MICHAELAS FARADĖJUS: BIOGRAFIJA, EKSPERIMENTAI IR INDĖLIAI - MOKSLAS - 2025

Michaelas Faradėjus (1791 m. Rugsėjo 22 d. Niuingtono Butte - 1867 m. Rugpjūčio 25 d. Hemptono teisme) buvo britų kilmės fizikas ir chemikas, kurio pagrindiniai indėliai yra elektromagnetizmo ir elektrochemijos srityse. Tarp jo indėlio į mokslą, taigi ir į žmoniją, galime išskirti jo darbus apie elektromagnetinę indukciją, diamagnetizmą ir elektrolizę.

Dėl savo šeimos ekonominių sąlygų Faradėjus nedaug te įgijo oficialų išsilavinimą, todėl nuo keturiolikos metų jis buvo atsakingas už šių trūkumų pašalinimą atlikdamas daugybę skaitymų per savo pameistrio knygnešį.

Viena iš jo surinktų knygų, kuri labiausiai paveikė mokslininką, buvo Izaoko Wattso „Proto tobulinimas“.

Faradėjus buvo puikus eksperimentatorius ir savo atradimus perteikė lengvai suprantama kalba. Nors jo matematiniai sugebėjimai nebuvo patys geriausi, Jamesas Clerkas Maxwellas apibendrino savo ir kitų darbus lygčių grupėje.

Tarnautojo Maxwello žodžiais tariant: „Panaudojimas jėgos linijų rodo, kad Faradėjus iš tiesų buvo puikus matematikas, iš kurio ateities matematikai galėjo semtis vertingų ir derlingų metodų“.

Tarptautinės vienetų sistemos (SI) elektrinės talpos vienetas jo garbei vadinamas Faradu (F).

Kaip chemikas Faradėjus atrado benzeną, atliko chloro klatrato, oksidacijos skaičiaus sistemos tyrimus ir sukūrė tai, kas taps žinomu kaip Bunseno degiklio pirmtakas. Be to, jis išpopuliarino terminus: anodas, katodas, elektronas ir jonas.

Fizikos srityje jo tyrimai ir eksperimentai buvo sutelkti į elektrą ir elektromagnetizmą.

Jo atliekamas magnetinio lauko tyrimas buvo būtinas kuriant elektromagnetinio lauko sampratą, o jo išradimas, kurį pats pavadino „elektromagnetinio sukimosi įtaisu“, buvo dabartinio elektros variklio pirmtakai.

Biografija

Michaelas Faradėjus gimė 1791 m. Rugsėjo 22 d. Newington Butt kaimynystėje, esančioje į pietus nuo Londono, Anglijoje. Jo šeima nebuvo turtinga, todėl jo formalusis išsilavinimas nebuvo labai platus.

Michaelio tėvas buvo pavadintas Jamesu ir jis buvo krikščionybės doktrinos praktikas. Savo ruožtu motinos vardas buvo Margaret Hastwell, o prieš ištekėdamas už James, ji dirbo namų darbuotoja. Michaelas turėjo 3 brolius ir seseris, ir tai buvo priešpaskutinis santuokos vaikas.

Kai Michaelas buvo keturiolikos metų, jis dirbo kartu su George'u Riebau, kuris buvo knygų pardavėjas ir knygų segtuvas. Michaelas šiame darbe išbuvo septynerius metus, per tą laiką sugebėjo daug labiau priartėti prie skaitymo.

Šiuo metu jis pradėjo domėtis moksliniais reiškiniais, ypač susijusiais su elektra.

Mokymo gilinimas

1812 m., Būdamas 20 metų, Michaelas pradėjo lankytis įvairiose konferencijose, kurias beveik visada pakvietė William Dance, Anglijos muzikantas, įkūręs Karališkąją filharmoniją.

Kai kurie kalbėtojai, prie kurių Michaelas galėjo prisijungti, buvo Johnas Tatumas, britų filosofas ir mokslininkas, bei Humphry Davy, anglų kilmės chemikas.

Santykiai su Humphry Davy

Michaelas Faradėjus buvo labai metodiškas žmogus ir rašė gana konkrečius užrašus, kuriuos jis išsiuntė Davy kartu su užrašu, kuriame prašė darbo.

