Začetek dela na Kraljevem inštitutu Michael Faraday. zakoni elektrolize

FARADAY (Faraday) Michael (1791-1867), angleški fizik, utemeljitelj doktrine elektromagnetnega polja, tuji častni član Sanktpeterburške akademije znanosti (1830). Zaznano kemično delovanje električni tok, razmerje med elektriko in magnetizmom, magnetizem in svetloba. Odkril (1831) elektromagnetno indukcijo - pojav, ki je bil osnova elektrotehnike. Ustanovil (1833-34) zakone elektrolize, po njem imenovane, odkril para- in diamagnetizem, vrtenje ravnine polarizacije svetlobe v magnetnem polju (Faradayev učinek). Dokazana identiteta različne vrste električna energija. Uvedel je koncepte električnega in magnetnega polja ter izrazil idejo o obstoju elektromagnetnega valovanja.

Faraday ( Faraday) Michael (22. september 1791, London - 25. avgust 1867, ibid), angleški fizik, ustanovitelj sodoben koncept področja elektrodinamike, avtor številnih temeljnih odkritij, med drugim prav elektromagnetna indukcija, zakoni elektrolize, pojav rotacije ravnine polarizacije svetlobe v magnetnem polju, eden prvih raziskovalcev vpliva magnetnega polja na medije.

Otroštvo in mladost

Faraday se je rodil v družini kovača. Tudi njegov starejši brat Robert je bil kovač, ki je na vse možne načine spodbujal Michaelovo žejo po znanju in ga sprva finančno podpiral. Faradayeva mati, pridna, modra, čeprav neizobražena ženska, je dočakala čas, ko je njen sin dosegel uspeh in priznanje, in je bila nanj upravičeno ponosna.

Skromen dohodek družine Michaelu ni omogočil niti diplome srednja šola, s trinajstimi leti pa je postal vajenec lastnika knjigarne in knjigoveške delavnice, kjer naj bi ostal 10 let. Ves ta čas se je Faraday vztrajno ukvarjal s samoizobraževanjem - prebral je vso literaturo o fiziki in kemiji, ki mu je bila na voljo, v domačem laboratoriju ponavljal poskuse, opisane v knjigah, zvečer in ob nedeljah pa obiskoval zasebna predavanja o fiziki in astronomiji. Od brata je prejel denar (šiling za plačilo vsakega predavanja). Na predavanjih je Faraday sklepal nova poznanstva, ki jim je pisal veliko pisem, da bi razvil jasen in jedrnat slog predstavitve; poskušal je obvladati tudi tehnike govorništva.

Začetek na Royal Institution

Eden od naročnikov knjigoveznice, član London Kraljeva družba Denault, ki je opazil Faradayjevo zanimanje za znanost, mu je pomagal priti na predavanja izjemnega fizika in kemika G. Davyja na Kraljevi ustanovi. Faraday je štiri predavanja skrbno zapisal in zvezal ter jih skupaj s pismom poslal predavatelju. Ta "drzen in naiven korak" je po mnenju samega Faradayja odločilno vplival na njegovo usodo. Leta 1813 je Davy (ne brez oklevanja) povabil Faradaya na izpraznjeno mesto asistenta na Kraljevi inštituciji in ga jeseni istega leta odpeljal na dveletno potovanje po znanstvenih središčih Evrope. To potovanje je bilo za Faradayja velika vrednost: z Davyjem sta obiskala številne laboratorije, se srečala z znanstveniki, kot so A. Ampère, M. Chevreul, J. L. Gay-Lussac, ki so nato opozorili na briljantne sposobnosti mladega Angleža.

Prva samostojna raziskava. Znanstvene publikacije

Po vrnitvi na Kraljevo institucijo leta 1815 je Faraday začel z intenzivnim delom, v katerem je vse več mesta zavzemalo samostojno znanstveno raziskovanje. Leta 1816 je začel z javnimi predavanji o fiziki in kemiji v Društvu za samoizobraževanje. Istega leta se je pojavilo njegovo prvo tiskano delo.

Leta 1821 se je v Faradayevem življenju zgodilo več stvari. pomembne dogodke. Prejel je položaj nadzornika zgradbe in laboratorijev kraljeve ustanove (t.i. tehničnega nadzornika) in objavil dva pomembna znanstvena dela (o vrtenju toka okoli magneta in magneta okoli toka ter o utekočinjenju klora ). Istega leta se je poročil in, kot je pokazalo vse njegovo življenje, poznejše življenje, je bil zelo srečno poročen.

V obdobju do leta 1821 je Faraday objavil približno 40 znanstvenih člankov, predvsem s področja kemije. Postopoma se je njegovo eksperimentalno raziskovanje vse bolj preusmerilo na področje elektromagnetizma. Po odkritju leta 1820 s strani H. Oersteda magnetno delovanje električni tok Faraday se je navdušil nad problemom povezave med elektriko in magnetizmom. Leta 1822 se je v njegovem laboratorijskem dnevniku pojavil zapis: "Pretvori magnetizem v elektriko." Vendar je Faraday nadaljeval z drugimi raziskavami, tudi na področju kemije. Tako je leta 1824 prvi dobil klor v tekočem stanju.

Izvolitev v Kraljevo družbo. profesura

Leta 1824 je bil Faraday izvoljen za člana Kraljeve družbe, kljub aktivnemu nasprotovanju Davyja, s katerim so se Faradayevi odnosi do takrat precej zapletli, čeprav je Davy rad ponavljal, da je od vseh njegovih odkritij najpomembnejše »Faradayevo odkritje .” Slednji se je tudi poklonil Davyju in ga označil za "velikega človeka".

Leto po izvolitvi v Kraljevo družbo je bil Faraday imenovan za direktorja laboratorija Kraljeve ustanove, leta 1827 pa je prejel mesto profesorja na tem inštitutu.

Zakon elektromagnetne indukcije. elektroliza

Leta 1830 je Faraday kljub zakrčenemu finančnemu položaju odločno opustil vse postranske dejavnosti, opravljanje kakršnih koli znanstveno-tehničnih raziskav in drugih del (razen predavanj o kemiji), da bi se popolnoma posvetil znanstvenemu raziskovanju. Kmalu je dosegel sijajen uspeh: 29. avgusta 1831 je odkril pojav elektromagnetne indukcije – pojav generiranja električnega polja z izmeničnim magnetnim poljem. Deset dni intenzivnega dela je Faradayu omogočilo celovito in popolno raziskavo tega pojava, ki ga brez pretiravanja lahko imenujemo temelj predvsem vse sodobne elektrotehnike. Toda Faraday sam ni bil zainteresiran za uporabne možnosti svojih odkritij; prizadeval si je za glavno stvar - preučevanje zakonov narave. Faradayu je slavo prineslo odkritje elektromagnetne indukcije. Vendar je bil še vedno zelo prikrajšan za denar, zato so bili njegovi prijatelji prisiljeni delati, da bi mu zagotovili dosmrtno državno pokojnino. Ta prizadevanja so bila okronana z uspehom šele leta 1835. Ko je Faraday dobil vtis, da je minister za finance to pokojnino znanstveniku obravnaval kot podlago, je ministru poslal pismo, v katerem je spoštljivo zavrnil kakršno koli pokojnino. Minister se je moral Faradayu opravičiti.

V letih 1833-34 je Faraday preučeval prehajanje električnega toka skozi raztopine kislin, soli in alkalij, kar ga je pripeljalo do odkritja zakonov elektrolize. Ti zakoni (Faradayevi zakoni) so kasneje igrali pomembno vlogo pri razvoju idej o diskretnih nosilcih električnega naboja. Do konca 1830-ih. Faraday je opravil obsežne raziskave električnih pojavov v dielektrikih.

Faradayeva bolezen. Zadnje eksperimentalno delo

Stalni ogromen duševni stres je spodkopal Faradayjevo zdravje in ga leta 1840 prisilil, da je za pet let prekinil svoje znanstveno delo. Če se ponovno vrnemo k temu, je Faraday leta 1848 odkril pojav vrtenja ravnine polarizacije svetlobe, ki se širi v prozornih snoveh vzdolž silnic magnetnega polja (Faradayev učinek). Očitno je sam Faraday (ki je navdušeno zapisal, da je "magnetiziral svetlobo in osvetlil magnetno linijo sile") temu odkritju pripisal velik pomen. Dejansko je bil to prvi pokazatelj obstoja povezave med optiko in elektromagnetizmom. Prepričanje o globoki medsebojni povezanosti električnih, magnetnih, optičnih in drugih fizičnih in kemijski pojavi postal osnova Faradayevega celotnega znanstvenega pogleda na svet.

