MAIKLS FARADAY: BIOGRĀFIJA, EKSPERIMENTI UN IEGULDĪJUMS - ZINĀTNE - 2025

Maikls Faradejs (Ņūingtonas Butts, 1791. gada 22. septembris - Hemptonas tiesa, 1867. gada 25. augusts) bija britu izcelsmes fiziķis un ķīmiķis, kura galvenie ieguldījumi ir elektromagnētisma un elektroķīmijas jomā. Starp viņa ieguldījumu zinātnē un līdz ar to cilvēcei mēs varam izcelt viņa darbu pie elektromagnētiskās indukcijas, diamagnētisma un elektrolīzes.

Savas ģimenes ekonomisko apstākļu dēļ Faraday saņēma nelielu formālo izglītību, tāpēc no četrpadsmit gadu vecuma viņš bija atbildīgs par šo nepilnību aizpildīšanu, veicot lielu skaitu lasījumu mācekļa laikā kā grāmatu iesiešanas grāmata.

Viena no grāmatām, kuru viņš iesēja un kas visvairāk ietekmēja zinātnieku, bija Īzaka Vatsta prāta uzlabošana.

Faraday bija lielisks eksperimentētājs un sniedza savus atklājumus viegli saprotamā valodā. Lai gan viņa matemātiskās spējas nebija tās labākās, Džeimss Clerks Maksvels apkopoja savu un citu darbu vienādojumu grupā.

Pēc ierēdņa Maksvela vārdiem: "Spēka līniju izmantošana parāda, ka Faraday patiešām bija lielisks matemātiķis, no kura nākotnes matemātiķi varēja iegūt vērtīgas un auglīgas metodes."

Starptautiskās mērvienību sistēmas (SI) elektriskās jaudas vienību viņa godā sauc par Faradu (F).

Kā ķīmiķis Faraday atklāja benzolu, veica pētījumus par hlora klatrātu, oksidācijas numuru sistēmu un izveidoja to, kas kļūs pazīstams kā Bunsena degļa priekštecis. Turklāt viņš popularizēja terminus: anoda, katoda, elektronu un jonu.

Fizikas jomā viņa pētījumi un eksperimenti bija vērsti uz elektrību un elektromagnētismu.

Viņa pētījums par magnētisko lauku bija būtisks elektromagnētiskā lauka jēdziena attīstībā, un viņa izgudrojums, kuru viņš pats sauca par "elektromagnētiskās rotācijas ierīcēm", bija pašreizējā elektromotora priekšteči.

Biogrāfija

Maikls Faraday dzimis 1791. gada 22. septembrī kaimiņos ar nosaukumu Newington Butt, kas atrodas uz dienvidiem no Londonas, Anglijā. Viņa ģimene nebija turīga, tāpēc formālā izglītība nebija tik plaša.

Miķeļa tēvs tika nosaukts par Džeimsu, un viņš praktizēja kristietības doktrīnu. Savukārt viņas mātes vārds bija Margareta Hastvela, un pirms apprecēšanās ar Džeimsu viņa strādāja par mājkalpotāju. Maiklam bija 3 brāļi un māsas, un viņš bija laulības bērnu priekšpēdējais.

Kad Maiklam bija četrpadsmit gadu, viņš strādāja līdzās Džordžam Riebau, kurš bija grāmatnieks un grāmatu iesietājs. Maikls palika šajā darbā septiņus gadus, šajā laikā viņš varēja daudz tuvināties lasīšanai.

Šajā laikā viņu sāka piesaistīt zinātniskas parādības, it īpaši tās, kas saistītas ar elektrību.

Mācību padziļināšana

20 gadu vecumā, 1812. gadā, Maikls sāka apmeklēt dažādas konferences, kuras gandrīz vienmēr uzaicināja Viljams Dejs - angļu mūziķis, kurš bija nodibinājis Karalisko filharmoniju.

Daži no runātājiem, kuriem bija pieeja Maiklam, bija Džons Tatums, britu filozofs un zinātnieks, un Humphry Davy, angļu izcelsmes ķīmiķis.

