Майкл Фарадей біографія, експерименти і внески



Майкл Фарадей (Newington Butt, 22 вересня 1791 - Hampton Court, 25 серпня 1867) був фізиком і хіміком англійського походження, чиї основні внески в області електромагнетизму та електрохімії. Серед його внесків у науку, а отже і до людства, ми можемо виділити його роботу в галузі електромагнітної індукції, діамагнетизму та електролізу.

У зв'язку з економічними умовами його сім'ї, Фарадей отримав мало формальної освіти, тому з чотирнадцяти років він був відповідальний за заповнення цих прогалин, роблячи багато читання під час навчання як переплетчик.

Однією з книжок, яка пов'язана і що найбільше вплинула на вченого, була Удосконалення розуму (Удосконалення розуму) Ісаака Ватта.

Фарадей був відмінним експериментатором і передав свої відкриття легкої для розуміння мови. Незважаючи на те, що його математичні навички були не найкращими, Джеймс Клерк Максвелл підвів підсумки своєї роботи та роботи інших у групі рівнянь..

За словами Клерка Максвелла: "використання силових ліній показує, що Фарадей насправді був великим математиком, від якого математики майбутнього могли б отримати цінні і родючі методи".

Одиницю електричної потужності Міжнародної системи одиниць (СІ) називають Фарадіо (F) на його честь.

Як хімік Фарадей відкрив бензол, провів дослідження хлорат-клатрату, систему окислювального числа і створив те, що було б відоме як попередник пальнику Бунзена. Крім того, він популяризував терміни: анод, катод, електрон і іон.

У галузі фізики, його дослідження та експерименти були спрямовані на електрику та електромагнетизм.

Його вивчення магнітного поля було фундаментальним для розробки концепції електромагнітного поля, і його винахід, названий як "електромагнітні обертальні пристрої", були попередниками струмового електродвигуна. 

Індекс

  • 1 Біографія
    • 1.1 Поглиблення навчання
    • 1.2 Відносини з Хамфрі Деві
    • 1.3 Поїздка до Європи
    • 1.4 Присвячення електроенергії
    • 1.5 Шлюб
    • 1.6 років винаходів
    • 1.7 Подяка
    • 1.8 Останні роки
    • 1.9 Смерть
  • 2 Експерименти
    • 2.1 Закон Фарадея
    • 2.2 Клітка Фарадея
  • 3 Основні внески
  • 4 Посилання

Біографія

Майкл Фарадей народився 22 вересня 1791 року в районі Ньюінг-Батт, розташованому на південь від Лондона, в Англії. Його сім'я не була заможною, тому його формальне освіта було не дуже обширним.

Батько Михайла був названий Джеймсом і був практикуючим вчення про християнство. Зі свого боку, її мати називалася Маргарет Хаствелл і до одруження з Джеймсом вона працювала як домашній службовець. Михайло мав трьох братів і був передостаннім від дітей шлюбу.

Коли Михаїлу було чотирнадцять років, він працював разом з Джорджем Рибеу, який був книготорговцем і переплетчиком. Михайло залишився в цій роботі протягом семи років, час, в якому він мав можливість наближатися до читання набагато більше.

У цей час він почав залучатися науковими явищами, особливо пов'язаними з електрикою.

Поглиблення навчання

У віці 20 років, в 1812 році, Майкл почав відвідувати різні конференції, майже завжди запрошені англійським музикантом Вільямом Тансом, який заснував Королівську філармонію..

Деякі з лекторів, до яких мав доступ Майкл, були Джон Татум, британський філософ і вчений, і Хемфрі Деві, хімік англійського походження.

Відносини з Хамфрі Деві

Майкл Фарадей був дуже методичною людиною і написав дуже конкретні зауваження, які він послав Даві разом із запискою, в якій він просив на роботу.

Ці нотатки були книгою близько 300 сторінок і дуже сподобалися Деві. Останній постраждав в аварії в лабораторії через деякий час, що сильно пошкодило його зір.

У цьому контексті Деві найняв Фарадея як свого помічника. У той же час - 1 березня 1813-Фарадея вдалося стати помічником хімії в Королівському інституті.