Šie užrašai sudarė apie 300 puslapių knygą ir Deivis jiems labai patiko. Pastarasis po kurio laiko laboratorijoje patyrė avariją, kuri smarkiai pakenkė jo regėjimui.

Šiame kontekste Davy pasamdė Faradėjaus savo padėjėju. Tuo pačiu metu - 1813 m. Kovo 1 d. - Faradėjus tapo chemijos asistentu Karališkojoje institucijoje.

Kelionė į Europą

1813–1815 m. Humphry Davy keliavo po įvairias Europos šalis. Tarnas, kurį tuo metu jis turėjo, nusprendė nedalyvauti kelionėje, todėl Faraday'as turėjo įvykdyti tarno užduotis, nors jo vaidmuo buvo cheminio padėjėjo vaidmuo.

Sakoma, kad to meto Anglijos visuomenė buvo nepaprastai orientuota į klasę, todėl Faradėjus buvo vertinamas kaip vyras, turintis prastesnių savybių.

Net Deivio žmona reikalavo elgtis su Faraday kaip su tarnu, atsisakyti priimti jį į vežimą ar leisti jam valgyti su jais.

Nors ši kelionė reiškė labai blogą laiką Faradayui dėl nepalankaus elgesio, kurį jis gavo, tuo pat metu tai reiškė, kad jis galėjo turėti tiesioginį kontaktą su svarbiausiomis mokslo ir akademinėmis sritimis Europoje.

Dedikacija elektrai

Jau 1821 m. Michaelas Faradėjus visiškai atsidavė elektros, magnetizmo ir abiejų elementų galimybių studijoms.

1825 m. Davy sunkiai sirgo, todėl Faraday'as tapo jo pakaitalu laboratorijoje. Tuo metu jis pasiūlė keletą savo teorijų.

Viena iš aktualiausių buvo nuostata, kad ir elektra, ir magnetizmas, ir šviesa veikė kaip vientiso charakterio triada.

Tais pačiais metais Faradėjus pradėjo paskaitas Karališkojoje institucijoje, vadinamose Karališkosios instituto kalėdinėmis paskaitomis, kurios buvo skirtos ypač vaikams ir buvo susijusios su svarbiausiais to meto mokslo laimėjimais, taip pat skirtingais anekdotais ir istorijomis iš mokslas.

Šių pokalbių tikslas buvo suartinti mokslą su tais vaikais, kurie neturėjo galimybės lankyti formalių studijų, kaip tai nutiko jam.

Santuoka

1821 m. Faradėjus vedė Sarah Barnard. Jų šeimos lankė tą pačią bažnyčią ir ten susitiko.

Faradėjus visą gyvenimą buvo labai religingas žmogus ir buvo Sandemaniana bažnyčios, kuri buvo gauta iš Škotijos bažnyčios, pasekėja. Jis aktyviai dalyvavo savo bažnyčioje, nes dvejus metus iš eilės tapo diakonu ir net kunigu.

Iš Faradėjaus ir Barnardo santuokos vaikai nebuvo gimę.

Metų išradimai

Kiti Faradėjaus metai buvo kupini išradimų ir eksperimentų. 1823 m. Jis atrado chloro skystinimo procesą (pakeitimas iš dujinės ar kietosios būsenos į skystąją), o po dvejų metų, 1825 m., Jis atrado tą patį procesą, bet benzeno.

1831 m. Faradėjus atrado elektromagnetinę indukciją, iš kurios buvo generuojamas vadinamasis Faradėjaus įstatymas arba elektromagnetinės indukcijos įstatymas. Po metų, 1832 m., Oksfordo universitete jis gavo garbės paskyrimą civilinės teisės daktaru.

Po ketverių metų Faradėjus atrado mechanizmą, kuris veikė kaip apsauginė dėžutė nuo elektros smūgių. Ši dėžutė buvo vadinama Faradėjaus narve ir vėliau tapo vienu iš plačiausiai naudojamų išradimų net ir šiais laikais.

1845 m. Jis atrado efektą, atspindintį aiškų šviesos ir magnetizmo sąveiką; šis efektas buvo vadinamas Faradėjaus efektu.