Attiecības ar Humphry Davy

Maikls Faraday bija ļoti metodisks cilvēks un rakstīja diezgan specifiskas piezīmes, kuras viņš nosūtīja Davy kopā ar piezīmi, kurā lūdza darbu.

Šīs piezīmes sastāvēja no apmēram 300 lappušu gara grāmatas, un Deivids tām ļoti patika. Pēdējais pēc kāda laika laboratorijā cieta nelaimes gadījumā, kas nopietni sabojāja viņa redzi.

Šajā sakarā Deivijs nolīga Faradeju par savu palīgu. Tajā pašā laikā - 1813. gada 1. martā - Faraday kļuva par ķīmijas asistentu Karaliskajā institūcijā.

Ceļojums uz Eiropu

Laikā no 1813. līdz 1815. gadam Humfrijs Deivijs ceļoja pa dažādām Eiropas valstīm. Kalps, kuru viņš tajā laikā bija nolēmis, braucienā nepiedalījās, tāpēc Faraday bija tas, kurš bija jāveic kalpa uzdevumus, kaut arī viņa funkcija bija ķīmiskā asistenta funkcija.

Mēdz teikt, ka angļu sabiedrība tajā laikā bija ārkārtīgi orientēta uz klasi, tāpēc Faraday tika uzskatīts par cilvēku ar zemākām īpašībām.

Pat Deivisa sieva uzstāja, lai pret Faradeju izturētos kā pret kalpu, atsakoties viņu uzņemt viņas pajūgā vai likt viņam ēst kopā ar viņiem.

Lai arī šis ceļojums nozīmēja ļoti nelabvēlīgu laiku Faradejai nelabvēlīgās attieksmes dēļ, kuru viņš saņēma, vienlaikus tas nozīmēja, ka viņam varētu būt tiešs kontakts ar vissvarīgākajām zinātnes un akadēmiskajām jomām Eiropā.

Veltījums elektrībai

Jau 1821. gadā Maikls Faraday pilnībā nodarbojās ar elektrības, magnētisma un abu elementu iespēju izpēti.

1825. gadā Deivijs bija smagi slims, tieši tāpēc Faraday kļuva par viņa aizstājēju laboratorijā. Šajā laikā viņš ierosināja vairākas savas teorijas.

Viens no būtiskākajiem bija uzskats, ka gan elektrība, gan magnētisms un gaisma funkcionēja kā triāde ar vienotu raksturu.

Tajā pašā gadā Faraday sāka lekcijas Karaliskajā institūcijā, kuras nosaukums bija Karaliskās institūcijas Ziemassvētku lekcijas, kuras bija īpaši domātas bērniem un apskatīja tā laika svarīgākos zinātnes sasniegumus, kā arī dažādas anekdotes un stāstus no zinātne.

Šo sarunu mērķis bija tuvināt zinātni tiem bērniem, kuriem nebija iespējas apmeklēt formālās studijas, kā tas notika ar viņu.

Laulība

1821. gadā Faraday apprecējās ar Sāru Barnardu. Viņu ģimenes apmeklēja to pašu draudzi, un tur viņi arī satika.

Faraday bija ļoti reliģiozs cilvēks visas dzīves garumā un bija Sandemaniana baznīcas, kas tika atvasināta no Skotijas baznīcas, sekotājs. Viņš aktīvi piedalījās draudzē, kopš divus gadus pēc kārtas kļuva par diakonu un pat priesteri.

No Faraday un Barnard laulībām nedzima bērni.

Gadu izgudrojumi

Nākamie Faraday gadi bija izgudrojumu un eksperimentu pilni. 1823. gadā viņš atklāja hlora sašķidrināšanas procesu (pāreja no gāzveida vai cietā stāvokļa uz šķidru) un divus gadus vēlāk, 1825. gadā, viņš atklāja to pašu procesu, bet attiecībā uz benzolu.

1831. gadā Faraday atklāja elektromagnētisko indukciju, no kuras tika ģenerēts tā saucamais Faraday likums vai elektromagnētiskās indukcijas likums. Gadu vēlāk, 1832. gadā, viņš saņēma Oksfordas Universitātes Civiltiesību direktora goda rakstu.

