ichael Faraday, který pocházel z velmi chudé rodiny, se stal jedním z největších vědců v historii. Jeho úspěch byl pozoruhodný v době, kdy byla věda obvykle doménou lidí narozených do bohatých rodin. Jednotka elektrické kapacity je na jeho počest pojmenována farad se symbolem F.
Vzdělání a časný život
Michael Faraday se narodil 22. září 1791 v Londýně v Anglii, SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ. Byl třetím dítětem Jamese a Margaret Faradayových. Jeho otec byl kovář, který trpěl špatným zdravím. Před svatbou byla jeho matka služebnicí. Rodina žila v míře chudoby.
Michael Faraday navštěvoval místní školu až do svých 13 let, kde získal základní vzdělání. Aby si vydělal peníze pro rodinu, začal pracovat jako poslíček pro knihkupectví. Pracoval tvrdě a na svého zaměstnavatele zapůsobil. Po roce byl povýšen na učňovského knihaře.
Knihařství a objevování vědy
Michael Faraday se toužil dozvědět více o svět – neomezil se pouze na vázání knih obchodu. Poté, co každý den tvrdě pracoval, trávil volný čas čtením knih, které svázal.
Postupně zjistil, že čte více a více o vědě. Zaujaly ho zejména dvě knihy:
- The Encyclopedia Britannica – jeho zdroj pro elektrické znalosti a mnoho dalšího
- Konverzace o chemii – 600 stran chemie pro obyčejné lidi napsané Jane Marcet
Začalo ho to tak fascinovat, že část své skromné výplaty začal utrácet za chemikálie a přístroje, aby potvrdil pravdivost toho, co čte.
Jak se dozvěděl více o vědě slyšel, že známý vědec John Tatum se chystá uspořádat řadu veřejných přednášek o přírodní filozofii (fyzice). Za účast na přednáškách by byl poplatek jeden šilink – příliš mnoho pro Michaela Faradaye. Jeho starší bratr, kovář, zaujatý rostoucí bratrovou oddaností vědě, mu dal šilink, který potřeboval.
Je třeba říci, že paralely v životech Michaela Faradaye a Josepha Henryho jsou docela zarážející. Oba se narodili v chudobě; měli otce, kteří často nemohli pracovat kvůli špatnému zdraví; stali se učni; byli inspirováni k tomu, aby se stali vědci, čtením určitých knih; byli oddaně věřící; stali se laboratorními asistenty; jejich největší příspěvky byly provedeny ve stejné vědecké éře v oblasti elektrické vědy; a oba mají jednotku SI pojmenovanou na jejich počest.
Úvod do Humphry Davy and More Science
Faradayovo vzdělávání učinilo další krok vzhůru, když se William Dance, zákazník knihkupectví, zeptal, zda chtěl by, aby lístky slyšeli přednášet sira Humphryho Davyho v Royal Institution.
Sir Humphry Davy byl jedním z nejznámějších vědců na světě. Faraday skočil na šanci a zúčastnil se čtyř přednášek o jednom z nejnovějších problémů v chemii – definování kyselosti. Na přednáškách sledoval, jak Davy provádí experimenty.
V tomto světě chtěl žít, řekl si. Dělal si poznámky a poté do poznámek přidal tolik dodatků, že vytvořil 300stránkovou ručně psanou knihu, kterou svázal a poslal jako poctu Davymu.
Kresba z roku 1802 od Jamese Gillraye z další vzrušující vědecké přednášky v Royal Institution! Humphry Davy je tmavovlasý muž, který drží plynový vak.
V této době Faraday zahájil sofistikovanější experimenty v zadní části knihkupectví a postavil elektrickou baterii pomocí měděných mincí a zinkových disků oddělené vlhkým, slaným papírem. Pomocí své baterie rozkládal chemikálie, jako je síran hořečnatý. To byl typ chemie, kterou Humphry Davy propagoval.
V říjnu 1812 Faradayovo učení skončilo a začal pracovat jako knihař u nového zaměstnavatele, kterého považoval za nepříjemného.
Ostatní „Neštěstí pomáhá Faradayovi
A pak došlo k šťastné nehodě (pro Faradaye). Sir Humphry Davy byl zraněn při výbuchu, když se experiment pokazil: to dočasně ovlivnilo jeho schopnost psát. Faradayovi se podařilo získat práci na několik dní a dělat si poznámky pro Davyho, na kterého zapůsobila kniha, kterou mu Faraday poslal. Konec konců knihtlačář měl určité výhody!
