Michael Faraday biografija, eksperimenti in prispevki



Michael Faraday (Newington Butt, 22. september 1791 - Hampton Court, 25. avgust 1867) je bil fizik in kemik britanskega izvora, katerega glavni prispevki so na področju elektromagnetizma in elektrokemije. Med njegovimi prispevki k znanosti in s tem človeštvu lahko izpostavimo njegovo delo na področju elektromagnetne indukcije, diamagnetizma in elektrolize..

Zaradi gospodarskih razmer v njegovi družini je Faraday prejel malo formalne izobrazbe, zato je bil od svojih štirinajstih let odgovoren za zapolnitev teh vrzeli s tem, da je veliko branil med usposabljanjem za knjigoveznico..

Ena od knjig, ki je zavezovala in najbolj vplivala na znanstvenika, je bila Izboljšanje uma (Izboljšanje duha) Isaaca Wattsa.

Faraday je bil odličen eksperimentator in je svoja odkritja posredoval v razumljivem jeziku. Čeprav njegove matematične sposobnosti niso bile najboljše, je James Clerk Maxwell povzel svoje delo in delo drugih v skupini enačb..

Po besedah ​​Clerka Maxwella: "uporaba sile kaže, da je bil Faraday velik matematik, od katerega bi matematiki prihodnosti lahko pridobili dragocene in plodne metode."

Enota električne moči mednarodnega sistema enot (SI) se v njegovo čast imenuje Faradio (F).

Kot kemik je Faraday odkril benzen, izvedel raziskave o klorit klatratu, oksidacijskem številčnem sistemu in ustvaril, kar bi bilo znano kot predhodnik Bunsenovega gorilnika. Poleg tega je populariziral izraze: anoda, katoda, elektron in ion.

Na področju fizike so bile njegove raziskave in eksperimenti usmerjene k elektriki in elektromagnetizmu.

Njegovo proučevanje magnetnega polja je bilo bistvenega pomena za razvoj koncepta elektromagnetnega polja, njegov izum, ki ga je sam poimenoval "Elektromagnetne rotacijske naprave", je bil predhodnik trenutnega električnega motorja.. 

Indeks

  • 1 Življenjepis
    • 1.1 Poglabljanje usposabljanja
    • 1.2 Odnos z Humphryjem Davyjem
    • 1.3 Potovanje v Evropo
    • 1.4 Posvetitev z električno energijo
    • 1.5 Zakonska zveza
    • 1.6 let izumov
    • 1.7 Zahvale
    • 1.8 Končna leta
    • 1.9 Smrt
  • 2 Poskusi
    • 2.1 Faradayev zakon
    • 2.2 Faradayjeva kletka
  • 3 Glavni prispevki
  • 4 Reference

Biografija

Michael Faraday se je rodil 22. septembra 1791 v soseski Newington Butt, ki se nahaja južno od Londona v Angliji. Njegova družina ni bila bogata, zato njegova formalna izobrazba ni bila zelo obsežna.

Michaelov oče je bil imenovan za Jakoba in je bil praktikant doktrine krščanstva. Njena mama je bila poimenovana Margaret Hastwell in pred poroko z Jamesom je delala kot domači uslužbenec. Michael je imel 3 brata in je bil predzadnji od otrok v zakonu.

Ko je bil Michael star štirinajst let, je sodeloval z Georgeom Riebau, prodajalcem knjig in knjigoveznicami. Michael je ostal v tem delu sedem let, v času, ko je imel več možnosti, da se je približal branju.

V tem času so ga začeli privlačiti znanstveni pojavi, zlasti tisti, povezani z elektriko.

Poglabljanje usposabljanja

V starosti 20 let, leta 1812, je Michael začel obiskovati različne konference, ki jih je skoraj vedno povabil William Dance, angleški glasbenik, ki je ustanovil Kraljevo filharmonijo..

Nekateri od predavateljev, ki jih je imel Michael, so bili John Tatum, britanski filozof in znanstvenik, in Humphry Davy, kemik angleškega izvora..

Odnos z Humphryjem Davyjem

Michael Faraday je bil zelo metodičen človek in napisal je zelo natančne opombe, ki jih je poslal Davyju skupaj z opombo, v kateri je prosil za službo..

Te opombe so vsebovale knjigo okoli 300 strani in je bil zelo všeč Davyju. Slednji je kasneje doživel nesrečo v laboratoriju, kar je močno poškodovalo njegov vid.

V tem kontekstu je Davy najel Faradaya za svojega pomočnika. Istočasno - 1. marca 1813 je Faradayu uspelo biti asistent kemije v Kraljevi ustanovi.

