Michael Faraday, som kom fra en veldig fattig familie, ble en av de største forskerne i historien. Hans prestasjon var bemerkelsesverdig i en tid da vitenskap vanligvis var bevaring av mennesker født i velstående familier. Enheten med elektrisk kapasitans blir kalt farad til hans ære, med symbolet F.
Education and Early Life
Michael Faraday ble født 22. september 1791 i London, England, Storbritannia. Han var det tredje barnet til James og Margaret Faraday. Faren hans var smed som fikk dårlig helse. Før ekteskapet hadde moren hans vært en tjener. Familien levde i en viss grad av fattigdom.
Michael Faraday gikk på en lokal skole til han var 13, hvor han fikk en grunnleggende utdannelse. For å tjene penger for familien begynte han å jobbe som leveringsgutt i en bokhandel. Han jobbet hardt og imponerte arbeidsgiveren sin. Etter et år ble han forfremmet til å bli lærlingbokbinder.
Bookbinding and Discovering Science
Michael Faraday var ivrig etter å lære mer om verden – han begrenset seg ikke til å binde butikkens bøker. Etter å ha jobbet hardt hver dag brukte han fritiden sin på å lese bøkene han hadde bundet.
Etter hvert fant han ut at han leste mer og mer om vitenskap. Spesielt to bøker trollbundet ham:
- The Encyclopedia Britannica – hans kilde for elektrisk kunnskap og mye mer
- Samtaler om kjemi – 600 sider med kjemi for vanlige mennesker skrevet av Jane Marcet
Han ble så fascinert at han begynte å bruke en del av sin magre lønn på kjemikalier og apparater for å bekrefte sannheten i det han leste.
Etter hvert som han lærte mer om vitenskap, hørte han at den velkjente forskeren John Tatum skulle holde en serie offentlige foredrag om naturfilosofi (fysikk). For å delta på forelesningene ville gebyret være en skilling – for mye for Michael Faraday. Hans eldre bror, en smed, imponert over brorens voksende hengivenhet for vitenskapen, ga ham den skilling han trengte.
Det er verdt å si at parallellene i Michael Faraday og Joseph Henrys liv er ganske slående. Begge ble født i fattigdom; hadde fedre som ofte ikke kunne jobbe på grunn av dårlig helse; ble lærlinger; ble inspirert til å bli forskere ved å lese bestemte bøker; var trofaste religiøse; ble laboratorieassistenter; deres største bidrag ble gitt i samme vitenskapelige tid innen elektrofag; og begge har en SI-enhet som er oppkalt til ære for dem.
Introduksjon til Humphry Davy and More Science
Faradays utdannelse tok enda et skritt oppover da William Dance, en kunde i bokhandelen, spurte om han ønsker billetter for å høre Sir Humphry Davy foreleser ved Royal Institution.
Sir Humphry Davy var en av de mest kjente forskerne i verden. Faraday hoppet på sjansen og deltok på fire foredrag om et av de nyeste problemene innen kjemi – å definere surhet. Han så Davy utføre eksperimenter på forelesningene.
Dette var verden han ønsket å leve i, fortalte han seg selv. Han tok notater og gjorde så så mange tillegg til notatene at han produserte en 300-siders håndskrevet bok, som han bundet og sendte til Davy som en hyllest.
1802-tegning av James Gillray av nok et spennende vitenskapelig foredrag ved Royal Institution! Humphry Davy er den mørkhårede mannen som holder bensinposen.
På denne tiden hadde Faraday begynt på mer sofistikerte eksperimenter bak på bokhandelen, og bygde et elektrisk batteri med kobbermynter og sinkplater atskilt med fuktig, salt papir. Han brukte batteriet til å spalte kjemikalier som magnesiumsulfat. Dette var den typen kjemi Humphry Davy hadde vært pioner i.
I oktober 1812 ble Faradays lærlingetid avsluttet, og han begynte å jobbe som bokbinder hos en ny arbeidsgiver, som han syntes var ubehagelig.
Andre ‘Ulykker hjelper Faraday
Og så var det en heldig (for Faraday) ulykke. Sir Humphry Davy ble skadet i en eksplosjon da et eksperiment gikk galt: dette påvirket hans skriveevne midlertidig. Faraday klarte å få arbeid i noen dager med å ta notater til Davy, som hadde blitt imponert over boken Faraday hadde sendt ham. Det var tross alt noen fordeler med å være bokbind!
