ichael Faraday, care provenea dintr-o familie foarte săracă, a devenit unul dintre cei mai mari oameni de știință din istorie. Realizarea sa a fost remarcabilă într-un timp în care știința era de obicei rezerva oamenilor născuți în familii înstărite. Unitatea capacității electrice este numită farad în onoarea sa, cu simbolul F.
Educație și viață timpurie
Michael Faraday s-a născut la 22 septembrie 1791 la Londra, Anglia, REGATUL UNIT. A fost al treilea copil al lui James și Margaret Faraday. Tatăl său era un fierar care suferea o sănătate precară. Înainte de căsătorie, mama lui fusese slugă. Familia a trăit într-un grad de sărăcie.
Michael Faraday a urmat o școală locală până la vârsta de 13 ani, unde a primit o educație de bază. Pentru a câștiga bani pentru familie, a început să lucreze ca băiat de livrare pentru o librărie. A muncit din greu și și-a impresionat angajatorul. După un an, a fost promovat să devină ucenic legător de cărți.
Legarea cărților și descoperirea științei
Michael Faraday era dornic să afle mai multe despre lumea – nu s-a limitat la legarea cărților magazinului. După ce muncea din greu în fiecare zi, își petrecea timpul liber citind cărțile pe care le legase.
Treptat, a descoperit că citea din ce în ce mai mult despre știință. Două cărți în special l-au captivat:
- Enciclopedia Britanică – sursa sa de cunoștințe electrice și multe altele
- Conversații despre chimie – 600 de pagini de chimie pentru oamenii obișnuiți scrise de Jane Marcet
A devenit atât de fascinat încât a început să cheltuiască o parte din salariile sale slabe pentru produse chimice și aparate pentru a confirma adevărul a ceea ce citea.
Pe măsură ce a aflat mai multe despre știință, a auzit că cunoscutul om de știință John Tatum avea să țină o serie de prelegeri publice despre filosofia naturală (fizică). Pentru a participa la cursuri, taxa ar fi un șiling – prea mult pentru Michael Faraday. Fratele său mai mare, un fierar, impresionat de devotamentul crescând al fratelui său față de știință, i-a dat șilingul de care avea nevoie.
Merită să spunem că paralelele din viața lui Michael Faraday și Joseph Henry sunt destul de izbitoare. Ambii s-au născut în sărăcie; a avut tați care adesea nu puteau lucra din cauza sănătății; au devenit ucenici; au fost inspirați să devină oameni de știință citind anumite cărți; erau devotamente religioși; a devenit asistenți de laborator; cele mai mari contribuții ale acestora au fost aduse în aceeași eră științifică în domeniul științei electrice; și ambele au o unitate SI numită în cinstea lor.
Introducere în Humphry Davy și mai multe științe
Educația lui Faraday a făcut un alt pas în sus când William Dance, client al librăriei, a întrebat dacă ar dori bilete pentru a-l asculta pe Sir Humphry Davy prelegând la Royal Institution.
Sir Humphry Davy a fost unul dintre cei mai renumiți oameni de știință din lume. Faraday a sărit la șansă și a participat la patru prelegeri despre una dintre cele mai noi probleme în chimie – definirea acidității. La văzut pe Davy efectuând experimente la prelegeri.
Aceasta era lumea în care voia să trăiască, își spuse el. A luat notițe și apoi a făcut atât de multe adăugiri la note, încât a produs o carte scrisă de mână de 300 de pagini, pe care a legat-o și a trimis-o lui Davy ca tribut.
Un desen din 1802 realizat de James Gillray despre o altă conferință de știință interesantă la Royal Institution! Humphry Davy este bărbatul cu părul întunecat care ține punga de gaz.
În acest moment Faraday începuse experimente mai sofisticate în spatele librăriei, construind o baterie electrică folosind monede de cupru și discuri de zinc despărțite de hârtie umedă, sărată. El și-a folosit bateria pentru a descompune substanțe chimice precum sulfatul de magneziu. Acesta a fost tipul de chimie pe care l-a inițiat Humphry Davy.
În octombrie 1812 ucenicia lui Faraday sa încheiat și a început să lucreze ca legător de cărți cu un nou angajator, pe care l-a găsit neplăcut.