Potovanje v Evropo

Med letoma 1813 in 1815 je Humphry Davy potoval po več evropskih državah. Služabnik, ki se je takrat odločil, da se ne bo udeležil potovanja, je bil Faraday tisti, ki je moral opravljati naloge uslužbenca, čeprav je bila njegova vloga kemičnega pomočnika..

Rečeno je, da je bila angleška družba takrat zelo klasična, zato so Faradaya videli kot človeka s slabšimi lastnostmi..

Celo Davyjeva žena je vztrajala pri tem, da bi Faradaya obravnaval kot služabnika, ki ga ni hotel sprejeti v svoji koči ali da bi z njim jedel..

Čeprav je to potovanje za Faradaya pomenilo zelo slab čas zaradi neugodnega zdravljenja, ki ga je prejel, je hkrati pomenilo, da bi lahko imel neposreden stik z najpomembnejšimi znanstvenimi in akademskimi področji v Evropi..

Posvetitev z elektriko

Od leta 1821 se je Michael Faraday popolnoma posvetil proučevanju elektrike, magnetizma in možnosti obeh elementov.

Leta 1825 je bil Davy resno bolan, zato je Faraday postal njegov nadomestek v laboratoriju. To je bil čas, ko je predlagal več svojih teorij.

Ena od najpomembnejših je bila ideja, da sta električna energija, magnetizem in svetloba delovali kot triada z enotnim značajem.

Istega leta je Faraday začel pogovore v Royal Institution, ki se je imenoval Božična predavanja Royal Institution, ki so bili namenjeni predvsem otrokom in obravnavali najpomembnejše znanstvene dosežke časa, pa tudi različne anekdote in zgodbe s področja znanosti.

Namen teh pogovorov je bil približati znanost tistim otrokom, ki niso imeli priložnosti za formalni študij, kot se mu je to zgodilo.

Poroka

Leta 1821 je Faraday sklenil poroko z Sarah Barnard. Njihove družine so se udeležile iste cerkve in tam so se srečale.

Faraday je bil skozi vse svoje življenje zelo religiozen in je bil privrženec sandemanske cerkve, ki izhaja iz škotske cerkve. Aktivno je sodeloval v svoji cerkvi, saj je dve leti zapored postal diakon in celo duhovnik..

Iz zakonske zveze med Faradayom in Barnardom se niso rodili otroci.

Leta izumov

Naslednja leta Faradaya so bila polna izumov in poskusov. Leta 1823 je odkril proces utekočinjenja klora (prehod iz plinastega ali trdnega v tekoče stanje) in dve leti kasneje, leta 1825, je odkril isti postopek, toda za benzen.

Leta 1831 je Faraday odkril elektromagnetno indukcijo, iz katere je nastal tako imenovani Faradayev zakon ali zakon elektromagnetne indukcije. Leto kasneje, leta 1832, je prejel častno imenovanje Dcivilnega prava z Univerze v Oxfordu.

Štiri leta kasneje je Faraday odkril mehanizem, ki je deloval kot zaščitni šok. Ta škatla se je imenovala Faradayjeva kletka, kasneje pa je postala še danes eden najpogosteje uporabljenih izumov.

Leta 1845 je odkril učinek, ki odraža jasno interakcijo med svetlobo in magnetizmom; ta učinek je vodil z imenom Faradayjev učinek.

Zahvale

Angleška monarhija je Faradayu ponudila imenovanje Gospod, ki mu je večkrat zavrnil, ker je menil, da nasprotuje njegovim verskim prepričanjem; Faraday je to imenovanje povezal z iskanjem priznanja in nečimrnosti.

Kraljevska družba je tudi predlagala, da bi bil njen predsednik, Faraday pa je to ponudbo zavrnil v dveh različnih priložnostih.

Kraljevska akademija znanosti Švedske ga je leta 1838 imenovala za tujega člana. Leto kasneje je Faraday doživel živčni zlom; Po kratkem času je nadaljeval s študijem.

Leta 1844 je Francoska akademija znanosti vključila v svoje tuje člane, ki so bili le 8 oseb.

Zadnja leta

Leta 1848 je Michael Faraday dobil hišo milosti in naklonjenosti, ki so bila tista stanovanja, ki so pripadala angleški državi in ​​so bila brezplačno ponujena tistim osebam v državi, da bi se zahvalile za storitve, ki so bile opravljene za narod..

Ta hiša je bila v Middlesexu, v Hampton Courtu, Faraday pa jo je naselil od leta 1858. V tej hiši je kasneje umrl..

V teh letih se je angleška vlada obrnila na njega in ga prosila, naj jih podpre v procesu razvoja kemičnega orožja v okviru krimske vojne, ki je potekala med letoma 1853 in 1856. Faraday je zavrnil. Ta ponudba, ker je menil, da je neetično sodelovati v tem procesu.