Pripažinimai

Anglijos monarchija pasiūlė Faradėjaus paskyrimą siru, kurio kelis kartus atsisakė, manydama, kad tai prieštarauja jo religiniams įsitikinimams; Faradėjus šį paskyrimą asocijavo su pripažinimo paieškomis ir su tuštybe.

Karališkoji draugija taip pat pasiūlė būti jo prezidentu, o Faradėjus atmetė šį pasiūlymą, pateiktą dviem skirtingomis progomis.

1838 m. Karališkoji Švedijos mokslų akademija paskyrė jį užsienio nariu. Po metų Faradėjus patyrė nervų suirimą; neilgai trukus tęsė studijas.

1844 m. Prancūzijos mokslų akademija įtraukė ją į savo užsienio narius, kurie buvo tik 8 asmenybės.

Paskutiniai metai

1848 m. Michaelas Faradėjus įsigijo malonės ir palankumo namus, kurie priklausė Anglijos valstybei ir buvo nemokamai siūlomi toms svarbioms šalies asmenybėms, ketinant padėkoti už tautai suteiktas paslaugas.

Šis namas buvo Middlesex mieste, Hemptono teisme, ir Faraday'as jame gyveno nuo 1858 m. Būtent tame name jis vėliau ir mirė.

Per tuos metus Anglijos vyriausybė susisiekė su juo ir paprašė jo paremti juos gaminant cheminius ginklus vykdant Krymo karą, vykusį 1853–1856 metais. Faradėjaus atsisakė šį pasiūlymą, atsižvelgiant į tai, kad dalyvauti šiame procese buvo neetiška.

Mirtis

Michaelas Faradėjus mirė 1867 m. Rugpjūčio 25 d., Būdamas 75 metų. Įdomus šios akimirkos anekdotas yra tai, kad jam buvo pasiūlyta laidojimo vieta garsiajame Vestminsterio abatijoje - vietoje, kurios jis atsisakė.

Tačiau šios bažnyčios viduje galite rasti lentą, pagerbiančią Faradėją ir esančią netoli Izaoko Niutono kapo. Jo kūnas guli nesutariančioje Highgate kapinių vietoje.

Eksperimentai

Michaelio Faradėjaus gyvenimas buvo kupinas išradimų ir eksperimentų. Toliau mes išsamiai aprašysime du svarbiausius jo atliktus ir žmonijai svarbius eksperimentus.

Faradėjaus dėsnis

Norėdami parodyti vadinamąjį Faradėjaus dėsnį arba elektromagnetinės indukcijos dėsnį, Michaelas Faradėjus paėmė kartoną vamzdžio pavidalu, prie kurio jis apvyniojo izoliuotą laidą; tokiu būdu jis suformavo ritę.

Vėliau jis paėmė ritę ir sujungė ją su voltmetru, kad išmatuotų sukeltą elektromobilio jėgą, tuo pačiu metu magnetui praeinant per ritę.

Po šio eksperimento Faradėjus nustatė, kad ramybės būsenoje esantis magnetas nesugeba generuoti elektromotorinės jėgos, nors būdamas ramybėje jis sukuria didelį magnetinį lauką. Tai atspindi tai, kad per ritę srautas nesiskiria.

Kai magnetas artėja prie ritės, magnetinis srautas greitai padidėja, kol magnetas veiksmingai ritės viduje. Praėjus magnetui per ritę, šis srautas sumažėja.

Faradėjaus narvas

Faradėjaus narvas buvo struktūra, per kurią šis mokslininkas sugebėjo apsaugoti elementus nuo elektros iškrovos.

Faradėjus atliko šį eksperimentą 1836 m., Supratęs, kad perteklinis laidininko krūvis paveikė tai, kas buvo už jo ribų, o ne tai, kas buvo uždengta minėtu laidininku.

Siekdamas tai parodyti, Faradėjus kambario sienas išklojo aliuminio folija ir pro patalpos išorėje esantį elektrostatinį generatorių generuodavo aukštos įtampos iškrovas.

Patikrinimo elektroskopu dėka Faradėjus sugebėjo patikrinti, ar iš tikrųjų kambaryje nėra jokių elektros krūvių.

