MICHAEL FARADAY: BIOGRAFIA, EXPERIMENTY A PRÍSPEVKY - VEDA - 2026

Michael Faraday (Newington Butt, 22. septembra 1791 - Hampton Court, 25. augusta 1867) bol fyzikom a chemikom britského pôvodu, ktorého hlavné príspevky sa týkali oblastí elektromagnetizmu a elektrochémie. Medzi jeho príspevky k vede, a teda k ľudskosti, môžeme vyzdvihnúť jeho prácu o elektromagnetickej indukcii, diamagnetizme a elektrolýze.

Kvôli ekonomickým podmienkam svojej rodiny mal Faraday len malé formálne vzdelanie, takže od štrnástich rokov mal na starosti vyplnenie týchto nedostatkov vykonaním veľkého množstva čítaní počas svojho učenia ako kníhviazač.

Jednou z kníh, ktoré viazal a ktorá najviac ovplyvnila vedca, bolo Zdokonaľovanie mysle od Izáka Wattsa.

Faraday bol vynikajúci experimentátor a svoje zistenia sprostredkoval ľahko zrozumiteľným jazykom. Hoci jeho matematické schopnosti neboli najlepšie, James Clerk Maxwell zhrnul svoju prácu a prácu ostatných v skupine rovníc.

Podľa slov Clerk Maxwell: „Použitie riadkov sily ukazuje, že Faraday bol skutočne skvelý matematik, od ktorého by budúci matematici mohli odvodiť cenné a plodné metódy.“

Jednotka elektrickej kapacity Medzinárodného systému jednotiek (SI) sa nazýva Farad (F) na jeho počesť.

Ako chemik Faraday objavil benzén, vykonal výskum chlórmlatanu, systému oxidačných čísiel a vytvoril to, čo by sa stalo známym ako predchodca Bunsenovho horáka. Okrem toho popularizoval pojmy: anóda, katóda, elektrón a ión.

V oblasti fyziky sa jeho výskum a experimenty zameriavali na elektrinu a elektromagnetizmus.

Jeho štúdium magnetického poľa bolo základom pre vývoj koncepcie elektromagnetického poľa a jeho vynález, ktorý sám pomenoval „Elektromagnetické rotačné zariadenia“, bol predchodcom súčasného elektromotora.

životopis

Michael Faraday sa narodil 22. septembra 1791 v štvrti Newington Butt, ktorá sa nachádza južne od Londýna v Anglicku. Jeho rodina nebola bohatá, takže jeho formálne vzdelávanie nebolo príliš rozsiahle.

Michaelov otec bol menovaný James a bol praktizujúcim doktríny kresťanstva. Jej matka sa volala Margaret Hastwell a predtým, ako sa vydala za Jamesa, pracovala ako pracovníčka v domácnosti. Michael mal 3 súrodencov a bol predposledným z manželských detí.

Keď mal Michael štrnásť rokov, spolupracoval s Georgeom Riebauom, ktorý bol kníhkupcom a kníhkupcom. Michael zostal v tejto práci sedem rokov, počas ktorých sa dokázal oveľa viac priblížiť k čítaniu.

V tom čase ho začali priťahovať vedecké javy, najmä tie, ktoré sa týkajú elektriny.

Prehlbovanie výcviku

Vo veku 20 rokov sa Michal začal v roku 1812 zúčastňovať rôznych konferencií, takmer vždy pozvaných anglickým hudobníkom Williamom Danceom, ktorý založil Kráľovskú filharmonickú spoločnosť.

Niektorými rečníkmi, ku ktorým mal Michael prístup, boli John Tatum, britský filozof a vedec a Humphry Davy, chemik anglického pôvodu.

Vzťah s Humphry Davy

Michael Faraday bol veľmi metodický muž a písal celkom konkrétne poznámky, ktoré poslal Davymu spolu s poznámkou, v ktorej žiadal prácu.

Tieto poznámky vytvorili knihu s približne 300 stranami a Davy sa im veľmi páčil. Ten neskôr utrpel v laboratóriu nehodu o niečo neskôr, čo vážne poškodilo jeho videnie.

V tejto súvislosti si Davy najal Faradaya ako svojho asistenta. V rovnakom čase - 1. marca 1813 - sa Faraday stal asistentom chémie na Kráľovskej inštitúcii.

Výlet do Európy

V rokoch 1813 až 1815 cestoval Humphry Davy rôznymi európskymi krajinami. Sluha, ktorý mal v tom čase, sa rozhodol nezúčastniť sa cesty, takže Faraday bol ten, kto musel plniť úlohy sluhu, aj keď jeho úlohou bola úloha chemického asistenta.

Hovorí sa, že anglická spoločnosť bola v tom čase mimoriadne orientovaná na triedy, a preto bol Faraday považovaný za muža s podradnými charakteristikami.