Druga Faradayjeva eksperimentalna dela tega časa so bila posvečena raziskavam magnetne lastnosti različna okolja. Zlasti je leta 1845 odkril pojava diamagnetizma in paramagnetizma.

Leta 1855 je bolezen znova prisilila Faradayja, da je prekinil svoje delo. Bistveno je oslabel in začel katastrofalno izgubljati spomin. Vse je moral zapisati v laboratorijski zvezek, do tega, kam in kaj je dal, preden je odšel iz laboratorija, kaj je že naredil in kaj bo še počel. Za nadaljevanje dela se je moral marsičemu odreči, tudi obiskovanju prijateljev; zadnja stvar, ki jo je opustil, so bila predavanja za otroke.

Pomen znanstvenih del

Tudi daleč od popolnega seznama tega, kar je Faraday prispeval k znanosti, daje idejo o izjemnem pomenu njegovih del. Ta seznam pa pogreša glavno stvar, ki predstavlja Faradayeve ogromne znanstvene zasluge: bil je prvi, ki je ustvaril koncept polja v doktrini elektrike in magnetizma. Če je pred njim prevladovala ideja o neposredni in trenutni interakciji nabojev in tokov skozi prazen prostor, je Faraday dosledno razvijal idejo, da je aktivni materialni nosilec te interakcije elektromagnetno polje. O tem je lepo pisal D. K. Maxwell, ki je postal njegov privrženec, razvil njegov nauk in razjasnil ideje o elektromagnetnem polju. matematična oblika: »Faraday je s svojim miselnim očesom videl črte sile, ki spuščajo ves prostor, tam, kjer so matematiki videli središča napetosti sil, ki delujejo na daljavo, je Faraday videl vmesnega dejavnika, kjer niso videli nič drugega kot razdaljo, saj so bili zadovoljni z odkritjem zakona porazdelitve sil, ki delujejo na električne vibracije, je Faraday iskal bistvo resnični pojavi teče v okolju."

Pogled na elektrodinamiko z vidika koncepta polja, katerega utemeljitelj je bil Faraday, je postal sestavni del sodobne znanosti. Faradayeva dela so zaznamovala začetek nove dobe v fiziki.

Biografija

Zgodnja leta

Michael se je rodil 22. septembra 1791 v Newton Buttsu (danes Greater London). Njegov oče je bil reven kovač iz londonskega predmestja. Njegov starejši brat Robert je bil tudi kovač, ki je na vse možne načine spodbujal Michaelovo žejo po znanju in ga sprva finančno podpiral. Faradayeva mati, pridna in neizobražena ženska, je dočakala, da je njen sin dosegel uspeh in priznanje, in je bila nanj upravičeno ponosna. Skromni družinski dohodki Michaelu niso omogočili niti srednje šole; od trinajstega leta je začel delati kot dobavitelj knjig in časopisov, nato pa je pri 14 letih šel delat v knjigarna, kjer se je učil knjigoveštva. Sedem let dela v delavnici na ulici Blandford je za mladeniča postalo leta intenzivnega samoizobraževanja. Ves ta čas je Faraday trdo delal – z navdušenjem je prebiral vse zgodbe, ki jih je prepletal. znanstvena dela fizike in kemije ter članke iz Britanske enciklopedije, je v domačem laboratoriju ponovil poskuse, opisane v knjigah o domačih elektrostatičnih napravah. Pomembna faza Faradayjevo življenje je začelo vključevati pouk v Mestni filozofski družbi, kjer je Michael ob večerih poslušal poljudnoznanstvena predavanja o fiziki in astronomiji ter sodeloval v debatah. Od brata je prejel denar (šiling za plačilo vsakega predavanja). Na predavanjih je Faraday sklepal nova poznanstva, ki jim je pisal veliko pisem, da bi razvil jasen in jedrnat slog predstavitve; poskušal je obvladati tudi tehnike govorništva.

Začetek na Royal Institution

Faraday ima javno predavanje

Ker je bil pozoren na mladeničevo hrepenenje po znanosti, mu je leta 1812 eden od obiskovalcev knjigoveške delavnice, član londonskega kraljevega društva Denault, podaril vstopnico za serijo javnih predavanj slavnega fizika in kemika, odkritelja od mnogih kemični elementi G. Davyja na Kraljevi ustanovi. Michael ni le z zanimanjem poslušal, ampak je tudi do potankosti zapisal in zvezal štiri predavanja, ki jih je skupaj s pismom poslal profesorju Davyju in ga prosil, naj ga zaposli na Royal Institution. Ta "drzen in naiven korak" je po mnenju samega Faradayja odločilno vplival na njegovo usodo. Profesor je bil presenečen obsežno znanje mladeniči, toda v tistem trenutku na inštitutu ni bilo prostih mest in Michaelova prošnja je bila odobrena šele nekaj mesecev pozneje. Davy (ne brez oklevanja) je Faradaya povabil na prosto mesto laboratorijskega asistenta v kemijskem laboratoriju Kraljeve ustanove, kjer je delal vrsto let. Na samem začetku te dejavnosti je jeseni istega leta skupaj s profesorjem in njegovo ženo opravil daljše potovanje po znanstvenih središčih Evrope (1813-1815). To potovanje je bilo za Faradayja zelo pomembno: z Davyjem sta obiskala številne laboratorije, kjer je srečal številne izjemne znanstvenike tistega časa, med njimi A. Ampere, M. Chevrel, J. L. Gay-Lussac in A. Volta, ki so so bili pozorni na briljantne sposobnosti mladega Angleža.

Prva samostojna raziskava

Faraday eksperimentira v laboratoriju

Postopoma so njegove eksperimentalne raziskave vse bolj prehajale na področje fizike. Po H. Oerstedovem odkritju magnetnega učinka električnega toka leta 1820 se je Faraday navdušil nad problemom povezave med elektriko in magnetizmom. V njegovem laboratorijskem dnevniku se je pojavil zapis: »Pretvori magnetizem v elektriko«. Faradayeva utemeljitev je bila naslednja: če ima v Oerstedovem poskusu električni tok magnetno silo in so po Faradayu vse sile med seboj pretvorljive, potem bi morali magneti vzbujati električni tok. Istega leta je poskušal ugotoviti polarizacijski učinek toka na svetlobo. S prehajanjem polarizirane svetlobe skozi vodo, ki se nahaja med poloma magneta, je poskušal zaznati depolarizacijo svetlobe, vendar je poskus dal negativen rezultat.

Leta 1823 je Faraday postal član Kraljeve družbe v Londonu in bil imenovan za direktorja fizikalnih in kemijskih laboratorijev Kraljeve ustanove, kjer je izvajal svoje poskuse.

Leta 1825 v članku " Elektromagnetni tok(pod vplivom magneta)« Faraday opisuje eksperiment, ki naj bi po njegovem mnenju pokazal, da tok, ki deluje na magnet, doživlja upor s svoje strani. Ista izkušnja je opisana v Faradayevem dnevniku z dne 28. novembra 1825. Shema poskusa je izgledala takole. Dve žici, ločeni z dvojno plastjo papirja, sta bili postavljeni vzporedno ena z drugo. V tem primeru je bil eden priključen na galvanski člen, drugi pa na galvanometer. Po Faradayu naj bi, ko v prvi žici teče tok, v drugi induciran tok, ki bi ga zabeležil galvanometer. Vendar je tudi ta poskus dal negativen rezultat.

Leta 1831 je Faraday po desetih letih nenehnega iskanja končno našel rešitev za svoj problem. Obstaja domneva, da je Faradaya k temu odkritju spodbudilo sporočilo izumitelja Josepha Henryja, ki je prav tako izvajal indukcijske poskuse, vendar jih ni objavil, ker jih je imel za nepomembne in poskušal svojim rezultatom dati nekaj sistematičnosti. Henry pa je objavil sporočilo, da mu je uspelo ustvariti elektromagnet, ki lahko dvigne tono. To je postalo mogoče zaradi uporabe žične izolacije, ki je omogočila ustvarjanje večplastnega navitja, ki znatno poveča magnetno polje.

Faraday opisuje svoj prvi uspešen poskus:

Dvesto tri čevlje bakrene žice v enem kosu so navili okoli velikega lesenega bobna; nadaljnjih dvesto tri čevlje iste žice je bilo položenih v spiralo med zavoje prvega navitja, pri čemer je bil kovinski stik povsod odpravljen s pomočjo vrvice. Ena od teh spiral je bila povezana z galvanometrom, druga pa z dobro napolnjeno baterijo iz sto parov plošč, štirih centimetrov kvadratnih, z dvojnimi bakrenimi ploščami. Ob sklenitvi stika je prišlo do nenadnega, a zelo šibek učinek na galvanometru, podoben šibak učinek pa se je pojavil tudi ob odprtju kontakta z baterijo

Leta 1832 je Faraday odkril elektrokemijske zakonitosti, ki so osnova nove veje znanosti - elektrokemije, ki ima danes ogromno tehnološke aplikacije.