Když skončila jeho krátká doba jako Davyho příjemce poznámek, Faraday poslal Davymu poznámku s dotazem, zda by mohl být zaměstnán jako jeho asistent. Brzy poté byl jeden z laboratorních asistentů Davyho propuštěn kvůli zneužití a Davy poslal Faradayovi zprávu s dotazem, zda by chtěl práci chemického asistenta.
Chtěl by práci? Pracujete v Royal Institution s jedním z nejslavnějších vědců na světě? Mohla existovat pouze jedna odpověď!
Faradayův život v kontextu
Faradayův život a život souvisejících vědců a matematici.
Kariéra Michaela Faradaye v Royal Institution
Faraday začal pracovat v Royal Institution ve Velké Británii ve věku 21 let 1. března 1813.
Jeho plat byl dobrý a dostal místo v podkroví Royal Institution, kde bydlel. Byl velmi spokojený s tím, jak se věci vyvinuly.
Předpokládal, že bude spojován s Royal Institution po dobu 54 let, až skončí jako profesor chemie. Jeho první práce byla jako chemický asistent, příprava aparátu pro experimenty a přednášky. Jednalo se o práci s chloridem dusitým, výbušninou, která už Davyho zranila. Samotný Faraday byl krátce vyřazen z bezvědomí další explozí chloridu dusíku a pak se Davy znovu zranil a nakonec s touto konkrétní látkou skončil.
Po pouhých sedmi měsících v Royal Institution vzal Davy Faradaye jako jeho sekretářka na turné po Evropě, které trvalo 18 měsíců.
Faraday se setkal s mnoha největšími evropskými vědci, včetně Alessandra Volty, který je zobrazen výše.
Během této doby se Faraday setkal s velkými vědci, jako je André-Marie Ampère v Paříži a Alessandro Volta v Miláně. V některých ohledech se turné chovalo jako vysokoškolské vzdělání a Faraday se z toho hodně naučil.
Byl však pro většinu turné nešťastný, protože kromě vědecké a sekretářské práce musel být osobním služebníkem Davy a Davyho manželky, což ho nebavilo. Davyho manželka odmítla zacházet s Faradayem jako se rovným, protože pocházel z nižší třídy.
Po návratu do Londýna to však začalo vypadat znovu lépe. Královská instituce obnovila Faradayovu smlouvu a zvýšila jeho plat. Davy ho dokonce začal uznávat v akademických pracích:
„Zadlužen panu Michaelovi Faradayovi za velmi schopnou pomoc.“
V roce 1816, ve věku 24 let, Faraday přednesl svou vůbec první přednášku o vlastnostech hmoty Městské filozofické společnosti. A vydal svůj vůbec první akademický dokument, v němž diskutoval o své analýze vápníku hydroxid v Quarterly Journal of Science.
V roce 1821, ve věku 29 let, byl povýšen na vrchního dozorce domu a laboratoře královského ústavu. Oženil se také se Sarah Barnardovou. Spolu s nevěstou bydleli v pokojích v Královském ústavu po většinu následujících 46 let: už nebyli v podkrovních pokojích, bydleli v pohodlném apartmá, ve kterém kdysi žil sám Humphry Davy.
V roce 1824, ve věku 32, byl zvolen do Královská společnost. Bylo to uznání, že se sám stal pozoruhodným vědcem.
V roce 1825, ve věku 33 let, se stal ředitelem laboratoře Royal Institution’s Laboratory.
V roce 18 Ve věku 33 let se stal Fullerianským profesorem chemie v Royal Institution of Great Britain. Tuto pozici zastával po zbytek svého života.
V roce 1848, ve věku 54 let, a znovu v roce 1858 mu bylo nabídnuto předsednictví Královské společnosti, ale on to odmítl.
Vědecké úspěchy a objevy Michaela Faradaye
Bylo by snadné vyplnit knihu s podrobnostmi o všech Faradayových objevech – v chemii i fyzice. Není náhodou, že Albert Einstein ve své kanceláři uchovával fotografie tří vědců: Isaaca Newtona, Jamese Clerka Maxwella a Michaela Faradaye.
Kupodivu, i když v životě Faradaye lidé začali používat slovo fyzik, Faradayovi se toto slovo nelíbilo a vždy se popisoval jako filozof.
Byl to muž oddaný objevování prostřednictvím experimentování a proslavil se tím, že se nikdy nevzdal myšlenek, které vycházely z jeho vědecké intuice.
Pokud si myslel, že nápad je dobrý, experimentoval by s několika neúspěchy, dokud nedosáhl toho, co očekával; nebo dokud konečně nerozhodl, že matka příroda ukázala, že jeho intuice je špatná – ale v případě Faradaye to bylo vzácné.
Zde jsou některé z jeho nejpozoruhodnějších objevů:
1821: Objev elektromagnetické rotace
Toto je pohled na to, co by se nakonec vyvinulo v elektrický motor, na základě objevu Hanse Christiana Oersteda, že vodič nesoucí elektrický proud má magnetické vlastnosti.
Faradayův elektromagnetický rotační přístroj. Elektřina protéká dráty. Kapalinou v kalíšcích je rtuť, dobrý vodič elektřiny. V kalíšku vpravo se kovový drát nepřetržitě otáčí kolem centrálního magnetu, dokud obvodem protéká elektrický proud.
1823: Zkapalňování a chlazení plynu
V roce 1802 John Dalton prohlásil, že věří, že všechny plyny mohou být zkapalněny použitím nízkých teplot a / nebo vysokých tlaků.Faraday poskytl přesvědčivé důkazy o Daltonově přesvědčení, když použil vysoké tlaky k výrobě vůbec prvních kapalných vzorků chloru a amoniaku.
Ukázalo se, že amoniak lze pod tlakem zkapalnit a poté odpařit, aby došlo k ochlazení, což vedlo ke komerčnímu chlazení.
Zkapalňování amoniaku mělo další význam, protože Faraday poznamenal, nechal amoniak znovu odpařit, způsobil ochlazení.
Princip chlazení umělým odpařováním veřejně demonstroval William Cullen v Edinburghu v roce 1756. Cullen použil čerpadlo ke snížení tlaku nad baňkou etheru, což způsobilo rychlé odpaření etheru. Odpařování způsobilo ochlazení a na vnější straně baňky se vytvořil led, když s ním přišla vlhkost ze vzduchu.
Význam Faradayova objevu spočíval v tom, že ukázal, že mechanická čerpadla mohou přeměňovat plyn při pokojové teplotě na kapalinu. Kapalina by pak mohla být odpařena, ochlazována na její okolí a výsledný plyn mohl být shromažďován a znovu stlačován pomocí čerpadla do kapaliny, poté by se celý cyklus mohl opakovat. To je základem toho, jak fungují moderní chladničky a mrazničky.
V roce 1862 předvedl Ferdinand Carré na výstavě Universal London první komerční stroj na výrobu ledu na světě. Stroj používal jako chladivo amoniak a vyráběl led rychlostí 200 kg za hodinu.
1825: Objev benzenu
Historicky je benzen jednou z nejdůležitějších látek v chemii , obojí v praktickém smyslu – tj. výroba nových materiálů; a v teoretickém smyslu – tj. porozumění chemické vazbě. Michael Faraday objevil benzen v olejovém zbytku po výrobě plynu pro osvětlení v Londýně.
A model molekuly benzenu.
1831: Objev elektromagnetické indukce
Jednalo se o nesmírně důležitý objev pro budoucnost vědy i techniky. Faraday objevil, že měnící se magnetické pole způsobuje tok elektřiny v elektrickém obvodu.
Pohyb magnetu způsobí protékání proudu. Abyste mohli pozorovat malý proud způsobený malým magnetem, potřebujete citlivý ampérmetr. Čím silnější je magnet, tím větší je proud. Zatlačení tyčového magnetu do cívky drátu může generovat větší proud.
Například pohyb podkovového magnetu po drátu vytváří elektrický proud, protože pohyb magnetu způsobuje měnící se magnetické pole.
Dříve mohli lidé vyrábět elektrický proud pouze z baterie. Nyní Faraday ukázal, že pohyb lze přeměnit na elektřinu – nebo ve více vědeckém jazyce lze kinetickou energii přeměnit na elektrickou energii.
Většina energie v našich domovech se dnes vyrábí pomocí tohoto principu. Rotace (kinetická energie) se převádí na elektřinu pomocí elektromagnetické indukce. Rotace může být produkována vysokotlakou párou z uhlí, plynu nebo turbíny na otáčení jaderné energie; nebo vodními elektrárnami; nebo například pomocí větrných turbín.
1834: Faradayovy zákony elektrolýzy
Faraday byl jedním z hlavních hráčů při založení nové vědy o elektrochemii, která studuje události na rozhraní elektrod s iontovými látkami. Elektrochemie je věda, která vyrábí lithium-iontové baterie a kovové hydridové baterie schopné napájet moderní mobilní technologii. Faradayovy zákony jsou zásadní pro naše chápání reakcí baterií a elektrod.
1836: Vynález Faradayovy klece
Faraday zjistil, že když se nabije jakýkoli elektrický vodič, veškerý další náboj se zapne na vnější straně vodiče. To znamená, že se příplatek neobjevuje na vnitřní straně místnosti nebo kovové kleci.
Obrázek v horní části této stránky ukazuje muže na sobě Faradayův oblek, který má kovovou podšívku a chrání ho před elektřinou mimo jeho oblek.
Kromě ochrany lidí mohou být do Faradayovy klece umístěny citlivé elektrické nebo elektrochemické experimenty, aby se zabránilo rušení vnější elektrickou aktivitou.
Faradayovy klece mohou také vytvářet mrtvé zóny pro mobilní komunikaci.
Zde kovové tělo vozu funguje jako Faradayova klec a chrání cestující před elektrickým výbojem .
1845: Objev Faradayova efektu – magnetooptický efekt
Toto byl další zásadní experiment v historii vědy, první, který spojil elektromagnetismus a světlo – odkaz konečně plně popsaný rovnicemi Jamese Clerka Maxwella z roku 1864, které prokázaly, že světlo je elektromagnetická vlna.
Faraday zjistil, že magnetické pole způsobuje rotaci roviny polarizace světla.
… když byly opačné magnetické póly na stejné straně, došlo k účinku vyvolanému na polarizovaném paprsku, a tak bylo prokázáno, že magnetická síla a světlo mít vzájemný vztah …
Faraday je a vždy musí zůstat otcem této rozšířené vědy o elektromagnetismu.
1845: Objev diamantismu jako majetku všeho hmotného
Většina lidí je obeznámena s feromagnetismem – typem zobrazovaným normálními magnety.
Žába je mírně diamagnetická. Diamagnetismus je proti magnetickému poli – v tomto případě velmi silnému magnetickému poli – a žába plave kvůli magnetickému odpuzování. Obrázek: Lijnis Nelemans, High Field Magnet Laboratory, Radboud University Nijmegen.
Faraday zjistil, že všechny látky jsou diamagnetické – většina z nich je slabá, některé silně.
Diamagnetismus je proti směru aplikovaného magnetické pole.
Pokud byste například drželi severní pól magnetu poblíž silně diamagnetické látky, byla by tato látka magnetem odtlačena.
Diamagnetismus v materiálech, vyvolaný velmi silným moderní magnety, lze použít k výrobě levitace. Dokonce i živé bytosti, jako jsou žáby, jsou diamagnetické – a lze je vznášet v silném magnetickém poli.
Konec
Michael Faraday zemřel ve věku 75 let 25. srpna 1867 v Londýně. Přežila ho jeho manželka Sarah. Neměli žádné děti. Celý život byl oddaným křesťanem a patřil k malé větvi náboženství zvané Sandemanians.
Během svého života mu byl nabídnut pohřeb ve Westminsterském opatství spolu s britskými králi a královnami a vědci postavy Isaaca Newtona. Odmítl to ve prospěch skromnějšího místa odpočinku. Jeho hrob, kde je také pohřbena Sarah, lze dodnes vidět na londýnském hřbitově Highgate.
Příroda je naším nejlaskavějším přítelem a nejlepším kritikem experimentální vědy, pokud dovolíme, aby její náznaky upadly nestranně do naší mysli.
Čím více studujeme práci Faradaye s perspektiva času, tím víc na nás zapůsobí jeho bezkonkurenční genialita experimentátora a přírodního filozofa. Když vezmeme v úvahu velikost a rozsah jeho objevů a jejich vliv na pokrok vědy a průmyslu, není tu žádná velká čest, abychom si zasloužili památku Michaela Faradaye – jednoho z největších vědeckých objevitelů všech dob.
Zdá se nám, že jsou téměř proroctví, protože jsme nyní viděli, že světlo lze ve skutečnosti zmagnetizovat a … v samotné přírodě, v polární záři, příklad osvětlení magnetických siločar Země pomocí elektrony unikající ze slunce.
Autor této stránky: Dokument | © Všechna práva vyhrazena.
Citovat tuto stránku
Použijte prosím následující citaci vyhovující MLA:
"Michael Faraday." Famous Scientists. famousscientists.org. 24 Nov. 2014. Web. <www.famousscientists.org/michael-faraday/>.
Publikoval FamousScientists.org
Další čtení
Alfred Marshall Mayer
Henry a Faraday
Měsíčník populárních věd, svazek 18, listopad 1880
