Michael Faraday životopis, experimenty a příspěvky

5065
Robert Johnston

Michael Faraday (Newington Butt, 22. září 1791 - Hampton Court, 25. srpna 1867) byl britský fyzik a chemik, jehož hlavní příspěvky jsou v oblastech elektromagnetismu a elektrochemie. Z jeho příspěvků pro vědu, a tedy i pro lidstvo, můžeme vyzdvihnout jeho práci o elektromagnetické indukci, diamagnetismu a elektrolýze..

Vzhledem k ekonomickým podmínkám jeho rodiny dostal Faraday málo formálního vzdělání, takže od čtrnácti let byl odpovědný za vyplnění těchto mezer tím, že během svého učňovského oboru knihařství prováděl velké množství čtení..

Jedna z knih, které svázal a která nejvíce ovlivnila vědce, byla Zlepšení mysli (The Improvement of the Mind) od Isaaca Wattse.

Faraday byl vynikající experimentátor a své poznatky sdělil snadno srozumitelným jazykem. Ačkoli jeho matematické dovednosti nebyly nejlepší, James Clerk Maxwell shrnul svou práci a práci ostatních do skupiny rovnic.

Slovy ředitele Maxwella: „Použití silových linií ukazuje, že Faraday byl skutečně skvělý matematik, od kterého budoucí matematici mohli odvodit cenné a úrodné metody.“

Jednotka elektrické kapacity Mezinárodního systému jednotek (SI) se na jeho počest nazývá Farad (F).

Jako chemik Faraday objevil benzen, provedl výzkum chlórklatrátu, systému oxidačních čísel a vytvořil něco, co se stalo známým jako předchůdce Bunsenova hořáku. Kromě toho popularizoval pojmy: anoda, katoda, elektron a ion.

V oblasti fyziky se jeho výzkum a experimenty zaměřovaly na elektřinu a elektromagnetismus..

Jeho studium magnetického pole bylo zásadní pro vývoj koncepce elektromagnetického pole a jeho vynález, který sám pojmenoval „Elektromagnetická rotační zařízení“, byl předchůdcem současného elektrického motoru.. 

Rejstřík článků

  • 1 Životopis
    • 1.1 Prohloubení školení
    • 1.2 Vztah s Humphry Davym
    • 1.3 Cesta do Evropy
    • 1.4 Věnování elektřině
    • 1.5 Manželství
    • 1.6 Roky vynálezů
    • 1.7 Poděkování
    • 1.8 Poslední roky
    • 1.9 Smrt
  • 2 experimenty
    • 2.1 Faradayův zákon
    • 2.2 Faradayova klec
  • 3 Hlavní příspěvky
  • 4 Odkazy

Životopis

Michael Faraday se narodil 22. září 1791 ve čtvrti Newington Butt, která se nachází jižně od Londýna v Anglii. Jeho rodina nebyla bohatá, takže jeho formální vzdělání nebylo příliš rozsáhlé.

Michaelov otec se jmenoval James a byl praktikujícím nauky o křesťanství. Její matka se jmenovala Margaret Hastwell a před svatbou s Jamesem pracovala jako služebná. Michael měl 3 sourozence a byl předposledním z dětí manželství.

Když bylo Michaelovi čtrnáct let, pracoval po boku George Riebau, který byl knihkupcem a knihařem. Michael zůstal v této práci po dobu sedmi let, během nichž se dokázal mnohem blíže ke čtení..

V této době ho začaly přitahovat vědecké jevy, zejména ty, které souvisejí s elektřinou..

Prohloubení tréninku

Ve věku 20 let, v roce 1812, začal Michael navštěvovat různé přednášky, téměř vždy zvané Williamem Danceem, anglickým hudebníkem, který založil Královskou filharmonickou společnost..

Někteří z řečníků, ke kterým měl Michael přístup, byli John Tatum, britský filozof a vědec, a Humphry Davy, chemik z Anglie..

Vztah s Humphry Davym

Michael Faraday byl velmi metodický muž a psal docela konkrétní poznámky, které poslal Davymu spolu s poznámkou požadující práci..

Tyto poznámky tvořily knihu asi 300 stran a Davy se jim velmi líbil. Ten o něco později utrpěl nehodu v laboratoři, která mu vážně poškodila vidění..

V této souvislosti Davy najal Faradaye jako svého asistenta. Zároveň - 1. března 1813 - se Faradayovi podařilo stát se asistentem chemie v Royal Institution.

