MICHAEL FARADAY: ELÄMÄKERTA, KOKEILUT JA KIRJOITUKSET - TIEDE - 2026

Michael Faraday (Newington Butt, 22. syyskuuta 1791 - Hampton Court, 25. elokuuta 1867) oli brittiläinen fyysikko ja kemisti, jonka tärkeimmät panokset ovat sähkömagneettisuuden ja sähkökemian aloilla. Hänen panoksestaan ​​tieteeseen ja siksi ihmiskunnalle voimme korostaa hänen työstään sähkömagneettista induktiota, diamagnetismia ja elektrolyysiä.

Perheensä taloudellisten olosuhteiden vuoksi Faraday sai vähän muodollista koulutusta, joten neljätoista vuotiaana hän oli vastuussa näiden aukkojen täyttämisestä lukemalla suuren määrän lukemia oppisopimuskautensa aikana kirjansidontajana.

Yksi hänen sidoksistaan, joka vaikutti tutkijaan eniten, oli Isaac Wattsin The Mind Improvement of the Mind.

Faraday oli erinomainen kokeilija ja välitti havaintonsa helposti ymmärrettävällä kielellä. Vaikka hänen matemaattiset kykynsä eivät olleet parhaita, James Clerk Maxwell teki tiivistelmän hänen ja muiden töistä yhtälöryhmässä.

Clerk Maxwell sanoo: "Voimalinjojen käyttö osoittaa, että Faraday oli todellakin suuri matemaatikko, josta tulevat matemaatikot voisivat johtaa arvokkaita ja hedelmällisiä menetelmiä."

Kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) sähkötehoyksikköä kutsutaan hänen kunniakseen Faradiksi (F).

Kemikkona Faraday löysi bentseenin, teki tutkimuksia klooriklatraatista, hapetuslukujärjestelmästä, ja loi sellaisen, joka tunnetaan Bunsenin polttimen edeltäjänä. Lisäksi hän popularisoi termejä: anodi, katodi, elektroni ja ioni.

Fysiikan alalla hänen tutkimuksissaan ja kokeissaan keskityttiin sähköyn ja sähkömagneettisuuteen.

Hänen tutkimuksensa magneettikentältä oli perustavanlaatuinen sähkömagneettisen kentän käsitteen kehittämiselle, ja hänen keksintönsä, jonka hän nimitti itseään "sähkömagneettisiksi rotaatiolaitteiksi", olivat nykyisen sähkömoottorin edeltäjiä.

Elämäkerta

Michael Faraday syntyi 22. syyskuuta 1791 Newington Butt -nimellä, Lontoon eteläpuolella, Englannissa. Hänen perheensä ei ollut varakas, joten hänen muodollinen koulutus ei ollut kovin laaja.

Michaelin isä nimettiin Jamesiksi ja hän käytti kristinuskon oppia. Äidin nimi oli puolestaan ​​Margaret Hastwell ja ennen avioliittoa James työskenteli kotityöntekijänä. Michaelilla oli 3 sisarusta ja hän oli avioliiton viimeisimmistä lapsista.

Kun Michael oli neljätoistavuotias, hän työskenteli yhdessä kirjakauppias ja kirjansidontaja George Riebaun kanssa. Michael pysyi tässä teoksessa seitsemän vuotta, jonka aikana hän pystyi pääsemään paljon lähemmäksi lukemista.

Tuolloin hän alkoi houkutella tieteellisiä ilmiöitä, erityisesti sähköä koskevia.

Koulutuksen syventäminen

20-vuotiaana, vuonna 1812, Michael aloitti osallistumisen erilaisiin konferensseihin, joihin melkein aina kutsuttiin William Dance, englantilainen muusikko, joka oli perustanut Royal Philharmonic Society.

Muutamat puhujat, joihin Michael oli päässyt, olivat brittiläinen filosofi ja tiedemies John Tatum ja englantilainen kemisti Humphry Davy.

Sukulaisuussuhde henkilöön Humphry Davy

Michael Faraday oli erittäin metodinen mies ja kirjoitti melko täsmälliset muistiinpanot, jotka hän lähetti Davylle yhdessä muistiinpanon, jossa hän pyysi työtä.

