MICHAEL FARADAY: BIOGRAFIJA, POSKUSI IN PRISPEVKI - ZNANOST - 2026

Michael Faraday (Newington Butt, 22. september 1791 - Hampton Court, 25. avgusta 1867) je bil fizik in kemik britanskega porekla, katerega glavni prispevek sta na področju elektromagnetizma in elektrokemije. Med njegovimi prispevki znanosti in s tem človeštvu lahko izpostavimo njegovo delo o elektromagnetni indukciji, diamagnetizmu in elektrolizi.

Zaradi ekonomskih razmer svoje družine je Faraday dobil malo formalne izobrazbe, zato je že od štirinajstih let zadolževal, da je te pomanjkljivosti opravil tako, da je med vajenjem kot knjigoveško knjigo opravil veliko branja.

Ena od knjig, ki jo je zavezal in ki je najbolj vplivala na znanstvenika, je bila Izboljšanje uma Isaaca Wattsa.

Faraday je bil odličen eksperimentator in je svoje ugotovitve prenašal v lahko razumljivem jeziku. Čeprav njegove matematične sposobnosti niso bile najboljše, je James Clerk Maxwell povzel svoje delo in delo drugih v skupino enačb.

Z besedami Clerka Maxwella: "Uporaba silnic kaže, da je bil Faraday res odličen matematik, iz katerega bi bodoči matematiki lahko izpeljali dragocene in rodovitne metode."

Enota električne zmogljivosti Mednarodnega sistema enot (SI) se v njegovo čast imenuje Farad (F).

Kot kemik je Faraday odkril benzen, izvedel raziskave o klor-klatratu, sistemu oksidacijskih številk in ustvaril tisto, kar bi postalo znano kot predhodnik gorilnika Bunsen. Poleg tega je populariziral izraze: anoda, katoda, elektron in ion.

Na področju fizike so se njegova raziskovanja in poskusi osredotočali na elektriko in elektromagnetizem.

Njegova študija magnetnega polja je bila temeljna za razvoj koncepta elektromagnetnega polja in njegov izum, ki ga je sam poimenoval "Naprave za elektromagnetno vrtenje", je bil predhodnik trenutnega elektromotorja.

Življenjepis

Michael Faraday se je rodil 22. septembra 1791 v soseski Newington Butt, ki se nahaja južno od Londona v Angliji. Njegova družina ni bila premožna, zato formalna izobrazba ni bila zelo obsežna.

Michaelov oče je bil imenovan James in je bil praktik nauka krščanstva. Sama se je po materi poročila Margaret Hastwell in preden se je poročila z Jamesom, je delala kot domača delavka. Michael je imel tri brate in sestre in je bil predzadnji od zakonskih otrok.

Ko je bil Michael star štirinajst let, je delal skupaj z Georgeom Riebaujem, ki je bil prodajalec knjig in knjigovez. Michael je pri tem delu ostal sedem let, v tem času pa se je lahko bralcu veliko bolj približal.

V tem času so ga začeli privlačiti znanstveni pojavi, predvsem tisti, povezani z elektriko.

Poglobitev treninga

Pri 20 letih se je leta 1812 Michael začel udeležiti različnih konferenc, ki jih je skoraj vedno povabil William Dance, angleški glasbenik, ki je ustanovil Royal Philharmonic Society.

Nekateri govorci, do katerih je imel Michael dostop, so bili John Tatum, britanski filozof in znanstvenik, ter Humphry Davy, kemik angleškega porekla.

Povezava z Humphry Davy

Michael Faraday je bil zelo metodičen človek in je napisal povsem konkretne opombe, ki jih je poslal Davyju skupaj z noto, s katero je prosil za službo.

Te beležke so sestavljale knjigo na približno 300 straneh in Davy jim je bil zelo všeč. Slednji je nekaj časa pozneje v laboratoriju doživel nesrečo, ki mu je močno poškodovala vid.

V tem okviru je Davy najel Faradayja za svojega pomočnika. Hkrati - 1. marca 1813 - je Faraday postal asistent kemije pri Kraljevi instituciji.

Izlet v Evropo

Humphry Davy je med letoma 1813 in 1815 potoval po različnih državah v Evropi. Hlapec, ki ga je imel takrat, se je odločil, da se potovanja ne bo udeležil, zato je bil Faraday tisti, ki je moral izpolniti hlapčeve naloge, čeprav je bila njegova funkcija kemični pomočnik.

Govori se, da je bila angleška družba v tistem času izredno usmerjena v razred, zato je Faraday veljal za človeka z manjvrednimi lastnostmi.

