Življenjepis

Michael Faraday: Pravi znanstveni junak za elektromagnetizmom

Michael Faraday: Pravi znanstveni junak za elektromagnetizmom



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Brez dela Michaela Faradaya ne bi imeli Tesle ali skoraj nobene sodobne mehanične stvari. Faradayevo delo in izum na področju električne energije je za vedno spremenil svet.

Faraday je izumitelj elektrolize, balonov, elektromotorjev, generatorjev, dinamos in drugih. Če se niste zavedali Faradayevega dela, bi ga morda prepoznali vsaj iz kletke, v kateri je njegov soimenjak, Faradayeva kletka.

Bil je zelo vpliven britanski znanstvenik, ki je delno elektriko spremenil v nekaj, kar je bilo mogoče izkoristiti za delo. Bil je znan kemik in fizik v svojem času, ki je ustvaril veliko dela in eksperimentov, ki so na koncu pripeljali do našega sodobnega razumevanja elektromagnetizma.

Da bi razumeli obseg intelekta in dosežkov, kakršen je bil Michael Faraday, si oglejmo njegovo življenje in delo.

Mimogrede, ali ste vedeli, da je Albert Einstein v svoji pisarni dejansko hranil fotografije treh znanstvenikov? Isaac Newton, James Clerk Maxwell in, uganili ste, Michael Faraday.

Tam, kjer se je vse začelo za Faradaya

Michael Faraday se je rodil 22. septembra 1791 v razmeroma revni družini v podeželski vasici Newington v Surreyu. Newington naj bi se kasneje absorbiral na jugu Londona. Njegov oče je bil kovač, ki se je v začetku leta 1791 dejansko preselil s severa Anglije v iskanju dela.

Njegova mati je bila skromna dežela, ki je svojo družino ves čas težke vzgoje čustveno podpirala. Michael je bil eden od štirih otrok, ki je včasih težko dobil dovolj hrane. Njihov oče je bil pogosto bolan in nezmožen za delo. Stalna oskrba s hrano za družino Faraday še zdaleč ni bila enostavna.

Michael Faraday bo kasneje v življenju pripovedoval, kako je dobil en hleb kruha, ki je moral zdržati cel teden. In mislite, da vam je slabo ?! Njegova družina je pripadala majhni krščanski sekti. Ta sekta mu je v celotnem življenju nudila bistveno duhovno in čustveno podporo.

Kot otrok se je Faraday zataknil za radovednost, da bi ga dobil, nikoli ni izpustil svojega otroštva, da bi razumel, zakaj in si želel razumeti več o tem, kako stvari delujejo.Zgodba, ki spominja na marsikaterega inženirja.

Zanimivo je, da je bilo njegovo zgodnje izobraževanje res zelo osnovno. Prejel je le osnove, na primer učenje branja, pisanja in šifriranja v lokalni nedeljski šoli. Njegov prvi poklic je bil papirnar, ki je dostavljal časopise za lokalnega prodajalca knjig in knjigovez. Pri 14 letih je pri njem začel celo vajeništvo, ki bi ga opravljal naslednjih 7 let.

Faraday pa se je razlikoval od svojih vajencev. Faraday si je vzel čas in dejansko prebral nekatere knjige, ki jih je zavezal. Michael bi pripovedoval, da bi mu en članek o elektriki v tretji izdaji Enciklopedije Brittanica še posebej vzbudil domišljijo. Tudi knjiga je močno vplivala nanjPogovori o kemiji Jane Marcet.

G. Faraday bi celo začel eksperimentirati v tej rosni dobi. Pravzaprav je zgradil šibek voltaični kup, skozi katerega bi opravljal domače poskuse iz elektrokemije.

Tako se je tudi Faraday s svojo razmeroma skromno izobrazbo samoučil in postal eden največjih svetovnih znanstvenikov.

Ko je bil veliko starejši, je bil reden udeleženec predavanj sira Humphryja Davyja, kemika, ki je izoliral številne elemente, kot sta kalij in natrij.

Faraday je sedel navdušen nad celotnim dogodkom in natančno zapisoval.

