Michael Faraday angol fizikus, aki szegény családban nőtt fel, az emberiség történetének egyik legnagyobb tudósa lett. Kiemelkedő eredményeit abban az időben érte el, amikor a tudomány a kiváltságos családokba született emberek nagy része. Az elektromos kapacitás mértékegységét, a farádot róla nevezték el.
Faraday (fizikus): rövid életrajz
Michael Faraday 1791. szeptember 22-én született a brit fővárosban, Londonban. Ő volt a harmadik gyermek James és Margaret Faraday családjában. Apja kovács volt, aki rossz egészségi állapotban volt. A házasságkötés előtt édesanyja szobalányként dolgozott. A család szegénységben élt.
Michael 13 éves koráig egy helyi iskolába járt, ahol általános iskolát is szerzett. Hogy segítse a családot, hírnökként kezdett dolgozni egy könyvesboltban. A fiú szorgalma lenyűgözte munkaadóját. Egy évvel később könyvkötő tanoncnak léptették elő.
Könyvkötés és tudomány
Michael Faraday többet akart tudni a világról; nem korlátozódott a könyvek restaurálására. Szorgalmas napi munka után minden szabadidejét bekötött könyvek olvasásával töltötte.
Lassan felfedezte, hogy érdekli a tudomány. Két könyve különösen tetszett neki:
- Az Encyclopædia Britannica az elektromosságról és még sok másról szerzett tudásának forrása.
- Chemistry Talks – 600 oldal hozzáférhető kémia, Jane Marset.
Annyira beleszeretett, hogy csekély bevételének egy részét vegyszerekre és készülékekre kezdte költeni, hogy megerősítse az olvasottak igazságát.
Tudományos ismereteinek bővítése közben hallotta, hogy a neves tudós, John Tatum természetfilozófiáról (fizikáról) készül nyilvános előadássorozatot tartani. Az előadásokon való részvételért egy shilling díjat kellett fizetni – túl sok Michael Faraday számára. Bátyja, kovács, akit lenyűgözött bátyja növekvő tudomány iránti elkötelezettsége, megadta neki a szükséges összeget.
Ismerje meg Humphrey Davyt
Faraday újabb lépést tett a tudomány felé, amikor William Dance, a könyvesbolt vásárlója megkérdezte Michaelt, hogy szeretne-e jegyet szerezni a Királyi Intézet előadásaira.
Az előadó, Sir Humphry Davy a világ egyik leghíresebb tudósa volt. Faraday élt a lehetőséggel, és négy előadáson vett részt a kémia egyik legújabb problémájáról - a savasság meghatározásáról. Nézte a kísérleteket, amelyeket Davy végzett előadásokon.
Ez volt az a világ, amelyben élni akart. Faraday jegyzeteket vezetett, majd annyit kiegészített a jegyzetekkel, hogy készített egy 300 oldalas kéziratot, amit maga bekötött és jeléül elküldött Davynek.köszönöm.
Ebben az időben, egy könyvesbolt hátsó udvarában Michael bonyolultabb kísérleteket kezdett végezni, hogy rézérmékből és nedves sópapírral elválasztott cinkkorongokból elektromos akkumulátort hozzon létre. Vegyi anyagok, például magnézium-szulfát lebontására használta. Humphry Davy úttörő volt a kémia területén.
1812 októberében Faraday tanoncsága véget ért, és könyvkötőként kezdett dolgozni egy másik munkáltatónál, akit gusztustalannak talált.
Nem lenne boldogság, de a szerencsétlenség segített
És Faraday boldog eseménye volt. Egy sikertelen kísérlet eredményeként Humphry Davy megsérült: ez átmenetileg befolyásolta az írási képességét. Michaelnek sikerült néhány napig feljegyzéseket vezetnie Davynek, akit lenyűgözött a neki küldött könyv.
Amikor az asszisztensi munka rövid ideje véget ért, Faraday levelet küldött a tudósnak, amelyben arra kérte, vegye fel asszisztensnek. Nem sokkal ezután Davy egyik laborasszisztensét elbocsátották helytelen magatartás miatt, és Humphrey megkérdezte Michaelt, hogy szeretné-e betölteni az üresedést.
Szeretne a Királyi Intézetben dolgozni a világ egyik leghíresebb tudósával? Költői kérdés volt.
Karrier a királyi intézményben
Faraday 1813. március 1-jén, 21 évesen lépett hivatalba.
Jól fizették, és kapott egy szobát a Királyi Intézet padlásán. Michael nagyon elégedett volt, és már nincs kapcsolata ezzel az intézménnyel54 évre megszakították, ezalatt sikerült kémiaprofesszor lenni.
Faraday feladata az volt, hogy a Királyi Intézetben végzett kísérletekhez és előadásokhoz felszerelést készítsen elő. Először nitrogén-trikloriddal foglalkozott, egy robbanóanyaggal, amely megsebesítette Davyt. Michael rövid időre eszméletét is elvesztette a következő robbanáskor, és amikor Humphrey ismét megsérült, a kísérleteket ezzel a vegyülettel leállították.
