Biografia Michaela Faradaya, eksperymenty i wkłady

Michael Faraday (Newington Butt, 22 września 1791 - Hampton Court, 25 sierpnia 1867) był fizykiem i chemikiem brytyjskiego pochodzenia, którego głównym wkładem są dziedziny elektromagnetyzmu i elektrochemii. Wśród jego wkładu w naukę, a zatem i dla ludzkości, możemy podkreślić jego pracę w zakresie indukcji elektromagnetycznej, diamagnetyzmu i elektrolizy.

Ze względu na warunki ekonomiczne swojej rodziny Faraday nie miał formalnego wykształcenia, więc od czternastu lat był odpowiedzialny za wypełnianie tych luk, dużo czytając podczas szkolenia jako introligator.

Jedną z książek, która wiązała i najbardziej wpłynęła na naukowca, była Ulepszenie umysłu (The Improvement of the Mind) Isaaca Wattsa.

Faraday był doskonałym eksperymentatorem i przekazał swoje odkrycia w łatwym do zrozumienia języku. Chociaż jego umiejętności matematyczne nie były najlepsze, James Clerk Maxwell podsumował swoją pracę i pracę innych w grupie równań.

W słowach Clerk Maxwella: „użycie linii sił pokazuje, że Faraday rzeczywiście był wielkim matematykiem, od którego matematycy przyszłości mogliby czerpać wartościowe i płodne metody”.

Jednostka mocy elektrycznej Międzynarodowego Systemu Jednostek (SI) nazywa się na jego cześć Faradio (F).

Jako chemik Faraday odkrył benzen, przeprowadził badania nad klatratem chlorytu, systemem liczby oksydacyjnej i stworzył coś, co byłoby znane jako poprzednik palnika Bunsena. Ponadto spopularyzował terminy: anoda, katoda, elektron i jon.

W dziedzinie fizyki jego badania i eksperymenty były ukierunkowane na elektryczność i elektromagnetyzm.

Jego badanie pola magnetycznego miało fundamentalne znaczenie dla rozwoju koncepcji pola elektromagnetycznego, a jego wynalazek, nazwany przez siebie „urządzeniami rotacji elektromagnetycznej”, był prekursorem obecnego silnika elektrycznego. 

Indeks

• 1 Biografia
  • 1.1 Pogłębienie treningu
  • 1.2 Związek z Humphry Davy
  • 1.3 Wycieczka do Europy
  • 1.4 Przeznaczenie na energię elektryczną
  • 1.5 Małżeństwo
  • 1,6 lat wynalazków
  • 1.7 Podziękowania
  • 1.8 Ostatnie lata
  • 1.9 Śmierć
• 2 eksperymenty
  • 2.1 Prawo Faradaya
  • 2.2 Klatka Faradaya
• 3 Główne składki
• 4 odniesienia

Biografia

Michael Faraday urodził się 22 września 1791 r. W dzielnicy Newington Butt, położonej na południe od Londynu, w Anglii. Jego rodzina nie była zamożna, więc jego formalna edukacja nie była zbyt rozległa.

Ojciec Michaela nazywał się James i był praktykiem doktryny chrześcijaństwa. Ze swojej strony, jej matka nazywała się Margaret Hastwell i przed poślubieniem Jamesa pracowała jako pracownik domowy. Michael miał 3 braci i był przedostatnim z dzieci małżeństwa.

Kiedy Michael miał czternaście lat, pracował razem z George'em Riebau, który był sprzedawcą książek i introligatorem. Michael pozostał w tej pracy przez siedem lat, czas, w którym miał możliwość zbliżenia się do czytania znacznie więcej.

W tym czasie zaczął być przyciągany przez zjawiska naukowe, zwłaszcza związane z elektrycznością.

Pogłębienie treningu

W wieku 20 lat, w 1812 roku, Michael zaczął uczęszczać na różne konferencje, prawie zawsze zapraszany przez Williama Dance, angielskiego muzyka, który założył Royal Philharmonic Society.