Nämä muistiinpanot muodostivat noin 300 sivun kirjan, ja Davy piti niistä erittäin. Jälkimmäinen kärsi jonkin aikaa myöhemmin laboratoriossa onnettomuudessa, joka vaurioitti vakavasti hänen näkökykyään.

Tässä yhteydessä Davy palkkasi Faradayn avustajakseen. Samaan aikaan - 1. maaliskuuta 1813 - Faradaystä tuli kemian assistentti kuninkaallisessa instituutiossa.

Matka Eurooppaan

Vuosina 1813–1815 Humphry Davy matkusti useiden Euroopan maiden läpi. Palvelija, jonka hän oli tuolloin päättänyt olla osallistumatta matkalle, niin Faraday joutui suorittamaan palvelijan tehtävät, vaikka hänen tehtävänsä oli kemiallinen avustaja.

Sanotaan, että Englannin yhteiskunta oli tuolloin erittäin luokkasuuntautunut, minkä vuoksi Faradaya pidettiin mieheksi, jolla oli huonompia piirteitä.

Jopa Davyn vaimo vaati kohtelemaan Faradaya palvelijana, kieltäytymällä ottamasta häntä kuljetukseen tai antamatta hänelle syödä heidän kanssaan.

Vaikka tämä matka merkitsi Faradaylle erittäin huonoa aikaa epäsuotuisan kohtelun seurauksena, se merkitsi samalla, että hänellä voi olla suora yhteys Euroopan tärkeimpiin tieteellisiin ja akateemisiin aloihin.

Omistus sähkölle

Michael Faraday omistautui jo vuonna 1821 kokonaan sähkön, magnetismin ja molempien elementtien mahdollisuuksiin.

Vuonna 1825 Davy oli vakavasti sairas, minkä vuoksi Faradaystä tuli hänen tilalleen laboratoriossa. Tänä aikana hän ehdotti useita hänen teorioitaan.

Yksi asiaankuuluvimmista oli käsitys, että sekä sähkö että magneettisuus ja valo toimivat yhtenäisen luonteen omaavana kolmiona.

Samana vuonna Faraday aloitti kuninkaallisessa instituutiossa luennot, nimeltään Royal Institutionin joululuennot, jotka oli suunnattu erityisesti lapsille ja käsiteltiin ajan tärkeimpiä tieteellisiä edistysaskeleita sekä erilaisia ​​anekdootteja ja tarinoita tiedettä.

Keskustelujen tarkoituksena oli tuoda tiede lähemmäksi niitä lapsia, joilla ei ollut mahdollisuutta käydä muodollisissa opinnoissa, kuten hänelle tapahtui.

Avioliitto

Vuonna 1821 Faraday meni naimisiin Sarah Barnardin kanssa. Heidän perheensä kävivät samassa kirkossa ja siellä he tapasivat.

Faraday oli erittäin uskonnollinen mies koko elämänsä ajan ja oli Skotlannin kirkosta johdetun Sandemaniana-kirkon seuraaja. Hän osallistui aktiivisesti kirkkoonsa, koska hänestä tuli diakoni ja jopa pappi kaksi vuotta peräkkäin.

Faradayn ja Barnardin avioliitosta ei syntynyt lapsia.

Vuosien keksinnöt

Faradayn seuraavat vuodet olivat täynnä keksintöjä ja kokeiluja. Vuonna 1823 hän löysi kloorin nesteyttämisprosessin (muutos kaasumaisesta tai kiinteästä tilasta nestemäiseen tilaan) ja kaksi vuotta myöhemmin, vuonna 1825, hän löysi saman prosessin, mutta bentseenin osalta.

Vuonna 1831 Faraday löysi sähkömagneettisen induktion, josta syntyi ns. Faradayn laki tai sähkömagneettisen induktion laki. Vuotta myöhemmin, vuonna 1832, hän sai Oxfordin yliopistosta siviilioikeuden päällikön kunniamerkinnän.

Neljä vuotta myöhemmin Faraday löysi mekanismin, joka toimi suojakotelona sähköiskuille. Tätä laatikkoa kutsuttiin Faraday-häkiksi ja siitä tuli myöhemmin yksi laajimmin käytetyistä keksinnöistä vielä nykyäänkin.

