Физик Фарадей: биография, открития

Английският физик Майкъл Фарадей, който е израснал в бедно семейство, се превръща в един от най-големите учени в историята на човечеството. Изключителните му постижения бяха направени в момент, когато науката беше много хора, родени в привилегировани семейства. В негова чест единица електрически капацитет се нарича Фарад.

Фарадей (физик): кратка биография

Майкъл Фарадей е роден на 22 септември 1791 г. в столицата на Великобритания, Лондон. Той е третото дете в семейството на Джеймс и Маргарет Фарадейев. Баща му беше ковач, който имаше лошо здраве. Преди брака майка му работи като служител. Семейството живее лошо.

До 13-годишна възраст Майкъл посещава местно училище, където получава основното си образование. За да помогне на семейството, той започна да работи като пратеник в книжарница. Ревността на момчето впечатли работодателя си. Година по-късно той бил повишен в студентска книжка.

Свързване и наука

Майкъл Фарадей искаше да научи повече за света - той не беше само той възстановяване на книги. След ревностна ежедневна работа той прекарва цялото си свободно време в четенето на книги, които е обвързал.

Постепенно той открил, че е бил отвлечен от науката. Особено му харесаха две книги:

• Британската енциклопедия е източникът на познанията си за електричеството и много други.
• "Разговори по химия" - 600 страници за химия в достъпно представяне на авторството на Джейн Марс.

Той беше толкова очарован, че започна да прекарва част от слабите си доходи от химикали и оборудване, за да потвърди истината за това, което четеше.

Разширявайки научните си познания, той чу това известен учен Джон Татум щеше да даде серия публични лекции по природната философия (физика). За да присъства на лекциите, беше необходимо да заплати такса от един шилинг - твърде много за Майкъл Фарадей. По-големият му брат, ковач, впечатлен от нарастващата преданост на брат си към науката, му даде необходимата сума.

Запознаване с Хъмфри Дейви

Фарадей направи още една стъпка към науката, когато Уилям Денси, клиент на книжарница, попита Майкъл дали има желание да получи билети за лекции в Кралския институт.

Лекторът, сър Хъмфри Дейви бил един от най-известните учени от онова време в света. Фарадей скочи от шанса и присъстваше на четири лекции по един от най-новите проблеми на химията - определянето на киселинността. Наблюдаваше експериментите, които Дейви бе изрекъл в лекциите.

Това беше свят, в който той искаше да живее. Фарадей държеше записи, а след това направи толкова много допълнения в бележките, че той е произвел 300-страничен ръкопис, който той преплетил и изпратил Дейви като знак на благодарност.

По това време в задния двор на книжарника Майкъл започва да провежда по-сложни експерименти, за да създаде електрическа батерия от медни монети и цинкови дискове, разделени от влажна сол. Той го използва за разграждане на химикали, например като магнезиев сулфат. В тази област на химия Хъмфри Дейви беше пионер.

През октомври 1812 г. завършва чиракуването на Фарадей и той започва да работи като книговез с друг работодател, когото открива неприятно.

Нямаше да има щастие, но помогна за нещастието

И имаше щастливо събитие за Фарадей. В резултат на неуспешен експеримент Хъмфри Дейви бил ранен: това временно повлияло способността му да пише. Майкъл успя да запише няколко дни за Дейви, впечатлен от книгата, която той изпрати до него.

Когато приключил кратък период на работа като помощник, Фарадей изпращал на учения бележка, в която се молел да го наеме като негов помощник. Скоро след това, един от лабораториите на Дейви бе уволнен за нарушаване на дисциплината и Хъмфри попита Майкъл дали иска да заеме свободно място.

Искал ли е да работи в Кралския институт с един от най-известните учени в света? Това беше реторичен въпрос.

Кариера в Кралския институт

Фарадей пое задълженията си на 1 март 1813 г. на 21-годишна възраст.

Беше добре платен и разпределил стая на тавана на Кралския институт за живеене. Майкъл беше много доволен и връзката му с тази институция вече не беше прекъсвана от 54 години, за което успя да стане професор по химия.

Работата на Фарадей се състои в подготовката на оборудване за експерименти и лекции в Кралския институт. Първоначално той се занимаваше с азотен трихлорид - експлозив, който нарани Дейви. Майкъл също загуби съзнание по време на следващата експлозия, а когато Хъмфри отново беше ранен, експерименти с това съединение бяха прекратени.

