Michael Faraday biografija, eksperimenti i doprinosi



Michael Faraday (Newington Butt, 22. rujna 1791. - Hampton Court, 25. kolovoza 1867.) bio je fizičar i kemičar britanskog podrijetla čiji su glavni doprinosi u području elektromagnetizma i elektrokemije. Među njegovim doprinosima znanosti, a time i čovječanstvu, možemo istaknuti njegov rad u elektromagnetskoj indukciji, diamagnetizmu i elektrolizi.

Zbog ekonomskih uvjeta njegove obitelji, Faraday je primio malo formalnog obrazovanja, tako da je od svojih četrnaest godina bio odgovoran za popunjavanje tih praznina radeći mnogo čitanja tijekom svoje obuke kao knjigovežnica.

Jedna od knjiga koja je vezivala i najviše utjecala na znanstvenika Poboljšanje uma (Poboljšanje uma) Isaaca Wattsa.

Faraday je bio izvrstan eksperimentator i prenosio svoja otkrića na razumljiv jezik. Iako njegove matematičke vještine nisu bile najbolje, James Clerk Maxwell je sažeo svoj rad i rad drugih u skupini jednadžbi..

Prema riječima Clerka Maxwella: "uporaba sila pokazuje da je Faraday bio veliki matematičar, od kojeg bi matematičari budućnosti mogli izvući vrijedne i plodne metode."

Jedinica električnog kapaciteta Međunarodnog sustava jedinica (SI) naziva se Faradio (F) u njegovu čast.

Kao kemičar, Faraday je otkrio benzen, proveo istraživanja o klorit klatratu, sustavu oksidacijskog broja i stvorio ono što bi bilo poznato kao prethodnik Bunsen plamenika. Osim toga, on je popularizirao pojmove: anoda, katoda, elektron i ion.

U području fizike, njegova istraživanja i eksperimenti bili su usmjereni prema električnoj energiji i elektromagnetizmu.

Njegovo proučavanje magnetskog polja bilo je temeljno za razvoj koncepta elektromagnetskog polja, a njegov izum, koji je sam nazvao "Elektromagnetski rotacijski uređaji", bili su preteče trenutnog elektromotora. 

indeks

  • 1 Biografija
    • 1.1 Produbljivanje obuke
    • 1.2 Odnos s Humphryjem Davyjem
    • 1.3 Putovanje u Europu
    • 1.4 Posvećenost struji
    • 1.5 Brak
    • 1.6 godina izuma
    • 1.7 Zahvale
    • 1.8 Završne godine
    • 1.9 Smrt
  • 2 pokusa
    • 2.1 Faradayev zakon
    • 2.2 Faradayev kavez
  • 3 Glavni doprinosi
  • 4 Reference

biografija

Michael Faraday rođen je 22. rujna 1791. u četvrti Newington Butt, koja se nalazi južno od Londona, u Engleskoj. Njegova obitelj nije bila bogata, tako da njegovo formalno obrazovanje nije bilo mnogo.

Michaelov je otac dobio ime Jakov i bio je praktikant doktrine kršćanstva. Sa svoje strane, majka je dobila ime Margaret Hastwell, a prije udaje za James radila je kao domaći zaposlenik. Michael je imao tri brata i bio je pretposljednji od djece u braku.

Kada je Michaelu bilo četrnaest godina, radio je zajedno s Georgeom Riebauom, koji je bio prodavač knjiga i knjigovezac. Michael je ostao u tom poslu sedam godina, vrijeme u kojem je imao mnogo više mogućnosti za čitanje.

U to je vrijeme počeo privlačiti znanstvene pojave, osobito one vezane uz električnu energiju.

Produbljivanje treninga

U dobi od 20 godina, 1812. godine, Michael je počeo pohađati razne konferencije, gotovo uvijek pozvane od strane Williama Dancea, engleskog glazbenika koji je osnovao Kraljevsku filharmoniju..

Neki od predavača kojima je Michael pristupio bili su John Tatum, britanski filozof i znanstvenik, i Humphry Davy, kemičar engleskog podrijetla..

Odnos s Humphryjem Davyjem

Michael Faraday bio je vrlo metodičan čovjek i napisao je vrlo specifične bilješke koje je poslao Davyju zajedno s bilješkom u kojoj je tražio posao.

Te su bilješke knjiga od oko 300 stranica, a Davyju se mnogo svidio. Potonji je kasnije doživio nesreću u laboratoriju, što mu je teško oštetilo vid.

U tom kontekstu, Davy je zaposlio Faradaya za svog pomoćnika. U isto vrijeme - 1. ožujka 1813. - Faraday je uspio biti asistent kemije u Kraljevskom institutu.