A Királyi Intézetben eltöltött 7 hónap után Davy magával vitte Faradayt egy 18 hónapos európai körútra. Ez idő alatt Michaelnek sikerült találkoznia olyan nagyszerű tudósokkal, mint Andre-Marie Ampère Párizsban és Alessandro Volta Milánóban. A turné bizonyos értelemben felváltotta az egyetemi tanulmányait – Faraday sokat tanult ezalatt.
A turné nagy részében azonban elégedetlen volt, mivel a tudományos és titkári munka mellett Davyre és feleségére kellett várnia. A tudós felesége származása miatt nem tartotta egyenrangúnak Faradayt.
Miután visszatértem Londonba, minden a helyére került. A Királyi Intézet megújította Michael szerződését, és megemelte a javadalmazását. Davy még tudományos közleményekben is emlegette a segítségét.
1816-ban, 24 évesen Faraday tartotta első előadását az anyag tulajdonságairól. A Városi Filozófiai Társaságban történt. Ezzel egy időben publikálta első tudományos cikkét a kalcium-hidroxid elemzéséről a Science Quarterly-ben.
1821-ben, 29 évesen Faradayt a Királyi Intézet háztartás- és laboratóriumának vezetőjévé léptették elő. Ugyanabban afeleségül vette Sarah Barnardot. Michael és felesége a következő 46 év nagy részében az intézetben éltek, már nem a padláson, hanem abban a kényelmes helyiségben, amelyet egykor Humphry Davy fogl alt el.
1824-ben Faraday (fizika) életrajzát a Királyi Társaságba való megválasztása fémjelezte. Ez annak elismerése volt, hogy jelentős tudós lett.
1825-ben Faraday fizikus lett a laboratórium igazgatója.
1833-ban Fuller kémiaprofesszora lett a Nagy-Britannia Királyi Intézetében. Faraday ezt a pozíciót töltötte élete végéig.
1848-ban és 1858-ban felkérték a Royal Society élére, de visszautasította.
Tudományos eredmények
Több könyvre lenne szükség, hogy leírjuk Faraday felfedezéseit a fizikában. Nem véletlen, hogy Albert Einstein mindössze három tudós fényképét tartotta az irodájában: Isaac Newtonról, James Maxwellről és Michael Faradayről.
Furcsa módon bár a "fizikus" szót a tudós életében kezdték használni, ő maga nem szerette, és mindig filozófusnak nevezte magát. Faraday olyan ember volt, aki kísérletekkel tett felfedezéseket, és arról volt ismert, hogy soha nem adta fel azokat az ötleteket, amelyeket a tudományos intuícióból kitalált.
Ha úgy gondolta, hogy az ötlet megéri, a sok kudarc ellenére folytatta a kísérletezést, amíg el nem érte, amit várt, vagy amíg meg nem győződött arról, hogy az anyatermészet bebizonyította, hogy téved, ami rendkívül ritka volt.
Szóval mit fedezett fel Faraday a fizikában? Íme néhány a legjelentősebberedmények.
1821: Az elektromágneses forgás felfedezése
Ez volt a hírnöke annak, ami végül az elektromos motor megalkotásához vezetett. A felfedezés Oersted elméletén alapult, amely egy elektromos áramot szállító vezeték mágneses tulajdonságairól szól.
1823: Gázcseppfolyósítás és hűtés
1802-ben John D alton azt javasolta, hogy minden gáz cseppfolyósítható legyen alacsony hőmérsékleten vagy magas nyomáson. Faraday fizikus ezt empirikusan bebizonyította. Először a klórt és az ammóniát alakította folyadékká.
A folyékony ammónia azért is érdekes volt, mert ahogy Michael Faraday megjegyezte, párolgási folyamatának fizikája lehűlést okozott. A mesterséges párologtatással történő hűtés elvét William Cullen nyilvánosan demonstrálta 1756-ban Edinburgh-ban. A tudós egy szivattyú segítségével éterrel csökkentette a nyomást a lombikban, aminek következtében az gyorsan elpárolog. Ez lehűlést okozott, és jég keletkezett a lombik külső oldalán a levegő nedvességétől.
Faraday felfedezésének fontossága az volt, hogy a mechanikus szivattyúk a gázt szobahőmérsékleten folyadékká alakítják. Ezután a folyadék elpárolgott, lehűtött mindent, a keletkező gázt a ciklus megismétlésével szivattyú segítségével összegyűjtötték és újra folyadékká préselték. Így működnek a modern hűtőszekrények és fagyasztók.
1862-ben a londoni világkiállításon Ferdinand Carré bemutatta a világ első kereskedelmi jégkészítő gépét. Az autó ammóniát használt hűtőfolyadékként, és az200 kg/óra sebességgel termelt jeget.
