Michael Faraday elulugu, katsed ja panused



Michael Faraday (Newington Butt, 22. september 1791 - Hampton Court, 25. august 1867) oli Briti päritolu füüsik ja keemik, kelle peamine panus on elektromagnetismi ja elektrokeemia valdkonnas. Tema panuse poolest teadusele ja seega ka inimkonnale võime esile tuua oma tööd elektromagnetilise induktsiooni, diamagnetismi ja elektrolüüsi vallas..

Oma pere majanduslike tingimuste tõttu sai Faraday vähe formaalset haridust, nii et tema neljateistkümne aasta eest vastutas ta nende lünkade täitmisele, tehes palju lugemist raamatuköitja koolituse ajal.

Üks raamatutest, mis teadlast sidus ja kõige enam mõjutas, oli Meele parandamine Isaac Watts'i vaimu parandamine.

Faraday oli suurepärane eksperimenteerija ja edastas oma avastused kergesti arusaadavas keeles. Kuigi tema matemaatilised oskused ei olnud parimad, võttis James Clerk Maxwell oma tööd ja teiste rühmade rühmad kokku..

Clerk Maxwelli sõnade kohaselt: "Jõuliinide kasutamine näitab, et Faraday on tegelikult olnud suur matemaatik, kellelt tuleviku matemaatikud võivad saada väärtuslikke ja viljakaid meetodeid."

Rahvusvahelise ühikute süsteemi (SI) elektrilise võimsuse ühikut nimetatakse tema auks Faradio (F).

Nagu keemik Faraday avastas benseeni, viis läbi kloriidi klatraadi, oksüdatsiooninumbri süsteemi uurimise ja lõi Bunseni põleti eelkäijaks. Lisaks populariseeris ta termineid: anood, katood, elektron ja ioon.

Füüsika valdkonnas olid tema uurimused ja katsed suunatud elektrile ja elektromagnetismile.

Magnetvälja uurimine oli elektromagnetvälja kontseptsiooni väljatöötamisel ülioluline ja tema leiutis, mida nimetas ise "elektromagnetilise pöörlemise seadmeteks", olid praeguse elektrimootori eelkäijad.. 

Indeks

  • 1 Biograafia
    • 1.1 Koolituse süvendamine
    • 1.2 Seos Humphry Davyga
    • 1.3 Reis Euroopasse
    • 1.4 Pühendumine elektrienergiale
    • 1.5 Abielu
    • 1.6 Leiutiste aastad
    • 1.7 Tänud
    • 1.8 Lõplikud aastad
    • 1.9 Surm
  • 2 Katsed
    • 2.1 Faraday seadus
    • 2.2 Faraday puur
  • 3 Peamised panused
  • 4 Viited

Biograafia

Michael Faraday sündis 22. septembril 1791, Newington Buttis asuvas naabruses, mis asub Londonist lõuna pool Inglismaal. Tema perekond ei olnud rikkad, seega ei olnud tema formaalne haridus väga ulatuslik.

Miikaeli isa nimetati Jamesiks ja oli kristluse õpetuse praktik. Tema ema nimi oli Margaret Hastwell ja enne abiellumist Jamesiga töötas ta kodumaise töötajana. Miikaelil oli kolm venda ja oli abielu laste eelviimane.

Kui Michael oli neljateistkümnes, töötas ta koos George Riebau'ga, kes oli raamatukaupmees ja raamatuköitja. Michael jäi sellesse töösse seitsme aasta jooksul, mil tal oli võimalus läheneda lugemisele palju rohkem.

Sel ajal hakkas teda meelitama teaduslikud nähtused, eriti need, mis on seotud elektrienergiaga.

Koolituse süvendamine

20-ndatel aastatel, 1812. aastal, hakkas Michael osalema erinevatel konverentsidel, mida peaaegu alati kutsus kuningas Philharmonic Society'i asutanud inglise muusik William Dance..

Mõned lektorid Michaelil oli ligipääs Briti filosoofile ja teadlasele John Tatumile ning inglise päritolu keemikule Humphry Davy'le..

Suhted Humphry Davy'ga

Michael Faraday oli väga metoodiline mees ja kirjutas väga spetsiifilisi märkusi, et ta saatis Davyle koos märkusega, milles ta palus tööd teha.

Need märkmed olid umbes 300-leheküljeline raamat ja palju meeldis Davy. Viimane kannatas laboris mõnikord õnnetuse, mis kahjustas tõsiselt tema nägemust.

Selles kontekstis palkas Davy oma assistendina Faraday. Samal ajal - 1. märtsil 1813 õnnestus Faradayil Royal Institute'i keemiaassistent.