След 7 месеца работа в Кралския институт, Дейви взе Фарадей с него на турне в Европа, продължило 18 месеца. През това време Майкъл е в състояние да срещне велики учени, като Андре-Мари Ампер в Париж и Алесандро Волта в Милано. В известен смисъл турнето го замени с университетско образование - Фарадей научи много по това време.

За по-голямата част от турнето обаче беше недоволен, тъй като освен научната си и секретарска работа той трябваше да служи на Дейви и съпругата му. Съпругата на учения не смятала, че Фарадей е равен на себе си поради произхода си.

След завръщането си в Лондон всичко попадна на място. Кралският институт поднови договора на Майкъл и увеличи възнаграждението си. Дейви дори започна да споменава помощта му за научна работа.

През 1816 г. на 24-годишна възраст Фарадей чете първата си лекция за свойствата на материята. Тя премине в Градското философско общество. В същото време, в Тримесечния научен вестник, той публикува първата си научна статия за анализа на калциевия хидроксид.

През 1821 г., на 29-годишна възраст, Фарадей е повишен на длъжността ръководител на икономиката и лабораторията на Кралския институт. През същата година се жени за Сара Барнард. Майкъл и съпругата му живееха в института през следващите 46 години, вече не на тавана, а в удобна стая, която Хъмфри Дейви веднъж заемаше.

През 1824 г. биографията на Фарадей (физиката) бе белязана от избирането му за член на Кралското общество. Това беше признание, че той е станал виден учен.

През 1825 г. физикът Фарадей става директор на лабораторията.

През 1833 г. става пълномощен професор по химия в Кралския институт на Великобритания. Фарадей държа този пост до края на живота си.

През 1848 г. и 1858 г. е поканен да води Кралското дружество, но той отказал.

Научни постижения

За да опише откритията на Фарадей в областта на физиката, тя ще отнеме повече от една книга. Не случайно Алберт Айнщайн в кабинета му съхранява снимки само на трима учени: Исак Нютон, Джеймс Максуел и Майкъл Фарадей.

Странно, макар и през живота на учения да започнат да използват думата "физик", самият той не го хареса и той винаги се наричаше философ. Фарадей е човек, който е ходил на открития чрез експерименти, и е бил известен с това, че никога не се отказва от идеи, които благодарение на научната интуиция.

Ако вярва, че идеята си заслужава, той продължава експериментите, въпреки многобройните неуспехи, докато не стигне до очакваното, или докато не бъде убеден, че майката природа го е доказала, че е погрешно, което е изключително рядко.

И така, какво е открил Феръдей във физиката? Ето някои от най-забележителните му постижения.

1821: откриване на електромагнитна ротация

Това стана предвестник на това, което в крайна сметка доведе до създаването на електрически двигател. Откритието се основава на теорията на Оерстед за магнитните свойства на тел, през която преминава електрически ток.

1823: втечняване и охлаждане на газа

През 1802 г. Джон Далтън предполага, че всички газове могат да бъдат втечнени при ниски температури или при високи налягания. Физикът Фарадей доказа това чрез опит. Той първо превърна хлора и амоняка в течност.

Течният амоняк беше още по-интересен, тъй като, както отбеляза Майкъл Фарадей, физиката на процеса на изпаряване доведе до охлаждане. Принципът на охлаждане чрез изпаряване изкуствено са публично демонстрира от William Cullen Единбург 1756 в научната с помпа понижава налягането в колбата с етер, в резултат на бързото изпаряване. Това предизвика охлаждане и леда, образуван от външната страна на крушката, от влагата на въздуха.

Значението на откритието на Фарадей е, че механичните помпи могат да превърнат газа в течност при стайна температура. След това течността се изпарява, охлаждайки се наоколо, полученият газ може да се събере и помпата отново да се компресира в течността, повтаряйки цикъла. По този начин функционират съвременните хладилници и фризери.

През 1862 г. в световната изложба в Лондон Фердинанд Каре демонстрира първата в света търговска машина за лед. В колата се използва амоняк като охлаждаща течност и той произвежда лед със скорост от 200 кг на час.

