МАЙКЛ ФАРАДЕЙ: БИОГРАФИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТЫ И ВКЛАД - НАУКА - 2026

Майкл Фарадей (Ньюингтон Батт, 22 сентября 1791 г. - Хэмптон-Корт, 25 августа 1867 г.) был физиком и химиком британского происхождения, основной вклад которого был сделан в области электромагнетизма и электрохимии. Среди его вкладов в науку и, следовательно, в человечество, мы можем выделить его работы по электромагнитной индукции, диамагнетизму и электролизу.

Из-за экономических условий своей семьи Фарадей не получил формального образования, поэтому с четырнадцати лет он отвечал за восполнение этих пробелов, выполняя большое количество чтений во время своего ученичества переплетчика.

Одна из книг, которые он переплетал и которая оказала наибольшее влияние на ученого, была Исаак Уоттс «Улучшение разума».

Фарадей был прекрасным экспериментатором и изложил свои открытия простым для понимания языком. Хотя его математические способности были не самыми лучшими, Джеймс Клерк Максвелл резюмировал свою работу и работу других в группе уравнений.

По словам Клерка Максвелла: «Использование силовых линий показывает, что Фарадей действительно был великим математиком, у которого будущие математики могли извлечь ценные и плодотворные методы».

Единица электрической мощности Международной системы единиц (СИ) называется Фарад (Ф) в его честь.

Как химик Фарадей открыл бензол, провел исследования клатрата хлора, системы степени окисления, и создал то, что впоследствии стало известно как предшественник горелки Бунзена. Кроме того, он популяризировал термины: анод, катод, электрон и ион.

В области физики его исследования и эксперименты были сосредоточены на электричестве и электромагнетизме.

Его исследование магнитного поля было фундаментальным для развития концепции электромагнитного поля, а его изобретение, названное им самим как «Электромагнитные вращающие устройства», явилось предшественником современного электродвигателя.

биография

Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в районе Ньюингтон-Батт, расположенном к югу от Лондона, в Англии. Его семья была небогатой, поэтому его формальное образование не было очень обширным.

Отца Майкла звали Джеймс, и он был приверженцем доктрины христианства. Со своей стороны, ее мать звали Маргарет Хэствелл, и до замужества с Джеймсом она работала домашней прислугой. У Майкла было 3 брата и сестры, и он был предпоследним из детей в браке.

Когда Майклу было четырнадцать, он работал вместе с Джорджем Рибау, который был книготорговцем и переплетчиком. Майкл оставался в этой работе в течение семи лет, за это время он смог значительно приблизиться к чтению.

В это время его начали привлекать научные явления, особенно связанные с электричеством.

Углубление обучения

В 1812 году, когда ему было 20 лет, Майкл начал посещать различные лекции, почти всегда его приглашал Уильям Дэнс, английский музыкант, основавший Королевское филармоническое общество.

Среди докладчиков, к которым имел доступ Майкл, были Джон Тейтум, британский философ и ученый, и Хэмфри Дэви, химик английского происхождения.

Отношения с Хэмфри Дэви

Майкл Фарадей был очень методичным человеком и писал довольно конкретные записки, которые отправлял Дэви вместе с запиской с просьбой о работе.

Эти записи составили книгу примерно из 300 страниц, и Дэви они очень понравились. Некоторое время спустя последний попал в аварию в лаборатории, в результате чего ему сильно повредилось зрение.

В этом контексте Дэви нанял Фарадея своим помощником. В то же время - 1 марта 1813 года - Фарадей стал ассистентом химика Королевского института.

Поездка в Европу

Между 1813 и 1815 годами Хэмфри Дэви путешествовал по разным странам Европы. Слуга, который у него был в то время, решил не участвовать в поездке, поэтому Фарадей был тем, кто должен был выполнять задачи слуги, даже при том, что его функция заключалась в том, чтобы быть помощником по химии.

Говорят, что английское общество в то время было чрезвычайно классово-ориентированным, поэтому Фарадей считался человеком с худшими характеристиками.