Da den korte tiden som Davys notatblokker tok slutt, sendte Faraday et notat til Davy og spurte om han kanskje var ansatt som sin assistent. Rett etter dette ble en av Davys laboratorieassistenter sparket for ugjerning, og Davy sendte en melding til Faraday og spurte ham om han ville ha jobben som kjemisk assistent.
Ønsker han jobben? Jobber du i Royal Institution, med en av de mest kjente forskerne i verden? Det kunne bare være ett svar!
Faradays levetid i kontekst
Faradays levetid og levetiden til relaterte forskere og matematikere.
Michael Faradays karriere ved Royal Institution
Faraday begynte å jobbe ved Royal Institution of Great Britain i en alder av 21 år 1. mars 1813.
Lønnen hans var god, og han fikk et rom på Royal Institution’s loft å bo i. Han var veldig fornøyd med hvordan ting hadde blitt.
Han var bestemt til å være tilknyttet Royal Institution i 54 år, og endte opp som professor i kjemi. Hans første jobb var som kjemisk assistent, forberedte apparater for eksperimenter og foredrag. Dette innebar å jobbe med nitrogentriklorid, det eksplosive stoffet som allerede hadde skadet Davy. Faraday selv ble banket bevisstløs kort av en annen nitrogenklorideksplosjon, og deretter ble Davy skadet igjen, og endelig slutt på å jobbe med det aktuelle stoffet.
Etter bare syv måneder ved Royal Institution, tok Davy Faraday som sin sekretær på en omvisning i Europa som varte i 18 måneder.
Faraday møtte mange av Europas største forskere, inkludert Alessandro Volta, avbildet ovenfor.
I løpet av denne tiden møtte Faraday store forskere som André-Marie Ampère i Paris og Alessandro Volta i Milano. På noen måter fungerte turen som en universitetsutdanning, og Faraday lærte mye av den.
Han var imidlertid ulykkelig for mye av turen, for i tillegg til sitt vitenskapelige og sekretærarbeid, ble han krevd å være en personlig tjener for Davy og Davys kone, noe han ikke likte. Davys kone nektet å behandle Faraday som en likemann, fordi han hadde kommet fra en familie fra lavere klasse.
Tilbake i London begynte imidlertid ting å se bedre ut igjen. Royal Institution fornyet Faradays kontrakt og økte lønnen. Davy begynte til og med å anerkjenne ham i akademiske papirer:
«Gjeld til Michael Faraday for mye dyktig hjelp.»
I 1816, 24 år gammel, holdt Faraday sin første forelesning om stoffets egenskaper til City Philosophical Society. Og han publiserte sin første akademiske artikkel noensinne og diskuterte sin analyse av kalsium hydroksid, i Quarterly Journal of Science.
I 1821, 29 år gammel, ble han forfremmet til å være superintendent for House and Laboratory of the Royal Institution. Han giftet seg også med Sarah Barnard. Han og hans brud bodde i rom i Royal Institution det meste av de neste 46 årene: ikke lenger i loftrom, de bodde i en komfortabel suite Humphry Davy selv en gang hadde bodd i.
I 1824, 32 år gammel, ble han valgt til Royal Society. Dette var en erkjennelse av at han hadde blitt en bemerkelsesverdig forsker i seg selv.
I 1825, 33 år gammel, ble han direktør for Royal Institution’s Laboratory.
I 18 33, 41 år gammel, ble han fullerian professor i kjemi ved Royal Institution of Great Britain. Han hadde denne stillingen resten av livet.
I 1848, 54 år gammel, og igjen i 1858, ble han tilbudt presidentskapet for Royal Society, men han takket nei til.
Michael Faradays vitenskapelige prestasjoner og oppdagelser
Det ville være enkelt å fylle en bok med detaljer om alle Faradays funn – både i kjemi og fysikk. Det er ikke en ulykke som Albert Einstein pleide å ha bilder av tre forskere på kontoret sitt: Isaac Newton, James Clerk Maxwell og Michael Faraday.
Morsomt nok, selv om folk i Faradays levetid hadde begynt å bruke ordet fysiker, mislikte Faraday ordet og beskrev alltid seg selv som en filosof.
Han var en mann viet til oppdagelse gjennom eksperimentering, og han var kjent for aldri å gi opp ideene som kom fra hans vitenskapelige intuisjon.
Hvis han syntes en ide var god, ville han fortsette å eksperimentere gjennom flere feil til han fikk det han forventet; eller til han endelig bestemte seg for at Mother Nature hadde vist sin intuisjon å være feil – men i Faradays tilfelle var dette sjeldent.