V resnici so bili tako popolni, da je Davyju celo poslal 300-stranski dokument, ki je služil kot uradna opomba za predavanja. Prav tako si je dovolil, da to spremlja s pismom za zaposlitev.

"Ne sprašujte, ne razumite" spoštujemo tega gospoda Faradaya.

Davy je bil očitno navdušen, a je mladega Faradaya takoj in prijazno zavrnil, saj trenutno ni imel odprtih položajev. Na mladeniča pa ni pozabil. Takoj, ko je bil eden od njegovih pomočnikov odpuščen zaradi prepirov, je hitro ponudil položaj Michaelu.

Seveda je preskočil priložnost in se znašel v zavidljivem položaju, ko je pomagal in se učil kemije pri enem največjih praktikov dneva. O Davyju pogosto v šali pravijo, da je bil Faraday v zadnjem času njegovo največje odkritje.

Faradayevo zgodnje delo v kemiji

Faraday se je Davyju prvič pridružil v laboratoriju leta 1812 pri starosti 21 let. To je bila prava priložnost za Faradaya v zgodnji karieri, saj je bil Davy eden najboljših kemikov svojega časa.

Prvi projekt, pri katerem je duo sodeloval, je bil razlaga molekularne strukture različnih kemikalij. To zgodnje delo je Faradaya veliko naučilo o osnovnem delovanju električne energije.

V času, ko se je Michael Faraday pridružil Davyjevi ekipi, je bil v postopku razveljavitve trenutnega razmišljanja o takratni kemiji. Antoine-Laurent Lavoisier, ustanovitelj sodobne kemije, je zaključil reforme kemijskega znanja in vztrajal pri nekaterih temeljnih načelih za prihodnje kemike.

Čeprav jih je bilo veliko, je bil kisik edinstven element. Narekoval je tudi, da je bil edini zagovornik zgorevanja in, kar je tu pomembno, osnova vseh kislin.

Davyju je uspelo izolirati natrij in kalij, pravzaprav ju je odkril, z uporabo močnega toka iz galvanske baterije. Baterija je bila uporabljena za razgradnjo oksidov teh elementov in razgradnjo muriatske klorovodikove kisline, ki je ena najmočnejših znanih kislin.

Ta postopek je privedel do sproščanja vodika in nekaj čudnega zelenega plina. Zdelo se je, da ta zeleni plin podpira zgorevanje in v kombinaciji z vodo proizvaja kislino.

Faraday je z Davyjem sodeloval do leta 1820, ki je do takrat Faraday sam postal eden najbolj premiernih kemikov na svetu.

Pravzaprav se je naučil vsega, kar se je takrat splačalo naučiti o kemiji. Njegovo delo pod vodstvom Davyja mu je dalo ogromno izkušenj pri izvajanju kemijskih analiz in laboratorijskih tehnik. Bil je za vse namene in zdaj mojster eksperimentacije.

Michael je prav tako razvil lastna teoretična stališča do te mere, da bi ga zdaj vodila pri svojem delu. Vse, kar se je naučil v svojem času, bi združil z Davyjem in znanstveni svet šokiral s svojimi odkritji.

Michael Faraday se je odpravil sam in kmalu si bo kmalu pridobil sloves med vrstniki. Zasnoval si je brezhiben sloves analitičnega kemika in v pravnih postopkih je bil pogosto poklican kot izvedenka. Zgradil si je tudi stranko, katere finančna podpora je pomagala kraljevi instituciji.

Leta 1820 je odkril nekaj izjemnih odkritij, ki so bila tako ali tako dobro za kemike. Uspelo mu je ustvariti prve znane spojine klora in ogljika C2CL6 in C.2CL4. Pridelal jih je z nadomestitvijo klora in vodika v "olefiantni plin", znan tudi kot etilen. To so bile prve inducirane substitucijske reakcije, ki so kasneje izpodbijale prevladujočo teorijo kemijske kombinacije, ki jo je predlagal Jons Jacob Berzelius.

