МАЙКЪЛ ФАРАДЕЙ: БИОГРАФИЯ, ЕКСПЕРИМЕНТИ И ПРИНОСИ - НАУКА - 2025

Майкъл Фарадей (Нюингтън Бът, 22 септември 1791 - Хамптън Корт, 25 август 1867) е физик и химик от британски произход, чийто основен принос е в областта на електромагнетизма и електрохимията. Сред приносите му за науката, а следователно и за човечеството, можем да откроим работата му по електромагнитна индукция, диамагнетизъм и електролиза.

Поради икономическите условия на семейството си, Фарадей получи малко официално образование, така че от четиринадесетгодишна възраст той отговаряше за попълването на тези пропуски, като направи голямо количество четения по време на чиракуването си като книговест.

Една от книгите, които той обвърза, че най-силно повлия на учения, беше „Подобряването на ума“ от Исак Уотс.

Фарадей беше отличен експериментатор и предаде своите открития на лесен за разбиране език. Въпреки че математическите му способности не бяха най-добрите, Джеймс Клерк Максуел обобщи работата си и тази на другите в група уравнения.

По думите на клерк Максуел: „Използването на силовите линии показва, че Фарадей наистина е бил велик математик, от когото бъдещите математици могат да извлекат ценни и плодородни методи“.

Единицата на електрическия капацитет на Международната система от единици (SI) се нарича Фарад (F) в негова чест.

Като химик Фарадей открива бензен, провежда изследвания на хлор клатрат, окислителната система с номера и създава това, което ще стане известно като предшественика на горелката Bunsen. Освен това той популяризира термините: анод, катод, електрон и йон.

В областта на физиката, неговите изследвания и експерименти бяха насочени към електричеството и електромагнетизма.

Неговото изследване на магнитното поле е било основополагащо за развитието на концепцията за електромагнитното поле и неговото изобретение, наречено от самия него като „Устройства за електромагнитно въртене“, са предшествениците на настоящия електромотор.

биография

Майкъл Фарадей е роден на 22 септември 1791 г. в квартал, наречен Нюингтън Бът, разположен на юг от Лондон, в Англия. Семейството му не беше заможно, така че официалното му образование не беше много широко.

Бащата на Майкъл е кръстен Джеймс и той е практикуващ учение за християнството. От своя страна името на майка й беше Маргарет Хастуел и преди да се омъжи за Джеймс тя работеше като домашен работник. Майкъл имаше 3 братя и сестри и беше предпоследният от децата на брака.

Когато Майкъл беше на четиринадесет години, той работеше заедно с Джордж Рибау, който беше продавач на книги и книговържец. Майкъл остава в тази работа в продължение на седем години, през това време той успя да се доближи много до четенето.

По това време той започва да се привлича към научни явления, особено свързани с електричеството.

Задълбочаване на обучението

На 20-годишна възраст, през 1812 г., Майкъл започва да посещава различни лекции, почти винаги поканен от Уилям Танц, английски музикант, основал Кралската филхармония.

Някои от ораторите, до които Майкъл имаше достъп, бяха Джон Тейтъм, британски философ и учен, и Хъмфри Дейви, химик с английски произход.

Връзка с Хъмфри Дейви

Майкъл Фарадей беше много методичен човек и той написа доста специфични бележки, които изпрати на Дейви, заедно с бележка с молба за работа.

Тези бележки съставиха книга от около 300 страници и Дейви много ги хареса. Последният претърпя инцидент в лабораторията известно време по-късно, което тежко увреди зрението му.

В този контекст Дейви наел Фарадей като свой помощник. В същото време - на 1 март 1813 г. - Фарадей става асистент по химия в Кралската институция.

Пътуване в Европа

Между 1813 и 1815 г. Хъмфри Дейви пътува през различни страни в Европа. Прислугата, която той имаше по това време, реши да не присъства на екскурзията, така че Фарадей беше този, който трябваше да изпълни задачите на слугата, въпреки че неговата функция беше на химичен асистент.

Говори се, че английското общество по онова време е било изключително класово ориентирано, поради което Фарадей е бил разглеждан като човек с долни характеристики.