Her er noen av hans mest bemerkelsesverdige oppdagelser:
1821: Oppdagelse av elektromagnetisk rotasjon
Dette er et glimt av det som til slutt vil utvikle seg til den elektriske motoren, basert på Hans Christian Oersteds oppdagelse at en ledning som bærer elektrisk strøm har magnetiske egenskaper.
Faradays elektromagnetiske rotasjonsapparat. Elektrisitet strømmer gjennom ledningene. Væsken i koppene er kvikksølv, en god leder av elektrisitet. I koppen til høyre roterer metalltråden kontinuerlig rundt den sentrale magneten så lenge elektrisk strøm strømmer gjennom kretsen.
1823: Gass flyt og kjøling
I 1802 hadde John Dalton uttalt sin tro på at alle gasser kunne bli flytende ved bruk av lave temperaturer og / eller høyt trykk.Faraday ga harde bevis for Daltons tro da han brukte høyt trykk for å produsere de aller første flytende prøvene av klor og ammoniakk.
Viser at ammoniakk kan flytes under trykk og deretter fordampes for å forårsake avkjøling, førte til kommersiell nedkjøling.
Ammoniakkens fortetting var av ytterligere interesse, fordi Faraday observerte det da han tillot ammoniakken å fordampe igjen, forårsaket det avkjøling.
Prinsippet om avkjøling ved kunstig fordampning ble demonstrert offentlig av William Cullen i Edinburgh i 1756. Cullen hadde brukt en pumpe for å redusere trykket over en eterkolbe, noe som fikk eteren til å fordampe raskt. Fordampningen forårsaket avkjøling, og det ble dannet is på utsiden av kolben da fuktighet fra luften kom i kontakt med den.
Viktigheten av Faradays oppdagelse var at han hadde vist at mekaniske pumper kunne transformere en gass ved romtemperatur til en væske. Væsken kunne deretter fordampes, kjøle omgivelsene og den resulterende gassen kunne samles opp og komprimeres av en pumpe til en væske igjen, så kunne hele syklusen gjentas. Dette er grunnlaget for hvordan moderne kjøleskap og frysere fungerer.
I 1862 demonstrerte Ferdinand Carré verdens første kommersielle ismaskin på Universal London Exhibition. Maskinen brukte ammoniakk som kjølevæske og produserte is med en hastighet på 200 kg per time.
1825: Oppdagelse av benzen
Historisk sett er benzen et av de viktigste stoffene i kjemi , både i praktisk forstand – dvs. å lage nye materialer; og i teoretisk forstand – dvs. forståelse av kjemisk binding. Michael Faraday oppdaget benzen i den oljeaktige resten som ble etterlatt fra å produsere gass til belysning i London.
A modell av et benzenmolekyl.
1831: Oppdagelse av elektromagnetisk induksjon
Dette var en enormt viktig oppdagelse for fremtiden for både vitenskap og teknologi. Faraday oppdaget at et varierende magnetfelt får strøm til å strømme i en elektrisk krets.
Hvis du beveger magneten, strømmer den. Du trenger et følsomt amperemeter for å observere den lille strømmen forårsaket av en liten magnet. Jo sterkere magneten er, desto større er strømmen. Å skyve en stangmagnet inn i en trådspole kan generere en større strøm.
Hvis du for eksempel beveger en hesteskomagnet over en ledning, produseres en elektrisk strøm fordi magnetens bevegelse forårsaker et varierende magnetfelt.
Tidligere hadde folk bare kunnet produsere elektrisk strøm med et batteri. Nå hadde Faraday vist at bevegelse kan gjøres om til elektrisitet – eller på et mer vitenskapelig språk kan kinetisk energi konverteres til elektrisk energi.
Det meste av kraften i våre hjem i dag produseres ved hjelp av dette prinsippet. Rotasjon (kinetisk energi) konverteres til elektrisitet ved hjelp av elektromagnetisk induksjon. Rotasjonen kan produseres av høytrykksdamp fra kull-, gass- eller kjernekraftturbiner; eller av vannkraftverk; eller med vindturbiner, for eksempel.
1834: Faradays lov om elektrolyse
Faraday var en av de viktigste aktørene i grunnleggelsen av den nye vitenskapen om elektrokjemi, som studerer hendelser kl. grensesnittene mellom elektroder og ioniske stoffer. Elektrokjemi er vitenskapen som har produsert Li ion-batterier og metallhydridbatterier som er i stand til å drive moderne mobil teknologi. Faradays lover er avgjørende for vår forståelse av batterier og elektrodereaksjoner.
