Майкл Фарадей — биография, жизнь и открытия физика

Майкл Фарадей (1791-1867) – известный британский ученый, прославившийся в области экспериментальной физики. Известен своим открытием электромагнитной индукции, которая позднее легла в основу промышленного производства электричества. Фарадей был членом многочисленных научных организаций, в том числе Лондонского королевского общества и Петербургской академии наук. Его по праву считают крупнейшим в истории науки ученым-экспериментатором.

Майкл Фарадей (Michael Faraday)

Майкл Фарадей (Michael Faraday)

биография

Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в районе Ньюингтон Батт, расположенном к югу от Лондона, в Англии. Его семья не была богатой, поэтому его формальное образование было не очень обширным.

Отца Михаила звали Джеймс и он практиковал доктрину христианства. Со своей стороны, ее мать звали Маргарет Хаствелл, и до замужества с Джеймсом она работала домашней прислугой. У Михаила было 3 брата, и он был предпоследним из детей брака.

Когда Майклу было четырнадцать лет, он работал вместе с Джорджем Рибау, который был продавцом книг и переплетчиком. Майкл оставался в этой работе в течение семи лет, время, когда у него была возможность приблизиться к чтению намного больше.

В это время его стали привлекать научные явления, особенно связанные с электричеством.

Углубление обучения

В 1812 году, в возрасте 20 лет, Майкл начал посещать различные конференции, почти всегда приглашенные Уильямом Дэнсом, английским музыкантом, который основал Королевскую филармонию..

Среди лекторов Майкла были Джон Татум, британский философ и ученый, и Хамфри Дэви, химик английского происхождения..

Отношения с Хамфри Дэви

Майкл Фарадей был очень методичным человеком и написал очень конкретные заметки, которые он отправил Дэви вместе с запиской, в которой он попросил работу.

Эти заметки представляли собой книгу объемом около 300 страниц и очень понравились Дэви. Последний попал в аварию в лаборатории через некоторое время, что серьезно повредило его зрение.

В этом контексте Дэви нанял Фарадея в качестве своего помощника. В то же время — 1 марта 1813 года — Фарадею удалось стать помощником химика в Королевском институте..

Поездка в Европу

Между 1813 и 1815 годами Гемфри Дэви путешествовал по нескольким странам Европы. Слуга, который в то время решил не посещать поездку, поэтому Фарадей был тем, кто должен был выполнять задачи слуги, даже когда его роль была помощником химика.

Говорят, что английское общество в то время было очень классицистическим, поэтому Фарадей считался человеком с низкими характеристиками..

Даже жена Дэви настаивала на том, чтобы относиться к Фарадею как к слуге, отказываясь принимать его в экипаже или чтобы он ел с ними..

Хотя эта поездка означала очень плохое время для Фарадея из-за неблагоприятного обращения, которое он получил, в то же время это подразумевало, что он мог иметь прямой контакт с наиболее важными научными и академическими областями в Европе..

Посвящение электричеству

С 1821 года Майкл Фарадей полностью посвятил себя изучению электричества, магнетизма и возможностей обоих элементов..

В 1825 году Дэви был тяжело болен, поэтому Фарадей стал его заместителем в лаборатории. Это было время, когда он предложил несколько своих теорий.

Одним из наиболее актуальных было представление о том, что электричество, магнетизм и свет функционировали как триада с единым характером..

В том же году Фарадей начал переговоры в Королевском институте под названием Рождественские лекции Королевского института, которые были нацелены прежде всего на детей и касались самых важных научных достижений того времени, а также различных анекдотов и историй из области науки..

Цель этих бесед состояла в том, чтобы приблизить науку к тем детям, которые не имели возможности учиться формально, как это случилось с ним..

брак

В 1821 году Фарадей заключил брак с Сарой Барнард. Их семьи посещали одну и ту же церковь, и именно там они встретились.

Фарадей был очень религиозным человеком на протяжении всей своей жизни и был последователем церкви Сандемана, которая произошла от Церкви Шотландии. Он активно участвовал в своей церкви, так как он стал дьяконом и даже священником в течение двух лет подряд..

Никто из детей не родился от брака между Фарадеем и Барнардом.

Годы изобретений

Последующие годы Фарадея были полны изобретений и экспериментов. В 1823 году он открыл процесс сжижения хлора (переход из газообразного или твердого состояния в жидкое), а два года спустя, в 1825 году, он открыл тот же процесс, но для бензола..

В 1831 году Фарадей открыл электромагнитную индукцию, из которой был создан так называемый закон Фарадея или закон электромагнитной индукции. Через год, в 1832 году, он получил почетное назначение Д.субъект гражданского права из Оксфордского университета.