Výlet do Evropy

V letech 1813 až 1815 cestoval Humphry Davy různými evropskými zeměmi. Sluha, kterého v té době měl, se rozhodl nezúčastnit se cesty, takže Faraday byl tím, kdo musel plnit sluhovy úkoly, přestože jeho funkcí byla funkce chemického asistenta..

Říká se, že anglická společnost té doby byla extrémně klasická, a proto byl Faraday považován za muže s horšími vlastnostmi..

Dokonce i Davyho žena trvala na tom, aby s Faradayem zacházela jako se sluhou, odmítla ho přijmout do svého kočáru nebo ho nechat jíst s nimi..

Ačkoli tato cesta znamenala pro Faradaye velmi špatný čas v důsledku nepříznivého zacházení, které se mu dostalo, zároveň to znamenalo, že by mohl mít přímý kontakt s nejdůležitějšími vědeckými a akademickými obory v Evropě..

Věnování elektřině

Již v roce 1821 se Michael Faraday plně věnoval studiu elektřiny, magnetismu a možnostem obou prvků..

V roce 1825 byl Davy vážně nemocný, a proto se Faraday stal jeho náhradníkem v laboratoři. To bylo v době, kdy navrhl několik svých teorií.

Jednou z nejdůležitějších byla představa, že jak elektřina, tak magnetismus a světlo fungují jako triáda s jednotným charakterem..

V témže roce Faraday zahájil přednášky v Royal Institution, tzv Vánoční přednášky Královské instituce, které byly zaměřeny zejména na děti a zabývaly se nejdůležitějšími vědeckými pokroky té doby, jakož i různými anekdotami a příběhy z oblasti vědy.

Záměrem těchto rozhovorů bylo přiblížit vědu dětem, které neměly možnost zúčastnit se formálních studií, jak se to stalo jemu.

Manželství

V roce 1821 se Faraday oženil se Sarah Barnardovou. Jejich rodiny navštěvovaly stejný kostel a právě tam se setkaly.

Faraday byl po celý svůj život velmi věrný muž a byl stoupencem církve Sandemaniana, která byla odvozena od skotské církve. Aktivně se účastnil svého kostela, protože se stal dva roky po sobě jáhnem a dokonce knězem.

Z manželství mezi Faradayem a Barnardem se nenarodily žádné děti.

Roky vynálezů

Faradayovy následující roky byly plné vynálezů a experimentů. V roce 1823 objevil proces zkapalňování chloru (změna z plynného nebo pevného stavu na kapalné) a o dva roky později, v roce 1825, objevil stejný proces, ale pro benzen.

V roce 1831 Faraday objevil elektromagnetickou indukci, z níž byl generován takzvaný Faradayův zákon nebo zákon elektromagnetické indukce. O rok později, v roce 1832, obdržel čestné jmenování D.octor občanského práva jménem Oxfordské univerzity.

O čtyři roky později Faraday objevil mechanismus, který fungoval jako ochranná skříňka proti úrazu elektrickým proudem. Této krabici se říkalo Faradayova klec a později se stal jedním z nejpoužívanějších vynálezů i dnes.

V roce 1845 objevil efekt, který odráží jasnou interakci mezi světlem a magnetismem; tento efekt se nazýval Faradayův efekt.

Poděkování

Anglická monarchie nabídla Faradayovi jmenování Vážený pane, který několikrát odmítl, protože to považoval za odporující jeho náboženské víře; Faraday spojil toto jmenování s hledáním uznání as marností.

Královská společnost rovněž navrhla, aby byl jejím prezidentem, a Faraday tuto nabídku, kterou učinil dvakrát, odmítl..

Královská švédská akademie věd ho jmenovala zahraničním členem v roce 1838. O rok později Faraday utrpěl nervové zhroucení; po krátké době pokračoval ve studiu.

V roce 1844 ho Francouzská akademie věd začlenila do svých zahraničních členů, což bylo jen 8 osobností.

Poslední roky

V roce 1848 Michael Faraday získal dům milosti a laskavosti, což byly domy, které patřily anglickému státu a byly bezplatně nabízeny příslušným osobnostem země, s úmyslem jim poděkovat za služby poskytované národu.

Tento dům byl v Middlesexu v Hampton Court a Faraday v něm žil od roku 1858. V tomto domě později zemřel.

Během těchto let ho anglická vláda kontaktovala a požádala ho, aby je podpořil v procesu výroby chemických zbraní v rámci krymské války, která proběhla v letech 1853 až 1856. Faraday tuto nabídku odmítl, protože to považoval za neetické účastnit se tohoto procesu.