Niektórzy z wykładowców, do których Michael miał dostęp, to John Tatum, brytyjski filozof i naukowiec oraz Humphry Davy, chemik z angielskiego pochodzenia.

Związek z Humphry Davy

Michael Faraday był bardzo metodycznym człowiekiem i napisał bardzo konkretne notatki, które wysłał do Davy wraz z notatką, w której poprosił o pracę.

Te notatki były książką liczącą około 300 stron i bardzo podobały się Davy. Ten ostatni doznał wypadku w laboratorium jakiś czas później, co poważnie uszkodziło jego wzrok.

W tym kontekście Davy zatrudnił Faradaya jako swojego asystenta. W tym samym czasie 1 marca 1813 r. Faradayowi udało się zostać asystentem chemicznym w Royal Institution.

Podróż do Europy

Między 1813 a 1815 rokiem Humphry Davy podróżował przez kilka krajów w Europie. Służący, który w tym czasie zdecydował się nie brać udziału w podróży, więc Faraday był tym, który musiał wypełniać zadania sługi, nawet gdy jego rolą był asystent chemiczny.

Mówi się, że angielskie społeczeństwo było wówczas bardzo klasyczne, dlatego Faraday był postrzegany jako mężczyzna o gorszych cechach.

Nawet żona Davy'ego upierała się, by traktować Faradaya jako sługę, odmawiając przyjęcia go do swego powozu lub do jedzenia z nimi..

Chociaż ta podróż oznaczała dla Faradaya bardzo zły czas w wyniku niekorzystnego traktowania, jakie otrzymał, jednocześnie sugerowała, że ​​może mieć bezpośredni kontakt z najważniejszymi dziedzinami naukowymi i akademickimi w Europie..

Poświęcenie na energię elektryczną

Od 1821 roku Michael Faraday całkowicie poświęcił się badaniu elektryczności, magnetyzmu i możliwości obu elementów.

W 1825 roku Davy był poważnie chory, dlatego Faraday stał się jego zastępcą w laboratorium. To był czas, kiedy zaproponował kilka swoich teorii.

Jednym z najbardziej istotnych było założenie, że zarówno elektryczność, jak i magnetyzm i światło funkcjonują jako triada o jednolitym charakterze.

W tym samym roku Faraday rozpoczął rozmowy w Royal Institution, zwanej Wykłady świąteczne Royal Institution, które były skierowane przede wszystkim do dzieci i dotyczyły najważniejszych osiągnięć naukowych tego czasu, a także różnych anegdot i historii z dziedziny nauki.

Intencją tych rozmów było przybliżenie nauki tym dzieciom, które nie miały możliwości formalnego studiowania, ponieważ przydarzyło mu się.

Małżeństwo

W 1821 roku Faraday zawarł zaślubiny z Sarą Barnard. Ich rodziny uczęszczały do ​​tego samego kościoła i tam się spotkali.

Faraday był bardzo religijnym człowiekiem przez całe swoje życie i był zwolennikiem kościoła sandemanowskiego, wywodzącego się z Kościoła Szkocji. Aktywnie uczestniczył w swoim kościele, ponieważ został diakonem, a nawet kapłanem przez dwa lata z rzędu..

Z małżeństwa Faradaya i Barnarda nie urodziły się żadne dzieci.

Lata wynalazków

Następne lata Faradaya były pełne wynalazków i eksperymentów. W 1823 roku odkrył proces upłynniania chloru (przejście ze stanu gazowego lub stałego do stanu ciekłego), a dwa lata później, w 1825 roku, odkrył ten sam proces, ale dla benzenu.

W 1831 r. Faraday odkrył indukcję elektromagnetyczną, z której powstało tak zwane prawo Faradaya lub prawo indukcji elektromagnetycznej. Rok później, w 1832 roku, otrzymał honorowe powołanie Drzecznik prawa cywilnego z Uniwersytetu w Oksfordzie.

