Biografija

Michael Faraday: Istinski znanstveni heroj koji stoji iza elektromagnetizma

Michael Faraday: Istinski znanstveni heroj koji stoji iza elektromagnetizma


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bez rada Michaela Faradaya, ne bismo imali Teslu ili gotovo bilo koju modernu mehaničku stvar. Faradayevo djelo i izum u području električne energije zauvijek su promijenili svijet.

Faraday je izumitelj elektrolize, balona, ​​elektromotora, generatora, dinamosa i još mnogo toga. Da niste bili upoznati s Faradayevim radom, možda biste ga barem prepoznali iz kaveza koji drži njegovog imenjaka, Faradayevog kaveza.

Bio je vrlo utjecajni britanski znanstvenik koji je dijelom električnu energiju pretvorio u nešto što se može iskoristiti za posao. U svoje je vrijeme bio zapaženi kemičar i fizičar koji je stvorio značajan opseg rada i eksperimenata koji su u konačnici doveli do našeg suvremenog razumijevanja elektromagnetizma.

Kako bismo shvatili veličinu intelekta i postignuća kakav je bio Michael Faraday, osvrnimo se na njegov život i rad.

Usput, jeste li znali da je Albert Einstein u svom uredu zapravo držao fotografije trojice znanstvenika? Isaac Newton, James Clerk Maxwell i, da, pogodili ste, Michael Faraday.

Tamo gdje je sve počelo za Faradaya

Michael Faraday rođen je 22. rujna 1791. u relativno siromašnoj obitelji u selu Newington u Surreyu. Newington je kasnije trebao biti apsorbiran na jugu Londona. Njegov otac bio je kovač koji se zapravo preselio sa sjevera Engleske u potrazi za poslom ranije 1791. godine.

Njegova je majka bila skromna zemljakinja koja je tijekom svog vrlo teškog odgoja emocionalno podržavala svoju obitelj. Michael je bio jedno od četvero djece kojoj bi ponekad bilo teško dobiti dovoljno za jesti. Otac im je često bio bolestan i nesposoban za rad. Stalna opskrba hranom nije bila nimalo laka za obitelj Faraday.

Michael Faraday kasnije će u svom životu ispričati kako je dobio jedan kruh koji je trebao trajati čitav tjedan. A ti misliš da ti je loše ?! Njegova je obitelj pripadala maloj kršćanskoj sekti. Ova je sekta pružala značajnu duhovnu i emocionalnu potporu tijekom njegova života.

Kao dijete, Faraday je privukao znatiželju da ga prođe, nikada ne puštajući svoje djetinjstvo da shvati zašto i želi razumjeti više o načinu na koji stvari funkcioniraju.Priča koja podsjeća na mnoge inženjere.

Zanimljivo je da je njegovo rano obrazovanje doista bilo vrlo osnovno. Primio je samo osnove, poput učenja čitanja, pisanja i šifriranja u lokalnoj nedjeljnoj školi. Prvo zanimanje bilo mu je papirolog koji je dostavljao novine za lokalnog trgovca knjigama i knjigovežnicu. U dobi od 14 godina s njim je čak započeo šegrtiranje, kojim bi se bavio sljedećih 7 godina.

Međutim, Faraday se razlikovao od svojih šegrta. Faraday bi uzeo vremena da zapravo pročita neke knjige koje je uvezivao. Michael će ispričati da bi mu jedan poseban članak o električnoj energiji u trećem izdanju Enciklopedije Brittanica posebno privukao maštu. Na njega je knjiga također imala jak utjecajRazgovori o kemiji Jane Marcet.

Gospodin Faraday čak bi počeo eksperimentirati u ovoj nježnoj dobi. Zapravo je sagradio slabu voltainsku hrpu kroz koju će izvoditi kućne pokuse iz elektrokemije.

Tako je i bilo, koristeći se svojim relativno skromnim obrazovanjem, Faraday će se samoučiti i postati jedan od najvećih svjetskih znanstvenika.

Kad je bio puno stariji, bio je redoviti polaznik predavanja Sir Humphryja Davyja, kemičara koji je izolirao brojne elemente, poput kalija i natrija.