Четыре года спустя Фарадей обнаружил механизм, который функционировал в качестве защитного электрошокера. Эта шкатулка называлась клетка Фарадея и стала одним из самых популярных изобретений даже сегодня.

В 1845 году он открыл эффект, который отражает четкое взаимодействие между светом и магнетизмом; этот эффект во главе с эффектом Фарадея.

подтверждени

Монархия Англии предложила Фарадею назначение сэр, от которого он несколько раз отказывался, потому что считал, что это противоречит его религиозным убеждениям; Фарадей связал это назначение с поиском признания и тщеславия.

Королевское общество также предложило ему стать его президентом, и Фарадей отклонил это предложение, сделанное в двух разных случаях..

Королевская академия наук Швеции назначила его иностранным членом в 1838 году. Год спустя у Фарадея случился нервный срыв; Через некоторое время он продолжил учебу.

В 1844 году Академия наук Франции включила его в свои иностранные члены, которых было всего 8 человек.

Последние годы

В 1848 году Майкл Фарадей получил дом благодати и благосклонности, которые были теми домами, которые принадлежали английскому государству и предлагались бесплатно соответствующим лицам в стране, с намерением поблагодарить за услуги, оказанные нации..

Этот дом был в Мидлсексе, в Хэмптон-корт, и Фарадей населял его с 1858 года. Именно в этом доме он позже умер.

В течение этих лет правительство Англии связалось с ним и попросило его поддержать их в процессе разработки химического оружия в рамках Крымской войны, которая проходила между 1853 и 1856 годами. Фарадей отказался Это предложение, поскольку он посчитал неэтичным участвовать в этом процессе.

смерть

Майкл Фарадей скончался 25 августа 1867 года, когда ему было 75 лет. Любопытный анекдот этого момента заключается в том, что ему предложили место захоронения в знаменитом Вестминстерском аббатстве, место, которое он отверг.

Тем не менее, внутри этой церкви вы можете найти мемориальную доску, посвященную Фарадею и расположенную рядом с могилой Исаака Ньютона. Его тело лежит в районе диссидентов на кладбище Хайгейт.

эксперименты

Жизнь Майкла Фарадея была полна изобретений и экспериментов. Далее мы подробно опишем два самых важных эксперимента, которые он провел и которые были превосходными для человечества..

Закон Фарадея

Чтобы продемонстрировать так называемый закон Фарадея или закон электромагнитной индукции, Майкл Фарадей взял картон в виде трубки, на которую он намотал изолированный провод; таким образом он сформировал катушку.

Впоследствии он взял катушку и соединил ее с вольтметром, чтобы измерить индуцированную электродвижущую силу, заставляя магнит проходить через катушку..

В результате этого эксперимента Фарадей определил, что магнит в состоянии покоя не способен генерировать электродвижущую силу, хотя в состоянии покоя действительно генерирует сильное магнитное поле. Это отражается в том, что через катушку поток не меняется.

Когда магнит приближается к катушке, магнитный поток быстро увеличивается, пока магнит не окажется эффективно внутри катушки. Как только магнит прошел через катушку, этот поток спускается.

Клетка Фарадея

Клетка Фарадея была структурой, благодаря которой этому ученому удалось защитить элементы от поражения электрическим током..

Фарадей провел этот эксперимент в 1836 году, когда понял, что избыточная нагрузка на водителя влияет на то, что находится снаружи, а не на то, что было вложено в него..

Чтобы продемонстрировать это, Фарадей облицовал стены комнаты алюминиевой фольгой и генерировал высоковольтные разряды через электростатический генератор за пределами комнаты..

Благодаря проверке с помощью электроскопа Фарадей смог убедиться, что на самом деле в комнате не было никаких электрических зарядов..

Этот принцип теперь можно наблюдать в кабелях и сканерах, и есть другие объекты, которые сами по себе действуют как клетки Фарадея, как автомобили, лифты или даже самолеты.

Основные вклады

Построение устройств «электромагнитного вращения»

После того, как датский физик и химик Ханс Кристиан Эрстед открыл феномен электромагнетизма, Хамфри Дэви и Уильям Хайд Волластон попытались сконструировать электродвигатель, но не смогли..

Фарадей, после обсуждения с двумя учеными об этом, сумел создать два устройства, которые уступили место тому, что он назвал «электромагнитным вращением»..

