 8 czerwca). Odzyskany z en.wikipedia.org.
7. Doświadczenie Faradaya z kubłem na lód. (3 maja 2017). Odzyskany z en.wikipedia.org.
8. Efekt Faradaya. (2017, 8 czerwca). Odzyskany z en.wikipedia.org.
9. Efekt Faradaya. (10 maja 2017). Odzyskany z en.wikipedia.org.
10. Kim jest Michael Faraday? Jakie było jego odkrycie w dziedzinie nauki? (6 czerwca 2015). Odzyskany z quora.com
11. 10 głównych wkładów Michaela Faradaya w naukę. (16 grudnia 2016). Odzyskany z learnodo-newtonic.com.