Englannista fyysikon Michael Faradaysta, joka kasvoi köyhässä perheessä, tuli yksi ihmiskunnan historian suurimmista tiedemiehistä. Hänen erinomaiset saavutuksensa saavutettiin aikana, jolloin tiede oli suuri joukko ihmisiä, jotka syntyivät etuoikeutettuihin perheisiin. Sähkökapasitanssin yksikkö, farad, on nimetty hänen mukaansa.
Faraday (fyysikko): lyhyt elämäkerta
Michael Faraday syntyi 22. syyskuuta 1791 Ison-Britannian pääkaupungissa Lontoossa. Hän oli James ja Margaret Faradayn perheen kolmas lapsi. Hänen isänsä oli huonokuntoinen seppä. Ennen avioliittoa hänen äitinsä työskenteli piiana. Perhe eli köyhyydessä.
13-vuotiaaksi asti Michael kävi paikallista koulua, jossa hän sai peruskoulutuksensa. Auttaakseen perhettä hän alkoi työskennellä sanansaattajana kirjakaupassa. Pojan ahkeruus teki työnantajaan vaikutuksen. Vuotta myöhemmin hänet ylennettiin kirjansitojan oppipoikaksi.
Kirjansidonta ja tiede
Michael Faraday halusi tietää enemmän maailmasta; hän ei rajoittunut kirjojen entisöintiin. Ahkeran päivittäisen työn jälkeen hän käytti kaiken vapaa-aikansa lukemaansa sidottuja kirjoja.
Hän huomasi hitaasti olevansa kiinnostunut tieteestä. Hän piti erityisesti kahdesta kirjasta:
- Encyclopædia Britannica on hänen tietonsa sähköstä ja paljon muusta.
- Chemistry Talks - 600 sivua helppokäyttöistä kemiaa Jane Marsetilta.
Hän oli niin ihastunut, että hän alkoi käyttää niukoista tuloistaan kemikaaleja ja laitteita vahvistaakseen lukemansa totuuden.
Laajentaessaan tieteellistä tietämystään hän kuuli, että tunnettu tiedemies John Tatum aikoi pitää sarjan julkisia luentoja luonnonfilosofiasta (fysiikasta). Luennoille osallistumisesta joutui maksamaan yhden shillingin maksu - liikaa Michael Faradaylle. Hänen vanhempi veljensä, seppä, teki vaikutuksen veljensä kasvavasta omistautumisestaan tieteelle, antoi hänelle tarvittavan summan.
Tapa Humphrey Davy
Faraday otti uuden askeleen kohti tiedettä, kun kirjakaupan asiakas William Dance kysyi Michaelilta, haluaisiko hän saada liput kuninkaallisen oppilaitoksen luennoille.
Luennoitsija Sir Humphry Davy oli yksi maailman tunnetuimmista päivän tiedemiehistä. Faraday käytti tilaisuutta hyväkseen ja osallistui neljälle luennolle yhdestä kemian uusimmista ongelmista - happamuuden määrittämisestä. Hän katseli kokeita, joita Davy suoritti luennoilla.
Tässä maailmassa hän halusi elää. Faraday teki muistiinpanoja ja teki sitten muistiinpanoihin niin paljon lisäyksiä, että hän teki 300-sivuisen käsikirjoituksen, jonka hän itse sidoi ja lähetti Davylle merkiksi.kiitos.
Tällä hetkellä Michael aloitti kirjakaupan takapihalla tehdä monimutkaisempia kokeita luodakseen sähköakun kuparikolikoista ja sinkkikiekoista, jotka erotettiin märällä suolapaperilla. Hän käytti sitä hajottaakseen kemikaaleja, kuten magnesiumsulfaattia. Humphry Davy oli edelläkävijä tällä kemian alalla.
Lokakuussa 1812 Faradayn oppisopimuskoulutus päättyi, ja hän aloitti työskentelyn kirjansidonna toiselle työnantajalle, jota hän piti vastenmielisenä.
Ei olisi onnea, mutta epäonni auttoi
Ja sitten Faradaylle oli iloinen tapahtuma. Epäonnistuneen kokeen seurauksena Humphry Davy loukkaantui: tämä vaikutti väliaikaisesti hänen kykyynsä kirjoittaa. Michael onnistui tekemään muistiinpanoja useiden päivien ajan Davylle, joka oli vaikuttunut hänelle lähettämästä kirjasta.