Одно из этих устройств, известное сегодня как «гомополярный двигатель», генерировало непрерывное круговое движение, которое создавалось магнитной силой, циркулирующей вокруг провода, который распространялся на контейнер с ртутью с магнитом внутри. Подавая ток на провод с химической батареей, он вращался бы вокруг магнита..

Этот эксперимент лег в основу современной электромагнитной теории. После этого открытия у Фарадея была такая эмоция, что он опубликовал результаты, не посоветовавшись с ним с Волластоном или Дэви, что привело к полемике в Королевском обществе и назначению Фарадея на другие виды деятельности, кроме электромагнетизма..

Сжижение газа и охлаждения (1823 г.)

Основываясь на теории Джона Далтона, в которой говорилось, что все газы могут быть переведены в жидкое состояние, Фарадей продемонстрировал в эксперименте правдивость этой теории, а также предположил, на какой основе работают современные холодильники и морозильники..

В результате сжижения или сжижения (повышения давления и снижения температуры газа) хлора и аммиака в газообразном состоянии Фарадею удалось привести в жидкое состояние эти вещества, которые рассматривались как «постоянное газообразное состояние».

Кроме того, ему удалось вернуть аммиак в газообразное состояние, заметив, что в ходе этого процесса было произведено охлаждение.

Это открытие показало, что механический насос может превращать газ в жидкость при комнатной температуре, производить охлаждение, когда он возвращается в газообразное состояние, и снова сжиматься в жидкости..

Открытие бензола (1825)

Фарадей открыл молекулу бензола, выделив ее и идентифицировав по маслянистому остатку, полученному при производстве осветительного газа, которому он дал название «Бикарбюрат водорода»..

Предполагая это открытие важным достижением химии, благодаря практическому применению бензола.

Открытие электромагнитной индукции (1831)

Электромагнитная индукция была великим открытием Фарадея, которого он достиг, соединяя два проводных соленоида вокруг противоположных концов железного кольца.

Фарадей подключил соленоид к гальванометру и наблюдал, как он подключается и отключает другую батарею.

При отключении и подключении соленоида он мог наблюдать, что когда он пропускал ток через соленоид, другой ток временно индуцировался в другом.

Причиной этой индукции является изменение магнитного потока, которое произошло при отсоединении и подключении аккумулятора..

Этот эксперимент теперь известен как «взаимная индукция», которая происходит, когда изменение тока в индукторе индуцирует напряжение в другом соседнем индукторе. Это механизм, с помощью которого работают трансформаторы.

Законы электролиза (1834)

Майкл Фарадей был также одним из главных ответственных за создание науки об электрохимии, науки, ответственной за создание батарей, используемых в настоящее время мобильными устройствами..

Проводя исследование природы электричества, Фарадей сформулировал два своих закона электролиза..

Первое из них гласит, что количество вещества, осажденного в каждом электроде электролитической ячейки, прямо пропорционально количеству электричества, которое проходит через ячейку..

Второй из этих законов гласит, что количество различных элементов, выделяемых данным количеством электричества, пропорционально их эквивалентному химическому весу..

Открытие эффекта Фарадея (1845)

Этот эффект, также известный как вращение Фарадея, представляет собой магнитно-оптическое явление, представляющее собой взаимодействие света и магнитного поля в среде..

Эффект Фарадея вызывает вращение плоскости поляризации, которая линейно пропорциональна компоненте магнитного поля в направлении распространения.

Фарадей твердо верил, что свет является электромагнитным явлением и что на него должны воздействовать электромагнитные силы..

Поэтому, после серии неудачных испытаний, он продолжил тестировать кусок твердого стекла, содержащего следы свинца, который он сделал во времена изготовления стекла..

Таким образом он заметил, что когда поляризованный луч света проходил через стекло в направлении магнитной силы, поляризованный свет вращался на угол, пропорциональный силе магнитного поля..

Затем он проверил это с различными твердыми веществами, жидкостями и газами, получив более сильные электромагниты.

Открытие диамагнетизма (1845)

Фарадей обнаружил, что все материалы проявляют слабое отталкивание к магнитным полям, которое он назвал диамагнетизмом.

То есть они создают индуцированное магнитное поле в направлении, противоположном приложенному извне магнитному полю, и отталкиваются от приложенного магнитного поля

Он также обнаружил, что парамагнитные материалы ведут себя противоположным образом, будучи привлечены приложенным внешним магнитным полем..

Фарадей показал, что это свойство (диамагнитное или парамагнитное) присутствует во всех веществах. Диамагнетизм, индуцированный очень сильными магнитами, может быть использован для создания левитации.