Izvolitev v Kraljevo družbo

Leta 1824 je bil Faraday izvoljen za člana Kraljeve družbe, kljub aktivnemu nasprotovanju Davyja, s katerim so se Faradayevi odnosi do takrat precej zapletli, čeprav je Davy rad ponavljal, da je od vseh njegovih odkritij najpomembnejše »Faradayevo odkritje .” Slednji se je tudi poklonil Davyju in ga označil za "velikega človeka". Leto po izvolitvi v Kraljevo družbo je bil Faraday imenovan za direktorja laboratorija Kraljeve ustanove in prejel je mesto profesorja na tem inštitutu.

Faraday in religija

Michael Faraday je bil verujoč kristjan in je verjel tudi potem, ko je izvedel za Darwinovo delo. Pripadal je Sandimanianu ( angleščina) sekta, katere člani so dobesedno razlagali Sveto pismo. Znanstvenik je bil leta 1840 izbran za starešino sekte, a je bil leta 1844 skupaj s še 13 ljudmi iz neznanih razlogov iz nje izključen. Vendar pa je bil v nekaj tednih Faraday sprejet nazaj. Kljub temu, da je bil leta 1850 znova na robu izključitve iz sekte, kar bi po njenih pravilih pomenilo dosmrtno izključitev, je bil Faraday leta 1860 že drugič izbran za starešino. To mesto je opravljal do leta 1864.

Dela v ruskih prevodih

• Faraday M. Izbrana dela o elektriki. M.-L.: GONTI, 1939. Serija: Classics of Natural History. (Zbirka raznih del in fragmentov).
• Faraday M. Sile materije in njihova razmerja. M.: GAIZ, 1940.
• Faraday M. Eksperimentalne raziskave v elektriki. V 3 zv. M.: Založba. Akademija znanosti ZSSR, 1947, 1951, 1959. (Originalni naslov: Eksperimentalne raziskave v elektriki).

Glej tudi

Opombe

Literatura

• Radovski M. I. Faraday. M.: Zveza revij in časopisov, 1936. Serija: Življenje izjemnih ljudi, številka 19-20 (91-92).

Povezave

kategorije:

• Osebnosti po abecednem redu
• Znanstveniki po abecedi
• Rojen 22. septembra
• Rojen leta 1791
• Rojen v Londonu
• Umrl 25. avgusta
• Umrl leta 1867
• Smrti v Princetonu
• Fiziki po abecednem redu
• Kemiki po abecednem vrstnem redu
• britanski fiziki
• Britanski kemiki
• Britanski fizikalni kemiki
• Znanstveniki, po katerih so poimenovane fizikalne merske enote
• Člani Kraljeve družbe v Londonu
• Člani francoske akademije znanosti
• Častni član Sanktpeterburške akademije znanosti
• Člani in dopisni člani Nacionalne akademije znanosti ZDA
• Prejemniki Copleyjeve medalje
• Inženirji strojništva

Fundacija Wikimedia.

Albertova medalja (Royal Society of Arts) (1866)

Faraday je utemeljitelj doktrine elektromagnetnega polja, ki jo je nato matematično oblikoval in razvil Maxwell. Faradayev glavni ideološki prispevek k fiziki elektromagnetnih pojavov je bila zavrnitev Newtonovega načela delovanja na dolge razdalje in uvedba koncepta fizičnega polja - neprekinjenega območja prostora, popolnoma napolnjenega s silnicami in v interakciji s snovjo.

1 / 5

Michael Faraday se je rodil 22. septembra 1791 v vasi Newington Butts blizu Londona (danes Greater London), v družini kovača. Družina - oče James (1761-1810), mati Margaret (1764-1838), brata Robert in Michael, sestri Elizabeth in Margaret - je živela skupaj, a v stiski, tako da je Michael pri 13 letih, ko je zapustil šolo, začel delati kot dostavljalec v londonski knjigarni v lasti francoskega emigranta Ribota. Po poskusni dobi je postal (na istem mestu) knjigoveški vajenec.

Faraday nikoli ni uspel pridobiti formalne izobrazbe, vendar je že zgodaj pokazal radovednost in strast do branja. V trgovini je bilo veliko znanstvene knjige; V svojih poznejših spominih je Faraday posebej opozoril na knjige o elektriki in kemiji, in ko je prebral, je takoj začel izvajati preproste neodvisne poskuse. Njegov oče in starejši brat Robert sta po svojih najboljših močeh spodbujala Michaelovo žejo po znanju, ga finančno podpirala in mu pomagala proizvesti najpreprostejši vir električne energije - "Leyden jar". Bratova podpora se je nadaljevala tudi po očetovi nenadni smrti leta 1810.

Pomembna faza v Faradayjevem življenju so bili njegovi obiski Mestne filozofske družbe (1810-1811), kjer je 19-letni Michael ob večerih poslušal poljudnoznanstvena predavanja o fiziki in astronomiji ter sodeloval v debatah. Nekateri učenjaki, ki so obiskali knjigarno, so opazili sposobnega mladeniča; leta 1812 eden od obiskovalcev, glasbenik William Dance ( William Dance), mu je dal vstopnico za serijo javnih predavanj slavnega kemika in fizika, odkritelja številnih kemijskih elementov, Humphryja Davyja.

Laboratorijski asistent na Kraljevi ustanovi (1812-1815)

Michael ni le z zanimanjem poslušal, temveč je tudi podrobno zapisal in vezal Davyjeva štiri predavanja, ki mu jih je poslal skupaj s pismom, v katerem ga je prosil, naj ga vzame na delo na kraljevi inštitut. Ta, kot je rekel sam Faraday, »drzen in naiven korak« je odločilno vplival na njegovo usodo. Profesor, ki se je sam prebil od študenta farmacevta, je bil navdušen nad mladeničevim obsežnim znanjem, a v tistem trenutku na inštitutu ni bilo prostih mest in Michaelova prošnja je bila uslišana šele nekaj mesecev pozneje. V začetku leta 1813 je Davy, ki je bil direktor kemijskega laboratorija na inštitutu, povabil 22-letnega mladeniča, da zapolni izpraznjeno mesto laboratorijskega pomočnika na kraljevi inštituciji.

Faradayeve zadolžitve so vključevale predvsem pomoč profesorjem in drugim predavateljem Inštituta pri pripravi predavanj, računovodstvu materialnih sredstev in skrbi zanje. Sam pa je poskušal izkoristiti vsako priložnost za dopolnitev svoje izobrazbe, predvsem pa je pozorno poslušal vsa predavanja, ki jih je pripravljal. Istočasno je Faraday z dobronamerno pomočjo Davyja izvajal lastne kemijske poskuse o vprašanjih, ki so ga zanimala. Faraday je svoje uradne dolžnosti opravljal tako skrbno in spretno, da je kmalu postal Davyjev nepogrešljiv pomočnik.

Jeseni 1813 se je Faraday s profesorjem in njegovo ženo kot asistentom in tajnico odpravil na dveletno potovanje po znanstvenih središčih Evrope, ki je pravkar premagala Napoleona. To potovanje je bilo za Faradayja zelo pomembno: Davyja so kot svetovno znano osebnost pozdravili številni izjemni znanstveniki tistega časa, med njimi A. Ampere, M. Chevreul, J. L. Gay-Lussac in A. Volta. Nekateri med njimi so opozorili na briljantne sposobnosti mladega Angleža.

Pot v znanost (1815-1821)

Po vrnitvi v kraljevo institucijo maja 1815 je Faraday začel intenzivno delati na novem položaju kot pomočnik, z dokaj visoko plačo za tisti čas 30 šilingov na mesec. Nadaljeval je s samostojnim znanstvenim raziskovanjem, ki ga je preživel pozno v noč. Že v tem času so se pojavili značilne značilnosti Faraday - trdo delo, metodičnost, temeljitost pri izvajanju poskusov, želja po prodiranju v bistvo preučevanega problema. V prvi polovici 19. stoletja si je prislužil slavo »kralja eksperimentatorjev«. Vse življenje je vodil urejene laboratorijske dnevnike svojih poskusov (izšel leta 1931). Zadnji eksperiment o elektromagnetizmu je v ustreznem dnevniku označen s številko 16041; skupaj je Faraday v svojem življenju izvedel približno 30.000 poskusov.