Cztery lata później Faraday odkrył mechanizm, który działał jako ochronny pojemnik na wstrząsy elektryczne. To pudełko nazwano klatką Faradaya, a później stało się jednym z najczęściej używanych wynalazków, nawet dzisiaj.

W 1845 roku odkrył efekt, który odzwierciedla wyraźną interakcję między światłem a magnetyzmem; ten efekt prowadził pod nazwą Faraday Effect.

Podziękowania

Monarchia Anglii zaproponowała Faradayowi powołanie sir, do czego odmawiał kilka razy, ponieważ uważał, że sprzeciwia się jego wierzeniom religijnym; Faraday powiązał to spotkanie z poszukiwaniem uznania i próżności.

Towarzystwo Królewskie zaproponowało również, aby był jego prezydentem, a Faraday odrzucił tę ofertę, złożoną przy dwóch różnych okazjach.

Królewska Akademia Nauk Szwecji mianowała go członkiem zagranicznym w 1838 roku. Rok później Faraday doznał załamania nerwowego; Po krótkim okresie kontynuował naukę.

W 1844 roku Francuska Akademia Nauk włączyła ją do swoich zagranicznych członków, którzy mieli tylko 8 osobowości.

Ostatnie lata

W 1848 r. Michael Faraday otrzymał dom łaski i łaski, które były domami należącymi do państwa angielskiego i były oferowane bezpłatnie tym istotom w kraju, z zamiarem podziękowania za usługi świadczone na rzecz narodu..

Ten dom był w Middlesex, w Hampton Court, a Faraday zamieszkiwał go od 1858 r. W tym domu zmarł później.

W ciągu tych lat rząd Anglii skontaktował się z nim i poprosił go o wsparcie w procesie opracowywania broni chemicznej w ramach wojny krymskiej, która miała miejsce w latach 1853–1856. Faraday odmówił Ta oferta, ponieważ uważał za nieetyczne uczestniczenie w tym procesie.

Śmierć

Michael Faraday zmarł 25 sierpnia 1867 roku, kiedy miał 75 lat. Ciekawą anegdotą tego momentu jest to, że zaproponowano mu miejsce pochówku w słynnym Westminster Abbey, miejscu, które odrzucił.

Jednak w tym kościele można znaleźć tablicę, która czci Faradaya i znajduje się w pobliżu grobu Izaaka Newtona. Jego ciało leży w obszarze dysydentów na cmentarzu Highgate.

Eksperymenty

Życie Michaela Faradaya było pełne wynalazków i eksperymentów. Następnie wyszczególnimy dwa najważniejsze eksperymenty, które przeprowadził i które były transcendentne dla ludzkości.

Prawo Faradaya

Aby zademonstrować tzw. Prawo Faradaya lub prawo indukcji elektromagnetycznej, Michael Faraday wziął karton w postaci tuby, do której nawinął się wokół izolowanego drutu; w ten sposób utworzył cewkę.

Następnie wziął cewkę i podłączył ją woltomierzem, aby zmierzyć indukowaną siłę elektromotoryczną, powodując jednocześnie przejście magnesu przez cewkę.

W wyniku tego eksperymentu Faraday ustalił, że magnes w spoczynku nie jest zdolny do generowania siły elektromotorycznej, chociaż bycie w spoczynku generuje wysokie pole magnetyczne. Znajduje to odzwierciedlenie w fakcie, że przepływ przez cewkę nie zmienia się.

Gdy magnes zbliża się do cewki, strumień magnetyczny wzrasta gwałtownie, dopóki magnes nie znajdzie się wewnątrz cewki. Gdy magnes przejdzie przez cewkę, przepływ ten opada.

Klatka Faradaya

Klatka Faradaya była strukturą, dzięki której naukowiec zdołał chronić elementy przed wstrząsami elektrycznymi.

Faraday przeprowadził ten eksperyment w 1836 r., Kiedy zdał sobie sprawę, że nadmierne obciążenie kierowcy miało wpływ na to, co znajdowało się na zewnątrz, a nie na to, co zostało zamknięte przez wspomnianego kierowcę..