1825: Откриването на бензен

В исторически план бензена се превърна в едно от най-важните вещества в химията, както в практически смисъл, т.е. се използва в създаването на нови материали, а в теоретичните - за разбиране на химическата връзка. Учените откриха бензен в маслени остатъци от производството на газ за осветление в Лондон.

1831: Законът на Фарадей, формулата, физиката на електромагнитната индукция

Това беше изключително важно откритие за бъдещето на науката и технологиите. Законът на Фарадей (физиката) гласи, че променливото магнитно поле предизвиква електрически ток във веригата и генерирания ток електромоторна сила е пряко пропорционална на темпа на промяна магнитен поток. Една от възможните си записи е | E | = | dPhi- / dt |, където Е е ЕМФ и Ф е магнитният поток.

Например, движейки се по тел подкова магнит произвежда електрически ток, тъй като движението на магнита причинява областта на магнитната променливо. Преди това е единственият източник на енергия е батерията. Майкъл Фарадей, откриването, в която физиците са показали, че движението може да се преобразува в електричество, или в повече научни термини, кинетичната енергия може да се преобразува в електрическа енергия, като по този начин със знанието на факта, че по-голямата част от енергията в домовете ни днес е направен само за това принцип.

Ротацията (кинетичната енергия) се превръща в електроенергия чрез електромагнитна индукция. И ротацията, от своя страна, се получава, като действа върху турбините на парата под високо налягане, произведена от енергията на въглища, газ или атом или чрез натиска на вода във водноелектрическите централи или чрез въздушно налягане в вятърни електроцентрали.

1834: Законите на електролизата

Фаридай физикът направи основния принос за създаването на нова наука за електрохимията. Това обяснява какво се случва на интерфейса между електрода и йонизираното вещество. Благодарение на електрохимията използваме литиево-йонни батерии и батерии, които доставят модерно мобилно оборудване. Законите на Фарадей са важни за разбирането ни за електродните реакции.

1836: Изобретението на екранирана камера

Физикът Фарадей откри, че когато електрическият проводник е зареден, цялото излишно зареждане се натрупва от външната му страна. Това означава, че в стаята или клетка, изработена от метал, не се появява допълнителна такса. Например, лице, облечено в костюм на Фарадей, което е с метална облицовка, не е изложено на външно електричество. В допълнение към защитата на хората, клетката Фарадей може да се използва за провеждане на електрически или електрохимични експерименти, чувствителни към външни смущения. Екранираните камери могат да създадат и мъртви зони за мобилни комуникации.

1845: откриване на ефекта Фарадей - магнито-оптичен ефект

Друг важен експеримент в историята на науката е опит за първи път доказа връзката на електромагнетизма и светлина, която през 1864 година е напълно описан от уравненията на Джеймс Кларк Максуел. Физик Фарадей установено, че светлината е електромагнитна вълна на "Когато обратната магнитните полюси са на една и съща страна, той има ефект върху поляризирана светлина, която по този начин се установява връзката между магнитната сила и светлина ...

1845: Откриването на диамагнетизма като свойство на цялата материя

Повечето хора са запознати с феромагнетизма чрез примера на обикновените магнити. Фарадей (физик) открил, че всички вещества са диамагнитни, най-вече слаби, но силни също се появяват. Диамагнетизмът е обратна на посоката на приложеното магнитно поле. Например, ако поставите Северния полюс в силно диамагнитно вещество, той ще се отблъсне. Диамагнетизмът в материалите, предизвикан от много силни съвременни магнити, може да се използва за постигане на левитация. Дори живите същества, като жабите, са диамагнитни и могат да се изправят в силно магнитно поле.

Краят

Майкъл Фарадей, чиито открития във физиката направи революция в науката, почина на 25 август 1867 г. в Лондон на 75-годишна възраст. Съпругата му Сара живеела по-дълго. Двойката нямаше деца. През целия си живот бил благочестив християнин и принадлежал на малка протестантска секта на Сандемани.

Дори по време на живота си, Фарадей бе предложил да бъде погребан в Уестминстърското абатство заедно с кралете и кралиците на Великобритания и учени, като Исак Нютон. Той отказал за по-скромна церемония. Неговият гроб, където Сара също е погребан, може да се намери в Гробището на Highgate в Лондон.