Дял:
Майкъл Фарадей биография, експерименти и приноси
Майкъл Фарадей (Newington Butt, 22 септември 1791 г. - Hampton Court, 25 август 1867 г.) е физик и химик с британски произход, чиито основни приноси са в областта на електромагнетизма и електрохимията. Сред неговия принос към науката и следователно за човечеството можем да подчертаем работата му в областта на електромагнитната индукция, диамагнетизма и електролизата.
Поради икономическите условия на семейството му, Фарадей получи малко формално образование, така че от четиринадесетте си години той е бил отговорен за попълването на тези пропуски, като е чел много по време на обучението си като книговесен.
Една от книгите, които се свързваха и най-силно повлияха на учения, беше Подобряването на ума (Усъвършенстване на ума) от Исак Уотс.
Фарадей беше отличен експериментатор и предаде откритията си на лесен за разбиране език. Макар че математическите му умения не бяха най-добри, Джеймс Кларк Максуел обобщи работата си и тази на другите в група уравнения..
По думите на Клерк Максуел: "използването на силовите линии показва, че Фарадей е бил велик математик, от когото математиците на бъдещето могат да извлекат ценни и плодородни методи."
Единиците на електрическия капацитет на Международната система от единици (SI) се наричат Фарадио (F) в негова чест.
Като химик Фарадей открива бензен, провежда изследвания на хлорит-клатрата, системата за окислително число и създава това, което би било известно като предшественик на горелката Бунзен. Освен това той популяризира термините: анод, катод, електрон и йон.
В областта на физиката неговите изследвания и експерименти бяха насочени към електричеството и електромагнетизма.
Неговото изследване на магнитното поле е фундаментално за развитието на концепцията за електромагнитно поле и неговото изобретение, наречено от него като "Електромагнитни ротационни устройства", е прекурсори на токовия електродвигател.
индекс
- 1 Биография
- 1.1 Задълбочаване на обучението
- 1.2 Връзка с Хъмфри Дейви
- 1.3 Пътуване до Европа
- 1.4 Посвещение на електроенергията
- 1.5 Брак
- 1.6 години изобретения
- 1.7 Благодарности
- 1.8 Крайни години
- 1.9 Смърт
- 2 експеримента
- 2.1 Закон на Фарадей
- 2.2 Фарадеева клетка
- 3 Основни вноски
- 4 Препратки
биография
Майкъл Фарадей е роден на 22 септември 1791 г. в квартал Newington Butt, разположен южно от Лондон, в Англия. Неговото семейство не беше богато, така че формалното му образование не беше много обширно.
Бащата на Майкъл бил наречен Джеймс и бил практикуващ учение за християнството. От своя страна майка й е на име Маргарет Хъстуел и преди да се омъжи за Джеймс, тя работи като домашен служител. Майкъл имаше трима братя и беше предпоследното от децата на брака.
Когато Майкъл бил на четиринайсет, той работил заедно с Джордж Риебау, който бил продавач на книги и книговезец. Майкъл остава в тази работа в продължение на седем години, време, в което е имал възможността да наближи четенето много повече.
По това време той започва да се привлича от научни феномени, особено тези, свързани с електричеството.
Задълбочаване на обучението
На 20-годишна възраст, през 1812 г., Майкъл започва да посещава различни конференции, почти винаги поканени от Уилям Танс, английски музикант, който е основал Кралската филхармония..
Някои от лекторите, на които Майкъл имаше достъп, бяха Джон Татум, британски философ и учен, и Хъмфри Дейви, химик с английски произход..
Връзка с Хъмфри Дейви
Майкъл Фарадей е много методичен човек и пише много конкретни бележки, които изпраща на Дейви заедно с бележка, в която той иска работа.
Тези бележки бяха книга от около 300 страници и много харесваше Дейви. Последният претърпява инцидент в лабораторията по-късно, което сериозно нарушава зрението му.
В този контекст Дейви нае Фарадей като негов помощник. В същото време - 1 март 1813-Фарадей успява да бъде асистент по химия в Кралския институт.