Putovanje u Europu

Između 1813. i 1815. Humphry Davy putovao je kroz nekoliko zemalja Europe. Sluga koji je u to vrijeme odlučio ne dolaziti na put, Faraday je bio taj koji je morao ispuniti zadaće sluge, čak i kada je njegova uloga bila kemijska pomoćnica.

Rečeno je da je englesko društvo u to vrijeme bilo vrlo klasično, zbog čega je Faraday bio viđen kao čovjek s lošijim osobinama..

Čak je i Davyjeva žena inzistirala na tome da Faradaya tretira kao slugu, odbijajući ga primiti u svojoj kočiji ili ga jesti s njima..

Iako je ovo putovanje značilo vrlo loše vrijeme za Faradaya zbog nepovoljnog tretmana koji je primio, istodobno je značilo da bi mogao imati izravan kontakt s najvažnijim znanstvenim i akademskim poljima u Europi..

Posvećenost struji

Od 1821. Michael Faraday potpuno se posvetio proučavanju struje, magnetizma i mogućnosti oba elementa.

Godine 1825. Davy je bio ozbiljno bolestan, zbog čega je Faraday postao njegov zamjenik u laboratoriju. To je bilo vrijeme kada je predložio nekoliko svojih teorija.

Jedna od najrelevantnijih bila je ideja da su i struja i magnetizam i svjetlost funkcionirali kao trijada s jedinstvenim karakterom.

Iste godine Faraday je započeo razgovore u Kraljevskoj instituciji, nazvanoj Božićna predavanja Kraljevskog instituta, koje su bile posebno usmjerene na djecu i bavile se najvažnijim znanstvenim dostignućima tog vremena, kao i različitim anegdotama i pričama iz područja znanosti.

Namjera tih razgovora bila je približiti znanost onoj djeci koja nisu imala priliku formalno studirati, kao što se dogodilo s njim.

brak

Godine 1821. Faraday je sklopio svadbu sa Sarah Barnard. Njihove su obitelji pohađale istu crkvu i tamo su se upoznale.

Faraday je tijekom svog života bio vrlo religiozan čovjek i bio je sljedbenik sandemanske crkve koja je potjecala iz Škotske crkve. Aktivno je sudjelovao u svojoj crkvi jer je dvije godine za redom postao đakon, pa čak i svećenik..

Iz braka između Faradaya i Barnarda nisu rođena djeca.

Godine izuma

Sljedeće godine Faradaya bile su pune izuma i eksperimenata. Godine 1823. otkrio je proces ukapljivanja klora (prelazak iz plinovitog ili krutog stanja u tekuće stanje), a dvije godine kasnije, 1825., otkrio je isti proces, ali za benzen.

Godine 1831. Faraday je otkrio elektromagnetsku indukciju, iz koje je nastao takozvani Faradayev zakon ili Zakon elektromagnetske indukcije. Godinu dana kasnije, 1832., dobio je počasno imenovanje Dcivilnog prava sa Sveučilišta u Oxfordu.

Četiri godine kasnije Faraday je otkrio mehanizam koji je funkcionirao kao zaštitna kutija za električni šok. Ta je kutija nazvana Faradejevim kavezom i kasnije je postala jedan od najkorištenijih izuma, čak i danas.

Godine 1845. otkrio je učinak koji odražava jasnu interakciju između svjetlosti i magnetizma; ovaj učinak vodio je naziv Faradayev efekt.

priznanja

Engleska monarhija ponudila je Faradayu imenovanje gospodine, na što je nekoliko puta odbio jer je smatrao da je suprotan njegovim vjerskim uvjerenjima; Faraday je taj sastanak povezao s potragom za priznanjem i ispraznošću.

Kraljevsko društvo je također predložilo da bude njegov predsjednik, a Faraday je odbacio tu ponudu, podnesenu u dvije različite prilike.

Kraljevska akademija znanosti Švedske imenovala ga je za stranog člana 1838. godine. Godinu dana kasnije, Faraday je doživio slom živaca; Nakon kratkog vremena nastavio je sa studijem.

Godine 1844. Francuska akademija znanosti uključila ga je u svoje strane članove, koji su bili samo 8 osoba.

Posljednje godine

Godine 1848. Michael Faraday je dobio kuću milosti i naklonosti, koja je pripadala engleskoj državi i koja je bila besplatno ponuđena tim relevantnim osobama u zemlji, s namjerom da se zahvali za usluge koje su pružene naciji..

Ova kuća je bila u Middlesexu, u Hampton Courtu, a Faraday ga je naselio od 1858. godine..

Tijekom tih godina engleska vlada ga je kontaktirala i zamolila ga da im pomogne u procesu razvoja kemijskog oružja u okviru Krimskog rata, koji se odvijao između 1853. i 1856. godine. Ova ponuda, budući da je smatrao neetičnim sudjelovati u tom procesu.

smrt

Michael Faraday umro je 25. kolovoza 1867., kada je imao 75 godina. Zanimljiva anegdota ovog trenutka je da su mu ponudili grobnicu u poznatom Westminsterskoj opatiji, mjestu koje je odbacio..