Smrt

Michael Faraday zemřel 25. srpna 1867, když mu bylo 75 let. Kuriózní anekdota tohoto okamžiku spočívá v tom, že mu bylo nabídnuto pohřebiště v proslulém Westminsterském opatství, které odmítl.

Uvnitř tohoto kostela však najdete pamětní desku, která ctí Faradaye a nachází se poblíž hrobu Isaaca Newtona. Jeho tělo leží v nesouhlasné oblasti hřbitova Highgate..

Experimenty

Život Michaela Faradaye byl plný vynálezů a experimentů. Dále podrobně rozvedeme dva z nejdůležitějších experimentů, které provedl a které byly pro lidstvo transcendentní.

Faradayův zákon

Aby demonstroval takzvaný Faradayův zákon nebo zákon elektromagnetické indukce, vzal Michael Faraday lepenku ve formě trubice, na kterou navinul izolovaný drát; tímto způsobem vytvořil cívku.

Následně vzal cívku a připojil ji voltmetrem k měření indukované elektromotorické síly, přičemž magnetem procházel cívkou..

V důsledku tohoto experimentu Faraday zjistil, že klidový magnet není schopen generovat elektromotorickou sílu, i když v klidu generuje vysoké magnetické pole. To se odráží ve skutečnosti, že prostřednictvím cívky se tok nemění.

Jak se magnet přibližuje k cívce, magnetický tok se rychle zvyšuje, dokud magnet není skutečně uvnitř cívky. Jakmile magnet prošel cívkou, tento tok klesá.

Faradayova klec

Faradayova klec byla struktura, jejímž prostřednictvím se tomuto vědci podařilo chránit prvky před elektrickými výboji.

Faraday provedl tento experiment v roce 1836, protože si uvědomil, že nadměrný náboj vodiče ovlivnil to, co bylo mimo něj, a nikoli to, co bylo uzavřeno uvedeným vodičem.

Aby to demonstroval, Faraday obložil stěny místnosti hliníkovou fólií a generoval vysokonapěťové výboje elektrostatickým generátorem mimo místnost..

Díky ověření pomocí elektroskopu dokázala Faraday ověřit, že v místnosti skutečně nebyly žádné elektrické náboje jakéhokoli druhu.

Tento princip lze dnes pozorovat u kabelů a skenerů a existují i ​​další objekty, které samy o sobě fungují jako Faradayovy klece, jako jsou automobily, výtahy nebo dokonce letadla..

Hlavní příspěvky

Konstrukce zařízení pro „elektromagnetickou rotaci“

Poté, co dánský fyzik a chemik Hans Christian Ørsted objevil fenomén elektromagnetismu, pokusili se Humphry Davy a William Hyde Wollaston navrhnout elektrický motor..

Faradayovi se po hádce s oběma vědci podařilo vytvořit dvě zařízení, která vedla k výrobě toho, co nazval „elektromagnetická rotace“..

Jedno z těchto zařízení, v současné době známé jako „homopolární motor“, generovalo nepřetržitý kruhový pohyb, který byl vytvářen kruhovou magnetickou silou kolem drátu, která se táhla až k rtuťovému zásobníku s magnetem uvnitř. Dodáním proudu do drátu s chemickou baterií by se točilo kolem magnetu.

Tento experiment poskytl základ pro moderní elektromagnetickou teorii. Takové bylo Faradayovo vzrušení po tomto objevu, že výsledky publikoval bez konzultace s Wollastonem nebo Davym, což vedlo ke kontroverzi v rámci Královské společnosti a Faradayovu přiřazení k jiným aktivitám než elektromagnetismu..

Zkapalňování a chlazení plynu (1823)

Na základě teorie Johna Daltona, ve které uvedl, že všechny plyny lze přivést do kapalného stavu, Faraday demonstroval věrohodnost této teorie prostřednictvím experimentu, kromě toho, že převzal základ, na kterém fungují moderní chladničky a mrazničky..

Zkapalněním nebo zkapalněním (zvýšením tlaku a snížením teploty plynů) chloru a amoniaku v plynném stavu se společnosti Faraday podařilo přivést tyto látky do kapalného stavu, o kterém se uvažovalo jako o „permanentním plynném stavu“..

Kromě toho se mu podařilo vrátit amoniak do plynného stavu, přičemž pozoroval, že během tohoto procesu došlo k ochlazení.