Vuonna 1845 hän löysi vaikutuksen, joka heijastaa selkeää vuorovaikutusta valon ja magnetismin välillä; tätä vaikutusta kutsuttiin Faraday-ilmiöksi.

Tunnustukset

Englannin monarkia tarjosi Faradaylle nimityksen siriksi, josta hän kieltäytyi useita kertoja pitäen sitä uskonnollisten vakaumustensa vastaisena; Faraday yhdisti tämän tapaamisen tunnustuksen etsimiseen ja turhuuteen.

Kuninkaallinen yhdistys ehdotti myös, että hänestä tulisi sen presidentti, ja Faraday hylkäsi tämän tarjouksen, joka tehtiin kahdessa eri tilanteessa.

Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia nimitti hänet ulkomaalaiseksi jäseneksi vuonna 1838. Vuotta myöhemmin Faraday kärsi hermostuneesta hajoamisesta; lyhyen ajan kuluttua hän jatkoi opintojaan.

Vuonna 1844 Ranskan tiedeakatemia liitti sen ulkomaisiin jäseniin, jotka olivat vain 8 persoonallisuutta.

Viimeiset vuodet

Vuonna 1848 Michael Faraday hankki armon ja suosion talon, jotka olivat niitä taloja, jotka kuuluivat Englannin valtioon ja joita tarjottiin ilmaiseksi maan asianomaisille persoonallisuuksille tarkoituksenaan kiittää kansakunnalle suoritetuista palveluista.

Tämä talo oli Middlesexissä, Hampton Courtissa, ja Faraday asui siinä vuodesta 1858. Tuolloin hän kuoli myöhemmin.

Näiden vuosien aikana Englannin hallitus otti yhteyttä häneen ja pyysi häntä tukemaan heitä kemiallisten aseiden valmistusprosessissa Krimin sodan yhteydessä, joka käytiin vuosina 1853–1856. Faraday kieltäytyi tämä tarjous, koska sitä pidettiin epäeettisenä osallistua prosessiin.

kuolema

Michael Faraday kuoli 25. elokuuta 1867, kun hän oli 75-vuotias. Tämän hetken utelias anekdootti on, että hänelle tarjottiin hautausmaa tunnetussa Westminster Abbeyssa, paikassa, jonka hän hylkäsi.

Tämän kirkon sisällä on kuitenkin löytö, joka kunnioittaa Faradayä ja sijaitsee lähellä Isaac Newtonin hautaa. Hänen ruumiinsa sijaitsee Highgate -hautausmaan erottelevalla alueella.

kokeilut

Michael Faradayn elämä oli täynnä keksintöjä ja kokeiluja. Seuraavaksi yksityiskohtaamme kahta tärkeintä kokeilua, jotka hän oli suorittanut ja jotka olivat transsendenttisiä ihmiskunnalle.

Faradayn laki

Osoittaakseen niin sanottua Faradayn lakia tai sähkömagneettista induktiota koskevaa lakia Michael Faraday otti pahvin putken muodossa, johon hän kietoi eristetyn langan; tällä tavalla hän muodosti kelan.

Myöhemmin hän otti kelan ja liitti sen volttimittarilla indusoidun sähkövoiman mittaamiseksi samalla kun magneetti kulki kelan läpi.

Tämän kokeen seurauksena Faraday totesi, että levossa oleva magneetti ei kykene tuottamaan sähkövoimaa, vaikka ollessa levossa se tuottaa suuren magneettikentän. Tämä heijastuu siihen tosiseikkaan, että kelan läpi vuoto ei muutu.

Kun magneetti lähestyy kelaa, magneettinen virtaus kasvaa nopeasti, kunnes magneetti on tehokkaasti kelan sisällä. Kun magneetti on kulkenut kelan läpi, tämä vuoto putoaa.

Faraday-häkki

Faraday-häkki oli rakenne, jonka kautta tämä tutkija onnistui suojaamaan elementtejä sähköpurkauksilta.

Faraday suoritti tämän kokeilun vuonna 1836, ymmärtäen, että kapellimestarin ylimääräinen varaus vaikutti siihen, mikä oli sen ulkopuolella eikä mihin johdin sulki.