Дори съпругата на Дейви настояваше да се държи с Фарадей като със слуга, отказвайки да го приеме в каретата си или да го накара да се храни с тях.

Въпреки че това пътуване означаваше много лошо време за Фарадей в резултат на неблагоприятното лечение, което той получи, в същото време това означаваше, че той може да има пряк контакт с най-важните научни и академични области в Европа.

Посвещаване на електричеството

Още през 1821 г. Майкъл Фарадей се посвети изцяло на изучаването на електричеството, магнетизма и възможностите на двата елемента.

През 1825 г. Дейви е тежко болен, поради което Фарадей става негов заместник в лабораторията. Това беше времето, когато той предложи няколко от своите теории.

Една от най-уместните беше идеята, че и електричеството, и магнетизмът, и светлината функционират като триада с единен характер.

През същата година Фарадей започва лекции в Кралската институция, наречени Коледни лекции на Кралската институция, които са насочени специално към децата и се занимават с най-важните научни постижения на времето, както и различни анекдоти и истории от областта на наука.

Намерението на тези разговори беше да се сближи науката с онези деца, които нямаха възможност да посещават официални изследвания, както се случи с него.

Брак

През 1821 г. Фарадей се жени за Сара Барнар. Техните семейства посещавали същата църква и именно там се запознали.

Фарадей е бил много религиозен човек през целия си живот и е бил последовател на църквата Sandemaniana, която произлиза от църквата на Шотландия. Той участва активно в своята църква, тъй като две години подред става дякон и дори свещеник.

От брака между Фарадей и Барнард не са се родили деца.

Години изобретения

Следващите години на Фарадей бяха пълни с изобретения и експерименти. През 1823 г. той открива процеса на втечняване на хлор (промяна от газообразно или твърдо състояние в течно състояние), а две години по-късно, през 1825 г., той открива същия процес, но за бензола.

През 1831 г. Фарадей открива електромагнитна индукция, от която се генерира т. Нар. Закон на Фарадей или закон за електромагнитната индукция. Година по-късно, през 1832 г., той получава почетното назначаване на доктор по гражданско право от Оксфордския университет.

Четири години по-късно Фарадей открива механизъм, който функционира като защитна кутия за токови удари. Тази кутия се нарича клетка Фарадей и по-късно се превръща в едно от най-широко използваните изобретения дори и днес.

През 1845 г. той открива ефекта, който отразява ясното взаимодействие между светлината и магнетизма; този ефект се нарича ефект на Фарадей.

Признаването

Английската монархия предлага на Фарадей назначаването на сър, на което той отказва няколко пъти, считайки това противоречащо на религиозните му убеждения; Фарадей свързва тази среща с търсенето на признание и суетата.

Кралското общество също предложи той да бъде неин президент и Фарадей отхвърли тази оферта, отправена по два различни повода.

Кралската шведска академия на науките го назначи за чуждестранен член през 1838 г. Година по-късно Фарадей получи нервен срив; след кратък период той продължава обучението си.

През 1844 г. Френската академия на науките го включи в своите чуждестранни членове, които бяха само 8 личности.

Последни години

През 1848 г. Майкъл Фарадей се сдобива с къща на благодат и благосклонност, която са онези къщи, принадлежащи на английската държава и предлагани безплатно на тези съответни личности на страната, с намерението да им благодари за услугите, предоставяни на нацията.

Тази къща е била в Мидълсекс, в Хамптън Корт, а Фарадей е живял в нея от 1858 г. Именно в тази къща той е починал по-късно.

През тези години правителството на Англия се свързва с него и го моли да ги подкрепи в процеса на производство на химическо оръжие в рамките на Кримската война, която се проведе между 1853 и 1856 г. Фарадей отказва да тази оферта, като се има предвид, че тя счита за неетично да участва в този процес.

смърт

Майкъл Фарадей умира на 25 август 1867 г., когато е на 75 години. Любопитен анекдот от този момент е, че му е предложено място за погребение в прочутото Уестминстърско абатство - сайт, който той отказа.