Даже жена Дэви настаивала на том, чтобы обращаться с Фарадеем как со слугой, отказываясь принимать его в своей карете и заставлять его есть вместе с ними.

Хотя эта поездка означала очень плохие времена для Фарадея из-за плохого обращения с ним, в то же время она подразумевала, что он мог иметь прямой контакт с наиболее важными научными и академическими областями Европы.

Посвящение электричеству

Еще в 1821 году Майкл Фарадей полностью посвятил себя изучению электричества, магнетизма и возможностей обоих элементов.

В 1825 году Дэви тяжело заболел, поэтому Фарадей стал его заменой в лаборатории. Это было время, когда он предложил несколько своих теорий.

Одним из наиболее актуальных было представление о том, что и электричество, и магнетизм, и свет функционируют как триада с единым характером.

В том же году Фарадей начал лекции в Королевском институте, названные Рождественскими лекциями Королевского института, которые были нацелены особенно на детей и посвящены наиболее важным научным достижениям того времени, а также различным анекдотам и историям из области медицины. наука.

Целью этих бесед было приблизить науку к тем детям, у которых не было возможности посещать формальные занятия, как это случилось с ним.

Брак

В 1821 году Фарадей женился на Саре Барнард. Их семьи посещали одну и ту же церковь, и именно там они познакомились.

Фарадей был очень религиозным человеком на протяжении всей своей жизни и был последователем церкви Сандеманиана, которая произошла от церкви Шотландии. Он активно участвовал в своей церкви, так как два года подряд становился диаконом и даже священником.

От брака Фарадея и Барнарда детей не родилось.

Годы изобретений

Следующие годы Фарадея были полны изобретений и экспериментов. В 1823 году он открыл процесс ожижения хлора (переход из газообразного или твердого состояния в жидкое), а два года спустя, в 1825 году, он открыл тот же процесс, но для бензола.

В 1831 году Фарадей открыл электромагнитную индукцию, из которой был создан так называемый закон Фарадея или закон электромагнитной индукции. Год спустя, в 1832 году, он получил почетное звание доктора гражданского права Оксфордского университета.

Четыре года спустя Фарадей обнаружил механизм, который служил защитной коробкой от поражения электрическим током. Этот ящик назывался клеткой Фарадея и позже стал одним из наиболее широко используемых изобретений даже сегодня.

В 1845 году он открыл эффект, который отражает четкое взаимодействие между светом и магнетизмом; этот эффект получил название эффекта Фарадея.

Признания

Монархия Англии предложила Фарадею назначение сэра, от чего он несколько раз отказывался, считая это противоречащим его религиозным убеждениям; Фарадей связал это свидание с поиском признания и тщеславием.

Королевское общество также предложило ему стать его президентом, и Фарадей отклонил это предложение, сделанное в двух разных случаях.

Шведская королевская академия наук назначила его иностранным членом в 1838 году. Год спустя у Фарадея случился нервный срыв; через короткий срок он продолжил учебу.

В 1844 году Французская академия наук включила его в число иностранных членов, которых было всего 8 человек.

Последние годы

В 1848 году Майкл Фарадей получил дом благодати и благосклонности, который принадлежал английскому государству и был предложен бесплатно соответствующим деятелям страны с намерением поблагодарить за услуги, оказанные народу.

Этот дом находился в Мидлсексе, в Хэмптон-Корт, и Фарадей жил в нем с 1858 года. Именно в этом доме он позже умер.

В эти годы с ним связывалось правительство Англии и просило его поддержать их в процессе создания химического оружия в рамках Крымской войны, которая произошла между 1853 и 1856 годами. Фарадей отказался это предложение, учитывая, что он считал неэтичным участвовать в этом процессе.

Смерть

Майкл Фарадей умер 25 августа 1867 года, когда ему было 75 лет. Любопытный анекдот этого момента заключается в том, что ему предложили место захоронения в известном Вестминстерском аббатстве, но он отказался от этого места.

Однако внутри этой церкви вы можете найти мемориальную доску в честь Фарадея, расположенную рядом с могилой Исаака Ньютона. Его тело лежит в несогласном районе Хайгейтского кладбища.