Tämän osoittamiseksi Faraday vuorasi huoneen seinät alumiinifoliolla ja aiheutti suurjännitepurkauksia huoneen ulkopuolella sijaitsevan sähköstaattisen generaattorin kautta.

Sähköskoopilla suoritetun varmennuksen ansiosta Faraday pystyi varmistamaan, että huoneessa ei todellakaan ollut minkäänlaista sähkövarausta.

Tätä periaatetta voidaan noudattaa nykyään kaapeleissa ja skannerissa, ja on myös muita esineitä, jotka sinänsä toimivat Faradayn häkeinä, kuten autoja, hissejä tai jopa lentokoneita.

Tärkeimmät osuudet

"Sähkömagneettisen kierto" -laitteiden rakentaminen

Kun tanskalainen fyysikko ja kemisti Hans Christian Ørsted löysi sähkömagneettisuuden ilmiön, Humphry Davy ja William Hyde Wollaston yrittivät suunnitella sähkömoottoria.

Faraday, kiisteltyään kahden tutkijan kanssa tästä, onnistui luomaan kaksi laitetta, joka johti siihen, mitä hän kutsui "sähkömagneettiseksi kiertoksi".

Yksi näistä laitteista, joka tunnetaan nykyään "homopolaarisena moottorina", tuotti jatkuvan pyöreän liikkeen, joka saatiin aikaan pyöreällä magneettisella voimalla langan ympärille, joka ulottui elohopea-astiaan, jonka sisällä oli magneetti. Syöttämällä virta lankaan kemiallisella akulla, se pyörii magneettin ympäri.

Tämä koe tarjosi perustan nykyaikaiselle sähkömagneettiselle teorialle. Sellainen oli Faradayn innostumus tämän havainnon jälkeen siitä, että hän julkaisi tulokset kuulematta Wollastonia tai Davya, mikä johti kiistoihin kuninkaallisessa seurassa ja Faradayn sitoutumisesta muuhun toimintaan kuin sähkömagneettisuuteen.

Kaasun nesteyttäminen ja jäähdytys (1823)

Perustuen John Daltonin teoriaan, jossa hän totesi, että kaikki kaasut voidaan saattaa nestemäiseen tilaan, Faraday osoitti tämän teorian todenmukaisuuden kokeilun avulla, sen lisäksi, että oletti perusteet, joiden kanssa nykyaikaiset jääkaapit ja pakastimet toimivat..

Nesteyttämällä tai nesteyttämällä (lisäämällä paineita ja alentamalla kaasujen lämpötilaa) klooria ja ammoniakkia kaasumaisessa tilassa Faraday onnistui saattamaan nämä aineet nestemäiseen tilaan, jota oli pidetty "pysyvänä kaasumaisena".

Lisäksi hän onnistui palauttamaan ammoniakin kaasumaiseen tilaansa huomaten, että tämän prosessin aikana syntyi jäähdytystä.

Tämä löytö osoitti, että mekaaninen pumppu voi muuttaa kaasun huoneenlämpötilassa nesteeksi, tuottaa jäähdytystä palaamalla kaasumaiseen tilaansa ja puristaa uudelleen nesteeksi.

Bentseenin löytö (1825)

Faraday löysi bentseenimolekyylin eristämällä ja identifioimalla sen öljymäisestä jäännöksestä, joka on johdettu valaistuskaasun tuotannosta, jolle hän antoi nimensä "vetybikarbureatti".

Olettaen, että tämä löytö on tärkeä kemian saavutus, bentseenin käytännön sovellusten vuoksi.

Sähkömagneettisen induktion löytö (1831)

Sähkömagneettinen induktio oli Faradayn suuri löytö, jonka hän saavutti yhdistämällä kaksi johtosolenoidia rautarenkaan vastakkaisten päiden ympärille.

Faraday liitti yhden solenoidin galvanometriin ja katseli sen liittävän ja irrottavan toisen akusta.

Irrottamalla ja kytkemällä solenoidi hän pystyi havaitsemaan, että kun hän kuljetti virtaa yhden solenoidin läpi, toinen virta indusoitiin väliaikaisesti toisessa.