Tento objev ukázal, že mechanické čerpadlo mohlo přeměnit plyn při pokojové teplotě na kapalinu, produkovat chlazení, když se vrátilo do plynného stavu, a být znovu stlačeno na kapalinu..

Objev benzenu (1825)

Faraday objevil molekulu benzenu tím, že ji izoloval a identifikoval z olejového zbytku pocházejícího z výroby osvětlovacího plynu, kterému dal jméno „hydrogenuhličitan vodíku“..

Za předpokladu, že tento objev bude důležitým úspěchem chemie díky praktickým aplikacím benzenu.

Objev elektromagnetické indukce (1831)

Elektromagnetická indukce byla Faradayovým velkým objevem, kterého dosáhl spojením dvou drátových solenoidů kolem protilehlých konců železného prstence..

Faraday připojil jeden solenoid ke galvanometru a sledoval, jak se připojuje a odpojuje druhý od baterie.

Odpojením a připojením solenoidu byl schopen pozorovat, že při průchodu proudu jedním solenoidem byl dočasně indukován jiný proud v druhém..

Příčinou této indukce je změna magnetického toku, ke které došlo při odpojování a připojování baterie.

Tento experiment je nyní známý jako „vzájemná indukce“, ke které dochází, když změna proudu v jednom induktoru indukuje napětí v jiném blízkém induktoru. Toto je mechanismus, kterým transformátory pracují.

Zákony elektrolýzy (1834)

Michael Faraday byl také jedním z hlavních zodpovědných za vytvoření vědy elektrochemie, vědy odpovědné za vytváření baterií, které se v současné době používají v mobilních zařízeních..

Při výzkumu povahy elektřiny Faraday formuloval své dva zákony elektrolýzy.

První z nich uvádí, že množství látky uložené na každé elektrodě elektrolytického článku je přímo úměrné množství elektřiny, které prochází článkem..

Druhý z těchto zákonů uvádí, že množství různých prvků uložených daným množstvím elektřiny je v poměru k jejich ekvivalentní chemické hmotnosti.

Objev Faradayova efektu (1845)

Tento efekt, známý také jako Faradayova rotace, je magneticko-optický jev, kterým je interakce mezi světlem a magnetickým polem v médiu..

Faradayův efekt způsobí rotaci roviny polarizace, která je lineárně úměrná složce magnetického pole ve směru šíření..

Faraday pevně věřil, že světlo je elektromagnetický jev, a proto by na něj mělo působit elektromagnetické síly..

Po sérii neúspěšných pokusů tedy pokračoval v testování kusu pevného skla obsahujícího stopy olova, který vyrobil ve svých sklářských dobách..

Tímto způsobem pozoroval, že když polarizovaný paprsek světla prošel sklem, ve směru magnetické síly, polarizované světlo rotovalo v úhlu úměrném síle magnetického pole..

Poté to testoval s různými pevnými látkami, kapalinami a plyny získáním silnějších elektromagnetů..

Objev diamagnetismu (1845)

Faraday objevil, že všechny materiály mají slabý odpor vůči magnetickým polím, které nazýval diamagnetismus..

To znamená, že vytvářejí indukované magnetické pole v opačném směru k externě aplikovanému magnetickému poli, které je odpuzováno aplikovaným magnetickým polem.

Objevil také, že paramagnetické materiály se chovají opačně a přitahují je aplikovaným vnějším magnetickým polem..

Faraday ukázal, že tato vlastnost (diamagnetická nebo paramagnetická) je přítomna ve všech látkách. Diamagnetismus indukovaný extra silnými magnety lze použít k výrobě levitace.

Reference

  1. Michael Faraday. (2017, 9. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
  2. Michael Faraday. (2017, 8. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
  3. Benzen. (2017, 6. června) Obnoveno z en.wikipedia.org.
  4. Zkapalňování plynu. (2017, 7. května) Obnoveno z en.wikipedia.org.
  5. Faradayovy zákony elektrolýzy. (2017, 4. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
  6. Faradayova klec. (2017, 8. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
  7. Faradayův experiment s ledovou nádobou. (2017, 3. května). Obnoveno z en.wikipedia.org.
  8. Faradayův efekt. (2017, 8. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
  9. Faradayův efekt. (2017, 10. května). Obnoveno z en.wikipedia.org.
  10. Kdo je Michael Faraday? Jaký byl jeho objev v oblasti vědy? (2015, 6. června). Obnoveno z quora.com
  11. 10 hlavních příspěvků Michaela Faradaye k vědě. (2016, 16. prosince). Obnoveno z learnodo-newtonic.com.

Zatím žádné komentáře