Leta 1816 se je pojavilo prvo Faradayevo objavljeno delo (o analizi kemijske sestave toskanskega apnenca), v naslednjih 3 letih pa je število objav preseglo 40, predvsem v kemiji. Faraday si je začel dopisovati z vodilnimi evropskimi kemiki in fiziki. Leta 1820 je Faraday izvedel več poskusov taljenja jekel z dodatki niklja. To delo velja za odkritje nerjavečega jekla, ki metalurgov takrat ni zanimalo.

Leta 1821 se je v Faradayevem življenju zgodilo več pomembnih dogodkov. Julija se je poročil z 20-letno Sarah Barnard ( Sarah Barnard, 1800-1879), sestra njegovega prijatelja. Po mnenju sodobnikov je bil zakon srečen; Michael in Sarah sta živela skupaj 46 let. Par je živel v zgornjem nadstropju Kraljeve ustanove, v odsotnosti svojih otrok sta vzgajala svojo mlado siroto nečakinjo Jane; Faraday je skrbel tudi za svojo mamo Margaret (umrla leta 1838). Na inštitutu je Faraday dobil položaj tehničnega nadzornika stavbe in laboratorijev kraljeve ustanove ( Nadzornik hiše). Končno so se njegove eksperimentalne raziskave začele vztrajno premikati na področje fizike. Več pomembnih del o fiziki, objavljenih leta 1821, je pokazalo, da je bil Faraday dobro uveljavljen kot velik znanstvenik. Glavno mesto med njimi je zavzemal članek o izumu elektromotorja, s katerim se je industrijska elektrotehnika pravzaprav začela.

Izdelava elektromotorja. Znanstvena slava (1821-1830)

Od leta 1820 je bil Faraday izjemno navdušen nad problemom preučevanja povezav med elektriko in magnetizmom. V tem času je znanost o elektrostatiki že obstajala in s prizadevanji K. Gaussa in J. Greena. Leta 1800 je A. Volta odkril močan vir DC("voltaični steber") in nova znanost se je začela hitro razvijati - elektrodinamika. Takoj sta prišli do dveh izjemnih odkritij: elektrolize (1800) in električnega obloka (1802).

Toda glavni dogodki so se začeli leta 1820, ko je Oersted eksperimentalno odkril odklonski učinek toka na magnetno iglo. Prve teorije, ki povezujejo elektriko in magnetizem, so istega leta zgradili Biot, Savart in kasneje Laplace (glej Biot-Savart-Laplaceov zakon). A. Ampere je od leta 1822 objavil svojo teorijo elektromagnetizma, po kateri je glavni pojav interakcija prevodnikov s tokom na velike razdalje. Amperejeva formula za interakcijo dveh tokovnih elementov je vključena v učbenike. Ampere je med drugim odkril elektromagnet (solenoid).

Po seriji poskusov je Faraday leta 1821 objavil razpravo: O nekaterih novih elektromagnetnih gibanjih in o teoriji magnetizma«, kjer je pokazal, kako narediti magnetizirano iglo, da se neprekinjeno vrti okoli enega od magnetni poli. V bistvu je bila ta zasnova še nepopoln, a precej praktičen elektromotor, ki je prvič na svetu izvedel neprekinjeno transformacijo električna energija na mehansko. Faradayjevo ime postane svetovno znano.

Konec leta 1821, ki je bil za Faradayja na splošno zmagovit, so zasenčile klevete. Slavni kemik in fizik William Wollaston se je Davyju pritožil, da je Faradayev poskus z vrtenjem igle plagiat njegove Wollastonove zamisli (ki je skoraj nikoli ni izvedel). Zgodba je dobila veliko publicitete in Faradayu povzročila veliko težav. Davy je stopil na stran Wollastona, njegov odnos s Faradayem se je opazno poslabšal. Oktobra je Faraday zagotovil osebno srečanje z Wollastonom, kjer je pojasnil svoje stališče in prišlo je do sprave. Vendar pa je bil januarja 1824, ko je bil Faraday izvoljen za člana Kraljeve družbe v Londonu, Davy, takratni predsednik Kraljeve družbe, edini, ki je glasoval proti (sam Wollaston je glasoval za izvolitev). Odnosi med Faradayem in Davyjem so se pozneje izboljšali, a izgubili nekdanjo prisrčnost, čeprav je Davy rad ponavljal, da je od vseh njegovih odkritij najpomembnejše »Faradayjevo odkritje«.

Priznanje Faradayjevih znanstvenih zaslug je bila njegova izvolitev za dopisnega člana Pariške akademije znanosti (1823). Leta 1825 se je Davy odločil zapustiti vodstvo laboratorija Kraljeve ustanove in predlagal, da se Faradaya imenuje za direktorja fizikalnih in kemijskih laboratorijev, kar se je kmalu tudi zgodilo. Davy je umrl po dolgi bolezni leta 1829.

Po prvih uspehih v Faradayevem raziskovanju elektromagnetizma je sledil desetletni premor in do leta 1831 ni objavil skoraj nobenega dela na to temo: poskusi niso obrodili plodov. želeni rezultat, nove obveznosti so bile moteče, na kar je morda vplival tudi neprijeten škandal leta 1821.

Leta 1830 je Faraday prejel mesto profesorja, najprej na Kraljevi vojaški akademiji (Woolwich), od leta 1833 pa na Kraljevi ustanovi (kemija). Predaval je ne samo na Royal Institution, ampak tudi v več drugih znanstvenih organizacijah in krogih. Sodobniki so izjemno visoko cenili Faradayeve pedagoške lastnosti, ki je znal združiti jasnost in dostopnost z globino obravnavanja predmeta. Njegova poljudnoznanstvena mojstrovina za otroke Zgodovina sveče (poljudna predavanja, 1861) je še v tisku.

Raziskave elektromagnetizma (1831-1840)

Leta 1822 je Faraday v svoj laboratorijski dnevnik zapisal: "Pretvorite magnetizem v elektriko." Faradayjevo razmišljanje je bilo naslednje: če ima v Oerstedovem poskusu električni tok magnetno silo in so po Faradayu vse sile med seboj pretvorljive, potem bi moralo gibanje magneta vzbujati električni tok.

Poročilo o Faradayevih poskusih je takoj povzročilo senzacijo znanstveni svet Tudi Evropa, množični časopisi in revije so jim namenili veliko pozornosti. Mnoge znanstvene organizacije so Faradaya izvolile za svojega častnega člana (skupaj je prejel 97 diplom). Če je odkritje elektromotorja pokazalo, kako je mogoče uporabiti elektriko, so poskusi z indukcijo pokazali, kako ustvariti njen močan vir (električni generator). Od te točke naprej so težave na poti do široke uvedbe elektrike postale zgolj tehnične narave. Fiziki in inženirji so se aktivno ukvarjali s proučevanjem induciranih tokov in načrtovanjem vedno bolj naprednih električnih naprav; prvi industrijski modeli so se pojavili v času Faradayevega življenja (generator AC Hippolyta Pixie, 1832), leta 1872 pa je Friedrich von Hefner-Alteneck predstavil visoko učinkovit generator, ki ga je kasneje izboljšal Edison.

Leta 1835 je Faradayjevo preobremenjenost povzročilo njegov prvi napad bolezni, zaradi katere ni mogel delati do leta 1837.

Zadnja leta (1840-1867)

Kljub svetovni slavi je Faraday do konca življenja ostal skromen, dobrosrčen človek. Zavrnil je predlog, da bi ga zgradili, tako kot prej Newton in Davy, v viteštvo, dvakrat ni želel postati predsednik Kraljeve družbe (leta 1848 in 1858). Med krimsko vojno ga je britanska vlada povabila k sodelovanju pri razvoju kemičnega orožja proti ruski vojski, vendar je Faraday to ponudbo ogorčeno zavrnil kot nemoralno. Faraday je vodil nezahteven življenjski slog in je pogosto zavrnil donosne ponudbe, če bi mu preprečile, da bi delal, kar je imel rad.