Reis Euroopasse

Aastatel 1813–1815 sõitis Humphry Davy läbi mitmete Euroopa riikide. Teenija, kes oli sel ajal otsustanud reisile mitte minna, oli Faraday see, kes pidi täitma teenistuja ülesandeid, isegi kui tema roll oli keemilise assistendi ülesanne..

On öeldud, et sel ajal oli inglise ühiskond väga klassitsistlik, mistõttu nähakse Faradayit halvemate omadustega mehena.

Isegi Davy naine nõudis, et ta raviks Faradayit kui teenijat, keeldudes teda oma veoks vastu võtma või temaga sööma..

Kuigi see reis tähendas Faradayle väga ebasoodsat kohtlemist, mida ta sai ebasoodsa kohtlemise tulemusena, tähendas samal ajal, et tal võib olla otsene kontakt Euroopa kõige olulisemate teadus- ja akadeemiliste valdkondadega..

Pühendumine elektrienergiale

Alates 1821. aastast on Michael Faraday pühendunud täielikult elektri, magnetismi ja mõlema elemendi võimalustele.

1825. aastal oli Davy tõsiselt haige, mistõttu sai Faraday tema asendajaks laboris. See oli aeg, mil ta tegi mitu tema teooriat.

Üks kõige olulisemaid oli arusaam, et nii elekter kui ka magnetism ja valgus toimisid ühtse iseloomuga triaadina.

Samal aastal alustas Faraday kuningliku institutsiooni kõnelusi Royal Instituudi jõululood, mis olid suunatud eelkõige lastele ja käsitlesid aja kõige olulisemaid teaduslikke edusamme, samuti erinevaid anekdoode ja looduse valdkonna lugusid.

Nende läbirääkimiste eesmärk oli tuua teadus lähemale neile lastele, kellel ei olnud võimalust ametlikult õppida, nagu see juhtus temaga.

Abielu

1821. aastal sõlmis Faraday Sarah Barnardiga pulmad. Nende perekonnad osalesid samas kirikus ja seal kohtusid nad.

Faraday oli kogu oma elu ajal väga religioosne inimene ja oli Šotimaa kirikust saadud Sandemania kiriku järgija. Ta osales aktiivselt oma kirikus, sest temast sai diakon ja isegi preester kaks aastat järjest..

Faraday ja Barnardi abielust ei sündinud lapsi.

Leiutiste aastad

Järgmised Faraday aastad olid täis leiutisi ja eksperimente. Aastal 1823 avastas ta kloori vedeldamise protsessi (muutus gaasilisest või tahkest olekust vedelaks olekuks) ja kaks aastat hiljem, 1825. aastal, avastas ta sama protsessi, kuid benseeni puhul..

1831. aastal avastas Faraday elektromagnetilise induktsiooni, millest tekkis nn Faraday seadus või elektromagnetilise induktsiooni seadus. Aasta hiljem sai ta 1832. aastal D-auks ametissetsiviilõiguse esindaja Oxfordi ülikoolist.

Neli aastat hiljem avastas Faraday mehhanismi, mis toimis kaitsva elektrilöögikarpina. Seda kasti nimetati Faraday puuriks ja hiljem sai sellest üks kõige kasutatavamaid leiutisi.

1845. aastal avastas ta mõju, mis peegeldab selget interaktsiooni valguse ja magnetismi vahel; see mõju viidi läbi nimega Faraday Effect.

Tänuavaldused

Inglismaa monarhia pakkus Faradayle ametisse nimetamist söör, millele ta mitmel korral keeldus, sest ta pidas seda tema usuliste veendumuste vastu; Faraday seostas selle kohtumise tunnustuse ja edevuse otsimisega.

Royal Society tegi ka ettepaneku, et ta oleks tema president ja Faraday lükkas selle pakkumise kahel erineval korral tagasi.

Rootsi Kuninglik Teaduste Akadeemia nimetas teda 1838. aastal välisliikmeks. Aasta hiljem kannatas Faraday närvisüsteemi; Lühikese aja pärast jätkas ta oma õpinguid.

1844. aastal lisas Prantsuse Teaduste Akadeemia selle oma välisliikmetesse, kes olid vaid 8 isikut.

Viimased aastad

1848. aastal omandas Michael Faraday armu- ja kasumimaja, mis olid need ingliskeelsele riigile kuuluvad eluruumid ja pakuti neile riigi asjaomastele isikutele tasuta, eesmärgiga tänada rahvale osutatud teenuste eest..

See maja oli Middlesexis, Hampton Courtis ja Faraday asus seda 1858. aastal..