Četrus gadus vēlāk Faraday atklāja mehānismu, kas darbojās kā aizsargkaste elektrisko triecienu novēršanai. Šo kasti sauca par Faraday būru un vēlāk kļuva par vienu no visizplatītākajiem izgudrojumiem pat mūsdienās.

1845. gadā viņš atklāja efektu, kas atspoguļo skaidru gaismas un magnētisma mijiedarbību; šo efektu sauca par Faraday efektu.

Atzinības

Anglijas monarhija piedāvāja Faraday iecelt siru, no kura viņš vairākas reizes atteicās, uzskatot to par pretrunā ar viņa reliģisko pārliecību; Faraday šo tikšanos saistīja ar atpazīstamības meklējumiem un ar iedomību.

Karaliskā biedrība arī ierosināja, ka viņš būtu tās prezidents, un Faraday noraidīja šo piedāvājumu, kas izteikts divās dažādās reizēs.

Zviedrijas Karaliskā Zinātņu akadēmija 1838. gadā viņu iecēla par ārvalstu locekli. Gadu vēlāk Faraday cieta nervu sabrukumu; pēc neilga laika turpināja studijas.

1844. gadā Francijas Zinātņu akadēmija to iekļāva ārzemju biedros, kas bija tikai 8 personības.

Pēdējie gadi

1848. gadā Maikls Faradejs ieguva labvēlības un labvēlības namu, kas bija tās mājas, kas piederēja Anglijas valstij un tika piedāvātas bez maksas šīm attiecīgajām valsts personībām, ar nolūku pateikties par pakalpojumiem, kas tika sniegti tautai.

Šī māja atradās Vidseksā, Hemptonkortā, un Faraday tajā dzīvoja no 1858. gada. Tieši tajā mājā viņš vēlāk nomira.

Šajos gados Anglijas valdība sazinājās ar viņu un lūdza viņu atbalstīt ķīmisko ieroču izgatavošanas procesu Krimas kara ietvaros, kas notika no 1853. līdz 1856. gadam. Faraday atteicās šis piedāvājums, ņemot vērā, ka tā uzskatīja par neētisku piedalīties šajā procesā.

Nāve

Maikls Faraday nomira 1867. gada 25. augustā, kad viņam bija 75 gadi. Ziņkārīgs šī brīža anekdots ir tas, ka viņam tika piedāvāta apbedīšanas vieta slavenajā Vestminsteras abatijā - vietā, kurā viņš atteicās.

Tomēr šīs baznīcas iekšpusē jūs varat atrast plāksni, kas godina Faraday un atrodas netālu no Īzaka Ņūtona kapa. Viņa ķermenis atrodas Highgate kapsētas atšķirīgajā zonā.

Eksperimenti

Maikla Faradeja dzīve bija izgudrojumu un eksperimentu pilna. Tālāk mēs detalizēti aprakstīsim divus svarīgākos eksperimentus, kurus viņš veica un kas bija pārpasaulīgi cilvēcei.

Faraday likums

Lai parādītu tā saukto Faraday likumu vai likumu par elektromagnētisko indukciju, Maikls Faraday paņēma kartonu caurules formā, pie kura viņš ievilka izolētu vadu; šādā veidā viņš izveidoja spoli.

Pēc tam viņš paņēma spoli un savienoja to ar voltmetru, lai izmērītu izraisīto elektromotora spēku, vienlaikus veicot magnēta cauri spolei.

Šī eksperimenta rezultātā Faraday konstatēja, ka miera stāvoklī esošais magnēts nav spējīgs radīt elektromotoru spēku, lai arī miera stāvoklī tas rada lielu magnētisko lauku. Tas atspoguļojas faktā, ka caur spoli plūsma nemainās.

Kad magnēts tuvojas spolei, magnētiskā plūsma strauji palielinās, līdz magnēts faktiski atrodas spoles iekšpusē. Kad magnēts ir izgājis cauri spolei, šī plūsma nokrīt.

Faraday būris

Faradeja būris bija struktūra, caur kuru šim zinātniekam izdevās aizsargāt elementus no elektriskām izlādēm.

Faraday veica šo eksperimentu 1836. gadā, saprotot, ka diriģenta pārmērīgais lādiņš ietekmē to, kas atrodas ārpus tā, nevis to, ko ieskauj šis diriģents.

