Fizicianul englez Michael Faraday, care a crescut într-o familie săracă, a devenit unul dintre cei mai mari oameni de știință din istoria omenirii. Realizările sale extraordinare au fost realizate într-o perioadă în care știința era lotul oamenilor născuți în familii privilegiate. Unitatea de capacitate electrică, faradul, poartă numele lui.
Faraday (fizician): scurtă biografie
Michael Faraday s-a născut pe 22 septembrie 1791 în capitala britanică Londra. A fost al treilea copil din familia lui James și Margaret Faraday. Tatăl său era un fierar care avea o sănătate precară. Înainte de căsătorie, mama lui a lucrat ca servitoare. Familia trăia în sărăcie.
Până la vârsta de 13 ani, Michael a urmat o școală locală unde și-a făcut studiile primare. Pentru a ajuta familia, a început să lucreze ca mesager într-o librărie. Hărnicia băiatului l-a impresionat pe angajatorul său. Un an mai târziu, a fost promovat ucenic legator de cărți.
Legătorie și știință
Michael Faraday a vrut să afle mai multe despre lume; nu s-a limitat la restaurarea cărților. După o muncă asiduă zilnică, și-a petrecut tot timpul liber citind cărți pe care le-a legat.
Încet, a descoperit că era interesat de știință. I-au plăcut în special două cărți:
- Encyclopædia Britannica este sursa cunoștințelor sale despre electricitate și multe altele.
- Chemistry Talks - 600 de pagini de chimie accesibilă de Jane Marset.
Era atât de îndrăgostit încât a început să cheltuiască o parte din veniturile sale slabe pe produse chimice și aparate pentru a confirma adevărul a ceea ce a citit.
În timp ce își extindea cunoștințele științifice, a auzit că renumitul om de știință John Tatum era pe cale să susțină o serie de prelegeri publice despre filosofia naturală (fizică). Pentru a participa la prelegeri, a trebuit să plătească o taxă de un șiling - prea mult pentru Michael Faraday. Fratele său mai mare, un fierar, impresionat de devotamentul crescând al fratelui său pentru știință, i-a oferit suma necesară.
Faceți cunoștință cu Humphrey Davy
Faraday a făcut un alt pas spre știință când William Dance, un client al unei librării, l-a întrebat pe Michael dacă ar dori să obțină bilete pentru cursurile de la Royal Institution.
Lectorul, Sir Humphry Davy, a fost unul dintre cei mai faimoși oameni de știință ai vremii. Faraday a sarit cu ocazia si a participat la patru prelegeri despre una dintre cele mai noi probleme din chimie - determinarea aciditatii. A urmărit experimentele pe care le-a condus Davy în cadrul prelegerilor.
Aceasta era lumea în care voia să trăiască. Faraday a ținut notițe și apoi a făcut atât de multe completări la note, încât a produs un manuscris de 300 de pagini, pe care el însuși le-a legat și i-a trimis lui Davy ca semn.mulțumesc.
În acest moment, în curtea din spate a unei librării, Michael a început să efectueze experimente mai complexe pentru a crea o baterie electrică din monede de cupru și discuri de zinc separate de hârtie de sare umedă. L-a folosit pentru a descompune substanțe chimice precum sulfatul de magneziu. Humphry Davy a fost un pionier în acest domeniu al chimiei.
În octombrie 1812, ucenicia lui Faraday s-a încheiat și a început să lucreze ca legător de cărți pentru un alt angajator pe care l-a găsit neplăcut.
Nu ar exista fericire, dar nenorocirea a ajutat
Și apoi a avut loc un eveniment fericit pentru Faraday. Ca urmare a unui experiment nereușit, Humphry Davy a fost rănit: acest lucru i-a afectat temporar capacitatea de a scrie. Michael a reușit să țină notițe timp de câteva zile pentru Davy, care a fost impresionat de cartea pe care i-a trimis-o.
Când s-a încheiat scurta perioadă de muncă ca asistent, Faraday i-a trimis o notă omului de știință prin care i-a cerut să-l angajeze ca asistent. La scurt timp după aceea, unul dintre asistenții de laborator ai lui Davy a fost concediat pentru abatere, iar Humphrey l-a întrebat pe Michael dacă ar dori să ocupe postul vacant.
I-ar plăcea să lucreze la Institutul Regal cu unul dintre cei mai faimoși oameni de știință din lume? A fost o întrebare retorică.
Carieră la Instituția Regală
Faraday a preluat mandatul la 1 martie 1813, la vârsta de 21 de ani.
A fost bine plătit și i s-a oferit o cameră pentru a locui în podul Institutului Regal. Michael a fost foarte mulțumit și asocierea lui cu această instituție nu mai esteîntrerupt timp de 54 de ani, timp în care a reușit să devină profesor de chimie.