Leta 1840 je Faraday znova resno zbolel (močna izguba moči, poslabšanje in delna izguba spomina) in se je lahko vrnil v aktivno delo le 4 leta kasneje, za kratek čas. Obstaja različica, da je bila bolezen posledica zastrupitve s hlapi živega srebra, ki so ga pogosto uporabljali v njegovih poskusih. Potovanje v Evropo, ki so ga priporočili zdravniki (1841), ni pomagalo le malo. Prijatelji so se začeli obremenjevati z imenovanjem po vsem svetu slavni fizik državna pokojnina. Premier Velike Britanije (William Lamb, Lord Melbourne) tega sprva ni odobraval, a je bil pod pritiskom javnega mnenja prisiljen dati soglasje. Faradayev biograf in prijatelj John Tyndall je ocenil, da je Faraday po letu 1839 živel v skrajni revščini (manj kot 22 funtov na leto), po letu 1845 pa je njegova pokojnina (300 funtov na leto) postala njegov edini vir dohodka. Tyndall grenko doda: "Umrl je kot revež, vendar je imel čast štirideset let ohranjati častno mesto znanstvene slave Anglije."

To so bila njegova zadnja odkritja. Konec leta se je bolezen vrnila. Toda Faradayu je uspelo povzročiti še eno javno senzacijo. Leta 1853 je z vso običajno temeljitostjo preučil »obračanje mize«, ki je bilo modno v tistih letih, in samozavestno trdil, da se miza ne premika zaradi priklicanih duhov mrtvih, temveč zaradi nezavednih gibov prstov udeležencev. Ta rezultat je povzročil plaz ogorčenih pisem okultistov, vendar je Faraday odgovoril, da bo sprejel samo trditve samih duhov.

Michael Faraday je umrl 25. avgusta 1867 za svojo mizo, tik pred svojim 76. rojstnim dnem. Pokopan na pokopališču Highgate, neanglikansko območje.

Znanstvene dejavnosti

Raziskave elektromagnetizma

Elektromagnetna indukcija

• Faradayevi poskusi indukcije
• • Ko se je magnetno jedro premaknilo znotraj žične tuljave, je v slednji nastal električni tok.
  • Vklop ali izklop toka v žični tuljavi je povzročil pojav toka v sekundarni tuljavi, katere zavoji se izmenjujejo s prvimi.

  17. oktobra 1831 je Faraday prišel do zaključka: "električni val nastane le, ko se magnet premika, in ne zaradi lastnosti, ki so mu lastne v mirovanju." Izvedel je odločilni poskus:

  Vzel sem valjasto magnetno palico (premera 3/4" in dolžine 8 1/4") in en konec vstavil v tuljavo bakrene žice (dolge 220 čevljev), povezano z galvanometrom. Nato sem na hitro potisnil magnet znotraj spirale na celotno dolžino in igla galvanometra je doživela pritisk. Nato sem prav tako hitro potegnil magnet iz spirale in puščica je spet zanihala, vendar v nasprotno smer. Ti zamahi igle so se ponavljali vsakič, ko je bil magnet potisnjen ali iztisnjen.

  Dvesto tri čevlje bakrene žice v enem kosu so navili okoli velikega lesenega bobna; nadaljnjih dvesto tri čevlje iste žice je bilo položenih v spiralo med zavoje prvega navitja, pri čemer je bil kovinski stik povsod odpravljen s pomočjo vrvice. Ena od teh spiral je bila povezana z galvanometrom, druga pa z dobro napolnjeno baterijo iz sto parov plošč, štirih centimetrov kvadratnih, z dvojnimi bakrenimi ploščami. Ko je bil kontakt zaprt, je prišlo do nenadnega, a zelo šibkega učinka na galvanometer, podoben šibek učinek pa se je zgodil, ko je bil kontakt z baterijo odprt.

  Tako magnet, ki se giblje v bližini vodnika (ali vklaplja/izklaplja tok v sosednjem prevodniku), ustvarja električni tok v tem prevodniku. Faraday je ta pojav poimenoval elektromagnetna indukcija.

  28. oktobra je sestavil prvi polnopravni generator enosmernega toka (»Faradayev disk«): ko se bakreni disk vrti poleg magneta, na disku nastane električni potencial, ki ga odstrani sosednja žica. Faraday je pokazal, kako mehanska energija vrtenje se pretvori v električno. Spodbuda za ta izum je bil eksperiment Araga (1824): vrteči se magnet je v svojo rotacijo pritegnil spodaj nameščen bakreni disk, čeprav baker ni sposoben magnetizacije. In obratno, če vrtite bakren disk blizu magneta, obešenega tako, da se lahko vrti v ravnini, ki je vzporedna z ravnino diska, potem, ko se disk vrti, magnet sledi njegovemu gibanju. Arago je o tem učinku razpravljal z Amperom, Poissonom in drugimi znani fiziki, vendar tega niso znali pojasniti.

  V poročilu o svojih rezultatih, ki ga je Faraday objavil 24. novembra 1831 pred Royal Society, je prvič uporabil ključni izraz »magnetne sile«. To je pomenilo prehod iz diskretne slike "nabojev/magnetov" prejšnjih teorij, oblikovane na podlagi newtonske gravitacije dolgega dosega, na popolnoma nov neprekinjen fizični objekt kratkega dosega, ki ga zdaj imenujemo polje. Nekoliko kasneje je Faraday podobno uvedel električne daljnovode.

  Po Faradayjevih odkritjih je postalo jasno, da so stari modeli elektromagnetizma (Ampere, Poisson itd.) nepopolni in jih je treba bistveno revidirati. Sam Faraday je elektromagnetno indukcijo razložil na naslednji način. Bližino katerega koli naelektrenega telesa prodrejo električne sile, ki prenašajo »silo« (v sodobni terminologiji energijo), podobno pa teče energija magnetnega polja vzdolž magnetne sile ov vrstice. Teh črt ne bi smeli obravnavati kot konvencionalne abstrakcije, predstavljajo fizično realnost. V tem primeru:

  Natančno besedilo teh zakonov in popolno matematični model Elektromagnetizem je 30 let kasneje podal James Maxwell, ki se je rodil v letu odkritja indukcije (1831).

  Pri indukciji, je poudaril Faraday, je velikost toka, ki nastane v prevodniku, večja, čim več magnetnih silnic na enoto časa med spremembo stanja prečka ta prevodnik. V luči teh zakonov je postal jasen razlog za gibanje v zgoraj opisanem Aragovem poskusu: ko je material diska prečkal magnetne silnice, so se v njem ustvarili inducirani tokovi, katerih magnetno polje je delovalo s prvotnim. Kasneje je Faraday ponovil poskus s »Faradayevim diskom«, pri čemer je namesto laboratorijskega magneta uporabil zemeljski magnetizem.

  Faradayev model elektromagnetnega polja

  Svet elektromagnetnih pojavov, kot si ga je predstavljal in opisal Faraday, je bil bistveno drugačen od vsega, kar je v fiziki obstajalo prej. V svojem dnevniškem zapisu 7. novembra 1845 je Faraday prvič uporabil izraz " elektromagnetno polje"(angleško polje) je ta izraz kasneje prevzel in dal v široko uporabo Maxwell. Polje je področje prostora, v celoti prežeto s silnicami. Sile interakcije med tokovi, ki jih je uvedel Ampere, so veljale za dolgoročne; Faraday je močno oporekal temu stališču in (besedno) formuliral lastnosti elektromagnetno polje kot v bistvu kratkega dosega, kar pomeni, da se nenehno prenaša od vsake točke do sosednjih točk s končno hitrostjo.

  Pred Faradayem so električne sile razumeli kot interakcijo nabojev na daljavo – kjer ni nabojev, ni sil. Faraday je spremenil to shemo: naboj ustvari razširjeno električno polje, drug naboj pa z njim interagira; na daljavo ni interakcije na velike razdalje. Z magnetnim poljem se je izkazalo, da je situacija bolj zapletena - ni osrednja in Faraday je za določitev smeri magnetnih silnic v vsaki točki uvedel koncept silnic. Dober razlog za opustitev delovanja na daljavo so bili Faradayevi poskusi z dielektriki in diamagneti - jasno so pokazali, da je medij med naboji aktivno vključen v elektromagnetne procese. Poleg tega je Faraday prepričljivo pokazal, da so v številnih situacijah črte električnega polja upognjene, kot so magnetne - na primer, če zaščitite dve izolirani krogli drug od drugega in napolnite eno od njih, lahko opazujete induktivne naboje na drugi krogli. Iz dobljenih rezultatov je Faraday zaključil, »da je sama navadna indukcija v vseh primerih z delovanjem sosednjih delcev Pa kaj električno delovanje na daljavo (to je običajno induktivno delovanje) nastane samo zaradi vpliva vmesni zadeva."

  V svojih mislih je Faraday videl črte sil, ki prebadajo ves prostor, kjer so matematiki videli centre sil, ki se privlačijo na daljavo. Faraday je videl medij, kjer niso videli ničesar razen razdalje. Faraday je videl lokacijo pojavov v tistih resničnih procesih, ki se dogajajo v mediju, in so bili zadovoljni, da so jo našli v sili delovanja na daljavo, ki velja za električne tekočine.