1825: A benzol felfedezése
Történelmileg a benzol a kémia egyik legfontosabb anyagává vált, mind gyakorlati értelemben, azaz új anyagok létrehozására használják, mind elméleti értelemben a kémiai kötés megértésére. Egy tudós benzolt fedezett fel egy londoni világítógáz-gyártó létesítmény olajos maradékában.
1831: Faraday törvénye, képlete, az elektromágneses indukció fizikája
Ez rendkívül fontos felfedezés volt a tudomány és a technológia jövője szempontjából. Faraday törvénye (fizika) kimondja, hogy a váltakozó mágneses tér elektromos áramot indukál az áramkörben, és a keletkezett elektromotoros erő egyenesen arányos a mágneses fluxus változási sebességével. Egyik lehetséges bejegyzése az |E|=|dΦ/dt|, ahol E az EMF és Ф a mágneses fluxus.
Például, ha egy patkómágnest mozgat egy vezeték mentén, elektromos áram keletkezik, mivel a mágnes mozgása váltakozó mágneses teret okoz. Ezt megelőzően az egyetlen áramforrás az akkumulátor volt. Michael Faraday, akinek a fizikában tett felfedezései kimutatták, hogy a mozgás elektromos energiává, tudományosabb kifejezésekkel a mozgási energiát elektromos energiává alakíthatja át, ezért a felelős azért, hogy az otthonunkban található energia nagy része manapság elektromos energiává alakítható. ezt az elvet.
A forgást (kinetikus energiát) az elektromágneses indukció elektromos árammá alakítja. A forgást pedig a turbinákon lévő nagy gőz hatására érik el.a szén, a gáz vagy az atom energiája által létrehozott nyomás, vagy a víz nyomása a vízerőművekben, vagy a légnyomás a szélerőművekben.
1834: Az elektrolízis törvényei
Faraday, a fizikus jelentős mértékben hozzájárult az elektrokémia új tudományának létrehozásához. Elmagyarázza, mi történik az elektróda és az ionizált anyag határfelületén. Az elektrokémiának köszönhetően lítium-ion akkumulátorokat és akkumulátorokat használunk, amelyek a modern mobiltechnológiát táplálják. Faraday törvényei fontosak az elektródreakciók megértéséhez.
1836: az árnyékolt kamera találmánya
Faraday fizikus felfedezte, hogy amikor egy elektromos vezetőt feltöltenek, az összes felesleges töltés a külső oldalán halmozódik fel. Ez azt jelenti, hogy a fémből készült helyiségben vagy ketrecben nem jelenik meg többletköltség. Például egy Faraday-öltönybe, azaz fém béléssel ellátott személy nincs kitéve külső elektromosságnak. A Faraday-ketrec az emberek védelmén kívül olyan elektromos vagy elektrokémiai kísérletek elvégzésére is használható, amelyek érzékenyek a külső interferenciára. Az árnyékolt kamerák holt zónákat is létrehozhatnak a mobilkommunikáció számára.
1845: a Faraday-effektus felfedezése – a magneto-optikai effektus
A tudománytörténet másik fontos kísérlete volt az első, amely az elektromágnesesség és a fény közötti összefüggést bizonyította, amelyet 1864-ben James Clerk Maxwell egyenletei írnak le teljesen. Faraday fizikus megállapította, hogy a fény elektromágneses hullám: „Amikorellentétes mágneses pólusok ugyanazon az oldalon voltak, ez hatással volt a polarizált nyalábra, ami így bizonyítja a kapcsolatot a mágneses erő és a fény között…
1845: A diamágnesesség, mint minden anyag tulajdonságának felfedezése
A legtöbb ember ismeri a ferromágnesességet, példaként használva a közönséges mágneseket. Faraday (egy fizikus) felfedezte, hogy minden anyag diamágneses – többnyire gyengén, de vannak erősek is. A diamágnesesség ellentétes az alkalmazott mágneses tér irányával. Például, ha az északi pólust egy erősen diamágneses anyag közelébe helyezi, akkor az taszítja. Az anyagokban a nagyon erős modern mágnesek által kiváltott diamágnesesség felhasználható a levitáció elérésére. Még az olyan élőlények is, mint a békák, diamágnesesek, és erős mágneses térben lebeghetnek.
Vége
Michael Faraday, akinek a fizika felfedezései forradalmasították a tudományt, 1867. augusztus 25-én h alt meg Londonban, 75 éves korában. Felesége, Sarah tovább élt. A párnak nem volt gyereke. Egész életében jámbor keresztény volt, és egy kis protestáns szektához, a Sandemanianshoz tartozott.
Faradayt még életében felajánlották a Westminster Abbeyben, Nagy-Britannia királyaival és királynőivel, valamint olyan tudósokkal, mint Isaac Newton. Visszautasította a szerényebb szertartást. Sírja, ahol Sarah is van eltemetve, a londoni Highgate temetőben található.