Эксперименты

Жизнь Майкла Фарадея была полна изобретений и экспериментов. Далее мы подробно рассмотрим два из самых важных экспериментов, которые он провел и которые были трансцендентны для человечества.

Закон Фарадея

Чтобы продемонстрировать так называемый закон Фарадея или закон электромагнитной индукции, Майкл Фарадей взял картон в виде трубки, к которой он намотал изолированный провод; таким образом он образовал катушку.

Затем он взял катушку и соединил ее с вольтметром, чтобы измерить наведенную электродвижущую силу, заставляя магнит проходить через катушку.

В результате этого эксперимента Фарадей определил, что покоящийся магнит не способен генерировать электродвижущую силу, хотя в покое он действительно генерирует сильное магнитное поле. Это отражается в том, что через катушку поток не меняется.

По мере приближения магнита к катушке магнитный поток быстро увеличивается, пока магнит не окажется внутри катушки. Когда магнит проходит через катушку, этот поток падает.

Клетка Фарадея

Клетка Фарадея была структурой, с помощью которой этому ученому удалось защитить элементы от электрических разрядов.

Фарадей провел этот эксперимент в 1836 году, когда он понял, что избыточный заряд проводника влияет на то, что находится за его пределами, а не на то, что было заключено в указанном проводнике.

Чтобы продемонстрировать это, Фарадей облил стены комнаты алюминиевой фольгой и с помощью электростатического генератора за пределами комнаты генерировал высоковольтные разряды.

Благодаря проверке с помощью электроскопа Фарадей смог убедиться, что действительно в комнате не было никаких электрических зарядов.

Этот принцип сегодня можно наблюдать в кабелях и сканерах, и есть другие объекты, которые сами по себе действуют как клетки Фарадея, такие как автомобили, лифты или даже самолеты.

Основные вклады

Конструкция устройств «электромагнитного вращения».

После того, как датский физик и химик Ганс Кристиан Эрстед открыл явление электромагнетизма, Хамфри Дэви и Уильям Хайд Волластон попытались, но потерпели неудачу, сконструировать электродвигатель.

Фарадей, поспорив об этом с двумя учеными, сумел создать два устройства, которые привели к тому, что он назвал «электромагнитным вращением».

Одно из этих устройств, в настоящее время известное как «униполярный двигатель», генерировало непрерывное круговое движение, которое создавалось круговой магнитной силой вокруг провода, которая распространялась на ртутный контейнер с магнитом внутри. Подавая ток на провод с помощью химической батареи, он будет вращаться вокруг магнита.

Этот эксперимент лег в основу современной теории электромагнетизма. После этого открытия Фарадей был так взволнован, что опубликовал результаты без консультации с Волластоном или Дэви, что вызвало разногласия в Королевском обществе и отнесение Фарадея к другим видам деятельности, кроме электромагнетизма.

Сжижение газов и охлаждение (1823 г.)

Основываясь на теории Джона Дальтона, в которой он утверждал, что все газы могут быть переведены в жидкое состояние, Фарадей продемонстрировал правдивость этой теории посредством эксперимента, в дополнение к предположению об основах, с которыми работают современные холодильники и морозильники. ,

Сжижая или сжижая (увеличивая давление и понижая температуру газов) хлора и аммиака в газообразном состоянии, Фарадею удалось перевести эти вещества в жидкое состояние, которое считалось «постоянным газообразным состоянием».

Кроме того, ему удалось вернуть аммиак в газообразное состояние, заметив, что во время этого процесса происходило охлаждение.

Это открытие продемонстрировало, что механический насос может преобразовывать газ при комнатной температуре в жидкость, производить охлаждение, возвращаясь в газообразное состояние, и снова сжиматься в жидкость.

Открытие бензола (1825 г.)

Фарадей открыл молекулу бензола, выделив и идентифицировав ее из маслянистого остатка, полученного при производстве осветительного газа, которому он дал название «Бикарбюрет водорода».

Считая это открытие важным достижением химии, связанным с практическим применением бензола.