Sarcina lui Faraday era să pregătească echipamente pentru experimente și prelegeri la Instituția Regală. La început, a avut de-a face cu triclorura de azot, un exploziv care l-a rănit pe Davy. De asemenea, Michael și-a pierdut cunoştinţa pentru scurt timp în timpul următoarei explozii, iar când Humphrey a fost rănit din nou, experimentele cu acest compus au fost oprite.
După 7 luni la Royal Institution, Davy l-a luat cu el pe Faraday într-un turneu de 18 luni în Europa. În acest timp, Michael a reușit să cunoască mari oameni de știință precum Andre-Marie Ampère la Paris și Alessandro Volta la Milano. Într-un fel, turneul i-a înlocuit studiile universitare - Faraday a învățat multe în acest timp.
Pentru cea mai mare parte a turneului, însă, a fost nemulțumit, deoarece, pe lângă munca științifică și de secretariat, a trebuit să aștepte pe Davy și pe soția lui. Soția omului de știință nu l-a considerat pe Faraday un egal din cauza originii sale.
După ce s-a întors la Londra, totul a căzut la loc. Institutul Regal ia reînnoit contractul lui Michael și i-a mărit remunerația. Davy a început chiar să menționeze ajutorul său în lucrări științifice.
În 1816, la vârsta de 24 de ani, Faraday a ținut prima sa prelegere despre proprietățile materiei. A avut loc în Societatea Filosofică a orașului. În același timp, a publicat primul său articol științific despre analiza hidroxidului de calciu în Science Quarterly.
În 1821, la vârsta de 29 de ani, Faraday a fost promovat șef al gospodăriei și al laboratorului Institutului Regal. În acelașis-a căsătorit cu Sarah Barnard. Michael și soția sa au locuit la institut în cea mai mare parte a următorilor 46 de ani, nu mai în pod, ci în spațiul confortabil ocupat cândva de Humphry Davy.
În 1824, biografia lui Faraday (fizica) a fost marcată de alegerea sa la Societatea Regală. Aceasta a fost o recunoaștere a faptului că a devenit un om de știință remarcabil.
În 1825, fizicianul Faraday a devenit director al laboratorului.
În 1833 a devenit profesor de chimie al lui Fuller la Instituția Regală din Marea Britanie. Faraday a deținut această funcție pentru tot restul vieții.
În 1848 și 1858 i s-a cerut să conducă Societatea Regală, dar a refuzat.
Realizări științifice
Ar fi nevoie de mai mult de o carte pentru a descrie descoperirile lui Faraday în fizică. Nu este o coincidență că Albert Einstein a păstrat în biroul său fotografii cu doar trei oameni de știință: Isaac Newton, James Maxwell și Michael Faraday.
Destul de ciudat, deși cuvântul „fizician” a început să fie folosit în timpul vieții de om de știință, lui însuși nu i-a plăcut și s-a numit întotdeauna filozof. Faraday a fost un om care a făcut descoperiri prin experimente și era cunoscut pentru că nu a renunțat niciodată la ideile pe care le-a venit prin intuiția științifică.
Dacă a crezut că ideea merită, a continuat să experimenteze, în ciuda multor eșecuri, până a reușit să obțină ceea ce se aștepta sau până s-a convins că Mama Natură i-a dovedit că se înșeală, ceea ce era extrem de rar.
Deci, ce a descoperit Faraday în fizică? Iată câteva dintre cele mai notabile ale salerealizări.
1821: descoperirea rotației electromagnetice
A fost prevestitorul a ceea ce avea să ducă în cele din urmă la crearea motorului electric. Descoperirea sa bazat pe teoria lui Oersted a proprietăților magnetice ale unui fir care transportă curent electric.
1823: lichefierea și refrigerarea gazelor
În 1802, John D alton a sugerat că toate gazele ar putea fi lichefiate la temperaturi scăzute sau la presiuni ridicate. Fizicianul Faraday a demonstrat acest lucru empiric. Mai întâi a transformat clorul și amoniacul într-un lichid.
Amoniacul lichid a fost, de asemenea, interesant deoarece, după cum a observat Michael Faraday, fizica procesului său de evaporare a provocat răcirea. Principiul răcirii prin evaporare artificială a fost demonstrat public de William Cullen la Edinburgh în 1756. Omul de știință, folosind o pompă, a scăzut presiunea din balon cu eter, în urma căruia s-a evaporat rapid. Acest lucru a cauzat răcirea și s-a format gheață pe exteriorul balonului din cauza umidității din aer.
Importanța descoperirii lui Faraday a fost că pompele mecanice pot transforma un gaz într-un lichid la temperatura camerei. Apoi lichidul s-a evaporat, răcind totul în jur, gazul rezultat a putut fi colectat și comprimat din nou într-un lichid cu ajutorul unei pompe, repetând ciclul. Așa funcționează frigiderele și congelatoarele moderne.
În 1862, la Expoziția Mondială de la Londra, Ferdinand Carré a prezentat primul aparat comercial de fabricat gheață din lume. Mașina folosea amoniac ca lichid de răcire și astaa produs gheață cu o rată de 200 kg pe oră.