Leta 1821 se je poročil z žensko Sarah Barnard in se naselil v Royal Institution v Londonu. Njegov glavni poudarek je bil izvajanje eksperimentov in raziskav v zvezi z magnetizmom in elektriko.

Faradayev pristop k električni energiji je bil takrat edinstven za njegove kolege. Elektriko je vizualiziral kot vibracijo in ne kot tok, koncept, ki bi mu pomagal pri odkrivanju elektromagnetizma.

Njegovo prvo odkritje v Kraljevi instituciji je bilo od naprav, ki lahko proizvajajo elektromagnetno vrtenje ali krožno gibanje zaradi magnetnih sil, ki obdajajo žico.

Leta 1825 je Michael delal na osvetljevanju plinov in uspel je izolirati in opisati nekaj, kar bo kasneje znano kot benzen. Približno v tem času je pomagal tudi postaviti temelje metalurgije in metalografije, medtem ko je vodil preiskave jeklenih zlitin.

Delal je tudi pri nalogi Royal Society of London za izboljšanje kakovosti očal in teleskopov. Uspelo mu je izdelati zelo visok lomni količnik, ki mu bo kasneje, leta 1845, pomagal odkriti diamagnetizem.

Faradayevo nadaljnje delo na področju elektromagnetizma in elektrolize

Faraday je nadaljeval z odkrivanjem elektromagnetne indukcije, postopka ustvarjanja elektromotornih sil v vodnikih zaradi magnetnih polj. Če to pozvoni, je to način, na katerega delujejo generatorji in elektromotorji.

Hans Christian Ørsted je leta 1820 odkril, da električni tok skozi žico ustvarja magnetno polje. Njegove ugotovitve je nadaljeval André-Marie Ampére, ki je pokazal, da se zdi, da je magnetna sila tudi krožna sila. Ampére je dejansko pokazal, da se zdi, da magnetno polje tvori valj okoli žice. To je bilo prvič predlagano.

Faraday je skoraj intuitivno razumel, kaj to pomeni. Opozoril je, da bi moral biti polov, če bi bil izoliran, nenehno krožno gibljiv okoli tekoče žice. Z mislijo na to hipotezo, skupaj s svojim genijem za eksperimentiranje, se je odločil, da to dokaže s svojim aparatom.

Njegova naprava je električno energijo pretvorila v mehansko. Michael Faraday je pravkar ustvaril prvi električni motor na svetu.

Faraday si je prizadeval za nadaljnje utrjevanje svojih idej in znanja o elektromagnetizmu, tako da je leta 1831 ustvaril nekaj, imenovano indukcijski obroč. Ta naprava je bila v bistvu transformator, ki je v magnetni sili iz druge žice ustvarjal elektriko v žici.

Takrat je bilo prelomno.

Michael sproži svoje ideje

Faraday se tu seveda ni ustavil. Začel je gledati širšo sliko in razmišljati o naravi električne energije na splošno. Za razliko od večine svojih sodobnikov na tem področju je bil Faraday prepričan, da elektrika ni materialna tekočina, ki teče skozi žice, kot je voda v cevi.

Namesto tega je vztrajal, da gre za vibracijo ali silo, ki se je nekako preselila skozi žice kot posledica napetosti, ustvarjene v vodniku. Eden njegovih prvih poskusov po njegovem motorju je bil prepuščanje žarka polarizirane svetlobe skozi razpadajočo elektrokemično raztopino.

Zamisel je bila odkriti medmolekularne seve, za katere je domneval, da bi morali potekati ob prisotnosti električnega toka. K tej ideji bi se še naprej vračal skozi dvajseta leta 20. stoletja, toda na žalost neuspešno.

V zgodnjih 1830-ih je Michael Faraday poskušal ugotoviti, kako se proizvaja inducirani tok. Nadgradi svoj prvotni poskus z uporabo elektromagneta, zato je namesto tega poskusil s trajnim magnetom.

Njegovo eksperimentiranje je pokazalo, da premikanje magneta iz in iz tuljave žice dejansko povzroči tok. Faraday se je tudi že zavedal, da je magnetno polje vidno z železnimi opilki, posutimi na papir ali karton nad magnetom.