Пътуване до Европа
Между 1813 и 1815 г. Хъмфри Дейви пътува през няколко страни в Европа. Служителят, който по това време реши да не присъства на пътуването, Фарадей е този, който трябва да изпълнява задачите на слугата, дори когато ролята му е на химически асистент..
Твърди се, че английското общество по онова време е било високо класицистично, поради което Фарадей е смятан за човек с по-ниски характеристики..
Дори съпругата на Дейви настояваше да се отнася към Фарадей като слуга, отказвайки да го приеме в каретата си или да го изяде с тях..
Въпреки че това пътуване означаваше много лошо време за Фарадей в резултат на неблагоприятното лечение, което получи, в същото време означаваше, че той може да има директен контакт с най-важните научни и академични области в Европа..
Посвещение на електричеството
От 1821 г. Майкъл Фарадей се е посветил изцяло на изучаването на електричеството, магнетизма и възможностите на двата елемента.
През 1825 Дейви бил сериозно болен, поради което Фарадей станал негов заместник в лабораторията. Това беше времето, когато той предложи няколко от своите теории.
Едно от най-важните бе идеята, че както електричеството, така и магнетизмът и светлината функционират като триада с единен характер.
През същата година Фарадей започва разговори в Кралския институт, наречен Коледни лекции на Кралския институт, които бяха насочени специално към децата и се занимаваха с най-важните научни постижения на времето, както и с различни анекдоти и истории от областта на науката.
Целта на тези разговори бе да приближат науката до онези деца, които не са имали възможност да учат формално, както се случи с него.
брак
През 1821 г. Фарадей сключва бракосъчетания с Сара Барнард. Семействата им посещават същата църква и там се срещат.
Фарадей бил много религиозен човек през целия си живот и бил последовател на сандеманската църква, която произлизала от Шотландия. Участва активно в църквата си, тъй като става две години поред дякон и дори свещеник..
Не са родени деца от брака между Фарадей и Барнард.
Години на изобретения
Следващите години на Фарадей бяха пълни с изобретения и експерименти. През 1823 г. открива процеса на втечняване на хлор (преминаване от газообразно или твърдо състояние към течно състояние) и две години по-късно, през 1825 г., открива същия процес, но за бензол.
През 1831 г. Фарадей открива електромагнитната индукция, от която се генерира така нареченият закон на Фарадей или Законът за електромагнитната индукция. Година по-късно, през 1832 г., той получава почетно назначаване на Dръководител на гражданското право от Оксфордския университет.
Четири години по-късно Фарадей откри механизъм, който функционира като защитна кутия за електрически удар. Тази кутия се наричаше клетката на Фарадей и по-късно стана едно от най-използваните изобретения, дори и днес.
През 1845 г. той открива ефекта, който отразява ясно взаимодействие между светлината и магнетизма; този ефект се води от името Фарадей.
признания
Английската монархия предложи Фарадей да назначи господине, на което той отказваше няколко пъти, защото го смяташе за противоположна на религиозните му убеждения; Фарадей свързва тази среща с търсенето на признание и суета.
Кралското общество също така предложи да бъде негов президент и Фарадей отхвърли тази оферта, направена в два различни случая.
Кралската академия на науките на Швеция го назначи за чуждестранен член през 1838 г. Година по-късно Фарадей претърпя нервен срив; След кратък период той продължи да учи.
През 1844 г. Академията на науките на Франция го включи в своите чуждестранни членове, които бяха само 8 личности.
Последни години
През 1848 г. Майкъл Фарадей получава къща на благодат и благоволение, които са били жилища, принадлежали на английската държава и са били предлагани безплатно на съответните личности в страната, с намерението да благодарят за услугите, предоставени на нацията..
Тази къща се намираше в Мидълсекс, в Хамптън Корт, а Фарадей го обитаваше от 1858 година..
През тези години правителството на Англия се е свързало с него и го е помолило да ги подкрепи в процеса на разработване на химическо оръжие в рамките на Кримската война, която се състоя между 1853 и 1856 година. Това предложение, тъй като той счита, че е неетично да участват в този процес.