Lai to pierādītu, Faraday telpas sienas izklāja ar alumīnija foliju un caur elektrostatisko ģeneratoru ārpus telpas radīja augstsprieguma izlādes.

Pateicoties pārbaudei ar elektroskopu, Faraday varēja pārliecināties, ka telpā patiešām nav nekādu elektrisko lādiņu.

Šo principu šodien var ievērot kabeļos un skeneros, un ir arī citi objekti, kas paši par sevi darbojas kā Faraday būri, piemēram, automašīnas, lifti vai pat lidmašīnas.

Galvenās iemaksas

"Elektromagnētiskās rotācijas" ierīču uzbūve

Pēc tam, kad dāņu fiziķis un ķīmiķis Hanss Kristians Ørsteds atklāja elektromagnētisma fenomenu, Humphry Davy un William Hyde Wollaston mēģināja un neizdevās projektēt elektromotoru.

Faraday pēc strīdēšanās ar diviem zinātniekiem par to izdevās izveidot divas ierīces, kas noveda pie tā, ko viņš sauca par "elektromagnētisko griešanos".

Viena no šīm ierīcēm, ko šobrīd sauc par "homopolāru motoru", radīja nepārtrauktu apļveida kustību, ko izraisīja apļveida magnētiskais spēks ap vadu, kas izpletās līdz dzīvsudraba tvertnei ar magnētu iekšpusē. Barojot strāvu ar vadu ar ķīmisku akumulatoru, tas varētu griezties ap magnētu.

Šis eksperiments nodrošināja pamatu mūsdienu elektromagnētiskajai teorijai. Tāds bija Faraday satraukums pēc šī atklājuma, ka viņš publicēja rezultātus, neapspriežoties ar Wollaston vai Davy, izraisot polemikas Karaliskajā biedrībā un Faraday piešķiršanu citām darbībām, kas nav elektromagnētisms.

Gāzu sašķidrināšana un atdzesēšana (1823)

Balstoties uz Džona Daltona teoriju, kurā viņš paziņoja, ka visas gāzes var nonākt šķidrā stāvoklī, Faraday ar eksperimenta palīdzību parādīja šīs teorijas ticamību, papildus tam, ka viņš ir pieņēmis pamatus, ar kuriem darbojas mūsdienu ledusskapji un saldētavas. .

Sašķidrinot vai sašķidrinot (palielinot spiedienu un samazinot gāzu temperatūru) hlora un amonjaka gāzveida stāvoklī, Faraday izdevās šīs vielas novietot šķidrā stāvoklī, kas tika uzskatīts par “pastāvīgu gāzveida stāvokli”.

Turklāt viņam izdevās atgriezt amonjaku gāzveida stāvoklī, novērojot, ka šī procesa laikā rodas dzesēšana.

Šis atklājums parādīja, ka mehānisks sūknis var pārveidot gāzi istabas temperatūrā šķidrumā, radīt dzesēšanu, atjaunojot to gāzveida stāvoklī, un atkal tikt saspiests šķidrumā.

Benzola atklāšana (1825)

Faraday atklāja benzola molekulu, izdalot un identificējot to no eļļainiem atlikumiem, kas iegūti apgaismes gāzes ražošanā, kuriem viņš piešķīra nosaukumu "ūdeņraža bikarburets".

Pieņemot, ka šis atklājums ir svarīgs ķīmijas sasniegums, pateicoties benzola praktiskajam pielietojumam.

Elektromagnētiskās indukcijas atklāšana (1831)

Elektromagnētiskā indukcija bija Faraday lieliskais atklājums, ko viņš panāca, savienojot divus stieples solenoīdus ap dzelzs gredzena pretējiem galiem.

Faradijs vienu solenoīdu savienoja ar galvanometru un noskatījās, kā tas savieno un atvieno otru no akumulatora.

Atvienojot un pieslēdzot solenoīdu, viņš varēja novērot, ka, izlaižot strāvu caur vienu solenoīdu, otrā īslaicīgi tika ierosināta cita strāva.