Z zamiarem zademonstrowania tego, Faraday pokrył ściany pokoju folią aluminiową i wygenerował wyładowania wysokiego napięcia przez generator elektrostatyczny na zewnątrz pomieszczenia..

Dzięki weryfikacji za pomocą elektroskopu Faraday mógł zweryfikować, że w rzeczywistości w pomieszczeniu nie było żadnych ładunków elektrycznych.

Tę zasadę można teraz zaobserwować w kablach i skanerach, a istnieją inne obiekty, które same w sobie działają jak klatki Faradaya, jak samochody, windy, a nawet samoloty.

Główne składki

Konstrukcja urządzeń „rotacji elektromagnetycznej”

Po tym, jak duński fizyk i chemik Hans Christian Ørsted odkrył zjawisko elektromagnetyzmu, Humphry Davy i William Hyde Wollaston próbowali i nie próbowali zaprojektować silnika elektrycznego.

Faradayowi, po omówieniu tego z dwoma naukowcami, udało się stworzyć dwa urządzenia, które dały sposób na wyprodukowanie czegoś, co nazwał „obrotem elektromagnetycznym”.

Jedno z tych urządzeń, znane dziś jako „silnik homopolarny”, generowało ciągły ruch kołowy, który był wytwarzany przez siłę magnetyczną krążącą wokół drutu, która rozciągała się do pojemnika z rtęcią z magnesem wewnątrz. Dostarczając prąd do przewodu za pomocą baterii chemicznej, obracałby się on wokół magnesu.

Ten eksperyment stanowił podstawę współczesnej teorii elektromagnetycznej. Taka była emocja Faradaya po tym odkryciu, że opublikował wyniki bez konsultacji z Wollastonem lub Davy, co spowodowało kontrowersje w Royal Society i przydzielenie Faradaya do działań innych niż elektromagnetyzm.

Skraplanie gazu i chłodnictwa (1823)

Opierając się na teorii Johna Daltona, która stwierdziła, że ​​wszystkie gazy mogą zostać doprowadzone do stanu ciekłego, Faraday zademonstrował w ramach eksperymentu prawdziwość tej teorii, a także założył podstawę, z jaką działają nowoczesne lodówki i zamrażarki.

Poprzez skraplanie lub skraplanie (wzrost ciśnienia i spadek temperatury gazu) chloru i amoniaku w stanie gazowym Faraday zdołał doprowadzić do stanu ciekłego te substancje, które uznano za „stały stan gazowy”.

Ponadto udało mu się przywrócić amoniak do stanu gazowego, zauważając, że podczas tego procesu wygenerowano chłodzenie.

Odkrycie to wykazało, że pompa mechaniczna może zamienić gaz w ciecz w temperaturze pokojowej, wytworzyć chłodzenie, gdy powróci do stanu gazowego i ponownie zostanie sprężona w cieczy..

Odkrycie benzenu (1825)

Faraday odkrył cząsteczkę benzenu, izolując ją i identyfikując ją z oleistej pozostałości pochodzącej z produkcji gazu oświetleniowego, której nadał nazwę „wodorowęglan wodoru”.

Zakładając, że to odkrycie jest ważnym osiągnięciem chemii, ze względu na praktyczne zastosowania benzenu.

Odkrycie indukcji elektromagnetycznej (1831)

Indukcja elektromagnetyczna była wielkim odkryciem Faradaya, które osiągnął przez połączenie dwóch elektromagnesów z drutu wokół przeciwnych końców żelaznego pierścienia.

Faraday podłączył solenoid do galwanometru i obserwował, jak łączy się i odłącza drugą baterię.

Rozłączając i podłączając solenoid, mógł zaobserwować, że kiedy przepuszczał prąd przez solenoid, inny prąd był chwilowo indukowany w drugim.

Przyczyną tej indukcji jest zmiana strumienia magnetycznego, która wystąpiła podczas odłączania i podłączania akumulatora.