Открытие электромагнитной индукции (1831 г.)

Электромагнитная индукция была великим открытием Фарадея, которого он достиг, соединив два проводных соленоида вокруг противоположных концов железного кольца.

Фарадей подключил один соленоид к гальванометру и наблюдал, как он подключает и отключает другой от батареи.

Отключив и подключив соленоид, он смог заметить, что когда он пропускал ток через один соленоид, другой ток временно индуцировался в другом.

Причина этой индукции связана с изменением магнитного потока, которое произошло при отключении и подключении аккумулятора.

Этот эксперимент теперь известен как «взаимная индукция», который происходит, когда изменение тока в одной катушке индуктивности индуцирует напряжение в другой соседней катушке индуктивности. Это механизм, по которому работают трансформаторы.

Законы электролиза (1834)

Майкл Фарадей также был одним из главных создателей науки об электрохимии, науки, ответственной за создание батарей, используемых в настоящее время в мобильных устройствах.

Проводя исследования природы электричества, Фарадей сформулировал два своих закона электролиза.

Первое из них гласит, что количество вещества, осажденного на каждом электроде электролитической ячейки, прямо пропорционально количеству электричества, которое проходит через ячейку.

Второй из этих законов гласит, что количество различных элементов, выделяемых определенным количеством электричества, пропорционально их эквивалентному химическому весу.

Открытие эффекта Фарадея (1845 г.)

Этот эффект, также известный как вращение Фарадея, представляет собой магнитно-оптическое явление, которое представляет собой взаимодействие между светом и магнитным полем в среде.

Эффект Фарадея вызывает вращение плоскости поляризации, которая линейно пропорциональна компоненту магнитного поля в направлении распространения.

Фарадей твердо верил, что свет - это электромагнитное явление, и поэтому на него должны воздействовать электромагнитные силы.

Итак, после серии безуспешных испытаний, он продолжил испытание куска твердого стекла, содержащего следы свинца, который он изготовил в дни своего стеклоделия.

Таким образом, он заметил, что когда поляризованный луч света проходит через стекло в направлении магнитной силы, поляризованный свет вращается под углом, пропорциональным силе магнитного поля.

Затем он проверил это с различными твердыми телами, жидкостями и газами, получив более сильные электромагниты.

Открытие диамагнетизма (1845 г.)

Фарадей обнаружил, что все материалы имеют слабое отталкивание к магнитным полям, которое он назвал диамагнетизмом.

То есть они создают индуцированное магнитное поле в направлении, противоположном приложенному извне магнитному полю, отталкиваясь приложенным магнитным полем.

Он также обнаружил, что парамагнитные материалы ведут себя противоположным образом, будучи притянутыми внешним магнитным полем.

Фарадей показал, что это свойство (диамагнитное или парамагнитное) присутствует во всех веществах. Диамагнетизм, индуцированный сверхсильными магнитами, можно использовать для левитации.

Ссылки

1. Майкл Фарадей. (2017, 9 июня). Восстановлено с en.wikipedia.org.
2. Майкл Фарадей. (2017, 8 июня). Восстановлено с en.wikipedia.org.
3. Бензол. (6 июня 2017 г.) Получено с en.wikipedia.org.
4. Сжижение газа. (7 мая 2017 г.) Получено с en.wikipedia.org.
5. Законы электролиза Фарадея. (2017, 4 июня). Восстановлено с en.wikipedia.org.
6. Клетка Фарадея. (2017, 8 июня). Восстановлено с en.wikipedia.org.
7. Эксперимент Фарадея с ведром со льдом. (2017, 3 мая). Восстановлено с en.wikipedia.org.
8. Эффект Фарадея. (2017, 8 июня). Восстановлено с en.wikipedia.org.
9. Эффект Фарадея. (2017, 10 мая). Восстановлено с en.wikipedia.org.
10. Кто такой Майкл Фарадей? Что было его открытием в области науки? (2015, 6 июня). Получено с quora.com
11. 10 главных вкладов Майкла Фарадея в науку. (2016, 16 декабря). Получено с сайта learnodo-newtonic.com.