Dokonca aj Davyho manželka trvala na tom, aby sa k Faradayovi zaobchádzalo ako so sluhou, odmietajúc ho prijať v kočíku alebo nechať ho jesť s nimi.

Aj keď táto cesta pre Faraday znamenala veľmi zlý čas v dôsledku nepriaznivého zaobchádzania, ktoré dostal, zároveň to znamenalo, že mohol mať priamy kontakt s najdôležitejšími vedeckými a akademickými oblasťami v Európe.

Venovanie elektrine

Už v roku 1821 sa Michael Faraday venoval výlučne štúdiu elektriny, magnetizmu a možnostiam oboch prvkov.

V roku 1825 bol Davy vážne chorý, a preto sa Faraday stal jeho náhradníkom v laboratóriu. To bol čas, keď navrhol niekoľko svojich teórií.

Jednou z najdôležitejších bola predstava, že elektrina, magnetizmus a svetlo fungovali ako triáda s jednotným charakterom.

V tom istom roku začal Faraday prednášať na Kráľovskej inštitúcii s názvom Vianočné prednášky Kráľovskej inštitúcie, ktoré boli zamerané najmä na deti a zaoberali sa najdôležitejšími vedeckými pokrokmi tej doby, ako aj rôznymi anekdotami a príbehmi z oblasti veda.

Zámerom týchto rozhovorov bolo priblížiť vedu tým deťom, ktoré nemali možnosť navštevovať formálne štúdium, ako sa to stalo mu.

manželstvo

V roku 1821 sa Faraday oženil so Sarah Barnardovou. Ich rodiny navštevovali ten istý kostol a stretli sa tam.

Faraday bol počas svojho života veľmi náboženským mužom a bol stúpencom Sandemanianovej cirkvi, ktorá pochádza zo Škótskej cirkvi. Aktívne sa zúčastňoval vo svojom kostole, pretože sa stal diakonom a dokonca kňazom dva roky v rade.

Z manželstva medzi Faradayom a Barnardom sa nenarodili žiadne deti.

Roky vynálezov

Faradayove nasledujúce roky boli plné vynálezov a experimentov. V roku 1823 objavil proces skvapalňovania chlóru (zmena z plynného alebo pevného stavu na kvapalný) a o dva roky neskôr, v roku 1825, objavil ten istý proces, ale pre benzén.

V roku 1831 Faraday objavil elektromagnetickú indukciu, z ktorej vznikol tzv. Faradayov zákon alebo zákon o elektromagnetickej indukcii. O rok neskôr, v roku 1832, dostal čestné vymenovanie za prokurátora občianskeho práva z Oxfordskej univerzity.

O štyri roky neskôr objavil Faraday mechanizmus, ktorý fungoval ako ochranná schránka pre elektrické otrasy. Tento box sa nazýval Faradayova klietka a neskôr sa stal jedným z najpoužívanejších vynálezov, a to aj dnes.

V roku 1845 objavil účinok, ktorý odráža jasnú interakciu medzi svetlom a magnetizmom; tento efekt sa nazýval Faradayov efekt.

uznanie

Anglická monarchia ponúkla Faradayovi menovanie pána, ktorému niekoľkokrát odmietol, pretože to považoval za odporujúce jeho náboženským presvedčeniam; Faraday spojil toto stretnutie s hľadaním uznania a márnosťou.

Kráľovská spoločnosť tiež navrhla, aby bol jej prezidentom a Faraday túto ponuku odmietol, a to pri dvoch rôznych príležitostiach.

Kráľovská švédska akadémia vied ho vymenovala za zahraničného člena v roku 1838. O rok neskôr utrpel nervózny rozpad Faraday; po krátkom období pokračoval v štúdiu.

V roku 1844 ju Francúzska akadémia vied začlenila do svojich zahraničných členov, ktorými bolo iba 8 osobností.

Posledné roky

V roku 1848 získal Michael Faraday dom milosti a milosti, čo boli tie domy, ktoré patrili anglickému štátu a boli bezplatne ponúkané týmto dôležitým osobnostiam krajiny, s úmyslom poďakovať za služby poskytované tomuto národu.

Tento dom bol v Middlesexe v Hampton Court a Faraday v ňom žil od roku 1858. Neskôr zomrel v tom dome.

Počas týchto rokov ho vláda Anglicka kontaktovala a požiadala ho, aby ich podporoval v procese výroby chemických zbraní v rámci krymskej vojny, ktorá sa uskutočnila v rokoch 1853 až 1856. Faraday odmietol Táto ponuka sa považuje za neetickú zúčastniť sa na tomto procese.

úmrtia

Michael Faraday zomrel 25. augusta 1867, keď mal 75 rokov. Zaujímavou anekdotou tohto okamihu je, že mu bolo ponúknuté pohrebisko v renomovanom Westminsterskom opátstve, ktoré odmietol.