1836: Oppfinnelse av Faraday-buret
Faraday oppdaget at når en hvilken som helst elektrisk leder blir ladet, sitter all ekstra kostnad på utsiden av konduktøren. Dette betyr at ekstra kostnad ikke vises på innsiden av et rom eller bur laget av metall.
Bildet øverst på denne siden viser en mann som har på seg Faraday-drakten, som har et metallfôr som holder ham beskyttet mot strømmen utenfor dressen.
I tillegg til å tilby beskyttelse for mennesker, kan sensitive elektriske eller elektrokjemiske eksperimenter plasseres inne i et Faraday Cage for å forhindre interferens fra ekstern elektrisk aktivitet.
Faraday-bur kan også opprette dødsoner for mobilkommunikasjon.
Her fungerer en bils metallkarosseri som et Faraday Cage og beskytter passasjerene mot elektrisk utladning .
1845: Oppdagelse av Faraday-effekten – en magneto-optisk effekt
Dette var nok et viktig eksperiment i vitenskapens historie, det første som koblet elektromagnetisme og lys – en lenke som til slutt ble beskrevet fullstendig av James Clerk Maxwells ligninger i 1864, som slo fast at lys er en elektromagnetisk bølge.
Faraday oppdaget at et magnetfelt får lyspolarisasjonsplanet til å rotere.
… når de motsatte magnetpolene var på samme side, var det en effekt som ble produsert på den polariserte strålen, og dermed ble magnetisk kraft og lys bevist ha forhold til hverandre …
Faraday er, og må alltid forbli, far til den utvidede vitenskapen om elektromagnetisme.
1845: Discovery of Diamagnetism as a Property of all Matter
De fleste er kjent med ferromagnetisme – typen som vises med normale magneter.
Frosken er litt diamagnetisk. Diamagnetismen motarbeider et magnetfelt – i dette tilfellet et veldig sterkt magnetfelt – og frosken flyter på grunn av magnetisk frastøting. Bilde av Lijnis Nelemans, High Field Magnet Laboratory, Radboud University Nijmegen.
Faraday oppdaget at alle stoffer er diamagnetiske – de fleste er svakt så, noen er sterkt så.
Diamagnetisme motsetter retning av en anvendt magnetfelt.
Hvis du for eksempel holdt nordpolen til en magnet nær et sterkt diamagnetisk stoff, ville dette stoffet bli skjøvet bort av magneten.
Diamagnetisme i materialer, indusert av veldig sterk moderne magneter, kan brukes til å produsere levitasjon. Selv levende ting, som frosker, er diamagnetiske – og kan svekkes i et sterkt magnetfelt.
Slutten
Michael Faraday døde 75 år gammel den 25. august 1867 i London. Han ble etterlatt av kona Sarah. De hadde ingen barn. Han hadde vært en troende kristen hele livet, og tilhørte en liten gren av religionen kalt Sandemanians.
I løpet av sitt liv ble han tilbudt gravlegging i Westminster Abbey sammen med Storbritannias konger og dronninger og forskere av Isaac Newton. Han takket nei til dette, til fordel for et mer beskjedent hvilested. Graven hans, hvor også Sarah er gravlagt, kan fremdeles sees på Londons Highgate Cemetery.
Naturen er vår snilleste venn og beste kritiker innen eksperimentell vitenskap hvis vi bare lar hennes antydninger falle upartisk i våre sinn.
Jo mer vi studerer Faradays arbeid med tidens perspektiv, jo mer blir vi imponert over hans uovertruffen geni som eksperimentator og naturfilosof. Når vi tar i betraktning størrelsen og omfanget av hans oppdagelser og deres innflytelse på vitenskapens og industriens fremgang, er det ingen ære for stor å betale til minnet om Michael Faraday – en av de største vitenskapelige oppdagerne gjennom tidene.
… og minnes de to titlene på Faradays grunnleggende arbeid: «Magnetisering av lys», «Belysning av kraftlinjer.»
De ser ut til å være nesten profetier, fordi vi nå har sett at lys faktisk kan magnetiseres, og … i naturen selv, i nordlyset, et eksempel på belysning av de magnetiske kraftlinjene på jorden ved elektronene som rømmer fra solen.
Forfatter av denne siden: Doc
© Alle rettigheter reservert.
Sitat denne siden
Bruk følgende sitat som samsvarer med MLA:
"Michael Faraday." Famous Scientists. famousscientists.org. 24 Nov. 2014. Web. <www.famousscientists.org/michael-faraday/>.
Publisert av FamousScientists.org
Videre lesing
Alfred Marshall Mayer
Henry og Faraday
Popular Science Monthly, bind 18, november 1880