Eksperyment ten jest obecnie znany jako „wzajemna indukcja”, która występuje, gdy zmiana prądu w cewce indukcyjnej powoduje napięcie w innej pobliskiej cewce indukcyjnej. Jest to mechanizm działania transformatorów.

Prawa elektrolizy (1834)

Michael Faraday był również jednym z głównych odpowiedzialnych za stworzenie nauki o elektrochemii, nauki odpowiedzialnej za tworzenie baterii obecnie używanych przez urządzenia mobilne.

Prowadząc badania nad naturą elektryczności, Faraday sformułował swoje dwie zasady elektrolizy.

Pierwszy z nich stwierdza, że ​​ilość substancji osadzonej w każdej elektrodzie ogniwa elektrolitycznego jest wprost proporcjonalna do ilości energii elektrycznej, która przechodzi przez komórkę.

Druga z tych praw stanowi, że ilości różnych pierwiastków zdeponowanych przez daną ilość energii elektrycznej są proporcjonalne do ich równoważnej masy chemicznej.

Odkrycie efektu Faradaya (1845)

Znany również jako rotacja Faradaya, efekt ten jest zjawiskiem magnetyczno-optycznym, którym jest oddziaływanie między światłem a polem magnetycznym w ośrodku.

Efekt Faradaya powoduje obrót płaszczyzny polaryzacji, która jest liniowo proporcjonalna do składowej pola magnetycznego w kierunku propagacji.

Faraday stanowczo wierzył, że światło jest zjawiskiem elektromagnetycznym i musi podlegać oddziaływaniu sił elektromagnetycznych.

Dlatego po serii nieudanych prób udał się do przetestowania kawałka litego szkła zawierającego ślady ołowiu, które zrobił w czasach wyrobu szkła.

W ten sposób zaobserwował, że gdy spolaryzowana wiązka światła przechodzi przez szkło, w kierunku siły magnetycznej, światło spolaryzowane obraca się pod kątem proporcjonalnym do siły pola magnetycznego..

Następnie przetestował to z różnymi ciałami stałymi, cieczami i gazami, uzyskując silniejsze elektromagnesy.

Odkrycie diamagnetyzmu (1845)

Faraday odkrył, że wszystkie materiały wykazują słabe odpychanie w kierunku pól magnetycznych, które nazwał diamagnetyzmem.

Oznacza to, że tworzą indukowane pole magnetyczne w przeciwnym kierunku do zewnętrznego pola magnetycznego, które jest odpychane przez zastosowane pole magnetyczne

Odkrył również, że materiały paramagnetyczne zachowują się w przeciwny sposób, przyciągane przez zastosowane zewnętrzne pole magnetyczne.

Faraday pokazał, że ta właściwość (diamagnetyczna lub paramagnetyczna) występuje we wszystkich substancjach. Diamagnetyzm indukowany przez bardzo silne magnesy może być użyty do wytworzenia lewitacji.

Referencje

1. Michael Faraday. (2017, 9 czerwca). Źródło z en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 czerwca). Źródło z en.wikipedia.org.
3. Benzen (2017, 6 czerwca) Źródło: en.wikipedia.org.
4. Upłynnianie gazów. (2017, 7 maja) Źródło: en.wikipedia.org.
5. Prawa elektrolizy Faradaya. (2017, 4 czerwca). Źródło z en.wikipedia.org.
6. Klatka Faradaya. (2017, 8 czerwca). Źródło z en.wikipedia.org.
7. Eksperyment z lodowym wiadrem Faradaya. (2017, 3 maja). Źródło z en.wikipedia.org.
8. Efekt Faradaya. (2017, 8 czerwca). Źródło z en.wikipedia.org.
9. Efekt Faradaya. (2017, 10 maja). Źródło z en.wikipedia.org.
10. Kim jest Michael Faraday? Jakie było jego odkrycie w dziedzinie nauki? (2015, 6 czerwca). Odzyskany z quora.com
11. 10 najlepszych wkładów Michaela Faradaya w naukę. (2016, 16 grudnia). Pobrane z learnodo-newtonic.com.