Celo žena Davy je vztrajala pri ravnanju s Faradayem kot s hlapcem, ki ga noče sprejeti v voziček ali ga jesti z njimi.

Čeprav je to potovanje pomenilo zelo slab čas za Faradaya zaradi neugodnega zdravljenja, ki ga je bil deležen, je hkrati pomenilo, da bi lahko imel neposreden stik z najpomembnejšimi znanstvenimi in akademskimi področji v Evropi.

Predanost električni energiji

Že leta 1821 se je Michael Faraday v celoti posvetil preučevanju električne energije, magnetizma in možnosti obeh elementov.

Leta 1825 je bil Davy hudo bolan, zato je Faraday postal njegova zamenjava v laboratoriju. To je bil čas, ko je predlagal več svojih teorij.

Eno najpomembnejših je bila zamisel, da sta elektrika in magnetizem ter svetloba delovali kot triada z enotnim značajem.

Istega leta je Faraday začel predavati v kraljevi instituciji, imenovani božična predavanja kraljeve ustanove, ki so bila namenjena zlasti otrokom in se ukvarjala z najpomembnejšimi znanstvenimi dosežki tistega časa ter različnimi anekdotami in zgodbami s področja znanost.

Namen teh pogovorov je bil približati znanost tistim otrokom, ki niso imeli priložnosti formalnega študija, kot se je zgodilo njemu.

Poroka

Leta 1821 se je Faraday poročil s Sarah Barnard. Njihove družine so se udeležile iste cerkve in tam so se srečevali.

Faraday je bil vse življenje zelo religiozen človek in je bil privrženec cerkve Sandemaniana, ki izhaja iz cerkve na Škotskem. Dejavno je sodeloval v svoji cerkvi, saj je dve leti zapored postal diakon in celo duhovnik.

Iz zakonske zveze med Faradayem in Barnardom se ni rodil noben otrok.

Leta izumov

Naslednja leta Faradaya so bila polna izumov in poskusov. Leta 1823 je odkril postopek utekočinjanja klora (sprememba iz plinastega ali trdnega v tekoče stanje), dve leti pozneje, leta 1825, pa je odkril isti postopek, vendar za benzen.

Leta 1831 je Faraday odkril elektromagnetno indukcijo, iz katere je nastal tako imenovani Faradayev zakon ali zakon elektromagnetne indukcije. Leto pozneje, 1832, je na univerzi v Oxfordu prejel častno imenovanje doktorja civilnega prava.

Štiri leta pozneje je Faraday odkril mehanizem, ki deluje kot zaščitna škatla pred električnimi sunki. Ta škatla se je imenovala kletka Faraday in je kasneje postala eden najbolj razširjenih izumov, tudi danes.

Leta 1845 je odkril učinek, ki odraža jasno interakcijo med svetlobo in magnetizmom; ta učinek se je imenoval Faradayev učinek.

Priznanja

Angleška monarhija je Faradayju ponudila imenovanje gospodu, ki ga je večkrat zavrnil, saj je menil, da je v nasprotju z njegovimi verskimi prepričanji; Faraday je ta sestanek povezal z iskanjem prepoznavnosti in z nečimrnostjo.

Kraljevo društvo je tudi predlagalo, da postane njen predsednik, Faraday pa je zavrnil to ponudbo, ki je bila podana ob dveh različnih priložnostih.

Kraljevska švedska akademija znanosti ga je leta 1838 imenovala za tujega člana. Leto pozneje je Faraday doživel živčni zlom; po krajšem obdobju je nadaljeval študij.

Leta 1844 ga je Francoska akademija znanosti vključila v svoje tuje člane, ki so bili le 8 osebnosti.

Končna leta

Leta 1848 je Michael Faraday pridobil hišo milosti in uslug, ki je bila tista hiša, ki je pripadala angleški državi in ​​je bila brezplačno ponujena tistim pomembnim osebnostim v državi, da bi se namenila zahvaliti za storitve, ki so jih narodu nudili.

Ta hiša je bila v Middlesexu, v Hampton Courtu in Faraday je v njej živel od leta 1858. Prav v tej hiši je pozneje umrl.

V teh letih je angleška vlada vzpostavila stik z njim in ga prosila, naj jim pomaga pri postopku izdelave kemičnega orožja v okviru krimske vojne, ki je potekala med letoma 1853 in 1856. Faraday je zavrnil ta ponudba, glede na to, da se ji zdi neetično sodelovati v tem procesu.

Smrt

Michael Faraday je umrl 25. avgusta 1867, ko je bil star 75 let. Zanimiva anekdota tega trenutka je, da so mu ponudili pokopališče v priznani Westminsterski opatiji, ki ga je zavrnil.