Nende aastate jooksul võttis Inglismaa valitsus temaga ühendust ja palus tal toetada neid keemiarelvade arendamise protsessis Krimmi sõja raames, mis toimus ajavahemikus 1853–1856. Faraday keeldus See pakkumine, kuna ta pidas selles protsessis osalemise ebaeetiliseks.

Surm

Michael Faraday suri 25. augustil 1867, kui ta oli 75-aastane. Selle hetke uudishimulik anekdoot on see, et talle pakuti matuspaika tuntud Westminsteri kloostris..

Selle kiriku sees on võimalik leida ka Faraday auhind, mis asub Isaac Newtoni haua lähedal. Tema keha asub Highgate'i kalmistu dissidentide piirkonnas.

Katsed

Michael Faraday elu oli täis leiutisi ja eksperimente. Järgmisena kirjeldame kaks kõige olulisemat eksperimenti, mida ta läbi viinud ja mis olid inimkonna jaoks transtsendentsed.

Faraday seadus

Et näidata niinimetatud Faraday seadust või elektromagnetilise induktsiooni seadust, võttis Michael Faraday kartongi toru kujul, millele ta haaras ümber eraldatud traadi; sel viisil moodustas ta mähise.

Hiljem võttis ta mähise ja ühendas selle voltmeetriga, et mõõta indutseeritud elektromootori jõudu, põhjustades samal ajal magneti läbimise..

Selle katse tulemusena määras Faraday kindlaks, et ülejäänud magnet ei ole võimeline tekitama elektrimootorijõudu, kuigi puhkeasendil tekib suur magnetvälja. See peegeldub asjaolus, et läbi mähise ei muutu vool.

Kui magnet läheneb spiraalile, suureneb magnetvoog kiiresti, kuni magnet on efektiivselt spiraali sees. Kui magnet on mähise läbinud, langeb see vool.

Faraday puur

Faraday puur oli struktuur, mille kaudu õnnestus seda teadlast kaitsta elemente elektrilöögi eest.

Faraday viis selle eksperimendi läbi 1836. aastal, kui ta mõistis, et juhi liigne koormus mõjutas seda väljaspool seda ja mitte seda, mida nimetatud juhi kinnitas..

Selleks, et seda näidata, voodis Faraday ruumi seinad alumiiniumfooliumiga ja tekitas väljaspool ruumi asuvat elektrostaatilist generaatorit..

Tänu elektroskoobiga kontrollimisele võib Faraday kontrollida, et ruumis ei olnud mingeid elektrilisi laenguid..

Seda põhimõtet saab nüüd jälgida kaablites ja skannerites ning on ka teisi objekte, mis iseenesest toimivad nagu Faraday puurid, nagu autod, liftid või isegi lennukid.

Peamised panused

"Elektromagnetilise pöörlemise" seadmete ehitus

Pärast seda, kui Taani füüsik ja keemik Hans Christian Ørsted avastas elektromagnetismi nähtuse, püüdsid Humphry Davy ja William Hyde Wollaston proovida elektrimootorit disainida.

Faraday, pärast kahe teadlasega sellest arutamist, suutis luua kaks seadet, mis andsid võimaluse toota seda, mida ta nimetas "elektromagnetiline pööramine"..

Üks nendest seadmetest, mida tänapäeval tuntakse "homopolarmootorina", tekitas pideva ringikujulise liikumise, mis saadi traadi ümber ringleva magnetjõu poolt, mis laienes elavhõbedakonteinerisse koos magnetiga. Juhtme voolu andmine keemilise akuga, mis pöörleb magneti ümber.

See katse on aluseks kaasaegsele elektromagnetilisele teooriale. Selline oli Faraday emotsioon pärast seda avastust, et ta avaldas tulemused ilma Wollastoni või Davy'ga temaga konsulteerimata, mille tulemuseks oli vaidlus Royal Society's ja Faraday üleandmine muudele kui elektromagnetismile..

Gaasi ja jahutuse veeldamine (1823)

John Daltoni teooria põhjal, milles öeldi, et kõik gaasid saab viia vedelasse olekusse, näitas Faraday eksperimendi kaudu selle teooria tõepärasust, lisaks eeldas, et tänapäevased külmikud ja sügavkülmikud töötavad.

Gaasilises olekus kloori ja ammoniaagi vedeldamise või vedeldamise (rõhu suurenemine ja gaasi temperatuuri alanemine) abil õnnestus Faraday vedelas olekus need ained, mida peeti püsivaks gaasiliseks olekuks..

Lisaks õnnestus tal ammoniaak tagasi viia gaasilisse olekusse, jälgides, et selle protsessi käigus tekkis jahutus.