Faraday je sjedio zaokupljen cijelim događajem i pravio pedantne bilješke.

To su zapravo bili toliko cjeloviti da je Davyju čak poslao dokument od 300 stranica koji će služiti kao službene bilješke za predavanja. Također si je dao slobodu da to poprati pismom tražeći zaposlenje.

"Ne pitajte, ne shvaćajte" poštujemo tog gospodina Faradaya.

Davy je bio očito impresioniran, ali je odmah i ljubazno odbio mladog Faradaya jer trenutno nije imao otvorene pozicije. Ipak nije zaboravio mladića. Čim je jedan od njegovih pomoćnika otpušten zbog tučnjave, brzo je ponudio položaj Michaelu.

On je, naravno, iskoristio priliku i našao se u zavidnom položaju pomaganja i učenja kemije od jednog od najvećih praktičara dana. Za Davyja se u šali često kaže da je Faraday, unatrag, bio njegovo najveće ikad otkriće.

Faradayev rani rad u kemiji

Faraday se prvi put pridružio Davyju u laboratoriju 1812. godine u dobi od 21 godine. To je bila prava prilika za Faradaya u njegovoj ranoj karijeri jer je Davy bio jedan od najboljih kemičara svog vremena.

Prvi projekt na kojem je dvojac radio zajedno tumačio je molekularnu strukturu različitih kemikalija. Ovaj rani rad naučio je Faradaya mnogo o osnovnom djelovanju električne energije.

U vrijeme kad se Michael Faraday pridružio Davyjevom timu, on je bio u procesu prevrtanja trenutnih razmišljanja iz današnje kemije. Antoine-Laurent Lavoisier, utemeljitelj moderne kemije, dovršio je svoje reforme kemijskog znanja i inzistirao na nekim temeljnim načelima budućih kemičara.

Iako ih je bilo mnogo, među njima je bilo da je kisik jedinstveni element. Također je diktirao da je bio jedini podupiratelj izgaranja i, što je ovdje najvažnije, bio je osnova svih kiselina.

Davy je uspio izolirati natrij i kalij, zapravo ih otkrivši, koristeći snažnu struju iz galvanske baterije. Baterija je korištena za razgradnju oksida ovih elemenata, kao i za razgradnju muriatske solne kiseline, koja je jedna od najjačih poznatih kiselina.

Taj je postupak doveo do oslobađanja vodika kao i do neobičnog zelenog plina. Činilo se da ovaj zeleni plin podržava izgaranje i stvara kiselinu u kombinaciji s vodom.

Faraday je surađivao s Davyjem do 1820. godine, što je do tada sam Faraday postao jedan od najistaknutijih svjetskih kemičara tog doba.

U stvari je naučio sve što je u to vrijeme vrijedilo naučiti o kemiji. Njegov rad pod Davyem dao mu je ogromno iskustvo u obavljanju kemijskih analiza i laboratorijskih tehnika. Bio je za sve namjere i svrhe sada glavni eksperimentator.

Michael je, također, razvio vlastita teorijska gledišta do te mjere da će ga to sada voditi u njegovom vlastitom radu. Kombinirao bi sve što je naučio tijekom svog vremena s Davyem i šokirao znanstveni svijet vlastitim otkrićima.

Michael Faraday krenuo je sam i uskoro će se steći rano poznat među svojim vršnjacima. Stvorio je besprijekornu reputaciju analitičkog kemičara i često bi se našao pozvan kao vještak u pravnim postupcima. Također je stvorio klijentelu čija je financijska podrška pomogla uzdržavanju Kraljevske institucije.

1820. godine otkrio je nevjerojatna otkrića, ionako dobra za kemičare. Uspio je stvoriti prve poznate spojeve klora i ugljika C2CL6 i C2CL4. Proizveo ih je zamjenjujući klor i vodik u "olefiantnom plinu", zvanom etilen. To su bile prve inducirane reakcije supstitucije i kasnije će osporiti dominantnu teoriju kemijske kombinacije koju je predložio Jons Jacob Berzelius.

Oženio se ženom Sarah Barnard 1821. godine i nastanio se u Kraljevskoj instituciji u Londonu. Njegov glavni fokus bio je provoditi eksperimente i istraživanja oko magnetizma i električne energije.