Smrt

Michael Faraday je umrl 25. avgusta 1867, ko je bil star 75 let. Nenavadna anekdota tega trenutka je, da so mu ponudili grobišče v ugledni Westminster Abbey, mesto, ki ga je zavrnil..

Vendar pa v notranjosti te cerkve lahko najdete plaketo, ki časti Faradaya in se nahaja v bližini groba Isaaca Newtona. Njegovo telo leži v območju disidentov na pokopališču Highgate.

Poskusi

Življenje Michaela Faradaya je bilo polno izumov in eksperimentov. Nato bomo podrobneje opisali dva najpomembnejša eksperimenta, ki sta jih opravila in ki so bila za človeštvo transcendentna.

Faradayev zakon

Da bi prikazal tako imenovani Faradayev zakon ali zakon elektromagnetne indukcije, je Michael Faraday vzel karton v obliki cevke, na katero je navijal okoli izolirane žice; na ta način je oblikoval tuljavo.

Nato je vzel tuljavo in jo povezal z voltmetrom, da bi izmeril inducirano elektromagnetno silo, medtem ko je magnet speljal skozi tuljavo.

Kot rezultat tega poskusa je Faraday ugotovil, da magnet v mirovanju ne more ustvariti elektromotorne sile, čeprav počivanje ustvarja visoko magnetno polje. To se odraža v dejstvu, da se skozi navitje tok ne spreminja.

Ko se magnet približa tuljavi, se magnetni tok hitro poveča, dokler magnet ni učinkovito v notranjosti tuljave. Ko magnet preide skozi tuljavo, se ta tok spusti.

Faradayjeva kletka

Faradayjeva kletka je bila struktura, skozi katero je ta znanstvenik uspel zaščititi elemente pred električnimi šoki.

Faraday je izvedel ta poskus leta 1836, ko je spoznal, da je prevelika obremenitev voznika prizadela tisto, kar je zunaj njega, in ne tisto, kar je obkrožal omenjeni voznik..

Da bi to dokazal, je Faraday obložil stene sobe z aluminijasto folijo in ustvaril visokonapetostne izpuste skozi elektrostatični generator zunaj prostora..

Zahvaljujoč preverjanju z elektroskopom, je Faraday lahko preveril, da v sobi ni bilo nobenih električnih nabojev..

To načelo je zdaj mogoče opaziti v kablih in skenerjih, obstajajo pa tudi drugi predmeti, ki sami po sebi delujejo kot Faradayeve kletke, kot so avtomobili, dvigala ali celo letala..

Glavni prispevki

Konstrukcija naprav "elektromagnetne rotacije"

Potem ko je danski fizik in kemik Hans Christian Ørsted odkril pojav elektromagnetizma, so Humphry Davy in William Hyde Wollaston poskušali in niso poskušali oblikovati električnega motorja.

Faraday, potem ko je o tem razpravljal z znanstveniki, je uspel ustvariti dve napravi, ki sta omogočili proizvodnjo elektromagnetne rotacije..

Ena od teh naprav, danes znana kot "homopolarni motor", je ustvarila neprekinjeno krožno gibanje, ki ga je ustvarila magnetna sila, ki kroži okoli žice, ki se je razširila na vsebnik živega srebra z magnetom v notranjosti. Z dovodom toka na žico s kemičnim akumulatorjem se to vrti okoli magneta.

Ta eksperiment je bil osnova sodobne elektromagnetne teorije. Takšno je bilo Faradayovo čustvo po tem odkritju, da je rezultate objavil brez posvetovanja z Wollastonom ali Davyjem, kar je povzročilo polemiko v Kraljevi družbi in dodelitev Faradaya dejavnostim, ki niso elektromagnetizem..

Utekočinjanje plina in hlajenje (1823) \ t

Na podlagi teorije Johna Daltona, ki pravi, da se lahko vsi plini prenesejo v tekoče stanje, je Faraday s poskusom dokazal verodostojnost te teorije, poleg tega, da je prevzel podlago, s katero delujejo sodobni hladilniki in zamrzovalniki..

Z utekočinjanjem ali utekočinjenjem (povečanjem tlaka in znižanjem temperature plina) klora in amonijaka v plinastem stanju je Faradayu v tekoče stanje uspelo uvesti te snovi, ki so veljale za "trajno plinasto stanje"..

Poleg tega je uspelo vrniti amoniak v plinasto stanje, pri čemer je opazil, da je med tem postopkom nastalo hlajenje.