Поїздка до Європи

Між 1813 і 1815 роками Хамфрі Деві подорожував по кількох країнах Європи. Слуга, який у той час вирішив не відвідувати поїздку, так що Фарадей повинен був виконувати завдання слуги, навіть коли його роль була роль хімічного помічника..

Кажуть, що англійське суспільство в той час було висококласистським, і тому Фарадей вважався людиною з поганими характеристиками.

Навіть дружина Деві наполягала на тому, щоб вважати Фарадея слугою, відмовляючись приймати його у своїй колясці або щоб він їв з ними..

Хоча ця поїздка означала дуже неприємний час для Фарадея внаслідок несприятливого поводження, яке він отримав, водночас мав на увазі, що він може мати прямий контакт з найважливішими науковими та академічними сферами в Європі..

Присвята електроенергії

З 1821 року Майкл Фарадей повністю присвятив себе вивченню електрики, магнетизму та можливостей обох елементів.

У 1825 році Дейві був важко хворий, тому Фарадей став його замісником в лабораторії. Це був час, коли він запропонував кілька своїх теорій.

Одним з найбільш релевантних було уявлення про те, що як електрика, так і магнетизм і світло функціонували як тріада з єдиним характером.

У тому ж році Фарадей розпочав переговори в Королівському інституті, названому Різдвяні лекції Королівського інституту, які були орієнтовані особливо на дітей і стосувалися найважливіших наукових досягнень того часу, а також різних анекдотів і історій з галузі науки.

Метою цих переговорів було наближення науки до тих дітей, які не мали можливості формально навчатися, як це сталося з ним.

Шлюб

У 1821 році Фарадей уклав бракособи з Сарою Барнард. Їхні сім'ї відвідували одну і ту ж церкву, і саме там вони зустрілися.

Фарадей був дуже релігійним людиною протягом всього свого життя і був послідовником сандеманської церкви, яка походить від Шотландської церкви. Він брав активну участь у своїй церкві, оскільки два роки поспіль став дияконом і навіть священиком..

Ніякі діти не народилися від шлюбу між Фарадеєм і Барнаром.

Роки винаходів

Наступні роки Фарадея були повні винаходів і експериментів. У 1823 році він виявив процес зрідження хлору (перехід від газоподібного або твердого стану до рідкого стану) і через два роки, в 1825 році, він відкрив той самий процес, що й для бензолу..

У 1831 році Фарадей відкрив електромагнітну індукцію, з якої генерувався так званий закон Фарадея або закон електромагнітної індукції. Через рік, в 1832 році, він отримав почесне призначення Dцивільного права з Оксфордського університету.

Через чотири роки Фарадей виявив механізм, який функціонував як захисний блок електричного шоку. Ця коробка називалася клітиною Фарадея і пізніше стала однією з найбільш використовуваних винаходів, навіть сьогодні.

У 1845 році він виявив ефект, який відображає чітку взаємодію між світлом і магнетизмом; цей ефект приводив ім'я Фарадей Ефект.

Подяка

Монархія Англії запропонувала Фарадею призначення Сер, до якого він кілька разів відмовлявся, бо вважав його протилежним його релігійним переконанням; Фарадей пов'язував це призначення з пошуком визнання і марнославства.

Королівське товариство також запропонувало, щоб він був його президентом і Фарадей відхилив цю пропозицію, зроблену в двох різних випадках.

Королівська академія наук Швеції призначила його іноземним членом у 1838 році. Через рік Фарадей переніс нервовий зрив; Після короткого періоду він продовжив навчання.

У 1844 році Академія наук Франції об'єднала її в своїх іноземних членів, які були лише 8 особистостей.

Останні роки

У 1848 році Майкл Фарадей отримав будинок благодаті і прихильності, який був житлом, що належав англійській державі, і пропонувався безкоштовно таким відповідним особам країни з наміром подякувати за надані послуги..

Цей будинок знаходився в Мідлсексе, в Хемптон-Корті, і Фарадей населяв його з 1858 року..

Протягом цих років уряд Англії зв'язався з ним і попросив його підтримати їх у процесі розробки хімічної зброї в рамках Кримської війни, що відбулася в період між 1853 і 1856 роками. Це пропозиція, оскільки він вважав неетичним брати участь у цьому процесі.

Смерть

Майкл Фарадей помер 25 серпня 1867 року, коли йому було 75 років. Цікавим анекдотом цього моменту є те, що йому запропонували місце поховання у знаменитому Вестмінстерському абатстві, сайт якого він відкинув.