смърт
Майкъл Фарадей умира на 25 август 1867 г., когато е бил на 75 години. Любопитен анекдот за този момент е, че му е предложено място за погребение в прочутия Уестминстърско абатство, сайт, който той отхвърли..
Въпреки това, вътре в тази църква можете да намерите табела, която почита Фарадей и се намира близо до гробницата на Исак Нютон. Тялото му лежи в дисидентската част на Хайгейтското гробище.
експерименти
Животът на Майкъл Фарадей беше пълен с изобретения и експерименти. След това ще разгледаме два от най-важните експерименти, които той извърши и които бяха трансцендентни за човечеството.
Законът на Фарадей
За да демонстрира така наречения закон на Фарадей или Закон за електромагнитната индукция, Майкъл Фарадей взе картон под формата на тръба, към която навиваше изолиран проводник; по този начин той образува намотка.
Впоследствие той взел намотката и я свързал с волтметър, за да измери индуцираната електродвижеща сила, докато предизвикваше магнит да премине през серпентината.
В резултат на този експеримент Фарадей установи, че магнитът в покой не може да генерира електродвижеща сила, въпреки че е в покой, генерира високо магнитно поле. Това се отразява на факта, че през намотката потокът не се променя.
С приближаването на магнита към намотката магнитният поток се увеличава бързо, докато магнитът е ефективно вътре в намотката. След като магнитът е преминал през намотката, този поток се спуска.
Фарадеева клетка
Клетката на Фарадей беше структурата, чрез която този учен успя да защити елементите от електрически шокове.
Фарадей извършил този експеримент през 1836 г., когато разбрал, че излишното натоварване на шофьор е засегнало това, което е извън него, а не това, което е затворено от шофьора..
С намерение да демонстрира това, Фарадей подрежда стените на помещението с алуминиево фолио и генерира високо напрежение през електростатичен генератор извън помещението..
Благодарение на проверката с електроскоп, Фарадей можеше да провери, че всъщност няма никакви електрически заряди в стаята.
Този принцип сега може да се наблюдава в кабели и скенери, а има и други предмети, които сами по себе си действат като клетки на Фарадей, като коли, асансьори или дори самолети..
Основни вноски
Изграждане на "електромагнитни ротационни" устройства
След като датският физик и химик Ханс Кристиан Ørsted открил феномена на електромагнетизма, Хъмфри Дейви и Уилям Хайд Уоластън се опитали и се провалили да се опитат да проектират електрически мотор.
Фарадей, след като обсъди с двамата учени за това, успя да създаде две устройства, които дадоха начин да се произведе това, което той наричаше "електромагнитна ротация".
Едно от тези устройства, известно днес като "хомополярен двигател", генерира непрекъснато кръгово движение, което се произвежда от магнитната сила, циркулираща около тел, която се простира до съд с живак с магнит вътре. Захранващ ток към проводника с химическа батерия, това ще се върти около магнита.
Този експеримент е в основата на съвременната електромагнитна теория. Такава беше емоцията на Фарадей след това откритие, че той публикува резултатите, без да се консултира с него с Wollaston или Davy, което доведе до противоречие в рамките на Кралското общество и възлагането на Фарадей на дейности, различни от електромагнетизма..
Втечняване на газ и охлаждане (1823)
Въз основа на теорията на Джон Далтън, в която се твърди, че всички газове могат да бъдат доведени до течно състояние, Фарадей демонстрира чрез експеримент верността на тази теория, в допълнение към това, че е приела основата, с която работят модерните хладилници и фризери..
Чрез втечняване или втечняване (повишаване на налягането и понижаване на температурата на газа) на хлор и амоняк в газообразно състояние, Фарадей успява да доведе до течно състояние тези вещества, които са били считани за "постоянно газообразно състояние".
Освен това, той успя да върне амоняка в неговото газообразно състояние, като наблюдава, че по време на този процес се генерира охлаждане.
Това откритие показа, че механична помпа може да превърне газа в течност при стайна температура, да произведе охлаждане, когато се върне в газовото си състояние и да се компресира отново в течност..