1825: Descoperirea benzenului
Din punct de vedere istoric, benzenul a devenit una dintre cele mai importante substanțe din chimie, atât în sens practic, adică este folosit pentru a crea materiale noi, cât și în sens teoretic, pentru a înțelege legătura chimică. Un om de știință a descoperit benzen în reziduurile uleioase ale unei instalații de producere a gazelor de iluminat din Londra.
1831: legea lui Faraday, formula, fizica inducției electromagnetice
Aceasta a fost o descoperire extrem de importantă pentru viitorul științei și tehnologiei. Legea lui Faraday (fizica) afirmă că un câmp magnetic alternativ induce un curent electric într-un circuit, iar forța electromotoare generată este direct proporțională cu viteza de schimbare a fluxului magnetic. Una dintre posibilele sale intrări este |E|=|dΦ/dt|, unde E este EMF și Ф este fluxul magnetic.
De exemplu, mișcarea unui magnet de potcoavă de-a lungul unui fir produce un curent electric, deoarece mișcarea magnetului provoacă un câmp magnetic alternativ. Înainte de aceasta, singura sursă de curent era bateria. Michael Faraday, ale cărui descoperiri în fizică au arătat că mișcarea ar putea fi transformată în electricitate sau, în termeni mai științifici, energia cinetică ar putea fi convertită în energie electrică, este astfel responsabil pentru faptul că cea mai mare parte a energiei din casele noastre de astăzi este produsă din acest principiu.
Rotația (energia cinetică) este transformată în electricitate prin inducție electromagnetică. Iar rotația, la rândul ei, se obține prin acțiunea aburului mare asupra turbinelor.presiunea creată de energia cărbunelui, gazului sau atomului, sau presiunea apei în centralele hidroelectrice sau presiunea aerului în parcurile eoliene.
1834: legile electrolizei
Faraday fizicianul a adus o contribuție majoră la crearea noii științe a electrochimiei. Ea explică ce se întâmplă la interfața dintre electrod și substanța ionizată. Datorită electrochimiei, folosim baterii și acumulatori litiu-ion care alimentează tehnologia mobilă modernă. Legile lui Faraday sunt importante pentru înțelegerea noastră a reacțiilor electrozilor.
1836: inventarea camerei ecranate
Fizicianul Faraday a descoperit că atunci când un conductor electric este încărcat, toată sarcina în exces se acumulează pe partea sa exterioară. Aceasta înseamnă că în interiorul unei încăperi sau a unei cuști din metal nu apare nicio taxă suplimentară. De exemplu, o persoană îmbrăcată într-un costum Faraday, adică cu căptușeală metalică, nu este expusă electricității externe. Pe lângă protejarea oamenilor, cușca Faraday poate fi folosită pentru a efectua experimente electrice sau electrochimice care sunt sensibile la interferențe externe. Camerele protejate pot crea și zone moarte pentru comunicațiile mobile.
1845: descoperirea efectului Faraday - efectul magneto-optic
Un alt experiment important din istoria științei a fost primul care a demonstrat legătura dintre electromagnetism și lumină, care în 1864 a fost pe deplin descrisă de ecuațiile lui James Clerk Maxwell. Fizicianul Faraday a stabilit că lumina este o undă electromagnetică: „Cândpoli magnetici opuși erau de aceeași parte, acest lucru a avut un efect asupra fasciculului polarizat, ceea ce demonstrează astfel legătura dintre forța magnetică și lumină…
1845: descoperirea diamagnetismului ca proprietate a tuturor materiei
Cei mai mulți oameni sunt familiarizați cu feromagnetismul folosind magneți obișnuiți ca exemplu. Faraday (un fizician) a descoperit că toate substanțele sunt diamagnetice - slab în cea mai mare parte, dar există și unele puternice. Diamagnetismul este opus direcției câmpului magnetic aplicat. De exemplu, dacă plasați polul nord în apropierea unei substanțe puternic diamagnetice, atunci aceasta se va respinge. Diamagnetismul din materiale, indus de magneți moderni foarte puternici, poate fi folosit pentru a obține levitația. Chiar și lucrurile vii precum broaștele sunt diamagnetice și pot pluti într-un câmp magnetic puternic.
Sfârșit
Michael Faraday, ale cărui descoperiri în fizică au revoluționat știința, a murit la 25 august 1867 la Londra, la vârsta de 75 de ani. Soția lui Sarah a trăit mai mult. Cuplul nu a avut copii. A fost un creștin devotat toată viața și a aparținut unei mici secte protestante numite Sandemanieni.
Chiar și în timpul vieții sale, lui Faraday i sa oferit înmormântare în Westminster Abbey, împreună cu regii și reginele Marii Britanii și oameni de știință precum Isaac Newton. El a refuzat pentru o ceremonie mai modestă. Mormântul lui, unde este și îngropată Sarah, poate fi găsit la cimitirul Highgate din Londra.