Povezal je, da morajo biti "silnice", ki jih kažejo prijave, tiste napetostne črte v mediju, zraku, kot je že predpostavil.

Kmalu bo odkril zakon, ki določa proizvodnjo električnih tokov z magneti. Intenzivnost toka je bila namreč odvisna od števila sil sil, ki jih je vodnik prerezal na enoto časa.

Faraday je na tem hitro gradil, ko se je zavedal, da lahko proizvaja neprekinjen tok z vrtenjem bakrenega diska med polovi magneta. Tok lahko "odvzamemo" tako, da odstranimo vodnike z roba in središča diska. To je bil pravzaprav prvi dinamo.

To je bil neposredni prednik sodobnih električnih motorjev, čeprav je bil enak princip, toda obratno vrtenje diska.

Zakoni elektrolize

Medtem ko je nadaljeval z raziskovanjem elektrike, se je kot svetovno znani kemik močno naslonil na svoje ozadje. Obsežno se je ukvarjal s področjem elektrokemije, kjer je razvil prvi in ​​drugi zakon elektrolize.

Ti zakoni to navajajo"količina kemične spremembe, ki jo povzroči tok na meji elektrod-elektrolit, je sorazmerna s količino porabljene električne energije, količine kemičnih sprememb, ki jih povzroči enaka količina električne energije v različnih snoveh, pa so sorazmerne njihovi enakovredni masi."

POVEZANE: KAKO DELUJE FARADAY CAGE?

Poenostavljene tokove električne energije lahko uporabimo za zagon kemičnih reakcij. V praksi v obliki elektrolize to pomeni, da lahko elektriko uporabimo za pridobivanje vodika iz molekul vode, odlaganje kovinskih spojin na površine (galvanizacija) in pridobivanje čistih kovinskih elementov iz raztopin.

Kot pri mnogih znanstvenih temah je tudi elektrolizo veliko lažje razumeti z vizualnimi elementi. Oglejte si hitri video spodaj, da boste razumeli, kako deluje elektroliza in kako pomembno je to Faradayevo odkritje.

Faradayevo delo na področju elektrolize je postavilo temelje tej zdaj bistveni industriji.

Utekočinjanje in hlajenje plinov

Leta 1823 je Michael Faraday gradil na idejah Johna Daltona in svoje ideje dokazoval s pritiskom na utekočinjanje plina klora in plina amoniaka.

Posebno zanimivo je bilo njegovo uspešno utekočinjanje amoniaka. Ko je pustil, da amoniak spet izhlapi, je opazil, da je povzročil ohladitev. Čeprav je William Cullen leta 1756 javno prikazal to načelo, je Faradayevo delo pokazalo, da se lahko mehanske črpalke uporabljajo za pretvorbo plina v tekočino pri sobni temperaturi.

Lepota tega odkritja je bila, da je na plin mogoče pritiskati in utekočiniti ter pustiti, da v zaprtem sistemu neprekinjeno izhlapeva in hladi. Celotno zaporedje bi lahko ponovili neskončno, če bi bil sistem zapečaten. To je osnova vseh sodobnih hladilnikov in sistemov toplotnih črpalk z virom zraka.

Bunsen gorilnik (nekako)

Michael Faraday je bil odličen praktični izumitelj, ki ga je pripeljal do napovednika enega najznamenitejših kosov laboratorijske opreme, Bunsenovega gorilnika. Očitno je združil zrak in plin, preden ga je prižgal, da je zagotovil lahko dostopno obliko visoke temperature.

Njegovo zgodnje delo je kasneje razvil Robert Wilhelm Bunsen, da bi ustvaril del opreme, ki so si ga mnogi študentje naravoslovja radi zapomnili.

Faradayjeva kletka

Leta 1836 je Michael Faraday odkril, da ko se električni vodnik napolni, se vse doplačilo namesti na njegovo zunanjo stran. To bi pomenilo, da se doplačilo ne "pojavi" na notranji strani sobe ali kovinske kletke.