Šīs indukcijas iemesls ir saistīts ar magnētiskās plūsmas izmaiņām, kas notika, atvienojot un pievienojot akumulatoru.

Šis eksperiments tagad ir pazīstams kā "savstarpēja indukcija", kas notiek, kad strāvas izmaiņas vienā induktorā rada spriegumu citā tuvumā esošajā induktorā. Šis ir mehānisms, ar kura palīdzību strādā transformatori.

Elektrolīzes likumi (1834)

Maikls Faraday bija arī viens no galvenajiem atbildīgajiem par zinātnes par elektroķīmiju izveidi, zinātni, kas bija atbildīga par to akumulatoru izveidi, kurus pašlaik izmanto mobilajās ierīcēs.

Veicot pētījumus par elektrības raksturu, Faraday formulēja savus divus elektrolīzes likumus.

Pirmais no tiem norāda, ka uz katru elektrolītiskās šūnas elektrodu nogulsnējušās vielas daudzums ir tieši proporcionāls elektrības daudzumam, kas iziet caur kameru.

Otrais no šiem likumiem nosaka, ka dažādu elementu daudzums, kas nogulsnēts ar noteiktu elektroenerģijas daudzumu, ir proporcionāls to ekvivalentajam ķīmiskajam svaram.

Faraday efekta atklāšana (1845)

Šis efekts, kas pazīstams arī kā Faraday rotācija, ir magnētiski-optiska parādība, kas ir gaismas un mijiedarbības vidē.

Faradeja efekts izraisa polarizācijas plaknes pagriešanos, kas ir lineāri proporcionāla magnētiskā lauka komponentei izplatīšanās virzienā.

Faraday stingri uzskatīja, ka gaisma ir elektromagnētiska parādība un tāpēc to ietekmē elektromagnētiskie spēki.

Pēc virknes neveiksmīgu izmēģinājumu viņš pārbaudīja cietā stikla gabalu, kurā bija svina pēdas, ko viņš izgatavoja stikla ražošanas dienās.

Tādā veidā viņš novēroja, ka tad, kad polarizēts gaismas stars iziet cauri stiklam magnētiskā spēka virzienā, polarizētā gaisma rotēja leņķī, kas ir proporcionāls magnētiskā lauka stiprumam.

Pēc tam viņš to pārbaudīja ar dažādām cietām vielām, šķidrumiem un gāzēm, iegūstot stiprākus elektromagnētus.

Diamagnētisma atklāšana (1845)

Faraday atklāja, ka visiem materiāliem ir vāja atgrūšanās pret magnētiskajiem laukiem, ko viņš sauca par diamagnētismu.

Tas ir, tie rada inducētu magnētisko lauku pretējā virzienā pret ārēji piemērotu magnētisko lauku, kuru atgrūž pielietotais magnētiskais lauks.

Viņš arī atklāja, ka paramagnētiskie materiāli izturas pretēji, un tos pievelk pielietots ārējais magnētiskais lauks.

Faraday parādīja, ka šī īpašība (diamagnētiska vai paramagnētiska) ir visām vielām. Dimagnētismu, ko izraisa īpaši spēcīgi magnēti, var izmantot levitācijas iegūšanai.

Atsauces

1. Maikls Faraday. (2017. gads, 9. jūnijs). Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
2. Maikls Faraday. (2017. gads, 8. jūnijs). Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
3. Benzols. (2017. gads, 6. jūnijs) Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
4. Gāzu sašķidrināšana. (2017. gads, 7. maijs) Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
5. Faraday elektrolīzes likumi. (2017. gads, 4. jūnijs). Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
6. Faraday būris. (2017. gads, 8. jūnijs). Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
7. Faraday ledus spaiņu eksperiments. (2017. gads, 3. maijs). Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
8. Faraday efekts. (2017. gads, 8. jūnijs). Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
9. Faraday efekts. (2017. gads, 10. maijs). Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
10. Kas ir Maikls Faraday? Kāds bija viņa atklājums zinātnes jomā? (2015. gads, 6. jūnijs). Atgūts no quora.com
11. Maikla Faradija 10 lielākie ieguldījumi zinātnē. (2016, 16. decembris). Atjaunots no vietnē oppodo-newtonic.com.