  ... Nekaj ​​najbolj plodne metode raziskovanje, odkrili matematiki, bi bilo mogoče izraziti z idejami, izposojenimi od Faradaya, veliko bolje, kot so bile izražene v svoji izvirni obliki.

  Začenši z 11. številko serije "Eksperimentalne raziskave elektrike" je Faraday menil, da je mogoče posplošiti in teoretično razumeti ogromno nabranega gradiva. Faradayev svetovni sistem je odlikoval velika izvirnost. Ni priznaval obstoja praznine v naravi, tudi če je napolnjena z etrom. Svet je popolnoma zapolnjen s prepustno snovjo, vpliv vsakega materialnega delca pa je kratkega dosega, torej se širi na ves prostor s končno hitrostjo. Opazovalec ta vpliv zazna kot različne vrste sile, vendar, kot je zapisal Faraday, ni mogoče reči, da je ena od sil primarna in je vzrok za druge, »vse so medsebojno odvisne in imajo splošne narave". Na splošno je dinamika Faradayevega sveta precej blizu predstavam o elektromagnetnem polju, kot so bile pred pojavom kvantne teorije.

  Leta 1832 je Faraday odnesel zapečateno ovojnico v Kraljevo družbo. Sto let pozneje (1938) so ovoj odprli in tam našli formulacijo hipoteze: induktivni pojavi se v prostoru širijo z določeno končno hitrostjo in v obliki valov. Ti valovi so tudi "najverjetnejša razlaga za svetlobne pojave." Ta sklep je dokončno utemeljil Maxwell v šestdesetih letih 19. stoletja.

  Faradayevi teoretični argumenti so sprva našli malo podpornikov. Faraday ni bil lastnik višja matematika(v njegovih delih skorajda ni formul) in uporabil svojo izjemno fizično intuicijo za ustvarjanje svojih znanstvenih modelov. Zagovarjal je fizično resničnost silnic, ki jih je uvedel; vendar pa so takratni znanstveniki, ki so bili že vajeni dolgotrajnega delovanja newtonske privlačnosti, zdaj nezaupljivi do kratkotrajnega delovanja.

  Dragi gospod, prejel sem vaš članek in sem vam zelo hvaležen zanj. Nočem reči, da se vam zahvaljujem za to, kar ste povedali o "črtah sile", saj vem, da ste to storili v interesu filozofske resnice; vendar morate tudi domnevati, da me to delo ne samo veseli, ampak mi daje tudi spodbudo za nadaljnje razmišljanje. Sprva sem bil prestrašen, ko sem videl, kakšna mogočna sila matematike je bila uporabljena na predmetu, nato pa me je presenetilo, kako dobro je subjekt to zdržal... Iskreno vaš, M. Faraday.

  "Eksperimentalne raziskave elektrike"

  Faraday je delal izjemno metodično - ko je odkril učinek, ga je preučil, kolikor je bilo mogoče - ugotovil je na primer, od katerih parametrov je odvisen in kako (material, temperatura itd.). Zato je število eksperimentov (in s tem tudi število številk »Eksperimentalne raziskave v elektriki«) tako veliko. Naslednji kratek seznam tem daje idejo o obsegu in globini Faradayeve raziskave.

  1. Indukcija električnih tokov. Proizvodnja električne energije iz magnetizma.
  2. Terestrična magnetno-električna indukcija.
  3. Identiteta posamezne vrste električna energija, ki izvira iz različnih virov (takrat je veliko fizikov verjelo v to različne načine prejemajo bistveno "drugačno elektriko").
  4. O novem zakonu električne prevodnosti.
  5. O elektrokemični razgradnji. Vpliv vode na elektrokemijsko razgradnjo. Teorija elektrokemične razgradnje.
  6. O sposobnosti kovin in drugih trdne snovi povzroča združevanje plinastih teles.
  7. O elektrokemični razgradnji (nadaljevanje). O nekaterih splošnih pogojih elektrokemične razgradnje. O novi napravi za merjenje galvanske elektrike. O primarni ali sekundarni naravi tega, kar se sprošča na elektrodah kemikalije. O tem določene narave in o obsegu elektrokemične razgradnje.
  8. O elektriki galvanski člen; njen izvor, količina, napetost in njene osnovne lastnosti. O napetosti, potrebni za elektrolizo.
  9. O induktivnem vplivu električnega toka nase in o induktivnem delovanju električnih tokov nasploh.
  10. O galvanska baterija izboljšan tip. Nekaj ​​praktičnih nasvetov.
  11. Teorija indukcije. Splošni sklepi o naravi indukcije.
  12. O indukciji (nadaljevanje). Kondukcijska ali prevodna razelektritev. Elektrolitska razelektritev. Razpočna razelektritev in izolacija.
  13. O indukciji (nadaljevanje). Eksplozivna razelektritev (nadaljevanje).
  14. Narava električne sile ali sil. Razmerje med električnimi in magnetnimi silami. Opombe o električnem vzbujanju.
  15. Sklep o naravi smeri električne sile v električni jegulji.
  16. O viru energije galvanskega člena.
  17. O viru napajanja galvanskega členka (nadaljevanje). Vpliv temperature. Dejanje vzreje. Spremembe vrstnega reda kovinskih elementov v galvanskih vezjih. Neverjetnost predpostavke o kontaktni naravi sile.
  18. O elektriki, ki se razvije, ko se voda in para drgneta ob druga telesa.
  19. Vpliv magnetov na svetlobo. Vpliv električnega toka na svetlobo.
  20. O novih magnetnih dejanjih in o magnetnem stanju vsake snovi. Učinek magnetov na težko steklo. Vpliv magnetov na druge snovi, ki magnetno delujejo na svetlobo. Vpliv magnetov na kovine na splošno.
  21. O novih magnetnih dejanjih in o magnetnem stanju vsake snovi (nadaljevanje). Vpliv magnetov na magnetne kovine in njihove spojine. Vpliv magnetov na zrak in pline.
  22. O kristalni polarnosti bizmuta in drugih teles in njenem odnosu do magnetne oblike sile. Kristalna polarnost bizmuta, antimona, arzena. Kristalno stanje različna telesa. O naravi magnetokristalne sile in splošnih premislekih. O položaju kristala železovega sulfata v magnetnem polju.
  23. O polarnem ali drugem stanju diamagnetnih teles.
  24. O možni povezavi med gravitacijo in elektriko.
  25. O magnetnem in diamagnetnem stanju teles. Plinasta telesa se pod vplivom magnetne sile ne širijo. Razlika magnetnega delovanja. Magnetne lastnosti kisika, dušika in praznine.
  26. Sposobnost prevajanja magnetizma. Magnetna prevodnost. Polarnost prevodnosti. Magnektristalna prevodnost. Atmosferski magnetizem.
  27. O atmosferskem magnetizmu (nadaljevanje). Eksperimentalno preučevanje zakonitosti magnetnega delovanja atmosfere in njihova uporaba na posameznih primerih. Poročilo o atmosferskem magnetizmu.
  28. O magnetnem električni vodi, gotovost njihove narave in njihove porazdelitve v magnetu in v okoliškem prostoru.
  29. O uporabi induktivnega magnetoelektričnega toka za odkrivanje in merjenje magnetne sile.

  Druga dela o elektromagnetizmu

  Leta 1836 je ob delu na problemih statična elektrika, je Faraday izvedel poskus, ki je pokazal, da električni naboj deluje samo na površini zaprtega prevodnika, ne da bi vplival na predmete v njem. Ta učinek je posledica dejstva, da nasprotne strani prevodnika pridobijo naboje, katerih polje kompenzira zunanje polje. Ustrezne zaščitne lastnosti se uporabljajo v napravi, ki je zdaj znana kot Faradayeva kletka.

  Faraday je odkril rotacijo polarizacijske ravnine svetlobe v magnetnem polju (Faradayev učinek). To je pomenilo, da sta svetloba in elektromagnetizem tesno povezana. Faradayjevo prepričanje o enotnosti vseh naravnih sil je našlo nadaljnjo potrditev. Kasneje je Maxwell dosledno dokazal elektromagnetno naravo svetlobe.

  kemija

  Faraday je naredil veliko odkritij na področju kemije. Leta 1824 je odkril benzen in izobutilen ter med prvimi pridobil klor, vodikov sulfid, ogljikov dioksid, amoniak, etilen in dušikov dioksid v tekočem stanju. Leta 1825 je prvi sintetiziral heksakloran, snov, na osnovi katere so v 20. stoletju izdelovali različne insekticide. Študiral katalitične reakcije.