To odkritje je pokazalo, da lahko mehanska črpalka pretvori plin v tekočino pri sobni temperaturi, da se ohladi, ko se vrne v plinasto stanje in se ponovno stisne v tekočino..

Odkritje benzena (1825)

Faraday je odkril molekulo benzena tako, da jo je izoliral in jo identificiral iz oljnega ostanka, pridobljenega iz proizvodnje svetlobnega plina, na katerega je dal ime "Bicarburet of hydrogen"..

Ob predpostavki, da je to odkritje pomemben dosežek kemije, zaradi praktične uporabe benzena.

Odkritje elektromagnetne indukcije (1831)

Elektromagnetna indukcija je Faradayovo veliko odkritje, ki ga je dosegel s povezovanjem dveh žičnih elektromagnetov okoli nasprotnih koncev železnega obroča..

Faraday je priključil solenoid na galvanometer in opazoval, kako povezuje in ločuje drugo baterijo.

Pri odklopu in priključitvi solenoida je opazil, da je, ko je prešel tok skozi solenoid, začasno induciran drug tok v drugem.

Vzrok za to indukcijo je sprememba magnetnega pretoka, do katere pride pri odklopu in priključitvi akumulatorja.

Ta poskus je zdaj znan kot "medsebojna indukcija", ki se pojavi, ko sprememba toka v induktorju inducira napetost v drugi bližnji induktorju. To je mehanizem, s katerim delujejo transformatorji.

Zakoni o elektrolizi (1834) \ t

Michael Faraday je bil tudi eden od glavnih odgovornih za ustvarjanje znanosti o elektrokemiji, znanosti, odgovorni za ustvarjanje baterij, ki jih trenutno uporabljajo mobilne naprave..

Med raziskavo o naravi elektrike je Faraday oblikoval dva zakona elektrolize.

V prvem je navedeno, da je količina snovi, ki se odlaga v vsaki elektrodi elektrolitske celice, neposredno sorazmerna s količino električne energije, ki prehaja skozi celico..

Drugi od teh zakonov navaja, da so količine različnih elementov, ki jih deponira določena količina električne energije, v sorazmerju z njihovo enakovredno kemično težo.

Odkritje Faradayovega učinka (1845)

Ta učinek je tudi magnetno-optični pojav, ki je interakcija med svetlobo in magnetnim poljem v mediju..

Faradayev učinek povzroča rotacijo ravnine polarizacije, ki je linearno sorazmerna s komponento magnetnega polja v smeri širjenja..

Faraday je trdno verjel, da je svetloba elektromagnetni pojav in da mora biti nanj vplivala elektromagnetna sila.

Zato je po vrsti neuspešnih testov preizkusil kos trdnega stekla, ki je vseboval sledove svinca, ki ga je naredil v času izdelave stekla..

Tako je opazil, da je polarizirani žarek svetlobe skozi steklo, v smeri magnetne sile, polarizirana svetloba zavrtela pod kotom, sorazmernim moči magnetnega polja..

Potem ga je testiral z različnimi trdnimi snovmi, tekočinami in plini s pridobivanjem močnejših elektromagnetov.

Odkritje diamagnetizma (1845)

Faraday je ugotovil, da imajo vsi materiali šibko odbojnost proti magnetnim poljem, ki jih je imenoval diamagnetizem.

To pomeni, da ustvarijo inducirano magnetno polje v nasprotni smeri od zunanjega magnetnega polja, ki ga odbije uporabljeno magnetno polje

Ugotovil je tudi, da se paramagnetni materiali obnašajo v nasprotnih smereh in jih privlači zunanje magnetno polje.

Faraday je pokazal, da je ta lastnost (diamagnetna ali paramagnetna) prisotna v vseh snoveh. Diamagnetizem, induciran z izjemno močnimi magneti, lahko uporabimo za proizvodnjo levitacije.

Reference

  1. Michael Faraday. (2017, 9. junij). Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  2. Michael Faraday. (2017, 8. junij). Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  3. Benzen (2017, 6. junij) Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  4. Utekočinjanje plinov. (2017, 7. maj) Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  5. Faradayevi zakoni elektrolize. (2017, 4. junij). Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  6. Faradayjeva kletka. (2017, 8. junij). Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  7. Faradayev eksperiment z ledeno posodo. (2017, 3. maj). Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  8. Faradayev učinek. (2017, 8. junij). Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  9. Faradayev učinek. (2017, 10. maj). Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  10. Kdo je Michael Faraday? Kakšno je bilo njegovo odkritje na področju znanosti? (2015, 6. junij). Izterjano iz quora.com
  11. 10 najboljših prispevkov Michaela Faradaya k znanosti. (2016, 16. december). Vzpostavljeno iz learnodo-newtonic.com.