Međutim, unutar ove crkve možete pronaći plaketu koja poštuje Faradaya i nalazi se u blizini groba Isaaca Newtona. Njegovo tijelo leži u području disidenta na groblju Highgate.

pokusi

Život Michaela Faradaya bio je pun izuma i eksperimenata. Zatim ćemo detaljno opisati dva najvažnija eksperimenta koje je proveo i koji su transcendentni za čovječanstvo.

Faradayev zakon

Da bi pokazao takozvani Faradayev zakon ili zakon elektromagnetske indukcije, Michael Faraday uzeo je karton u obliku cijevi u koju je navio izoliranu žicu; na taj je način oblikovao zavojnicu.

Nakon toga je uzeo zavojnicu i spojio je s voltmetrom kako bi izmjerio induciranu elektromotornu silu dok je magnet prolazio kroz zavojnicu.

Kao rezultat ovog eksperimenta, Faraday je utvrdio da magnet u mirovanju nije sposoban generirati elektromotornu silu, premda u mirovanju stvara visoko magnetsko polje. To se odražava u činjenici da se kroz svitak protok ne mijenja.

Kako se magnet približava zavojnici, magnetski se tok ubrzano povećava sve dok magnet ne stane učinkovito u svitak. Kada magnet prođe kroz zavojnicu, taj se tok spušta.

Faradayev kavez

Faradayev kavez bio je struktura kroz koju je ovaj znanstvenik uspio zaštititi elemente od električnih udara.

Faraday je ovaj eksperiment proveo 1836. godine, kada je shvatio da je višak opterećenja vozača utjecao na ono što se nalazi izvan njega, a ne na ono što je taj vozač zatvarao..

S namjerom da to demonstrira, Faraday je obložio zidove sobe aluminijskom folijom i stvorio visokonaponska pražnjenja kroz elektrostatski generator izvan prostorije..

Zahvaljujući provjeri s elektroskopom, Faraday je mogao provjeriti da, u stvari, nije bilo električnih naboja bilo koje vrste u sobi.

Ovaj se princip sada može promatrati u kablovima i skenerima, a postoje i drugi predmeti koji, sami po sebi, djeluju kao Faradejevi kavezi, poput automobila, dizala ili čak aviona.

Glavni doprinosi

Konstrukcija uređaja "elektromagnetske rotacije"

Nakon što je danski fizičar i kemičar Hans Christian Ørsted otkrio fenomen elektromagnetizma, Humphry Davy i William Hyde Wollaston pokušali su pokušati osmisliti električni motor.

Faraday, nakon razgovora s dvojicom znanstvenika o tome, uspio je stvoriti dva uređaja koji su dali način da se proizvede ono što je on nazvao "elektromagnetska rotacija"..

Jedan od tih uređaja, danas poznat kao "homopolarni motor", stvorio je kontinuirano kružno kretanje, koje je proizvela magnetska sila koja kruži oko žice, koja se proširila do spremnika žive s magnetom u sebi. Dovodeći struju do žice kemijskom baterijom, to bi se rotiralo oko magneta.

Ovaj eksperiment bio je osnova moderne elektromagnetske teorije. Takva je bila Faradayova emocija nakon ovog otkrića, da je objavio rezultate bez savjetovanja s Wollastonom ili Davyjem, što je rezultiralo kontroverzom unutar Kraljevskog društva i dodjelom Faradeja aktivnostima koje nisu elektromagnetizam..

Ukapljivanje plina i hlađenje (1823)

Na temelju teorije Johna Daltona, koji navodi da se svi plinovi mogu dovesti u tekuće stanje, Faraday je eksperimentom pokazao istinitost te teorije, uz pretpostavku da je osnova za rad modernih hladnjaka i zamrzivača..

Kroz ukapljivanje ili ukapljivanje (povećanje tlaka i smanjenje temperature plina) klora i amonijaka u plinovitom stanju, Faraday je uspio dovesti u tekuće stanje te tvari koje su smatrane "trajnim plinovitim stanjem".

Osim toga, uspio je vratiti amonijak u plinovito stanje, uočivši da je tijekom tog procesa generirano hlađenje.

Ovo otkriće pokazalo je da mehanička pumpa može pretvoriti plin u tekućinu na sobnoj temperaturi, proizvesti hlađenje kada se vrati u plinovito stanje i ponovno se stisnuti u tekućini..

Otkriće benzena (1825)

Faraday je otkrio molekulu benzena izolirajući je i identificirajući je iz uljnog ostatka, dobivenog iz proizvodnje plina za rasvjetu, kojem je dao ime "Bicarburet of hydrogen"..