Faradayev pristup električnoj energiji u to je vrijeme bio jedinstven za njegove kolege. Električnu energiju vizualizirao je kao vibraciju, a ne kao tok, koncept koji će mu pomoći u otkrivanju elektromagnetizma.

Njegovo prvo otkriće u Kraljevskoj instituciji bilo je otkrivanje uređaja koji su mogli proizvesti elektromagnetsku rotaciju ili kružno gibanje od magnetskih sila koje okružuju žicu.

1825. Michael je radio na osvjetljavanju plinova i uspio je izolirati i opisati nešto što će kasnije biti poznato kao benzen. Otprilike u to vrijeme pomagao je i u postavljanju temelja metalurgije i metalografije, dok je provodio istraživanja legura čelika.

Također je radio na zadatku Kraljevskog društva iz Londona za poboljšanje kvalitete naočala i teleskopa. Uspio je proizvesti vrlo visok indeks loma koji će mu kasnije, 1845. godine, pomoći da otkrije dijamagnetizam.

Faradayev daljnji rad u elektromagnetizmu i elektrolizi

Faraday je otkrio elektromagnetsku indukciju, postupak stvaranja elektromotornih sila preko vodiča zbog magnetskih polja. Ako se to oglasi, to je način na koji rade generatori i elektromotori.

Hans Christian Ørsted otkrio je 1820. godine da propuštanje električne struje kroz žicu stvara magnetsko polje. Njegova otkrića unaprijedio je André-Marie Ampére koji je pokazao da se čini da je magnetska sila također kružna sila. Ampére je zapravo pokazao da magnetsko polje izgleda da stvara cilindar oko žice. Ovo je bilo prvi put da je to ikad predloženo.

Faraday je gotovo intuitivno razumio što to implicira. Primijetio je da bi, ako bi se stup mogao izolirati, trebao stvarati neprestano kružno gibanje oko strujne žice. Imajući na umu ovu hipotezu, zajedno sa svojim genijem za eksperimentiranje, odlučio je to dokazati vlastitim aparatom.

Njegov je uređaj transformirao električnu energiju u mehaničku. Michael Faraday upravo je stvorio prvi električni motor na svijetu.

Faraday je radio na daljnjem usavršavanju svojih ideja i znanja o elektromagnetizmu, stvarajući nešto što se naziva indukcijski prsten 1831. Ovaj je uređaj u osnovi bio transformator koji je stvarao električnu energiju u žici zbog magnetskih sila iz druge žice.

U to je vrijeme bilo prelomno.

Michael pokreće svoje ideje

Faraday se tu nije zaustavio, naravno. Počeo je gledati širu sliku i promišljati prirodu električne energije općenito. Za razliku od većine svojih suvremenika u to vrijeme na terenu, Faraday je bio uvjeren da električna energija nije materijalna tekućina koja teče kroz žice, poput vode u cijevi.

Umjesto toga, inzistirao je na tome da se mora raditi o vibraciji ili sili koja se nekako kretala kroz žice kao rezultat napetosti stvorenih u vodiču. Jedan od njegovih prvih pokusa nakon motora bio je prolazak zrake polarizirane svjetlosti kroz elektrokemijsku otopinu koja se raspada.

Ideja je bila otkriti intermolekularne sojeve za koje je pretpostavio da bi se trebali odvijati u prisutnosti električne struje. Stalno bi se vraćao toj ideji kroz 1820-e, ali nažalost, bezuspješno.

Početkom 1830-ih Michael Faraday pokušao je utvrditi kako se stvara inducirana struja. Nadovezujući se na svoj izvorni eksperiment pomoću elektromagneta, sada je umjesto toga pokušao trajni magnet.

Njegovo je eksperimentiranje pokazalo da pomicanje magneta u i iz zavojnice žice zapravo inducira struju. Faraday je također već bio svjestan da se magnetsko polje čini vidljivim pomoću željeznih opiljaka posipanih na neki papir ili karticu iznad magneta.