  V letih 1825-1829 je Faraday kot del komisije Kraljeve družbe podrobno preučil, kako kemična sestava stekla vpliva na fizikalne lastnosti. Faradayeva očala so bila predraga za praktična uporaba, vendar so bile pridobljene praktične izkušnje kasneje uporabne pri poskusih z vplivom magneta na svetlobo in za izpolnjevanje vladne naloge za izboljšanje svetilnikov.

  Elektrokemija in magnetokemija

  Kot že omenjeno, je Faraday verjel v enotnost vseh sil v naravi, zato je bilo to naravno pričakovati kemijske lastnosti in zakoni, povezani z elektriko. Potrditev te domneve je dobil leta 1832, ko je odkril temeljne zakone elektrolize. Ti zakoni so bili osnova nove veje znanosti - elektrokemije, ki ima danes ogromno tehnoloških aplikacij. Pojav Faradayjevih zakonov je predlagal obstoj "električnih atomov" z najmanjšim možnim nabojem; Dejansko so na prelomu 19. in 20. stoletja odkrili ta delec (elektron) in Faradayevi zakoni so pomagali oceniti njegov naboj. Pogoji, ki jih je predlagal Faraday ion, katoda, anoda, elektrolit zakoreninjen v znanosti.

  Poskusi v elektrokemiji so zagotovili dodatne dokaze o delovanju elektromagnetizma na kratke razdalje. Številni znanstveniki so takrat verjeli, da elektrolizo povzroča privlačnost na daljavo (ionov na elektrode). Faraday je izvedel preprost poskus: elektrode je ločil od papirja, namočenega v fiziološko raztopino, z dvema zračnima režama, nakar je opazil, da iskričasta razelektritev povzroči razgradnjo raztopine. Iz tega sledi, da elektrolizo ne povzroča privlačnost na dolge razdalje, temveč lokalni tok, in se pojavi le na mestih, kjer tok prehaja. Gibanje ionov do elektrod se pojavi po (in kot posledica) razgradnje molekul.

  Druge študije

  Britanska vlada je Faradayja kot priznano avtoriteto na področju uporabne fizike večkrat vključila v reševanje perečih tehničnih problemov - izboljšanje svetilnikov, zaščita dna ladij pred korozijo, ekspertiza v sodnih postopkih itd.

  Osebne lastnosti in ocene

  V osebni komunikaciji so Faradayevi znanci vse do konca znanstvenikovega življenja ugotavljali njegovo skromnost, dobro voljo in prisrčen človeški šarm.

  Jean-Baptiste Dumas, slavni kemik in politik

Faraday, Michael

Angleški fizik Michael Faraday se je rodil na obrobju Londona v družini kovača. Po diplomi osnovna šola, od dvanajstega leta je delal kot raznašalec časopisov, leta 1804 pa je postal vajenec knjigovezca Ribota, francoskega emigranta, ki je na vse mogoče načine spodbujal Faradayjevo strastno željo po samoizobraževanju. Z branjem in obiskovanjem javnih predavanj si je mladi Faraday prizadeval razširiti svoje znanje, privlačile pa so ga predvsem naravoslovne vede – kemija in fizika. Leta 1813 je ena od strank dala Faradayu vabilo na predavanja Humphryja Davyja na Kraljevi ustanovi, ki je igrala odločilno vlogo v usodi mladeniča. Ko je naslovil pismo na Davyja, je Faraday z njegovo pomočjo dobil mesto laboratorijskega pomočnika na Kraljevi instituciji.

V letih 1813–1815 je Faraday med potovanjem z Davyjem po Evropi obiskal laboratorije v Franciji in Italiji. Po vrnitvi v Anglijo je Faradayeva znanstvena dejavnost potekala znotraj zidov kraljeve ustanove, kjer je najprej pomagal Davyju pri kemijski poskusi, nato pa začel samostojno raziskovanje. Faraday je utekočinil klor in nekatere druge pline ter dobil benzen. Leta 1821 je prvi opazoval vrtenje magneta okoli vodnika s tokom in vodnika s tokom okoli magneta ter ustvaril prvi model elektromotorja. V naslednjih 10 letih je Faraday proučeval povezavo med električnimi in magnetnimi pojavi. Njegove raziskave so dosegle vrhunec z odkritjem leta 1831 pojava elektromagnetne indukcije. Faraday je podrobno preučil ta pojav, izpeljal njegov osnovni zakon, ugotovil odvisnost indukcijskega toka od magnetnih lastnosti medija, raziskal pojav samoindukcije in dodatne tokove zapiranja in odpiranja. Odkritje pojava elektromagnetne indukcije je takoj pridobilo ogromen znanstveni in praktični pomen; ta pojav je na primer osnova za delovanje vseh generatorjev enosmernega in izmeničnega toka.

Želja po razkritju narave električnega toka je Faradaya privedla do poskusov prehajanja toka skozi raztopine kislin, soli in alkalij. Rezultat teh študij je bilo odkritje leta 1833 zakonov elektrolize (Faradayevi zakoni). Leta 1845 je Faraday odkril pojav rotacije ravnine polarizacije svetlobe v magnetnem polju (Faradayev učinek). Istega leta je odkril diamagnetizem, leta 1847 pa paramagnetizem. Faraday je v znanost uvedel vrsto pojmov - katoda, anoda, ioni, elektroliza, elektrode; leta 1833 je izumil voltmeter. Z ogromnim eksperimentalnim materialom je Faraday dokazal identiteto takrat znanih "vrst" elektrike: "živalska", "magnetna", termoelektrična, galvanska električna energija itd.

Leta 1840, še pred odkritjem zakona o ohranjanju energije, je Faraday izrazil idejo o enotnosti "sil" narave (različne vrste energije) in njihovem medsebojnem preoblikovanju. Predstavil je ideje o silnicah, za katere je menil, da fizično obstajajo. Faradayeve ideje o elektriki in magnetna polja je imela velik vpliv na razvoj celotne fizike. Leta 1832 je Faraday predlagal, da je širjenje elektromagnetnih interakcij valovni proces, ki poteka s končno hitrostjo; leta 1845 je prvič uporabil izraz "magnetno polje".

Leta 1824 je bil Faraday kljub nasprotovanju Davyja, ki je zahteval odkritja svojega pomočnika, izvoljen za člana Kraljeve družbe, leta 1825 pa je postal direktor laboratorija v Kraljevi ustanovi. Od 1833 do 1862 Faraday je bil profesor kemije na Royal Institution. Faradayeva javna predavanja so bila zelo priljubljena; Njegova poljudnoznanstvena knjiga "Zgodovina sveče" je postala splošno znana.

Faradayeva odkritja so dobila široko priznanje po vsem znanstvenem svetu; po njem so pozneje poimenovali zakone, pojave, enote fizikalne količine itd. Ruski fizik A. G. Stoletov je Faradayev pomen za razvoj znanosti opisal takole: »Še nikoli od časov Galileja ni svet videl toliko neverjetnih in raznolikih odkritij, ki so prišla iz ene glave.« V čast Michaelu Faradayu je Britansko kemijsko društvo ustanovilo Faradayevo medaljo, eno najčastitnejših znanstvenih nagrad.

(1791-1867) Angleški fizik, ustvarjalec splošne doktrine elektromagnetizma

Bodoči slavni angleški fizik se je rodil septembra 1791 v Londonu v družini kovača Jamesa Faradaya. Pomanjkanje sredstev mu ni omogočilo dobre izobrazbe. Michael Faraday je dejal, da je bilo njegovo izobraževanje "zelo običajno" in je vključevalo osnovne veščine branja, pisanja in računanja, pridobljene v redni dnevni šoli. Že od otroštva so mu privzgojili ljubezen do dela, poštenost in ponos.

Ko je bil Michael star 12 let, je postal vajenec lastnika knjigarne in knjigoveške delavnice Georgesa Ribota. Tu se je najprej ukvarjal z raznašanjem knjig in časopisov, kasneje pa je postal knjigoveški mojster. Med delom v delavnici je Faraday veliko in požrešno bral in poskušal nadomestiti pomanjkljivosti svojega izobraževanja. Še posebej sta ga navdušila elektrika in kemija. Michael je organiziral domači kemijski in fizikalni laboratorij in začel sam izvajati poskuse, opisane v knjigah.

Ni bil izjemen otrok. Živahen in družaben se je od ostalih fantov svojih let razlikoval le po nekoliko večji radovednosti, nezaupljivosti do besed in trdoživosti samostojnega značaja. Lastnik trgovine Ribot je na vse možne načine spodbujal Michaelovo strastno željo po samoizobraževanju.