В тази църква обаче можете да намерите плака, която почита Фарадей и се намира близо до гроба на Исак Нютон. Тялото му лежи в различаващия се район на гробището Хайгейт.

Експерименти

Животът на Майкъл Фарадей беше пълен с изобретения и експерименти. По-нататък ще разкажем подробно два от най-важните експерименти, които той извърши и които бяха трансцендентни за човечеството.

Закон на Фарадей

За да демонстрира т. Нар. Закон на Фарадей или закон за електромагнитна индукция, Майкъл Фарадей взе картон под формата на тръба, в която навива изолирана жица; по този начин той образува намотка.

Впоследствие той взе бобината и я свърза с волтметър за измерване на индуцираната електромоторна сила, докато правеше магнит да премине през намотката.

В резултат на този експеримент Фарадей определи, че магнитът в покой не е способен да генерира електромоторна сила, въпреки че е в покой, той наистина генерира високо магнитно поле. Това се отразява във факта, че чрез намотката потокът не варира.

С приближаването на магнита към намотката магнитният поток се увеличава бързо, докато магнитът не се окаже ефективно вътре в намотката. След като магнитът премине през намотката, този поток спада.

Клетка Фарадей

Клетката Фарадей беше структурата, чрез която този учен успя да защити елементите от електрически разряди.

Фарадей провежда този експеримент през 1836 г., осъзнавайки, че свръхзарядът на проводник влияе върху това, което е извън него, а не онова, което е затворено от споменатия проводник.

За да демонстрира това, Фарадей облицова стените на помещение с алуминиево фолио и генерира заряди с високо напрежение чрез електростатичен генератор извън помещението.

Благодарение на проверката с електроскоп, Фарадей успя да се увери, че наистина в помещението няма електрически заряди от какъвто и да е вид.

Този принцип може да се наблюдава днес при кабели и скенери, а има и други обекти, които сами по себе си действат като клетки на Фарадей, като коли, асансьори или дори самолети.

Основни приноси

Изграждане на устройства за „електромагнитно въртене“

След като датският физик и химик Ханс Кристиан Ерстед откри феномена на електромагнетизма, Хъмфри Дейви и Уилям Хайд Уолъстън се опитаха и не успяха да проектират електрически мотор.

След спора с двамата учени Фарадей успя да създаде две устройства, които доведоха до това, което той нарече „електромагнитно въртене“.

Едно от тези устройства, понастоящем известно като "хомополярен двигател", генерира непрекъснато кръгово движение, което се получава от кръговата магнитна сила около жица, която се простира до живачен съд с магнит вътре. Подавайки ток на жицата с химическа батерия, той ще се върти около магнита.

Този експеримент даде основата на съвременната електромагнитна теория. Такова беше вълнението на Фарадей след това откритие, че той публикува резултатите, без да се консултира с Уолъстън или Дейви, което води до противоречия в рамките на Кралското общество и до задаването на Фарадей за дейности, различни от електромагнетизма.

Втечняване и охлаждане на газ (1823)

Въз основа на теорията на Джон Далтън, в която той заяви, че всички газове могат да бъдат доведени до течно състояние, Фарадей демонстрира истинността на тази теория чрез експеримент, в допълнение към предположението за базите, с които работят съвременните хладилници и фризери., Чрез втечняване или втечняване (повишаване на налягането и намаляване на температурата на газовете) на хлор и амоняк в газообразно състояние, Фарадей успява да приведе тези вещества в течно състояние, което се смята за "постоянно газообразно състояние".

Освен това той успя да върне амоняка в газообразно състояние, като наблюдава, че по време на този процес се генерира охлаждане.

Това откритие показа, че механична помпа може да преобразува газ при стайна температура в течност, да произведе охлаждане, като се върне в газообразно състояние и отново да се компресира в течност.

Откриване на бензол (1825 г.)

Фарадей открива молекулата на бензола, като го изолира и идентифицира от мазен остатък, получен от производството на светлинен газ, на който даде името "Бикарбурет на водород".

Ако приемем, че това откритие е важно постижение на химията, поради практическите приложения на бензола.