Pod pretpostavkom da je ovo otkriće važno postignuće kemije, zbog praktične primjene benzena.

Otkriće elektromagnetske indukcije (1831)

Elektromagnetska indukcija bila je veliko otkriće Faradaya, koje je postigao povezivanjem dvaju žičanih solenoida oko suprotnih krajeva željeznog prstena.

Faraday je spojio solenoid na galvanometar i gledao ga kako spaja i odvaja drugu bateriju.

Kada se odvojio i spojio solenoid, mogao je primijetiti da kada je prolazio struju kroz solenoid, druga struja je privremeno inducirana u drugoj.

Uzrok ove indukcije je promjena magnetskog toka koja se dogodila pri odvajanju i spajanju baterije.

Ovaj eksperiment je sada poznat kao "uzajamna indukcija", koja se događa kada promjena struje u induktoru inducira napon u drugom obližnjem induktoru. To je mehanizam kojim transformatori rade.

Zakoni o elektrolizi (1834)

Michael Faraday je također bio jedan od glavnih odgovornih za stvaranje znanosti o elektrokemiji, znanosti odgovornoj za stvaranje baterija koje trenutno koriste mobilni uređaji..

Dok je provodio istraživanje o prirodi električne energije, Faraday je formulirao svoja dva zakona elektrolize.

Prva od njih navodi da je količina tvari koja se nalazi u svakoj elektrodi elektrolitičke ćelije izravno proporcionalna količini električne energije koja prolazi kroz ćeliju.

Drugi od tih zakona navodi da su količine različitih elemenata koje deponira određena količina električne energije u omjeru njihove ekvivalentne kemijske mase.

Otkriće Faradayevog učinka (1845)

Također poznat kao Faradejeva rotacija, ovaj efekt je magnetsko-optički fenomen, a to je interakcija između svjetla i magnetskog polja u mediju..

Faradayev efekt uzrokuje rotaciju ravnine polarizacije koja je linearno proporcionalna komponenti magnetskog polja u smjeru širenja..

Faraday je čvrsto vjerovao da je svjetlost elektromagnetski fenomen i da mora biti pod utjecajem elektromagnetskih sila.

Stoga je, nakon niza neuspješnih testova, nastavio testirati komad čvrstog stakla koji je sadržavao tragove olova, koji je napravio u danima izrade stakla..

Na taj je način primijetio da kada polarizirani snop svjetlosti prolazi kroz staklo, u smjeru magnetske sile, polarizirana svjetlost rotira pod kutom proporcionalnim snazi ​​magnetskog polja..

Zatim je to testirao s različitim krutim tvarima, tekućinama i plinovima, dobivši jače elektromagnete.

Otkriće diamagnetizma (1845)

Faraday je otkrio da svi materijali pokazuju slabu odbojnost prema magnetskim poljima koje je nazvao diamagnetizam.

To jest, oni stvaraju inducirano magnetsko polje u suprotnom smjeru od vanjskog magnetskog polja, koje odbija primijenjeno magnetsko polje

Također je otkrio da se paramagnetski materijali ponašaju na suprotne načine, privučeni su vanjskim magnetskim poljem.

Faraday je pokazao da je ovo svojstvo (diamagnetski ili paramagnetski) prisutno u svim tvarima. Diamagnetizam induciran dodatnim jakim magnetima može se koristiti za stvaranje levitacije.

reference

  1. Michael Faraday. (2017., 9. lipnja). Preuzeto s en.wikipedia.org.
  2. Michael Faraday. (2017., 8. lipnja). Preuzeto s en.wikipedia.org.
  3. Benzen. (2017., 6. lipnja) Preuzeto s en.wikipedia.org.
  4. Ukapljivanje plinova. (2017, 7. svibnja) Preuzeto s en.wikipedia.org.
  5. Faradayevi zakoni elektrolize. (2017., 4. lipnja). Preuzeto s en.wikipedia.org.
  6. Faradayev kavez. (2017., 8. lipnja). Preuzeto s en.wikipedia.org.
  7. Faradayev eksperiment s ledenim kantama. (2017., 3. svibnja). Preuzeto s en.wikipedia.org.
  8. Faradayev efekt. (2017., 8. lipnja). Preuzeto s en.wikipedia.org.
  9. Faradayev efekt. (2017., 10. svibnja). Preuzeto s en.wikipedia.org.
  10. Tko je Michael Faraday? Kakvo je bilo njegovo otkriće na polju znanosti? (2015., 6. lipnja). Oporavio se od quora.com
  11. 10 najboljih doprinosa Michaela Faradaya znanosti. (2016., 16. prosinca). Preuzeto s learnodo-newtonic.com.