G. Dane, član londonske kraljeve družbe, je pogosto prihajal v knjigoveznico. Pozoren na mladega knjigovezca, ki požrešno bere knjige in končuje preučevanje zadnje številke resnega znanstvena revija, ga je povabil k poslušanju serije predavanj svojega prijatelja, profesorja kemije sira Humphryja Davyja. Michael je bil navdušen nad temi predavanji in si je skrbno delal zapiske. Po Danovem nasvetu je Faraday v celoti kopiral zapiske, jih lepo zvezal in poslal Davyju, skupaj s pismom, v katerem je prosil za raziskovalne možnosti.

Davy je Michaela sprva zavrnil zaradi pomanjkanja prostega mesta, vendar je Faradayu pomagala nesreča. Med enim od poskusov v laboratoriju je Davyju eksplozija bučke opekla oči in ni mogel ne pisati ne brati. Potem je slavni znanstvenik povabil Michaela, da začasno dela kot tajnik. Nekaj ​​kasneje, marca 1813, je 22-letni Faraday postal Davyjev laboratorijski pomočnik na Kraljevi inštituciji v Londonu. Ko bodo Davyja v prihodnosti vprašali o njegovem najpomembnejšem dosežku, bo odgovoril, da je bilo njegovo najpomembnejše odkritje Faradayevo.

Jeseni istega leta se je Michael kot laboratorijski pomočnik in sobar z G. Davyjem in njegovo ženo odpravil na leto in pol dolgo potovanje po Evropi. To potovanje je močno prispevalo k oblikovanju njegovih znanstvenih pogledov. V Parizu, nato pa v Švici, Italiji in Nemčiji, se je srečal s številnimi izjemnimi predstavniki evropske znanosti, med drugim z Gay-Lussacom in Volto, ter se odlično izobrazil kot eksperimentator. Michael je Davyju med predavanji pomagal pri njegovih poskusih in sodeloval v pogovorih z znanstveniki. Faraday začne tekoče govoriti francosko in nemško ter si nato dopisuje z nekaterimi znanstveniki.

Poleti 1815, ko se je vrnil v Anglijo, je nadaljeval delo kot laboratorijski pomočnik na Kraljevi ustanovi. Toda to je drugačen Faraday, bolj zrel, lahko bi rekli, izoblikovan znanstvenik. Kot samouk se je od 1815 do 1822 ukvarjal predvsem s kemijskimi raziskavami. Michael hitro stopi na pot neodvisne ustvarjalnosti, Davyjev ponos pa mora pogosto trpeti zaradi študentovega uspeha. Prvo delo Michaela Faradaya se je pojavilo v tisku leta 1816.

Avgusta 1820 je izvedel za Oerstedovo odkritje in od tistega trenutka sta njegove misli prevzela elektrika in magnetizem. Začne svoje slavne eksperimentalne raziskave in v svoj dnevnik zapiše: "Pretvori magnetizem v elektriko." Slavni znanstvenik je potreboval skoraj 10 let, da je rešil ta problem.

Faradayju je poleti 1821, ko so njegovi sodelavci odšli na počitnice, uspelo izvesti poskus z vrtenjem magneta okoli vodnika s tokom in vodnika s tokom okoli magneta ter tako ustvariti laboratorijski model elektromotorja. Leta 1825 je bil imenovan za direktorja laboratorija Kraljeve ustanove in je na tem mestu zamenjal G. Davyja. Leto prej je vstopil v angleško znanstveno elito, postal je član londonske Kraljeve družbe, leta 1830 pa je bil izvoljen za člana peterburške akademije znanosti. Leta 1827 je Faraday prejel mesto profesorja na Kraljevi ustanovi, v letih 1833-1860 pa je bil profesor na oddelku za kemijo.

Njegovo znanstveno delože od nekdaj povezana z eksperimentiranjem. Vse svoje poskuse, tudi neuspešne, je zelo skrbno beležil v posebnem dnevniku, katerega zadnji odstavek je bil oštevilčen 16041. Faraday ni bil matematik in njegovi dnevniki niso vsebovali niti ene formule, saj je cenil fizično bistvo, mehanizem pojava, ne matematični aparat. Med poskusi Michael Faraday ni prizanesel sebi. Ni se oziral na razlito živo srebro, uporabljeno pri poskusih; ne brez eksplozij naprav pri delu z utekočinjeni plini. Vse to mu je močno skrajšalo življenje. V enem od pisem je zapisal, da je med poskusom prišlo do eksplozije, ki mu je poškodovala oči. Iz njih so izvlekli trideset kosov stekla.

17. oktobra 1831 je bilo Faradayjevo desetletno trdo delo poplačano – odkrit je bil pojav elektromagnetne indukcije. Za razlago indukcije nadalje uvede koncept polja, ki je izjemno pomemben za fiziko, in poda njeno vizualno predstavitev s pomočjo silnic.

Novembra 1831 je Michael Faraday začel objavljati svoj dnevnik v obliki obsežnega dela " Eksperimentalne študije o elektriki«, ki obsega 30 serij z več kot 3000 odstavki. Te serije odražajo znanstvenikovo štiriindvajsetletno delo, njegovo življenje, misli in poglede. To delo je veličasten spomenik Faradayeve znanstvene ustvarjalnosti. Zadnja, trideseta serija je izšla leta 1855.

Leta 1833 je izvedel vrsto raziskav o elektrokemiji in vzpostavil zakone elektrolize, imenovane Faradayevi zakoni. V fiziko je uvedel pojme, kot so katoda, anoda, ioni, elektroliza, elektrode, elektroliti.

Leta 1835 je začel preučevati probleme elektrostatike. Leta 1837 je Faraday odkril vpliv dielektrikov na električno interakcijo, to je polarizacijo dielektrikov, in uvedel koncept dielektrične konstante.

Domneva se, da se je zaradi zastrupitve z živosrebrnimi hlapi leta 1840 Faradayovo zdravje močno poslabšalo in je bil prisiljen prekiniti svoje delo za štiri leta. Ko se je vrnil k znanstveni dejavnosti, je leta 1845 odkril pojav diamagnetizma in pojav vrtenja ravnine polarizacije svetlobe v snovi, postavljeni v magnetno polje. Ta odkritja ga vodijo k razmišljanju o elektromagnetni naravi svetlobe. Leta 1847 je odkril pojav paramagnetizma.

Faradayjevo na videz monotono življenje preseneti s svojo ustvarjalno napetostjo. Skupaj je od 1816 do 1860 objavil 220 del. Več kot 60 znanstvenih društev akademije pa so ga izvolile za člana.

Za Michaela Faradaya so bili značilni prijaznost, skromnost, dobrohotnost, izredna spodobnost in poštenost. »Faraday je bil srednje rasti, živahen, vesel, njegovi gibi so bili hitri in samozavestni; spretnost v umetnosti eksperimentiranja je neverjetna. Natančen, urejen, vse v predanosti dolžnosti ... Živel je v svojem laboratoriju, med svojimi instrumenti; tja je šel zjutraj in odšel zvečer z natančnostjo trgovca, ki preživi dan v svoji pisarni. Vse življenje je posvetil uprizarjanju novih in novih poskusov, pri čemer je v večini primerov ugotovil, da je naravo lažje prisiliti, da spregovori, kot pa jo razvozlati.

Moralni tip, ki se je pojavil v osebi Faradaya, je resnično redek pojav. Njegova živahnost in veselost spominjata na Irce; njegov refleksivni um, moč njegove logike spominjata na škotske filozofe; njegova trma je spominjala na Angleža, ki trmasto sledi svojemu cilju ...«

Intenzivno delo je zlomilo Faradayjevo duševno moč. In bil je prisiljen opustiti vse druge dejavnosti in se popolnoma posvetiti znanosti. Vse pogosteje se pritožuje nad oslabljenim spominom, o dejstvu, da "pozabi, katere črke predstavljajo to ali ono besedo." V tem stanju porabi že mnogo let, s čimer se zoži obseg njihovih dejavnosti. Briljanten predavatelj, zapusti inštitut pri 70 letih.

Leta 1860 je Faraday praktično opustil znanstvena dejavnost zaradi bolezni in preostanek življenja preživi na posestvu Hampton Court.

25. avgusta 1867 je v starosti 75 let umrl Michael Faraday. Njegov pepel počiva na pokopališču Highgate v Londonu.

Njegovo življenje je bilo polno globoke notranje vsebine, njegovo ime je postalo oznaka za enoto električne kapacitete in ena temeljnih fizikalnih konstant, njegova dela so nesmrtna.