Научная деятельность

Фарадей работал очень методично. Обнаружив какой-либо эффект, он старался изучить его максимально глубоко, выясняя от каких параметров и, как он зависит. Фарадей является основоположником учения об электромагнитном поле. Среди его открытий стоит выделить:

  • создание первой модели электродвигателя и первого трансформатора;
  • открытие химического действие тока и действия магнитного поля на свет;
  • открытие законов электролиза и диамагнетизма;
  • предсказание электромагнитных волн;
  • обнаружение поворота плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея);
  • открытие бензола и изобутилена;
  • введение в научный обиход таких терминов, как ион, анод, катод, электролит, диамагнетизм, диэлектрик, парамагнетизм и др.

Майкл Фарадей

В 1836 г. Фарадей доказал, что электрический заряд может воздействовать только на поверхность замкнутой оболочки-проводника, при этом он не оказывает никакого воздействия на объекты, находящиеся внутри неё. Это открытие было использовано в устройстве, известном как «клетка Фарадея».

Правительство часто привлекало Фарадея к решению различных технических задач, таких как защита кораблей от коррозии, усовершенствование маяков, экспертиза судебных дел и т.д. Фарадей исследовал наночастицы разных металлов и описал их особенности. Эти опыты стали первым вкладом в будущее нанотехнологии.

Интересные факты

Майкл Фарадей отличался трудолюбием, методичностью, тщательностью исполнения экспериментов и стремлением проникнуть в суть исследуемой проблемы. Его называли «королем экспериментаторов». Всего он провел около 30 тыс. экспериментов.

марка с портретом Фарадея

В 1821 г. известный физик У. Волластон пожаловался Дэви, что один из опытов Фарадея является плагиатом его идеи. Профессор стал на сторону Волластона, поэтому его отношения с Фарадеем ухудшились. Но вскоре Фарадей разъяснил свою позицию, и проблема была решена. Однако когда изобретатель стал членом Королевского общества, Дэви был единственным, кто был против этого. Отметим, что даже Волластон голосовал за избрание. Тем не менее, отношения Дэви и Фарадея позднее улучшились. Первый любил повторять, что главным его открытием являлось «открытие Фарадея».

В 1821 г. Фарадей женился на Саре Барнард, сестре его друга. Брак был счастливым и продлился 46 лет. Супруги жили на верхнем этаже Королевского института. У них не был собственных детей, поэтому они решили взять на воспитание племянницу-сироту Джейн.

В 1830 г. великий экспериментатор стал почётным членом Петербургской академии наук.

Фарадей был всемирно известным ученым, но, по словам современников, всегда был скромным и добрым человеком. Так, он отклонил предложение возвести его в рыцарское достоинство, отказался стать президентом Королевского общества. В ходе Крымской войны британское правительство просило его принять участие в разработке химического оружия, но Фарадей отверг такую работу, считая её аморальной. На протяжении всей жизни он вел непритязательный образ жизни и не раз отклонял выгодные предложения, которые могли помешать ему заниматься наукой.

В 1853 г. ученый исследовал модное в 19 веке «столоверчение» после чего заявил, что стол движется не духами умерших, а бессознательными движениями пальцев участников. В результате он получил немало возмущенных писем от оккультистов. На это он ответил, что претензии примет только от самих духов.

В 1862 г. Фарадей выдвинул гипотезу, что магнитное поле влияет на спектральные линии. Правда, оборудование тех лет не могло обнаружить этот эффект. Лишь в 1897 г. П. Зееман подтвердил данную гипотезу и получил за это Нобелевскую премию.

Фарадей был членом протестантской общины, известной как «гласиты» или «сандеманиане». Ученого несколько раз избирали диаконом и старейшиной лондонской общины «гласитов».

Портрет великого изобретателя размещался на банкноте в £20 выпуска 1991-1999 гг.

В честь Фарадея названы:
фарад – единица измерения электрической ёмкости;
фарадей – единица измерения электрического заряда;

  • диск Фарадея;
  • эффект Фарадея;
  • закон электромагнитной индукции;
  • постоянная Фарадея;
  • клетка Фарадея;
  • законы электролиза;
  • цилиндр Фарадея;
  • премия Майкла Фарадея;
  • астероид 37582;
  • лунный кратер Faraday;
  • корпус Лондонского института электротехники;
  • одно из зданий Эдинбургского университета;
  • ряд школ и колледжей.

Последние годы ученого Фарадея: жизнь и смерть

Фотография Фарадея

Ко времени начала преподавательской деятельности и получения кафедры во всем мире уже было известно, что это за человек и какие заслуги он имеет. Однако он никогда не «задирал нос», всегда был добросердечным и мягким, сочувственным к чужой беде и готовым прийти на помощь.