Vendar znotraj te cerkve najdete ploščo, ki časti Faradaya in se nahaja v bližini groba Isaaca Newtona. Njegovo truplo leži na razkošnem pokopališču Highgate.

Poskusi

Življenje Michaela Faradaya je bilo polno izumov in eksperimentov. Nato bomo podrobneje opisali dva najpomembnejša eksperimenta, ki jih je izvedel in ki so bili transcendentni za človeštvo.

Faradayev zakon

Da bi demonstriral tako imenovani Faradayev zakon ali zakon elektromagnetne indukcije, je Michael Faraday vzel karton v obliki cevi, na katero je privijal izolirano žico; na ta način je oblikoval tuljavo.

Nato je vzel tuljavo in jo povezal z voltmetrom za merjenje inducirane elektromotorne sile, medtem ko je magnet prešel skozi tuljavo.

Kot rezultat tega poskusa je Faraday ugotovil, da magnet v mirovanju ne more ustvariti elektromotorne sile, čeprav v mirovanju ustvarja visoko magnetno polje. To se kaže v dejstvu, da se skozi tuljavo pretok ne spreminja.

Ko se magnet približa tuljavi, se magnetni tok hitro poveča, dokler magnet dejansko ni znotraj tuljave. Ko magnet preide skozi tuljavo, ta fluks pade.

Faradayeva kletka

Faradayeva kletka je bila zgradba, s katero je temu znanstveniku uspelo zaščititi elemente pred električnimi razelektritvami.

Faraday je ta poskus izvedel leta 1836, zavedajoč se, da presežek naboja prevodnika vpliva na tisto, kar je zunaj njega, in ne na tisto, kar ga je omejeval.

Da bi to dokazal, je Faraday obložil stene sobe z aluminijasto folijo in ustvaril visokonapetostne izpuste skozi elektrostatični generator zunaj sobe.

Zahvaljujoč verifikaciji z elektroskopom je Faraday lahko preveril, da v sobi dejansko ni nobenega električnega naboja.

To načelo lahko danes opazimo pri kablih in optičnih bralnikih, obstajajo pa tudi drugi predmeti, ki sami po sebi delujejo kot Faradayjeve kletke, kot so avtomobili, dvigala ali celo letala.

Glavni prispevki

Izdelava naprav za "elektromagnetno vrtenje"

Potem ko je danski fizik in kemik Hans Christian Ørsted odkril pojav elektromagnetizma, sta Humphry Davy in William Hyde Wollaston poskusila in neuspešno zasnovala električni motor.

Faraday je po tem, ko se je z dvema znanstvenikoma prepiral o tem, uspel ustvariti dve napravi, ki sta vodili do tega, kar je poimenoval "elektromagnetno vrtenje."

Ena od teh naprav, trenutno znana kot "homopolarni motor", je ustvarila neprekinjeno krožno gibanje, ki ga ustvarja krožna magnetna sila okoli žice, ki se je razširila na živosrebrno posodo z magnetom v notranjosti. Z napajanjem toka na žico s kemično baterijo bi se vrtel okoli magneta.

Ta eksperiment je bil osnova za sodobno elektromagnetno teorijo. Takšno je bilo Faradayjevo navdušenje po tem odkritju, da je objavil rezultate, ne da bi se posvetoval z Wollastonom ali Davyjem, kar je povzročilo polemiko znotraj Kraljeve družbe in Faradayevo dodelitev drugim dejavnostim, razen elektromagnetizmu.

Utekočinjanje in hlajenje plina (1823)

Na osnovi teorije Johna Daltona, v kateri je izjavil, da je mogoče vse pline spraviti v tekoče stanje, je Faraday z eksperimentom dokazal resničnost te teorije, poleg tega pa je prevzel osnove, s katerimi delujejo sodobni hladilniki in zamrzovalniki. .

Z utekočinjanjem ali utekočinjanjem (zvišanjem tlaka in znižanjem temperature plinov) klora in amoniaka v plinastem stanju je Faradayju uspelo spraviti te snovi v tekoče stanje, ki je veljalo za "trajno plinasto stanje".

Poleg tega mu je uspelo vrniti amonijak v plinasto stanje, pri čemer je opazil, da je med tem postopkom nastajalo hlajenje.

To odkritje je pokazalo, da lahko mehanska črpalka pretvori plin pri sobni temperaturi v tekočino, ustvari hlajenje tako, da se vrne v plinasto stanje in ponovno stisne v tekočino.

Odkritje benzena (1825)

Faraday je molekul benzena odkril tako, da ga je izoliral in identificiral iz oljnatega ostanka, pridobljenega s proizvodnjo svetlobnega plina, ki mu je dal ime "bikarburet vodika".

Ob predvidevanju tega odkritja je pomemben dosežek kemije zaradi praktične uporabe benzena.

Odkrivanje elektromagnetne indukcije (1831)

Elektromagnetna indukcija je bila Faradayjevo veliko odkritje, ki ga je dosegel s povezovanjem dveh žičnih solenoidov okoli nasprotnih koncev železnega obroča.

Faraday je en magnetni priključil na galvanometer in gledal, kako se povezuje in odklopi drugega iz baterije.

Z odklopom in priključitvijo solenoida je lahko opazil, da je pri prehodu toka skozi en solenoid v drugem začasno sprožen drug tok.

Vzrok za to indukcijo je posledica spremembe magnetnega toka, ki se je zgodila ob odklopu in priklopu akumulatorja.

Ta poskus je danes znan kot "medsebojna indukcija", ki se pojavi, ko sprememba toka v enem induktorju povzroči napetost v drugem bližnjem induktorju. To je mehanizem, s katerim transformatorji delujejo.

Zakoni elektrolize (1834)

Michael Faraday je bil tudi eden glavnih ustvarjalcev znanosti o elektrokemiji, znanosti, ki je odgovorna za ustvarjanje baterij, ki jih trenutno uporabljajo mobilne naprave.

Med izvajanjem raziskav o naravi električne energije je Faraday formuliral svoja dva zakona elektrolize.

Prvi od teh navaja, da je količina snovi, ki se odloži na vsako elektrodo elektrolitske celice, sorazmerna s količino električne energije, ki gre skozi celico.

Drugi od teh zakonov določa, da so količine različnih elementov, ki jih odloži določena količina električne energije, sorazmerne z njihovo ekvivalentno kemijsko težo.

Odkritje Faradayevega učinka (1845)

Ta učinek je znan tudi kot Faradayjevo vrtenje in je magnetno-optični pojav, ki je interakcija med svetlobo in magnetnim poljem v mediju.

Faradayev učinek povzroči vrtenje ravnine polarizacije, ki je linearno sorazmerna s komponento magnetnega polja v smeri širjenja.

Faraday je trdno verjel, da je svetloba elektromagnetni pojav in da jo morajo zato vplivati ​​elektromagnetne sile.

Po nizu neuspešnih poskusov je šel na preizkus koščka trdnega stekla, ki vsebuje sledi svinca, ki jih je izdelal v svojih dneh izdelave stekla.

Na ta način je opazoval, da se polarizirana svetloba, ko skozi steklo prehaja skozi steklo, v smeri magnetne sile vrti pod kotom, sorazmernim jakosti magnetnega polja.

Nato je to preizkusil z različnimi trdnimi snovmi, tekočinami in plini z močnejšimi elektromagneti.

Odkritje diamagnetizma (1845)

Faraday je odkril, da imajo vsi materiali šibko odbojnost proti magnetnim poljem, kar je poimenoval diamagnetizem.

To pomeni, da ustvarijo inducirano magnetno polje v nasprotni smeri od zunanje apliciranega magnetnega polja, ki ga odbija uporabljeno magnetno polje.

Odkril je tudi, da se paramagnetni materiali obnašajo nasprotno, saj jih privlači zunanje magnetno polje.

Faraday je pokazal, da je ta lastnost (diamagnetna ali paramagnetna) prisotna v vseh snoveh. Diamagnetizem, ki ga povzročajo izredno močni magneti, se lahko uporablja za proizvodnjo levitacije.

Reference

1. Michael Faraday. (2017, 9. junij). Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8. junij). Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
3. Benzen. (2017, 6. junij) Obnovljeno iz en.wikipedia.org.
4. Utekočinjanje plina. (2017, 7. maja) Obnovljeno od en.wikipedia.org.
5. Faradayevi zakoni elektrolize. (2017, 4. junij). Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
6. Faradayeva kletka. (2017, 8. junij). Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
7. Faradayev eksperiment z ledenim tobom. (2017, 3. maja). Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
8. Faradayev učinek. (2017, 8. junij). Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
9. Faradayev učinek. (2017, 10. maja). Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
10. Kdo je Michael Faraday? Kakšno je bilo njegovo odkritje na področju znanosti? (2015, 6. junij). Pridobljeno iz spletnega mesta quora.com
11. 10 glavnih prispevkov Michaela Faradaya k znanosti. (2016, 16. decembra). Pridobljeno od learnodo-newtonic.com.