Šį principą šiandien galima pastebėti kabeliuose ir skaitytuvuose, be to, yra ir kitų objektų, kurie savaime veikia kaip „Faraday“ narvai, pavyzdžiui, automobilių, liftų ar net lėktuvų.

Pagrindiniai įnašai

"Elektromagnetinio sukimosi" įtaisų konstrukcija

Po to, kai danų fizikas ir chemikas Hansas Christianas Ørstedas atrado elektromagnetizmo reiškinį, Humphry Davy ir William Hyde Wollaston bandė ir nesugebėjo suprojektuoti elektros variklio.

Faradėjus, ginčijęsis su dviem mokslininkais, sugebėjo sukurti du įtaisus, kurie paskatino tai, ką jis pavadino „elektromagnetiniu sukimu“.

Vienas iš šių prietaisų, šiuo metu žinomas kaip „homopolinis variklis“, sukūrė ištisinį sukamajį judesį, kurį sukėlė apskrito magnetinė jėga aplink vielą, kuri tęsėsi iki gyvsidabrio talpyklos, kurios viduje yra magnetas. Tiekdamas srovę į laidą cheminiu akumuliatoriumi, jis suktųsi aplink magnetą.

Šis eksperimentas sudarė pagrindą šiuolaikinei elektromagnetinei teorijai. Faraday'as jaudino po šio atradimo, kad rezultatus paskelbė nepasikonsultavęs su Wollastonu ar Davy'u. Dėl to karališkojoje draugijoje kilo nesutarimų ir Faraday'o paskyrimas kitai veiklai nei elektromagnetizmas.

Dujų skystinimas ir šaldymas (1823)

Remdamasis Johno Daltono teorija, kurioje jis teigė, kad visos dujos gali būti skysto pavidalo, Faradėjus įrodė šios teorijos tikrumą eksperimentu, be to, darė prielaidą, kad šiuolaikiniai šaldytuvai ir šaldikliai veikia .

Suskystindami arba suskystindami (padidindami slėgį ir mažindami dujų temperatūrą) chlorą ir amoniaką, esantį dujinėje būsenoje, Faradėjaus sugebėjo šias medžiagas išpilti į skystą būseną, kuri buvo laikoma „nuolatine dujine būsena“.

Be to, jis sugebėjo grąžinti amoniaką į dujinę būseną ir pastebėjo, kad šio proceso metu susidaro aušinimas.

Šis atradimas parodė, kad mechaninis siurblys kambario temperatūroje gali paversti dujas skysčiu, atvėsinti grįždamas į dujinę būseną ir vėl suspausti į skystį.

Benzeno atradimas (1825 m.)

Faradėjus atrado benzeno molekulę išskirdamas ir atpažindamas ją iš riebios liekanos, gautos gaminant apšvietimo dujas, kuriai jis suteikė pavadinimą „vandenilio bikarburetas“.

Darant prielaidą, kad šis atradimas yra svarbus chemijos laimėjimas, dėl praktinio benzeno taikymo.

Elektromagnetinės indukcijos atradimas (1831)

Elektromagnetinė indukcija buvo puikus Faradėjaus atradimas, kurį jis pasiekė sujungdamas du vielos solenoidus aplink priešingus geležies žiedo galus.

Faradėjus vieną solenoidą prijungė prie galvanometro ir stebėjo, kaip jis prijungiamas, o kitas atjungiamas nuo akumuliatoriaus.

Atjungdamas ir prijungdamas solenoidą, jis galėjo pastebėti, kad praleidus srovę per vieną solenoidą, kitame laikinai buvo indukuota kita.

Šios indukcijos priežastis yra magnetinio srauto pasikeitimas, kuris įvyko atjungiant ir prijungiant akumuliatorių.

Šis eksperimentas dabar žinomas kaip „abipusė indukcija“, kuri įvyksta, kai keičiant srovę viename induktoriuje atsiranda kita šalia esančio induktoriaus įtampa. Tai yra transformatorių veikimo mechanizmas.