Откриване на електромагнитна индукция (1831)

Електромагнитната индукция беше голямото откритие на Фарадей, което той постигна чрез свързване на два телени соленоида около противоположните краища на железен пръстен.

Фарадей свърза единия соленоид към галванометър и го наблюдава как се свързва и изключва другия от батерията.

Разединявайки и свързвайки соленоида, той успя да наблюдава, че когато преминава ток през единия соленоид, в другия временно се индуцира друг ток.

Причината за тази индукция се дължи на промяната в магнитния поток, възникнала при изключване и свързване на батерията.

Този експеримент сега е известен като "взаимна индукция", който се случва, когато промяната на тока в един индуктор индуцира напрежение в друг наблизо индуктор. Това е механизмът, по който работят трансформаторите.

Закони за електролиза (1834 г.)

Майкъл Фарадей също беше един от основните отговорници за създаването на науката за електрохимията, науката, отговорна за създаването на батериите, използвани понастоящем от мобилни устройства.

Докато провеждаше изследване на природата на електричеството, Фарадей формулира двата си закона за електролиза.

Първият от тях гласи, че количеството вещество, депозирано върху всеки електрод от електролитична клетка, е пряко пропорционално на количеството електричество, което преминава през клетката.

Вторият от тези закони гласи, че количествата различни елементи, депозирани от дадено количество електроенергия, са пропорционални на тяхното еквивалентно химично тегло.

Откриване на ефекта на Фарадей (1845 г.)

Известен още като въртене на Фарадей, този ефект е магнитно-оптичен феномен, който представлява взаимодействието между светлина и магнитно поле в среда.

Ефектът на Фарадей причинява въртенето на равнина на поляризация, която е линейно пропорционална на компонента на магнитното поле в посока на разпространение.

Фарадей твърдо вярваше, че светлината е електромагнитно явление и затова тя трябва да бъде повлияна от електромагнитни сили.

Така след поредица от неуспешни изпитания той продължи да тества парче от твърдо стъкло, съдържащо следи от олово, което е направил в дните си за производство на стъкло.

По този начин той наблюдава, че когато поляризиран лъч светлина преминава през стъклото, в посока на магнитна сила, поляризираната светлина се върти под ъгъл, пропорционален на силата на магнитното поле.

След това той тества това с различни твърди частици, течности и газове, като получава по-силни електромагнити.

Откриване на диамагнетизъм (1845)

Фарадей откри, че всички материали имат слабо отблъскване към магнитните полета, което той нарече диамагнетизъм.

Тоест, те създават индуцирано магнитно поле в обратна посока на външно приложено магнитно поле, като се отблъскват от приложеното магнитно поле.

Той също така откри, че парамагнитните материали се държат по обратния начин, като са привлечени от приложено външно магнитно поле.

Фарадей показа, че това свойство (диамагнитно или парамагнитно) присъства във всички вещества. Диамагнетизмът, индуциран с изключително силни магнити, може да се използва за производство на левитация.

Препратки

1. Майкъл Фарадей. (2017 г., 9 юни). Възстановено от en.wikipedia.org.
2. Майкъл Фарадей. (2017 г., 8 юни). Възстановено от en.wikipedia.org.
3. Бензен. (2017, 6 юни) Възстановено от en.wikipedia.org.
4. Втечняване на газ. (2017, 7 май) Възстановено от en.wikipedia.org.
5. Законите на Фарадей за електролиза. (2017 г., 4 юни). Възстановено от en.wikipedia.org.
6. Клетка Фарадей. (2017 г., 8 юни). Възстановено от en.wikipedia.org.
7. Експериментът с ледена кофа на Фарадей (2017 г., 3 май). Възстановено от en.wikipedia.org.
8. Ефект на Фарадей. (2017 г., 8 юни). Възстановено от en.wikipedia.org.
9. Ефект на Фарадей. (2017 г., 10 май). Възстановено от en.wikipedia.org.
10. Кой е Майкъл Фарадей? Какво беше откритието му в областта на науката? (2015 г., 6 юни). Възстановени от quora.com
11. 10-те основни приноса на Майкъл Фарадей към науката. (2016 г., 16 декември). Възстановени от learnodo-newtonic.com.