Vo vnútri tohto kostola sa nachádza pamätná tabuľa, ktorá ctí Faradaya a nachádza sa neďaleko hrobu Izáka Newtona. Jeho telo leží v nesúhlasnej oblasti cintorína Highgate.

pokusy

Život Michaela Faradaya bol plný vynálezov a experimentov. Ďalej popíšeme dva najdôležitejšie experimenty, ktoré vykonal a ktoré boli pre ľudstvo transcendentné.

Faradayov zákon

Na preukázanie takzvaného Faradayovho zákona alebo zákona o elektromagnetickej indukcii vzal Michael Faraday kartón vo forme trubice, do ktorej navinul izolovaný drôt; týmto spôsobom vytvoril cievku.

Následne vzal cievku a spojil ju s voltmetrom na meranie indukovanej elektromotorickej sily, zatiaľ čo magnetom prešiel cievka.

V dôsledku tohto experimentu Faraday zistil, že magnet v pokoji nie je schopný generovať elektromotorickú silu, hoci je v pokoji, vytvára vysoké magnetické pole. To sa odráža v skutočnosti, že tokom sa cievka nemení.

Keď sa magnet priblíži k cievke, magnetický tok sa rýchlo zvyšuje, až kým magnet skutočne nie je vo vnútri cievky. Akonáhle magnet prejde cievkou, tok klesá.

Faradayova klietka

Faradayova klietka bola štruktúra, prostredníctvom ktorej sa tomuto vedcovi podarilo chrániť prvky pred elektrickým výbojom.

Faraday uskutočnil tento experiment v roku 1836, uvedomujúc si, že nadmerný náboj vodiča ovplyvnil to, čo bolo mimo neho, a nie to, čo bol uzavretý vodičom.

Aby to demonštroval, Faraday lemoval steny miestnosti hliníkovou fóliou a generoval vysokonapäťové výboje prostredníctvom elektrostatického generátora mimo miestnosť.

Vďaka overeniu pomocou elektroskopu si Faraday dokázal overiť, že v miestnosti skutočne neexistujú žiadne elektrické náboje.

Tento princíp je dnes možné pozorovať v kábloch a skeneroch a existujú aj ďalšie predmety, ktoré samy o sebe pôsobia ako Faradayove klietky, ako sú autá, výťahy alebo dokonca lietadlá.

Hlavné príspevky

Konštrukcia zariadení na "elektromagnetickú rotáciu"

Keď dánsky fyzik a chemik Hans Christian Ørsted objavil jav elektromagnetizmu, Humphry Davy a William Hyde Wollaston sa pokúsili navrhnúť elektrický motor.

Faraday sa po tom, čo sa o tom vedel s dvoma vedcami, podarilo vytvoriť dve zariadenia, ktoré viedli k tomu, čo nazval „elektromagnetická rotácia“.

Jedno z týchto zariadení, v súčasnosti známe ako „homopolárny motor“, generovalo kontinuálny kruhový pohyb, ktorý bol vytváraný kruhovou magnetickou silou okolo drôtu, ktorý sa rozšíril na ortuťovú nádobu s magnetom vo vnútri. Dodaním prúdu do drôtu chemickou batériou by sa točilo okolo magnetu.

Tento experiment poskytol základ modernej elektromagnetickej teórie. Po tomto objave to bolo Faradayovo vzrušenie, že výsledky zverejnil bez toho, aby konzultoval Wollastona alebo Davyho, čo viedlo ku kontroverzii v rámci Kráľovskej spoločnosti a Faradayovi priradenie k iným činnostiam ako je elektromagnetizmus.

Skvapalňovanie a chladenie plynu (1823)

Na základe teórie Johna Daltona, v ktorej uviedol, že všetky plyny sa môžu priviesť do kvapalného stavu, Faraday demonštroval pravdivosť tejto teórie experimentom, okrem toho, že prevzal základy, na ktorých pracujú moderné chladničky a mrazničky. ,

Skvapalnením alebo skvapalnením (zvýšením tlaku a znížením teploty plynov) chlóru a amoniaku v plynnom stave sa Faradayovi podarilo uviesť tieto látky do kvapalného stavu, ktorý sa považoval za „trvalý plynný stav“.

Okrem toho sa mu podarilo vrátiť amoniak do jeho plynného stavu, pričom pozoroval, že počas tohto procesu sa generovalo chladenie.

Tento objav demonštroval, že mechanické čerpadlo by mohlo transformovať plyn pri izbovej teplote na kvapalinu, vyvolať ochladenie tým, že sa vráti do svojho plynného stavu a znova sa stlačí do kvapaliny.