Elektrolizės įstatymai (1834)

Michaelas Faradėjus taip pat buvo vienas iš pagrindinių atsakingų už elektrochemijos mokslo, mokslo, atsakingo už baterijų, kurias šiuo metu naudoja mobilieji prietaisai, sukūrimą.

Atlikdamas elektros energijos pobūdžio tyrimus, Faradėjus suformulavo du savo elektrolizės dėsnius.

Pirmasis iš jų teigia, kad kiekviename elektrolitinio elemento elektrode nusėdusios medžiagos kiekis yra tiesiogiai proporcingas per ląstelę praeinančios elektros energijos kiekiui.

Antrame iš šių įstatymų teigiama, kad tam tikrų elektros energijos kiekių kaupiami skirtingų elementų kiekiai yra proporcingi jų lygiaverčiam cheminiam svoriui.

Faradėjaus efekto atradimas (1845)

Dar vadinamas Faradėjaus sukimu, šis poveikis yra magnetinis-optinis reiškinys, tai yra šviesos ir terpės magnetinio lauko sąveika.

Faradėjaus efektas sukelia poliarizacijos plokštumos sukimąsi, kuri yra tiesiškai proporcinga magnetinio lauko komponentui sklidimo kryptimi.

Faradėjus tvirtai tikėjo, kad šviesa yra elektromagnetinis reiškinys ir todėl ją turi paveikti elektromagnetinės jėgos.

Taigi, po daugybės nesėkmingų bandymų jis išbandė tvirto stiklo gabalą, kuriame buvo švino pėdsakų, kurį jis pagamino per savo stiklo gaminimo dienas.

Tokiu būdu jis pastebėjo, kad kai pro stiklą praėjo poliarizuotas šviesos spindulys magnetinės jėgos kryptimi, poliarizuota šviesa pasisuko kampu, proporcingu magnetinio lauko stiprumui.

Tada jis išbandė tai skirtingais kietosiomis medžiagomis, skysčiais ir dujomis, įgydamas stipresnius elektromagnetus.

Diamagnetizmo atradimas (1845)

Faradėjus atrado, kad visos medžiagos silpnai reaguoja į magnetinius laukus, tai jis pavadino diamagnetizmu.

Tai yra, jie sukuria indukuotą magnetinį lauką, nukreiptą priešingai nei išoriškai veikiamas magnetinis laukas, atstumtas pritaikyto magnetinio lauko.

Jis taip pat atrado, kad paramagnetinės medžiagos elgiasi priešingai, todėl jas traukia pritaikytas išorinis magnetinis laukas.

Faradėjus parodė, kad ši savybė (diamagnetinė ar paramagnetinė) yra visose medžiagose. Dimagnetizmas, kurį sukelia ypač stiprūs magnetai, gali būti naudojamas levitacijai sukurti.

Nuorodos

1. Michaelas Faradėjus. (2017 m., Birželio 9 d.). Atkurta iš en.wikipedia.org.
2. Michaelas Faradėjus. (2017 m., Birželio 8 d.). Atkurta iš en.wikipedia.org.
3. Benzenas. (2017 m. Birželio 6 d.) Atkurta iš en.wikipedia.org.
4. Dujų skystinimas. (2017 m. Gegužės 7 d.) Atkurta iš en.wikipedia.org.
5. Faradėjaus elektrolizės dėsniai. (2017 m., Birželio 4 d.). Atkurta iš en.wikipedia.org.
6. Faradėjaus narvas. (2017 m., Birželio 8 d.). Atkurta iš en.wikipedia.org.
7. Faradėjaus ledo kaušo eksperimentas. (2017 m. Gegužės 3 d.). Atkurta iš en.wikipedia.org.
8. Faradėjaus efektas. (2017 m., Birželio 8 d.). Atkurta iš en.wikipedia.org.
9. Faradėjaus efektas. (2017 m. Gegužės 10 d.). Atkurta iš en.wikipedia.org.
10. Kas yra Michaelas Faradėjus? Koks buvo jo atradimas mokslo srityse? (2015 m., Birželio 6 d.). Atgauta iš quora.com
11. 10 pagrindinių Michaelio Faradėjaus indėlių į mokslą. (2016 m., Gruodžio 16 d.). Atkurta iš „learningodo-newtonic.com“.