Enak princip lahko uporabimo v dejanskih oblačilih, tako imenovanih Faradayevih oblekah. Ta oblačila imajo kovinsko podlogo, ki uporabnika varuje pred zunanjimi električnimi viri.

Faradayeve kletke se uporabljajo tudi za zaščito občutljive električne opreme in med elektrokemičnimi poskusi za preprečevanje zunanjih motenj. Danes jih uporabljajo tudi za ustvarjanje mrtvih con za mobilne komunikacije.

Benzen

Leta 1825 je Michael Faraday odkril to "čudežno" molekulo v oljnatih ostankih, ki so ostali za proizvodnjo plina za razsvetljavo v Londonu.

Benzen je ena najpomembnejših snovi v kemiji. Včasih je izdeloval veliko novih materialov in je pomagal pri razumevanju lepljenja. Benzen se dejansko uvršča med 20 najboljših kemikalij po obsegu proizvodnje v ZDA.

Je pomembna sestavina mnogih umetnih snovi, smol, najlona, ​​gume, maziv, barvil in zdravil, če jih naštejemo le nekaj.

Diamagnetizem

Vsi že intuitivno poznamo feromagnetizem ali vaš potek mlinskega magneta, toda Faraday je leta 1845 odkril, da so vse snovi diamagnetne. Seveda obstajajo velike razlike v moči pojavov v naravi.

Diamagnetizem je nasprotna smer uporabljenemu magnetnemu polju. Če je zadevna snov pokazala močan diamagnetizem, jo ​​bo močno odbil severni pol magneta.

Presenetljivo je, da to lahko uporabimo za lebdenje večine materialov z dovolj močnim magnetom. Tudi živa bitja, kot žaba, lahko z močnim magnetnim poljem "kljubujejo" gravitaciji.

Smrt in zapuščina

Michael Faraday je umrl v starosti 75 let 25. avgusta 1867. Preživela ga je žena. Par ni imel otrok. Faraday je bil celo življenje pobožen kristjan. Že od otroštva je imel močne vezi s to majhno sektu, Sandemanci.

Zaradi njegovega prispevka k znanosti so mu v življenju ponudili pokop v Westminsterski opatiji skupaj z britanskimi kralji in kraljicami, celo sirom Isaacom Newtonom. To ponudbo je zavrnil v prid skromnejšemu pokopu. Njegov grob lahko najdete na londonskem pokopališču Highgate. Z njim je pokopana tudi njegova žena Sarah.

V njegovo čast so v londonskem Savoy Place postavili kip. Stoji zunaj Inštituta za inženiring in tehnologijo. Obstajajo številni drugi kipi, šole, parki in drugi spomeniki, posvečeni človeku, ki je toliko prispeval k človeštvu. Po njegovem imenu je tudi veliko ulic po Združenem kraljestvu in ZDA

Seveda je dobil popolno priznanje, ko se je pojavil na hrbtni strani bankovca Bank of England serije E £ 20. Michael ima tudi posebno nagrado Royal Society of London, poimenovano po njem za "odličnost v sporočanju znanosti občinstvu v Združenem kraljestvu".

Zadnja beseda

Michael Faraday je v svojem času napisal tudi vrsto pisem in revij, ki so široko dostopna in temeljito priporočljiva za branje vsem ljubiteljem Faradaya.

Čeprav prihaja iz revne družine, bi Michael Faraday neumorno delal, da bi se najprej izobraževal. Nato bi svoje življenje posvetil iskanju znanja. S svojo trdoživostjo bi postal eden najpomembnejših svetovnih znanstvenikov. Njegovi dosežki so še bolj izjemni glede na njegove skromne začetke v svetu, v katerem prevladuje privilegiran razred. Med številnimi velikimi odkritji in izumi je bil ovekovečen tudi kot enota SI za kapacitivnost,uspelo, ali F.


Poglej si posnetek: Biography of Michael Faraday Part 2 वदयत चबक क आवषकरक Founder of Electromagnetic induction (Avgust 2022).