Тим не менш, всередині цієї церкви ви можете знайти дошку, що шанує Фарадея і знаходиться поруч з могилою Ісаака Ньютона. Його тіло лежить в області дисидентів кладовищі Хайгейт.

Експерименти

Життя Майкла Фарадея було сповнене винаходів і експериментів. Далі ми розповімо про два найважливіших експерименту, які він здійснив і які були трансцендентними для людства.

Закон Фарадея

Для того, щоб продемонструвати так званий Закон Фарадея або Закон Електромагнітної Індукції, Майкл Фарадей узяв картон у вигляді трубки, до якої він накручував ізольований провід; таким чином він утворив котушку.

Згодом він взяв котушку і з'єднав його вольтметром для вимірювання індукованої електрорушійної сили, в той час як магніт проходив через котушку.

В результаті цього експерименту Фарадей визначив, що спочитий магніт не здатний генерувати електрорушійну силу, хоча перебування в стані спокою створює високе магнітне поле. Це виражається в тому, що через котушку потік не змінюється.

Коли магніт наближається до котушки, магнітний потік швидко збільшується до тих пір, поки магніт не стане ефективно в котушці. Як тільки магніт пройшов через котушку, цей потік спускається.

Клітка Фарадея

Клітка Фарадея була структурою, за допомогою якої вченому вдалося захистити елементи від електричних ударів.

Фарадей здійснив цей експеримент у 1836 році, коли зрозумів, що надлишкове навантаження водія вплинуло на те, що знаходиться поза ним, а не на те, що було укладено згаданим водієм..

З метою демонстрації цього, Фарадей виклав стіни кімнати з алюмінієвою фольгою і генерував високовольтні розряди через електростатичний генератор за межами приміщення..

Завдяки перевірці за допомогою електроскопа Фарадей міг переконатися, що в приміщенні не було ніяких електричних зарядів.

Тепер цей принцип можна спостерігати в кабелях і сканерах, і є інші об'єкти, які самі по собі діють як клітини Фарадея, такі як автомобілі, ліфти або навіть літаки.

Основні внески

Побудова пристроїв "електромагнітного обертання"

Після того, як датський фізик і хімік Ганс Крістіан Орстед виявив феномен електромагнетизму, Хамфрі Деві і Вільям Хайд Волластон намагалися спроба розробити електродвигун.

Фарадей, обговоривши з двома вченими про це, вдалося створити два пристрої, які дали можливість виробити те, що він назвав "електромагнітним обертанням"..

Один з цих пристроїв, відомий сьогодні як "гомополярний двигун", генерував безперервний круговий рух, який був створений магнітною силою, що циркулює навколо дроту, який поширювався до контейнера ртуті з магнітом всередині. Подаючи струм до дроту з хімічною батареєю, це обертається навколо магніту.

Цей експеримент лягло в основу сучасної електромагнітної теорії. Такою була емоція Фарадея після цього відкриття, що він опублікував результати без консультацій з Волластоном або Деві, що призвело до суперечності в Королівському суспільстві і до призначення Фарадея до діяльності, відмінної від електромагнетизму..

Зрідження газу та охолодження (1823) \ t

Виходячи з теорії Джона Дальтона, яка заявила, що всі гази можуть бути приведені в рідкий стан, Фарадей продемонстрував через експеримент правдивість цієї теорії, крім того, що взяла за основу роботу сучасних холодильників і морозильників..

Через зрідження або зрідження (підвищення тиску і зниження температури газу) хлору і аміаку в газоподібному стані, Фарадею вдалося довести до рідкого стану ці речовини, які вважалися "постійним газоподібним станом".

Крім того, їй вдалося повернути аміак до газоподібного стану, зазначивши, що під час цього процесу генерувалося охолодження.

Це відкриття показало, що механічний насос може перетворювати газ в рідину при кімнатній температурі, виробляти охолодження, коли він повертається в газоподібний стан і знову стискатися в рідині..

Відкриття бензолу (1825)

Фарадей виявив молекулу бензолу, виділивши його і ідентифікувавши його з маслянистого залишку, отриманого при виробництві освітлювального газу, до якого він дав назву "Bicarburet of hydrogen"..