See avastus näitas, et mehaaniline pump võib gaasi muuta toatemperatuuril vedelikuks, tekitades jahutuse, kui ta naaseb oma gaasilisse olekusse ja surutakse uuesti vedelikku..

Benseeni avastus (1825)

Faraday avastas benseenimolekuli, eraldades selle ja identifitseerides selle õlist jäägist, mis saadi valgustusgaasi tootmisest, millele ta andis nime "vesiniku bikarburett"..

Eeldades, et see avastus on oluline keemia saavutus, tänu benseeni praktilisele rakendusele.

Elektromagnetilise induktsiooni avastamine (1831)

Elektromagnetiline induktsioon oli Faraday suur avastus, mille ta saavutas, ühendades kaks traadi solenoidi raudrõnga vastaskülgede ümber.

Faraday ühendas solenoidi galvanomeetriga ja vaatas, kuidas teine ​​aku ühendub ja lahti ühendab.

Solenoidi lahtiühendamisel ja ühendamisel võib ta täheldada, et kui ta voolab läbi solenoidi, tekitas teises voolus ajutiselt teine ​​vool..

Selle indutseerimise põhjuseks on aku lahtiühendamisel ja ühendamisel tekkiv magnetvoogude muutus.

See katse on nüüd tuntud kui "vastastikune induktsioon", mis tekib siis, kui induktori voolu muutus põhjustab teise lähedal asuva induktiivpooli pinge. See on mehhanism, millega transformaatorid töötavad.

Elektrolüüsi seadused (1834)

Michael Faraday oli ka üks peamisi ülesandeid elektrokeemia teaduse loomise eest, mis vastutab praegu mobiilseadmete poolt kasutatavate patareide loomise eest..

Faraday sõnastas elektrit iseloomu uurides oma kaks elektrolüüsiõigust.

Esimene neist väidab, et elektrolüütilise raku igasse elektroodi ladestunud aine kogus on otseselt proportsionaalne rakuga läbitava elektri kogusega..

Nende seaduste teine ​​osa sätestab, et teatava koguse elektrienergiaga hoiustatud erinevate elementide kogus on võrdne nende ekvivalentse keemilise massiga.

Faraday efekti avastamine (1845)

Seda efekti tuntakse ka kui Faraday rotatsiooni, see on magnet-optiline nähtus, mis on valguse ja magnetvälja vastastikune mõju keskmises..

Faraday efekt põhjustab polariseerimistasandi pöörlemist, mis on lineaarselt proportsionaalne leviala magnetvälja komponendiga..

Faraday uskus kindlalt, et valgus oli elektromagnetiline nähtus ja et elektromagnetilised jõud peavad seda mõjutama.

Seepärast läks ta pärast mitut ebaõnnestunud katset proovima tahket klaasitükki, mis sisaldas plii jälgi, mille ta tegi oma klaaside valmistamise päevadel..

Sel moel märkis ta, et kui klaas läbib magnetilise jõu suunas polariseeritud valgusvihku, pöördus polariseeritud valgus magnetvälja tugevusega proportsionaalses nurgas..

Seejärel testis ta seda erinevate tahkete ainete, vedelike ja gaasidega, saades tugevamaid elektromagneteid.

Diamagnetismi avastamine (1845)

Faraday avastas, et kõigil materjalidel on nõrk vastupanu magnetväljade suhtes, mida ta nimetas diamagnetismiks.

See tähendab, et nad loovad indutseeritud magnetvälja väliselt rakendatava magnetvälja vastassuunas, mida rakendatav magnetvälja tõrjub

Ta avastas ka, et paramagnetilised materjalid käituvad vastupidistel viisidel, mida meelitab kasutatav väline magnetvälja.

Faraday näitas, et see omadus (diamagnetiline või paramagnetiline) esineb kõigis ainetes. Levitatsiooni tekitamiseks võib kasutada eriti tugevate magnetitega tekitatud diamagnetismi.

Viited

  1. Michael Faraday. (2017, 9. juuni). Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  2. Michael Faraday. (2017, 8. juuni). Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  3. Benseen (2017, 6. juuni) Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  4. Gaaside vedeldamine. (2017, 7. mai) Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  5. Faraday elektrolüüsi seadused. (2017, 4. juuni). Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  6. Faraday puur. (2017, 8. juuni). Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  7. Faraday jääkabari katse. (2017, 3. mai). Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  8. Faraday efekt. (2017, 8. juuni). Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  9. Faraday efekt. (2017, 10. mai). Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  10. Kes on Michael Faraday? Milline oli tema avastus teaduse valdkondades? (2015, 6. juuni). Taastati quora.com-st
  11. Michael Faraday 10 parimat panust teadusesse. (2016, 16. detsember). Välja otsitud saidist learnodo-newtonic.com.