Kun lyhyt työaika assistenttina päättyi, Faraday lähetti tiedemiehelle viestin, jossa hän pyysi häntä palkkaamaan hänet avustajakseen. Pian tämän jälkeen yksi Davyn laboratorioavustajista erotettiin väärinkäytöksestä, ja Humphrey kysyi Michaelilta, haluaisiko hän täyttää avoimen paikan.
Haluaisiko hän työskennellä Royal Institutessa yhden maailman kuuluisimman tiedemiehen kanssa? Se oli retorinen kysymys.
Ura kuninkaallisessa instituutissa
Faraday astui virkaan 1. maaliskuuta 1813 21-vuotiaana.
Hänelle maksettiin hyvin ja hänelle annettiin huone kuninkaallisen instituutin ullakolla. Michael oli erittäin tyytyväinen, eikä hänen yhteyttään tähän laitokseen enää olekeskeytettiin 54 vuodeksi, jonka aikana hän onnistui ryhtymään kemian professoriksi.
Faradayn tehtävänä oli valmistella laitteita kuninkaallisen instituutin kokeita ja luentoja varten. Aluksi hän käsitteli typpitrikloridia, räjähdysainetta, joka loukkasi Davya. Michael menetti myös hetkeksi tajuntansa seuraavan räjähdyksen aikana, ja kun Humphrey loukkaantui uudelleen, kokeet tällä yhdisteellä lopetettiin.
Oltuaan 7 kuukautta Royal Institutionissa Davy otti Faradayn mukaansa 18 kuukauden kiertueelle Euroopassa. Tänä aikana Michael onnistui tapaamaan upeita tiedemiehiä, kuten Andre-Marie Ampèren Pariisissa ja Alessandro Voltan Milanossa. Tavallaan kiertue korvasi hänen yliopistokoulutuksensa - Faraday oppi paljon tänä aikana.
Suurimman osan kiertueesta hän oli kuitenkin tyytymätön, sillä tieteellisen ja sihteerityön lisäksi hänen täytyi odottaa Davya ja hänen vaimoaan. Tiedemiehen vaimo ei pitänyt Faradaya tasavertaisena hänen alkuperänsä vuoksi.
Lontoon palattuaan kaikki loksahti paikoilleen. Royal Institute uudisti Michaelin sopimuksen ja korotti hänen palkkaansa. Davy alkoi jopa mainita apuaan tieteellisissä kirjoituksissa.
Vuonna 1816, 24-vuotiaana, Faraday piti ensimmäisen luennon aineen ominaisuuksista. Se tapahtui kaupungin filosofisessa seurassa. Samaan aikaan hän julkaisi ensimmäisen tieteellisen artikkelinsa kalsiumhydroksidin analysoinnista Science Quarterlyssä.
Vuonna 1821 Faraday ylennettiin 29-vuotiaana kuninkaallisen instituutin kotitalouden ja laboratorion päälliköksi. Samassahän meni naimisiin Sarah Barnardin kanssa. Michael ja hänen vaimonsa asuivat instituutissa suurimman osan seuraavista 46 vuodesta, eivät enää ullakolla, vaan mukavassa tilassa, jossa Humphry Davy aikoinaan asui.
Vuonna 1824 Faradayn (fysiikka) elämäkertaa leimasi hänen valinta Royal Societyyn. Tämä oli tunnustus, että hänestä oli tullut merkittävä tiedemies.
Vuonna 1825 fyysikko Faradaysta tuli laboratorion johtaja.
Vuonna 1833 hänestä tuli Fullerin kemian professori Ison-Britannian kuninkaallisessa instituutissa. Faraday hoiti tätä virkaa loppuelämänsä.
Vuosina 1848 ja 1858 häntä pyydettiin Royal Societyn johtajaksi, mutta hän kieltäytyi.