Tämän induktion syy johtuu magneettivuojen muutoksista, jotka tapahtuivat akun irrotettaessa ja kytkettäessä.

Tämä koe tunnetaan nyt nimellä "keskinäinen induktio", joka tapahtuu, kun virran muutos yhdessä induktorissa indusoi jännitteen toisessa lähellä olevassa induktorissa. Tämä on mekanismi, jolla muuntajat toimivat.

Elektrolyysin lait (1834)

Michael Faraday oli myös yksi tärkeimmistä elektrokemian tieteen tekijöistä. Tiede vastaa nykyään mobiililaitteiden käyttämien akkujen luomisesta.

Tutkiessaan sähkön luonnetta Faraday muotoili kaksi elektrolyysin lakia.

Ensimmäinen näistä väittää, että jokaiselle elektrolyyttisen kennon elektrodille laskeutuneen aineen määrä on suoraan verrannollinen kennon läpi kulkevan sähkön määrään.

Toisessa näistä laeista todetaan, että tietyn määrän sähköä tallettavien eri elementtien määrät ovat suhteessa niiden vastaavaan kemialliseen painoon.

Faraday-ilmiön löytäminen (1845)

Tunnetaan myös nimellä Faraday-kierto, tämä vaikutus on magneettinen-optinen ilmiö, joka on valon ja väliaineen magneettikentän välinen vuorovaikutus.

Faraday-ilmiö aiheuttaa polarisaatiotason pyörimisen, joka on lineaarisesti verrannollinen magneettikentän komponenttiin etenemissuunnassa.

Faraday uskoi vakaasti, että valo oli sähkömagneettinen ilmiö ja että siksi sähkömagneettiset voimat vaikuttavat siihen.

Joten sarja epäonnistuneita kokeita, hän jatkoi testata pala kiinteää lasia, joka sisälsi jälkiä lyijyä, jonka hän teki hänen lasinvalmistus päivinä.

Tällä tavoin hän havaitsi, että kun polarisoitu valonsäde kulki lasin läpi magneettisen voiman suuntaan, polarisoitu valo pyörii kulmassa, joka oli verrannollinen magneettikentän voimakkuuteen.

Sitten hän testasi tätä eri kiinteillä aineilla, nesteillä ja kaasuilla hankkimalla vahvempia sähkömagneetteja.

Diamagnetismin löytäminen (1845)

Faraday havaitsi, että kaikilla materiaaleilla on heikko heijastus magneettikenttiä kohtaan, jota hän kutsui diamagnetismiksi.

Toisin sanoen ne luovat indusoidun magneettikentän, joka on vastakkaisessa suunnassa kuin ulkoisesti sovellettu magneettikenttä, ja joka hylätään sovelletulla magneettikentällä.

Hän huomasi myös, että paramagneettiset materiaalit käyttäytyvät päinvastaisella tavalla, koska niitä houkuttelee sovellettu ulkoinen magneettikenttä.

Faraday osoitti, että tätä ominaisuutta (diamagneettinen tai paramagneettinen) esiintyy kaikissa aineissa. Erittäin vahvoilla magneeteilla indusoitua diamagnetismia voidaan käyttää levitaation tuottamiseen.

Viitteet

1. Michael Faraday. (2017, 9. kesäkuuta). Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8. kesäkuuta). Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
3. Bentseeni. (2017, 6. kesäkuuta) Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
4. Kaasun nesteyttäminen. (2017, 7. toukokuuta) Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
5. Faradayn elektrolyysin lait. (2017, 4. kesäkuuta). Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
6. Faraday-häkki. (2017, 8. kesäkuuta). Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
7. Faradayn jääpurkikoe. (2017, 3. toukokuuta). Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
8. Faraday-ilmiö. (2017, 8. kesäkuuta). Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
9. Faraday-ilmiö. (2017, 10. toukokuuta). Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
10. Kuka on Michael Faraday? Mikä oli hänen löytönsä tieteen aloilla? (2015, 6. kesäkuuta). Palautettu osoitteesta quora.com
11. Michael Faradayn 10 suurta panosta tieteeseen. (2016, 16. joulukuuta). Palautettu osoitteesta learningodo-newtonic.com.