Objav benzénu (1825)

Faraday objavil molekulu benzénu tým, že ju izoloval a identifikoval od olejovitého zvyšku, ktorý pochádza z výroby svetelného plynu, ktorému dal názov „Bicarburet vodíka“.

Predpokladajme, že tento objav je dôležitým úspechom chémie vďaka praktickým aplikáciám benzénu.

Objav elektromagnetickej indukcie (1831)

Elektromagnetická indukcia bola Faradayovým veľkým objavom, ktorý dosiahol spojením dvoch solenoidov drôtu okolo opačných koncov železného kruhu.

Faraday pripojil jeden solenoid k galvanometru a sledoval, ako sa pripája a odpojuje od batérie.

Odpojením a pripojením solenoidu sa podarilo zistiť, že keď prešiel prúdom cez jeden solenoid, bol druhý prúd dočasne indukovaný druhým.

Príčinou tejto indukcie je zmena magnetického toku, ku ktorej došlo pri odpojení a pripojení batérie.

Tento experiment je teraz známy ako „vzájomná indukcia“, ku ktorej dochádza, keď zmena prúdu v jednom induktore indukuje napätie v inom blízkom induktore. Toto je mechanizmus, ktorým fungujú transformátory.

Zákony elektrolýzy (1834)

Michael Faraday bol tiež jedným z hlavných zodpovedných za tvorbu vedy o elektrochémii, vedy zodpovednej za tvorbu batérií, ktoré v súčasnosti používajú mobilné zariadenia.

Počas skúmania povahy elektriny formuloval Faraday svoje dva zákony elektrolýzy.

Prvý z nich uvádza, že množstvo látky uložené na každej elektróde elektrolytického článku je priamo úmerné množstvu elektriny, ktorá prechádza cez článok.

Druhý z týchto zákonov uvádza, že množstvo rôznych prvkov uložených daným množstvom elektriny je v pomere ich ekvivalentnej chemickej hmotnosti.

Objav Faradayovho efektu (1845)

Tento jav je známy aj ako Faradayova rotácia, čo je magneticko-optický jav, ktorý predstavuje interakciu medzi svetlom a magnetickým poľom v médiu.

Faradayov efekt spôsobuje rotáciu roviny polarizácie, ktorá je lineárne úmerná zložke magnetického poľa v smere šírenia.

Faraday pevne veril, že svetlo je elektromagnetickým javom, a preto musí byť ovplyvnené elektromagnetickými silami.

Po niekoľkých neúspešných pokusoch pokračoval v testovaní kusu pevného skla obsahujúceho stopy olova, ktoré vyrobil v jeho sklárskych dňoch.

Týmto spôsobom pozoroval, že keď polarizované lúče svetla prešli cez sklo, v smere magnetickej sily sa polarizované svetlo otáčalo v uhle úmernom sile magnetického poľa.

Potom to testoval s rôznymi pevnými látkami, kvapalinami a plynmi získaním silnejších elektromagnetov.

Objav diamagnetizmu (1845)

Faraday zistil, že všetky materiály majú slabé odpory voči magnetickým poliam, ktoré nazval diamagnetizmus.

To znamená, že vytvárajú indukované magnetické pole v opačnom smere ako zvonka aplikované magnetické pole, ktoré je odrazené aplikovaným magnetickým poľom.

Tiež zistil, že paramagnetické materiály sa správajú opačným spôsobom, pretože ich priťahuje aplikované vonkajšie magnetické pole.

Faraday ukázal, že táto vlastnosť (diamagnetická alebo paramagnetická) je prítomná vo všetkých látkach. Diamagnetizmus indukovaný extra silnými magnetmi sa môže použiť na vyvolanie levitácie.

Referencie

1. Michael Faraday. (2017, 9. júna). Obnovené z en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8. júna). Obnovené z en.wikipedia.org.
3. Benzén. (2017, 6. júna) Obnovené z en.wikipedia.org.
4. Skvapalňovanie plynu. (2017, 7. mája) Obnovené z en.wikipedia.org.
5. Faradayove zákony elektrolýzy. (2017, 4. júna). Obnovené z en.wikipedia.org.
6. Faradayova klietka. (2017, 8. júna). Obnovené z en.wikipedia.org.
7. Faradayov experiment s ľadovými vedierkami. (2017, 3. mája). Obnovené z en.wikipedia.org.
8. Faradayov efekt. (2017, 8. júna). Obnovené z en.wikipedia.org.
9. Faradayov efekt. (2017, 10. mája). Obnovené z en.wikipedia.org.
10. Kto je Michael Faraday? Aký bol jeho objav v oblasti vedy? (2015, 6. júna). Obnovené z adresy quora.com
11. 10 hlavných príspevkov Michaela Faradaya pre vedu. (2016, 16. decembra). Obnovené zo stránky learnodo-newtonic.com.