Tieteelliset saavutukset
Faradayn fysiikan löytöjen kuvaamiseen tarvittaisiin useampi kuin yksi kirja. Ei ole sattumaa, että Albert Einstein piti toimistossaan valokuvia vain kolmesta tiedemiehestä: Isaac Newtonista, James Maxwellista ja Michael Faradaysta.
Kummallista kyllä, vaikka sanaa "fyysikko" alettiin käyttää tiedemiehen elinaikana, hän itse ei pitänyt siitä, ja hän kutsui itseään aina filosofiksi. Faraday oli mies, joka teki löytöjä kokeiden avulla, ja hänet tunnettiin siitä, ettei hän koskaan luopunut ideoista, joita hän keksi tieteellisen intuition avulla.
Jos hän piti ideaa sen arvoisena, hän jatkoi kokeiluja monista epäonnistumisista huolimatta, kunnes saavutti odotuksensa tai kunnes hän oli vakuuttunut siitä, että luontoäiti osoitti hänen olevan väärässä, mikä oli erittäin harvinaista.
Mitä Faraday löysi fysiikasta? Tässä on joitain hänen merkittävimmistäsaavutukset.
1821: sähkömagneettisen pyörimisen löytö
Se oli merkki siitä, mikä lopulta johti sähkömoottorin luomiseen. Löytö perustui Oerstedin teoriaan sähkövirtaa kuljettavan johtimen magneettisista ominaisuuksista.
1823: Kaasun nesteytys ja jäähdytys
Vuonna 1802 John D alton ehdotti, että kaikki kaasut voitaisiin nesteyttää matalissa lämpötiloissa tai korkeissa paineissa. Fyysikko Faraday todisti tämän empiirisesti. Hän muutti ensin kloorin ja ammoniakin nesteeksi.
Nestemäinen ammoniakki oli myös mielenkiintoinen, koska, kuten Michael Faraday totesi, sen haihtumisprosessin fysiikka aiheutti jäähtymistä. Keinotekoisen haihdutuksen avulla tapahtuvan jäähdytyksen periaatteen esitteli julkisesti William Cullen Edinburghissa vuonna 1756. Tiedemies alensi pumpun avulla pullon painetta eetterillä, minkä seurauksena se haihtui nopeasti. Tämä aiheutti jäähtymistä ja pullon ulkopuolelle muodostui jäätä ilman kosteudesta.
Faradayn löydön merkitys oli, että mekaaniset pumput pystyivät muuttamaan kaasun nesteeksi huoneenlämpötilassa. Sitten neste haihtui ja jäähdytti kaiken ympärillä, tuloksena oleva kaasu voitiin kerätä ja puristaa uudelleen nesteeksi pumpun avulla sykliä toistaen. Näin modernit jääkaapit ja pakastimet toimivat.
Vuonna 1862 Lontoon maailmannäyttelyssä Ferdinand Carré esitteli maailman ensimmäistä kaupallista jääntekokonetta. Autossa käytettiin ammoniakkia jäähdytysnesteenä ja setuotti jäätä nopeudella 200 kg tunnissa.
1825: Bentseenin löytö
Bentsenistä on historiallisesti tullut yksi kemian tärkeimmistä aineista, sekä käytännön mielessä, eli sitä käytetään uusien materiaalien luomiseen, että teoreettisessa mielessä kemiallisen sidoksen ymmärtämiseen. Tiedemies on löytänyt bentseeniä Lontoon valaistuskaasun tuotantolaitoksen öljymäisestä jäännöksestä.
1831: Faradayn laki, kaava, sähkömagneettisen induktion fysiikka
Tämä oli erittäin tärkeä löytö tieteen ja teknologian tulevaisuuden kann alta. Faradayn laki (fysiikka) sanoo, että vaihtuva magneettikenttä indusoi sähkövirran piirissä ja syntyvä sähkömotorinen voima on suoraan verrannollinen magneettivuon muutosnopeuteen. Yksi hänen mahdollisista syötteistä on |E|=|dΦ/dt|, jossa E on EMF ja Ф on magneettivuo.