Откриване на бензен (1825)
Фарадей открива молекулата на бензола, като го изолира и идентифицира от мазен остатък, получен от производството на светлинен газ, на който той дава името "Bicarburet of hydrogen"..
Предполагайки, че това откритие е важно постижение на химията, благодарение на практическото приложение на бензола.
Откриване на електромагнитна индукция (1831)
Електромагнитната индукция е великото откритие на Фарадей, което той постига чрез свързване на два телени соленоида около противоположните краища на железен пръстен..
Фарадей свързва соленоид към галванометър и наблюдава как се свързва и изключва другата батерия.
Когато изключва и свързва соленоида, той може да забележи, че когато преминаваше ток през соленоид, друг ток беше временно индуциран в другия.
Причината за тази индукция се дължи на промяната на магнитния поток, която се наблюдава при разединяване и свързване на батерията.
Този експеримент сега е известен като "взаимна индукция", която се случва, когато промяната на ток в индуктор индуцира напрежение в друг близък индуктор. Това е механизмът, чрез който трансформаторите работят.
Закони за електролиза (1834)
Майкъл Фарадей също е един от главните отговорни за създаването на науката за електрохимията, науката, отговорна за създаването на батериите, които понастоящем се използват от мобилни устройства..
Докато изследва природата на електричеството, Фарадей формулира двата си закона за електролиза.
Първото от тях гласи, че количеството вещество, отложено във всеки електрод на електролитна клетка, е право пропорционално на количеството електричество, което преминава през клетката.
Вторият от тези закони гласи, че количествата от различни елементи, депозирани от дадено количество електроенергия, са в съотношение на еквивалентното им химическо тегло.
Откриване на ефекта на Фарадей (1845)
Известен също като ротация на Фарадей, този ефект е магнитно-оптично явление, което е взаимодействието между светлината и магнитното поле в среда..
Ефектът на Фарадей води до въртене на равнината на поляризация, която е линейно пропорционална на компонента на магнитното поле в посока на разпространение..
Фарадей твърдо вярваше, че светлината е електромагнитно явление и че тя трябва да бъде засегната от електромагнитни сили.
Следователно, след поредица от неуспешни тестове, той изпробва парче твърдо стъкло, съдържащо следи от олово, което той е направил в дните си на производство на стъкло..
По този начин той наблюдава, че когато поляризираният лъч светлина преминава през стъклото в посока на магнитна сила, поляризираната светлина се върти под ъгъл, пропорционален на силата на магнитното поле..
След това той е тествал това с различни твърди вещества, течности и газове чрез получаване на по-силни електромагнити.
Откриване на диамагнетизъм (1845)
Фарадей откри, че всички материали проявяват слабо отблъскване към магнитните полета, които той нарича диамагнетизъм.
Това означава, че те създават индуцирано магнитно поле в обратна посока към външно приложено магнитно поле, което се отблъсква от приложеното магнитно поле
Той също така откри, че парамагнитните материали се държат в противоположни начини, привлечени от приложено външно магнитно поле.
Фарадей показва, че това свойство (диамагнитно или парамагнитно) присъства във всички вещества. Диамагнетизъм, индуциран с изключително силни магнити, може да се използва за произвеждане на левитация.
препратки
- Майкъл Фарадей. (2017, 9 юни). Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Майкъл Фарадей. (2017, 8 юни). Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Бензен. (2017, 6 юни) Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Втечняване на газове. (2017, 7 май) Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Законите на Фарадей за електролиза. (2017, 4 юни). Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Фарадеева клетка. (2017, 8 юни). Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Експериментът на Фарадей за лед. (2017, 3 май). Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Ефект на Фарадей. (2017, 8 юни). Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Ефект на Фарадей. (2017, 10 май). Изтеглено от en.wikipedia.org.
- Кой е Майкъл Фарадей? Какво беше откритието му в областта на науката? (2015, 6 юни). Възстановен от quora.com
- 10-те най-добри приноса на Майкъл Фарадей към науката. (2016, 16 декември). Изтеглено от learnodo-newtonic.com.