Povezao je s tim da "linije sile" koje prikazuju podnesci moraju biti one linije napetosti u mediju, zraku, kako je prethodno pretpostavio.

Ubrzo će otkriti zakon koji određuje proizvodnju električnih struja magnetima. Naime, veličina struje ovisila je o broju linija sile koje je vodič presjekao po jedinici vremena.

Faraday se brzo nadogradio na tome shvaćajući da može stvarati kontinuiranu struju rotiranjem bakrenog diska između polova magneta. Struja se može "povući" uklanjanjem elektroda s ruba i središta diska. To je u stvari bio prvi dinamo.

Ovo je bio izravni predak modernih električnih motora, iako je isti princip, ali obrnuto, vrtio disk.

Zakoni elektrolize

Dok je nastavio istraživati ​​električnu energiju, snažno se oslanjao na svoje pozadine kao svjetski poznati kemičar. Opsežno je radio na polju elektrokemije, gdje je razvio prvi i drugi zakon elektrolize.

Ovi zakoni to tvrde"količina kemijske promjene proizvedene strujom na granici elektroda-elektrolit proporcionalna je količini utrošene električne energije, a količine kemijskih promjena proizvedene istom količinom električne energije u različitim tvarima proporcionalne su njihovim ekvivalentnim težinama."

POVEZANO: KAKO RADI FARADAY CAGE?

Objašnjeni jednostavniji protoci električne energije mogu se koristiti za pokretanje kemijskih reakcija. U praktičnom smislu u obliku elektrolize, to znači da se električna energija može koristiti za proizvodnju vodika iz molekula vode, taloženje metalnih spojeva na površine (galvanizacija) i za izdvajanje čistih metalnih elemenata iz otopina.

Kao i kod mnogih znanstvenih tema, daleko je lakše razumjeti elektrolizu pomoću vizuala. Pogledajte brzi video u nastavku kako biste shvatili kako djeluje elektroliza i važnost ovog otkrića iz Faradaya.

Faradayev rad na polju elektrolize postavio je temelje ovoj sada neophodnoj industriji.

Ukapljivanje i hlađenje plina

1823. Michael Faraday nadovezao se na ideje Johna Daltona i dokazao svoje ideje primjenom pritiska za ukapljivanje plina klora i plina amonijak.

Posebno je zanimao njegovo uspješno ukapljivanje amonijaka. Kad je pustio da amonijak opet ispari, primijetio je da je to izazvalo hlađenje. Iako je William Cullen ovaj princip javno prikazao 1756. godine, Faradayevo djelo pokazalo je da se mehaničke pumpe mogu koristiti za pretvaranje plina u tekućinu na sobnoj temperaturi.

Ljepota ovog otkrića bila je u tome što se plin mogao pritiskati i ukapljivati ​​te ostaviti da neprekidno isparava i hladi se u zatvorenom sustavu. Cijeli slijed mogao se ponoviti beskonačno, sve dok je sustav bio zapečaćen. To je osnova svih suvremenih hladnjaka i sustava toplinskih pumpi s izvorom zraka.

Bunsen plamenik (vrsta)

Michael Faraday bio je izvrstan praktični izumitelj zbog kojeg je stvorio prethodnicu jednom od najpoznatijih dijelova laboratorijske opreme, Bunsenovom plameniku. Kombinirao je zrak i plin prije nego što ga je upalio, pružajući lako dostupan oblik visoke temperature.

Njegov rani rad kasnije je razvio Robert Wilhelm Bunsen kako bi proizveo dio opreme kojeg se mnogi studenti znanosti širom svijeta rado sjećaju.

Faraday Cage

1836. Michael Faraday otkrio je da se kad se električni vodič napuni sav dodatni naboj smjestio s njegove vanjske strane. To bi značilo da se dodatak ne "pojavljuje" na unutrašnjosti sobe ili metalnom kavezu.

Isti se princip može koristiti u stvarnoj odjeći, takozvanim Faradayevim odijelima. Ova odjeća ima metalnu podstavu koja korisnika osigurava od bilo kojeg vanjskog izvora električne energije.

Faradayevi kavezi također se koriste za zaštitu osjetljive električne opreme i tijekom elektrokemijskih pokusa kako bi se spriječile vanjske smetnje. Danas se koriste i za stvaranje mrtvih zona za mobilne komunikacije.