Esimerkiksi hevosenkengän magneetin liikuttaminen lankaa pitkin tuottaa sähkövirran, koska magneetin liike aiheuttaa vaihtuvan magneettikentän. Ennen tätä ainoa virtalähde oli akku. Michael Faraday, jonka fysiikan löydöt osoittivat, että liike voidaan muuttaa sähköksi tai tieteellisemmin sanottuna kineettinen energia voidaan muuntaa sähköenergiaksi, on siten vastuussa siitä, että suurin osa kotimme energiasta nykyään tuotetaan tämä periaate.
Rotaatio (kineettinen energia) muunnetaan sähköksi sähkömagneettisen induktion avulla. Ja pyöriminen puolestaan saadaan aikaan korkean höyryn vaikutuksesta turbiineihin.hiilen, kaasun tai atomin energian tai vesivoimaloiden veden paineen tai tuulivoimaloiden ilmanpaineen aiheuttama paine.
1834: elektrolyysin lait
Fyysikko Faraday antoi suuren panoksen uuden sähkökemian tieteen luomiseen. Se selittää, mitä tapahtuu elektrodin ja ionisoidun aineen välisessä rajapinnassa. Sähkökemian ansiosta käytämme litiumioniakkuja ja akkuja, jotka virtaavat nykyaikaista mobiilitekniikkaa. Faradayn lait ovat tärkeitä ymmärryksemme kann alta elektrodireaktioista.
1836: suojatun kameran keksintö
Fyysikko Faraday havaitsi, että kun sähköjohdin latautuu, kaikki ylimääräinen varaus kerääntyy sen ulkopuolelle. Tämä tarkoittaa, että metallista valmistetun huoneen tai häkin sisällä ei näy ylimääräistä maksua. Esimerkiksi Faraday-pukuun pukeutunut henkilö, jossa on metallivuori, ei ole alttiina ulkoiselle sähkölle. Ihmisten suojaamisen lisäksi Faradayn häkkiä voidaan käyttää sähköisten tai sähkökemiallisten kokeiden suorittamiseen, jotka ovat herkkiä ulkoisille häiriöille. Suojatut kamerat voivat myös luoda kuolleita alueita matkaviestintään.
1845: Faraday-ilmiön löytäminen - magneto-optinen efekti
Toinen tärkeä koe tieteen historiassa oli ensimmäinen, joka osoitti sähkömagnetismin ja valon välisen yhteyden, joka vuonna 1864 kuvattiin täysin James Clerk Maxwellin yhtälöillä. Fyysikko Faraday totesi, että valo on sähkömagneettista a altoa: Kunvastakkaiset magneettinapat olivat samalla puolella, tämä vaikutti polarisoituun säteeseen, mikä näin todistaa magneettisen voiman ja valon välisen yhteyden…
1845: Diamagnetismin löytäminen kaiken aineen ominaisuutena
Useimmat ihmiset tuntevat ferromagnetismin käyttämällä tavallisia magneetteja esimerkkinä. Faraday (fyysikko) havaitsi, että kaikki aineet ovat diamagneettisia - suurimmaksi osaksi heikosti, mutta on myös vahvoja. Diamagnetismi on päinvastainen kuin käytetyn magneettikentän suunta. Jos esimerkiksi asetat pohjoisnavan lähelle voimakkaasti diamagneettista ainetta, se hylkii. Erittäin vahvojen nykyaikaisten magneettien indusoimaa diamagnetismia materiaaleissa voidaan käyttää levitaatioon. Jopa elävät olennot, kuten sammakot, ovat diamagneettisia ja voivat kellua voimakkaassa magneettikentässä.
Loppu
Michael Faraday, jonka fysiikan löydöt mullistivat tieteen, kuoli 25. elokuuta 1867 Lontoossa 75-vuotiaana. Hänen vaimonsa Sarah eli pidempään. Pariskunnalla ei ollut lapsia. Hän oli harras kristitty koko ikänsä ja kuului pieneen protestanttiseen lahkoon, jota kutsutaan sandemanilaisiksi.
Jopa hänen elinaikanaan Faradaylle tarjottiin hautaamista Westminster Abbeyyn Ison-Britannian kuninkaiden ja kuningattareiden sekä Isaac Newtonin k altaisten tiedemiesten kanssa. Hän kieltäytyi vaatimattomamm alta seremoni alta. Hänen hautansa, jonne Sarah on myös haudattu, löytyy Lontoon Highgaten hautausma alta.