Стоит узнать

В 1852 году, как раз в преддверии Крымской войны, британское правительство желало подключить Майкла Фарадея к разработке новейшего химического оружия массового поражения. Когда ему озвучили приглашение, ученый пришел в необычную для него ярость. Он бегал по комнате, размахивая кулаками и притопывая сапогами. В ответном письме короне он назвал предложение некорректным и аморальным. Больше ничего подобного ему не предлагали.

К сороковому году ученый резко заболел, а медики разводили руками. Было совершенно непонятно, отчего наблюдается резкий упадок сил, потеря памяти, нежелание ни с кем общаться. Современные ученые думают, что не прошли бесследно эксперименты со ртутью, парами которой он вполне мог надышаться. “Увеселительная” поездка по Европе в сорок первом немного помогла, и он даже смог вернуться к труду. Уже в сорок пятом он изобрел поворот плоскости поляризации света в веществе, который назвали эффектом Фарадея.

Верчение столов и Нобелевская премия

Явление диамагнетизма стало его последней серьезной работой. Несколько отступившая болезнь, снова набросилась на ослабевшего гения, но даже учитывая это, он умудрился раскрыть мошенничества медиумов со столоверчением. Возмущенные оккультисты стали строчить ему гневные послания с угрозами. Но Фарадей, в свойственной ему полушуточной-полусерьезной манере, ответил, что все претензии принимает исключительно от самих призраков и привидений, а не от их вызывателей.

В пятьдесят восьмом он окончательно ушел в отставку и поселился в домике, предоставленном королевой. Здоровье его периодами ухудшалось, но порой наблюдались просветы. В один из них в шестьдесят втором году он даже вывел теорию, будто электромагнитные волны могут отклонять спектральные линии. Правда, несовершенство техники тех лет не позволило провести соответствующие эксперименты. Вместо него опыты проделал ученый Питер Зееман, который во втором году двадцатого века получил за это премию Нобеля.

Финал жизни шотландского физика

Вплоть до своих последних дней выдающийся ученый не оставлял свои труды, старательно превозмогая боль и возникающие все чаще провалы в памяти. Некоторые ошибочно считают, что он пережил любимую супругу, но это неправда, надписи на надгробных плитах этому противоречат. 25 августа 1867 года в собственном рабочем кабинете, склонившись над бумагами и держа в руках перо, Майкл Фарадей скончался.

Королева Виктория, памятуя о заслугах профессора, желала похоронить его с почестями в северной части Вестминстерского аббатства. Однако исполнили желание самого Фарадея. Он хотел скромную панихиду и обычный погост. Его могила и сейчас размещается на Хайгейтском кладбище, как раз там, где покоятся люди неангликанского вероисповедания. Правда, королева тоже настояла на своем: в аббатстве, рядом с могилой великого Ньютона, появилась мемориальная табличка с именем физика и химика.

Почитание памяти Майкла Фарадея

Памятник Майклу Фарадею

После кончины профессора, в честь него было названо множество понятий, да и сам он ввел некоторые термины, которые потомки будут принимать как должное.

  • Фарад – единица измерения электроемкости.
  • Фарадей – единица измерения электрозаряда в электрической химии.
  • Диск Фарадея – первый униполярный генератор (машина для вырабатывания постоянного тока).
  • Клетка Фарадея – устройство, позволяющее экранировать аппаратуру от внешних электромагнитных полей.

Это только самая верхушка айсберга, ведь открытий этот человек действительно совершил много. В честь него назван астероид и один из лунных кратеров. В Лондоне, непосредственно у самого моста Ватерлоо, установлен памятник выдающемуся ученому, а на английских банкнотах его изображение печаталось вплоть до девяносто девятого года прошлого века. Его именем названо несколько наград за заслуги в области химии и физики.

Интересные факты из жизни британского физика

Этот человек постоянно носил с собой в кармане особый «талисман» – обычный магнит.

От предложенного королевой Великобритании звания рыцаря и должности председателя Королевского общества Фарадей тактично отказался.

Ввиду развившейся в конце жизни болезни, он постоянно все забывал, потому завел журнал, куда заносил все, даже малозначительные факты.

Термины, вроде электрода, анода, катода, а также иона, тоже принадлежат этому ученому.

Не имея предварительного университетского образования, Фарадей умел объяснять сложные физические, химические и электромагнитные явления своими словами, на вполне доступном для каждого языке.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий