Michael Faraday, der kom fra en meget fattig familie, blev en af de største videnskabsmænd i historien. Hans præstation var bemærkelsesværdig i en tid, hvor videnskab normalt var bevarelsen af mennesker, der blev født i velhavende familier. Enheden med elektrisk kapacitans hedder farad til hans ære med symbolet F.
Uddannelse og tidligt liv
Michael Faraday blev født den 22. september 1791 i London, England, UK. Han var det tredje barn til James og Margaret Faraday. Hans far var en smed, der led dårligt helbred. Før ægteskabet havde hans mor været tjener. Familien levede i en grad af fattigdom.
Michael Faraday gik på en lokal skole indtil han var 13, hvor han modtog en grundlæggende uddannelse. For at tjene penge til familien begyndte han at arbejde som leveringsdreng for en boghandel. Han arbejdede hårdt og imponerede sin arbejdsgiver. Efter et år blev han forfremmet til at blive en lærlingbogsbind.
Bogbinding og opdagelse af videnskab
Michael Faraday var ivrig efter at lære mere om verden – han begrænsede sig ikke til at binde forretningens bøger. Efter at have arbejdet hårdt hver dag brugte han sin fritid på at læse de bøger, han havde bundet.
Efterhånden fandt han ud af, at han læste mere og mere om videnskab. Især to bøger fængslede ham:
- Encyclopedia Britannica – hans kilde til elektrisk viden og meget mere
- Samtaler om kemi – 600 sider kemi for almindelige mennesker skrevet af Jane Marcet
Han blev så fascineret, at han begyndte at bruge en del af sin magre løn på kemikalier og apparater for at bekræfte sandheden af det, han læste.
Efterhånden som han lærte mere om videnskab, hørte han, at den velkendte videnskabsmand John Tatum skulle holde en række offentlige foredrag om naturfilosofi (fysik). For at deltage i forelæsningerne ville gebyret være en skilling – for meget for Michael Faraday. Hans ældre bror, en smed, imponeret over hans brors voksende hengivenhed for videnskaben, gav ham den shilling, han havde brug for.
Det er værd at sige, at parallellerne i Michael Faradays og Joseph Henrys liv er ret slående. Begge blev født i fattigdom; havde fædre, der ofte ikke kunne arbejde på grund af dårligt helbred; blev lærlinge; blev inspireret til at blive forskere ved at læse bestemte bøger; var fromme religiøse; blev laboratorieassistenter; deres største bidrag blev leveret i den samme videnskabelige æra inden for elektrovidenskab; og begge har en SI-enhed navngivet til deres ære.
Introduktion til Humphry Davy og mere videnskab
Faradays uddannelse tog endnu et skridt opad, da William Dance, en kunde i boghandlen, spurgte om han vil gerne have billetter til at høre Sir Humphry Davy forelæsning ved Royal Institution.
Sir Humphry Davy var en af de mest berømte forskere i verden. Faraday sprang på chancen og deltog i fire forelæsninger om et af de nyeste problemer inden for kemi – at definere surhed. Han så Davy udføre eksperimenter på forelæsningerne.
Dette var den verden, han ønskede at leve i, fortalte han sig selv. Han tog noter og lavede så så mange tilføjelser til noterne, at han producerede en 300-siders håndskrevet bog, som han bandt og sendte til Davy som en hyldest.
1802-tegning af James Gillray af endnu en spændende videnskabsforelæsning ved Royal Institution! Humphry Davy er den mørkehårede mand, der holder bensinposen.
På dette tidspunkt var Faraday begyndt på mere sofistikerede eksperimenter bag på boghandlen og byggede et elektrisk batteri ved hjælp af kobbermønter og zinkskiver adskilt af fugtigt, salt papir. Han brugte sit batteri til at nedbryde kemikalier som magnesiumsulfat. Dette var den type kemi, som Humphry Davy havde været banebrydende for.
I oktober 1812 sluttede Faradays lærlingeuddannelse, og han begyndte at arbejde som bogbinder hos en ny arbejdsgiver, som han fandt ubehagelig.
Andre ‘Ulykker hjælper Faraday
Og så var der en heldig (for Faraday) ulykke. Sir Humphry Davy blev såret i en eksplosion, da et eksperiment gik galt: dette påvirkede midlertidigt hans evne til at skrive. Faraday formåede at få arbejde i et par dage med at tage notater til Davy, som var imponeret over den bog, Faraday havde sendt ham. Der var trods alt nogle fordele ved at være bogbinder!
Da hans korte tid som Davys notatoptager sluttede, sendte Faraday en note til Davy og spurgte, om han måske var ansat som sin assistent. Kort efter dette blev en af Davys laboratorieassistenter fyret for forseelse, og Davy sendte en besked til Faraday, hvor han spurgte, om han ikke ville have jobbet som kemisk assistent.
Vil han gerne have jobbet? Arbejder du i Royal Institution med en af de mest berømte forskere i verden? Der kunne kun være et svar!
Faradays levetid i sammenhæng
Faradays levetid og relaterede forskers levetid og matematikere.
Michael Faradays karriere ved Royal Institution
Faraday begyndte at arbejde på Royal Institution of Great Britain i en alder af 21 den 1. marts 1813.
Hans løn var god, og han fik et værelse på Royal Institution’s loft at bo i. Han var meget tilfreds med den måde, tingene var blevet på.
Han var bestemt til at være tilknyttet Royal Institution i 54 år og ender som professor i kemi. Hans første job var som kemisk assistent og forberedte apparater til eksperimenter og foredrag. Dette involverede arbejde med nitrogentrichlorid, det eksplosive stof, som allerede havde skadet Davy. Faraday selv blev banket bevidstløs kortvarigt af endnu en kvælstofchlorideksplosion, og så blev Davy igen skadet og endelig sluttede for at arbejde med det pågældende stof.
Efter kun syv måneder ved Royal Institution tog Davy Faraday som sin sekretær på en turné i Europa, der varede 18 måneder.
Faraday mødte mange af Europas største videnskabsmænd, herunder Alessandro Volta, afbildet ovenfor.
I løbet af denne tid mødte Faraday store forskere som André-Marie Ampère i Paris og Alessandro Volta i Milano. På nogle måder fungerede turen som en universitetsuddannelse, og Faraday lærte meget af den.
Han var imidlertid utilfreds for meget af turen, for udover sit videnskabelige og sekretærarbejde blev han krævet at være en personlig tjener for Davy og Davys kone, hvilket han ikke nød. Davys kone nægtede at behandle Faraday som en lige, fordi han var kommet fra en lavere klasses familie.
Tilbage i London begyndte tingene dog at se bedre ud igen. Royal Institution fornyede Faradays kontrakt og øgede hans løn. Davy begyndte endda at anerkende ham i akademiske papirer:
“Gælder Michael Faraday for meget dygtig hjælp.”
I 1816, 24 år gammel, holdt Faraday sit første foredrag om stofets egenskaber nogensinde til City Philosophical Society. Og han offentliggjorde sin første akademiske artikel nogensinde og diskuterede sin analyse af calcium hydroxid, i Quarterly Journal of Science.
I 1821, 29 år gammel, blev han forfremmet til at være superintendent for House and Laboratory of the Royal Institution. Han giftede sig også med Sarah Barnard. Han og hans brud boede i værelser i Royal Institution i det meste af de næste 46 år: ikke længere i loftsrum, de boede i en behagelig suite, som Humphry Davy selv engang havde boet i.
I 1824, 32 år gammel, blev han valgt til Royal Society. Dette var en erkendelse af, at han var blevet en bemærkelsesværdig videnskabsmand i sig selv.
I 1825, 33 år gammel, blev han direktør for Royal Institution’s Laboratory.
I 18 33, 41 år gammel, blev han Fullerian professor i kemi ved Royal Institution of Great Britain. Han havde denne stilling resten af sit liv.
I 1848, 54 år gammel, og igen i 1858 blev han tilbudt præsidentskabet for Royal Society, men han afviste den.
Michael Faradays videnskabelige præstationer og opdagelser
Det ville være let at udfylde en bog med detaljer om alle Faradays opdagelser – inden for både kemi og fysik. Det er ikke en ulykke, som Albert Einstein brugte til at gemme fotos af tre forskere på sit kontor: Isaac Newton, James Clerk Maxwell og Michael Faraday.
Sjovt nok, selvom folk i Faradays levetid var begyndt at bruge ordet fysiker, kunne Faraday ikke lide ordet og beskrev altid sig selv som en filosof.
Han var en mand hengiven til opdagelse gennem eksperimenter, og han var berømt for aldrig at give op på ideer, der kom fra hans videnskabelige intuition.
Hvis han troede, at en idé var god, ville han fortsætte med at eksperimentere gennem flere fejl, indtil han fik det, han forventede; eller indtil han endelig besluttede, at Moder Natur havde vist, at hans intuition var forkert – men i Faradays tilfælde var dette sjældent.
Her er nogle af hans mest bemærkelsesværdige opdagelser:
1821: Opdagelse af elektromagnetisk rotation
Dette er et glimt af, hvad der til sidst ville udvikle sig til den elektriske motor, baseret på Hans Christian Oersteds opdagelse, at en ledning, der bærer elektrisk strøm, har magnetiske egenskaber.
Faradays elektromagnetiske rotationsapparat. Elektricitet strømmer gennem ledningerne. Væsken i kopperne er kviksølv, en god leder af elektricitet. I koppen til højre roterer metaltråden kontinuerligt omkring den centrale magnet, så længe elektrisk strøm strømmer gennem kredsløbet.
1823: Gasflydning og køling
I 1802 havde John Dalton erklæret sin overbevisning om, at alle gasser kunne flydes ved brug af lave temperaturer og / eller høje tryk.Faraday leverede hårde beviser for Daltons tro, da han brugte høje tryk til at producere de første flydende prøver af klor og ammoniak nogensinde.
Viser, at ammoniak kunne flydes under tryk og derefter fordampes for at forårsage afkøling, førte til kommerciel køling.
Ammoniakens fortætning var af yderligere interesse, fordi Faraday observerede det, da han tillod ammoniak at fordampe igen, det forårsagede afkøling.
Princippet om afkøling ved kunstig fordampning blev demonstreret offentligt af William Cullen i Edinburgh i 1756. Cullen havde brugt en pumpe til at reducere trykket over en eterkolbe, hvilket fik æteren til at fordampe hurtigt. Fordampningen forårsagede afkøling, og der dannedes is på ydersiden af kolben, da fugt fra luften kom i kontakt med den.
Betydningen af Faradays opdagelse var, at han havde vist, at mekaniske pumper kunne omdanne en gas ved stuetemperatur til en væske. Væsken kunne derefter fordampes, afkøle omgivelserne, og den resulterende gas kunne opsamles og komprimeres af en pumpe i en væske igen, så hele cyklussen kunne gentages. Dette er grundlaget for, hvordan moderne køleskabe og frysere fungerer.
I 1862 demonstrerede Ferdinand Carré verdens første kommercielle isfremstillingsmaskine på Universal London Exhibition. Maskinen brugte ammoniak som kølemiddel og producerede is med en hastighed på 200 kg i timen.
1825: Opdagelse af benzen
Historisk set er benzen et af de vigtigste stoffer inden for kemi , både i praktisk forstand – dvs. at fremstille nye materialer; og i teoretisk forstand – dvs. forståelse af kemisk binding. Michael Faraday opdagede benzen i den olieagtige rest, der blev efterladt fra at producere gas til belysning i London.
A model af et benzenmolekyle.
1831: Opdagelse af elektromagnetisk induktion
Dette var en enormt vigtig opdagelse for fremtiden for både videnskab og teknologi. Faraday opdagede, at et varierende magnetfelt får strøm til at strømme i et elektrisk kredsløb.
Flytning af magneten får en strøm til at strømme. Du har brug for et følsomt amperemeter for at observere den lille strøm forårsaget af en lille magnet. Jo stærkere magneten er, desto større er strømmen. At skubbe en stangmagnet ind i en trådspole kan generere en større strøm.
For eksempel frembringer en hestesko-magnet over en ledning en elektrisk strøm, fordi magnetens bevægelse forårsager et varierende magnetfelt.
Tidligere havde folk kun været i stand til at producere elektrisk strøm med et batteri. Nu havde Faraday vist, at bevægelse kunne omdannes til elektricitet – eller på et mere videnskabeligt sprog kunne kinetisk energi konverteres til elektrisk energi.
Det meste af strømmen i vores hjem i dag produceres ved hjælp af dette princip. Rotation (kinetisk energi) omdannes til elektricitet ved hjælp af elektromagnetisk induktion. Rotationen kan produceres af damp med højt tryk fra kul-, gas- eller kernenergidrejende turbiner; eller ved vandkraftværker; eller f.eks. med vindmøller.
1834: Faradays love om elektrolyse
Faraday var en af de største aktører i grundlæggelsen af den nye videnskab om elektrokemi, der studerer begivenheder på grænsefladerne mellem elektroder og ioniske stoffer. Elektrokemi er videnskaben, der har produceret Li-ion-batterier og metalhydrid-batterier, der er i stand til at drive moderne mobil teknologi. Faradays love er afgørende for vores forståelse af batterier og elektrodereaktioner.