Припускаючи це відкриття важливим досягненням хімії, завдяки практичному застосуванню бензолу.

Відкриття електромагнітної індукції (1831)

Електромагнітна індукція була великим відкриттям Фарадея, який він досягнув шляхом з'єднання двох дротяних соленоїдів навколо протилежних кінців залізного кільця..

Фарадей з'єднав соленоїд з гальванометром і спостерігав, як він з'єднується і відключає іншу батарею.

При відключенні і підключенні соленоїда він міг спостерігати, що коли він проходив струм через соленоїд, інший струм був тимчасово індукований в іншому.

Причиною такої індукції є зміна магнітного потоку, що стався при відключенні та підключенні акумулятора.

Цей експеримент тепер відомий як "взаємна індукція", яка виникає, коли зміна струму в індукторі викликає напругу в іншому поблизу індуктора. Це механізм, за допомогою якого трансформатори працюють.

Закони електролізу (1834) \ t

Майкл Фарадей також був одним з головних відповідальних за створення науки про електрохімію, науку, відповідальну за створення батарей, які в даний час використовуються мобільними пристроями..

Проводячи дослідження про природу електрики, Фарадей сформулював свої два закони електролізу.

Перша з них говорить, що кількість речовини, нанесеного в кожному електроді електролітичної комірки, прямо пропорційно кількості електрики, що проходить через камеру.

Другий із цих законів передбачає, що кількість різних елементів, депонованих певною кількістю електроенергії, дорівнює їх еквівалентній хімічній вазі.

Відкриття ефекту Фарадея (1845)

Також відомий як обертання Фарадея - це магнітно-оптичне явище, яке є взаємодією світла і магнітного поля в середовищі.

Ефект Фарадея викликає обертання площини поляризації, яка лінійно пропорційна компоненту магнітного поля в напрямку розповсюдження.

Фарадей твердо вірив, що світло - це електромагнітне явище і що він повинен впливати на електромагнітні сили.

Тому, після серії невдалих випробувань, він продовжував випробовувати шматок твердого скла, що містить сліди свинцю, які він зробив у дні його складання.

Таким чином він спостерігав, що, коли поляризований промінь світла пройшов через скло, в напрямку магнітної сили, поляризоване світло оберталося на кут, пропорційний силі магнітного поля..

Потім він перевірив це з різними твердими речовинами, рідинами та газами, отримавши більш сильні електромагніти.

Відкриття діамагнетизму (1845)

Фарадей виявив, що всі матеріали демонструють слабке відштовхування до магнітних полів, які він назвав діамагнетизмом.

Тобто вони створюють індуковане магнітне поле у ​​зворотному напрямку до зовнішнього прикладеного магнітного поля, відштовхуючись прикладеним магнітним полем

Він також виявив, що парамагнітні матеріали поводяться протилежним чином, притягаючись прикладеним зовнішнім магнітним полем.

Фарадей показав, що ця властивість (діамагнітний або парамагнітний) присутня у всіх речовинах. Діамагнетизм, індукований надміцними магнітами, може бути використаний для вироблення левітації.

Список літератури

  1. Майкл Фарадей. (2017, 9 червня). Отримано з en.wikipedia.org.
  2. Майкл Фарадей. (2017, 8 червня). Отримано з en.wikipedia.org.
  3. Бензол (2017, 6 червня) Отримано з en.wikipedia.org.
  4. Зрідження газів. (2017, 7 травня) Отримано з en.wikipedia.org.
  5. Закони Фарадея електролізу. (2017, 4 червня). Отримано з en.wikipedia.org.
  6. Клітка Фарадея. (2017, 8 червня). Отримано з en.wikipedia.org.
  7. Експеримент з льоду Фарадея. (2017, 3 травня). Отримано з en.wikipedia.org.
  8. Ефект Фарадея. (2017, 8 червня). Отримано з en.wikipedia.org.
  9. Ефект Фарадея. (2017, 10 травня). Отримано з en.wikipedia.org.
  10. Хто такий Майкл Фарадей? Яке було його відкриття в галузі науки? (2015, 6 червня). Відновлено з quora.com
  11. 10 найкращих внесків Майкла Фарадея в науку. (2016, 16 грудня). Отримано з learnodo-newtonic.com.