Benzen

1825. Michael Faraday otkrio je ovu "čudotvornu" molekulu u uljnom ostatku koji je ostao iza proizvodnje plina za rasvjetu u Londonu.

Benzen je jedna od najvažnijih tvari u kemiji. Od njega se izrađivalo mnogo novih materijala i pomoglo je u razumijevanju vezivanja. Benzen se zapravo svrstava među 20 najvećih kemikalija po količini proizvodnje u SAD-u.

To je vitalna komponenta mnogih plastika, smola, najlona, ​​guma, maziva, bojila, lijekova, da nabrojimo samo neke.

Dijamagnetizam

Svi smo intuitivno upoznati s feromagnetizmom ili vašim prodorom mlina, ali Faraday je 1845. otkrio da su sve tvari dijamagnetske. Naravno, postoje velike razlike u snazi ​​pojava u prirodi.

Dijamagnetizam je suprotan smjer primijenjenom magnetskom polju. Ako je dotična tvar pokazala snažni dijamagnetizam, snažno će je odbiti sjeverni pol magneta.

Nevjerojatno je da se ovo može koristiti za levitaciju većine materijala s dovoljno jakim magnetom. Čak i živa bića, poput žabe, mogu "prkositi" gravitaciji s jakim magnetskim poljem.

Smrt i ostavština

Michael Faraday umro je u zreloj starosti 75 godina, 25. kolovoza 1867. godine. Preživjela je njegova supruga. Par nije imao djece. Faraday je čitav svoj život bio pobožni kršćanin. Također je od djetinjstva imao jake veze s tom malom sektom, Sandemancima.

Zbog njegova doprinosa znanosti, u životu mu je ponuđen prostor za pokop u Westminsterskoj opatiji zajedno s britanskim kraljevima i kraljicama, čak i sir Isaacom Newtonom. Odbio je ovu ponudu u korist skromnijeg pokopa. Njegov grob možete pronaći na londonskom groblju Highgate. S njim je pokopana i njegova supruga Sarah.

U njegovu čast u Savoy Placeu u Londonu postavljen je kip. Stoji izvan Instituta za inženjerstvo i tehnologiju. Postoje razni drugi kipovi, škole, parkovi i drugi spomenici posvećeni čovjeku koji je toliko pridonio čovječanstvu. Postoje i mnoge ulice nazvane po njemu širom Ujedinjenog Kraljevstva i SAD-a

Njemu je, naravno, dodijeljeno krajnje priznanje pojavljivanjem na naličju novčanice Bank of England serije E £ 20. Michael također ima posebnu nagradu Kraljevskog društva u Londonu nazvanu po njemu za "izvrsnost u priopćavanju znanosti britanskoj publici".

Završna riječ

Michael Faraday također je u svoje vrijeme napisao niz pisama i časopisa, koji su svi široko dostupni i temeljito se preporučuju za čitanje svim ljubiteljima Faradaya.

Iako potječe iz siromašne obitelji, Michael Faraday neumorno će raditi na tome da se prvo školuje. Tada bi svoj život posvetio potrazi za znanjem. Njegova čvrstoća vidjela bi ga da postane jedan od najvažnijih svjetskih znanstvenika. Njegova su postignuća još značajnija s obzirom na njegove skromne početke u svijetu kojim dominira privilegirana klasa. Među brojnim velikim otkrićima i izumima, ovjekovječen je i kao SI jedinica za kapacitet,prošlo, ili F.


Gledaj video: Electromagnetic induction (Rujan 2022).


Komentari:

  1. Jarvis

    Bravo, another sentence and in time

  2. Ketaur

    Zanimljiv:)

  3. Laco

    Ja se s tobom ne slažem

  4. Nochtli

    I can say a lot on this subject.

  5. Garadyn

    niste u pravu. mogu to dokazati. Javite mi se na PM, razgovarat ćemo.

  6. Donn

    Da! razveseljen

  7. Reece

    Žao mi je, ali mislim da niste u pravu. Siguran sam. Razgovarajmo.



Napišite poruku