1836: Opfindelse af Faraday-buret
Faraday opdagede, at når en elektrisk leder bliver opladet, sidder al den ekstra opladning på ydersiden af lederen. Dette betyder, at den ekstra afgift ikke vises på indersiden af et rum eller bur lavet af metal.
Billedet øverst på denne side viser en mand iført en Faraday-dragt, som har en metallisk foring, der holder ham sikker fra strømmen uden for sin dragt.
Ud over at tilbyde beskyttelse for mennesker, kan følsomme elektriske eller elektrokemiske eksperimenter placeres inde i et Faraday Cage for at forhindre interferens fra ekstern elektrisk aktivitet.
Faradays bure kan også oprette døde zoner til mobil kommunikation.
Her fungerer en bils metalhus som et Faraday-bur og beskytter passagererne mod elektrisk afladning .
1845: Opdagelse af Faraday-effekten – en magneto-optisk effekt
Dette var endnu et vigtigt eksperiment i videnskabens historie, det første til at forbinde elektromagnetisme og lys – et link, der endelig blev beskrevet fuldt ud af James Clerk Maxwells ligninger i 1864, der fastslog, at lys er en elektromagnetisk bølge.
Faraday opdagede, at et magnetfelt får lyspolarisationsplanet til at rotere.
… når de modsatte magnetiske poler var på samme side, var der en effekt produceret på den polariserede stråle, og således blev magnetisk kraft og lys bevist har relation til hinanden …
Faraday er og skal altid forblive far til den udvidede videnskab om elektromagnetisme.
1845: Opdagelse af diamagnetisme som en egenskab for alle sager
De fleste mennesker kender ferromagnetisme – den type, der vises med normale magneter.
Frøen er let diamagnetisk. Diamagnetismen modsætter sig et magnetfelt – i dette tilfælde et meget stærkt magnetfelt – og frøen flyder på grund af magnetisk frastødning. Billede af Lijnis Nelemans, High Field Magnet Laboratory, Radboud University Nijmegen.
Faraday opdagede, at alle stoffer er diamagnetiske – de fleste er svagt så, nogle er stærkt så.
Diamagnetisme modsætter sig retningen af en anvendt magnetfelt.
For eksempel, hvis du holdt nordpolen på en magnet nær et stærkt diamagnetisk stof, ville dette stof blive skubbet væk af magneten.
Diamagnetisme i materialer, induceret af meget stærk moderne magneter, kan bruges til at producere levitation. Selv levende ting, såsom frøer, er diamagnetiske – og kan leviteres i et stærkt magnetfelt.
Enden
Michael Faraday døde 75 år gammel den 25. august 1867 i London. Han blev overlevet af sin kone Sarah. De havde ingen børn. Han havde været en troende kristen hele sit liv og tilhørte en lille gren af religionen kaldet Sandemanians.
I løbet af sit liv blev han tilbudt begravelse i Westminster Abbey sammen med Storbritanniens konger og dronninger og videnskabsmænd af statuen af Isaac Newton. Han afviste dette til fordel for et mere beskedent hvilested. Hans grav, hvor Sarah også er begravet, kan stadig ses på Londons Highgate Cemetery.
Naturen er vores venligste ven og bedste kritiker inden for eksperimentel videnskab, hvis vi kun lader hendes antydninger falde upartiske i vores sind.
Jo mere vi studerer Faradays arbejde med tidens perspektiv, jo mere vi er imponeret over hans uovertrufne geni som eksperimentator og naturfilosof. Når vi overvejer størrelsen og omfanget af hans opdagelser og deres indflydelse på videnskabens og industriens fremskridt, er der ingen ære for stor til at betale til mindet om Michael Faraday – en af de største videnskabelige opdagere nogensinde.
… og minder om de to titler i Faradays grundlæggende arbejde: “Magnetisering af lys”, “Belysning af kraftlinjer.”
De ser ud til at være næsten profetier, fordi vi nu har set, at lys faktisk kan magnetiseres, og … i selve naturen i nordlyset et eksempel på belysning af jordens magnetiske kraftlinjer ved elektronerne flygter fra solen.
Forfatter af denne side: Doc
© Alle rettigheder forbeholdes.
Citer denne side
Brug følgende MLA-kompatible henvisning:
"Michael Faraday." Famous Scientists. famousscientists.org. 24 Nov. 2014. Web. <www.famousscientists.org/michael-faraday/>.
Udgivet af FamousScientists.org
Yderligere læsning
Alfred Marshall Mayer
Henry og Faraday
Popular Science Monthly, bind 18, november 1880