Alții „Nenorocirile îl ajută pe Faraday
Și apoi a existat un norocos (pentru Faraday) accident. Sir Humphry Davy a fost rănit într-o explozie când un experiment a mers prost: acest lucru i-a afectat temporar capacitatea de a scrie. Faraday a reușit să lucreze câteva zile luând notițe pentru Davy, care fusese impresionat de cartea pe care i-o trimisese Faraday. La urma urmei, a fi un legător de cărți aveau câteva avantaje!
Când scurta perioadă de timp ca preluător de note al lui Davy sa încheiat, Faraday i-a trimis o notă lui Davy, întrebându-i dacă ar putea fi angajat ca asistent al său. La scurt timp după aceea, unul dintre asistenții de laborator ai lui Davy a fost concediat pentru conduită necorespunzătoare, iar Davy i-a trimis un mesaj lui Faraday prin care îi cerea dacă ar dori slujba de asistent chimic.
I-ar plăcea slujba? Lucrați în Royal Institution, cu unul dintre cei mai renumiți oameni de știință din lume? Nu putea exista decât un singur răspuns!
Viața lui Faraday în context
Viața lui Faraday și durata de viață a oamenilor de știință afiliați și matematicieni.
Cariera lui Michael Faraday la Royal Institution
Faraday a început să lucreze la Royal Institution din Marea Britanie la vârsta de 21 de ani la 1 martie 1813.
Salariul lui era bun și i s-a oferit o cameră în podul Instituției Regale în care să locuiască. A fost foarte mulțumit de modul în care lucrurile s-au dovedit.
El a fost destinat să fie asociat cu Royal Institution timp de 54 de ani, ajungând ca profesor de chimie. Primul său loc de muncă a fost ca asistent chimic, pregătind aparate pentru experimente și prelegeri. Aceasta a implicat lucrul cu triclorură de azot, explozivul care l-a rănit deja pe Davy. Faraday însuși a fost bătut inconștient pentru o scurtă explozie de clorură de azot, iar apoi Davy a fost rănit din nou, punând în sfârșit sfârșitul lucrului cu acea substanță specială.
După doar șapte luni la Royal Institution, Davy l-a luat pe Faraday ca secretar al său într-un turneu în Europa care a durat 18 luni.
Faraday sa întâlnit cu mulți dintre cei mai mari oameni de știință din Europa, inclusiv Alessandro Volta, din imaginea de mai sus.
În acest timp, Faraday a întâlnit oameni de știință precum André-Marie Ampère la Paris și Alessandro Volta la Milano. În anumite privințe, turneul a acționat ca un învățământ universitar, iar Faraday a învățat multe din el.
El a fost, totuși, nemulțumit pentru o mare parte din turneu, deoarece, pe lângă munca sa științifică și de secretariat, i s-a cerut să fie servitor personal al soției lui Davy și a lui Davy, ceea ce nu i-a plăcut. Soția lui Davy a refuzat să-l trateze pe Faraday ca pe un egal, pentru că venise dintr-o familie de clasă inferioară.
Înapoi la Londra, însă, lucrurile au început să arate din nou mai bine. Royal Institution a reînnoit contractul lui Faraday și i-a majorat salariul. Davy chiar a început să-l recunoască în lucrări academice:
„Îndatorat domnului Michael Faraday pentru asistență foarte capabilă.”
În 1816, la vârsta de 24 de ani, Faraday a ținut prima sa prelegere, despre proprietățile materiei, către City Philosophical Society. Și a publicat prima sa lucrare academică, discutând analiza sa de calciu hidroxid, în Jurnalul trimestrial de știință.
În 1821, la vârsta de 29 de ani, a fost promovat ca Superintendent al Casei și Laboratorului Instituției Regale. S-a căsătorit și cu Sarah Barnard. El și mireasa lui locuiau în camere. în Royal Institution pentru majoritatea următorilor 46 de ani: nu mai erau în camere la mansardă, ei locuiau într-o suită confortabilă în care trăise odată Humphry Davy.
În 1824, în vârstă de 32 de ani, a fost ales în Societatea Regală. Aceasta a fost recunoașterea faptului că a devenit un om de știință notabil în sine.
În 1825, la 33 de ani, a devenit Director al Laboratorului Instituției Regale.
În 18 33, în vârstă de 41 de ani, a devenit profesor fullerian de chimie la Royal Institution of Great Britain. El a deținut această funcție pentru tot restul vieții sale.
În 1848, la vârsta de 54 de ani, și din nou în 1858 i s-a oferit președinția Societății Regale, dar a refuzat-o.
Realizări și descoperiri științifice ale lui Michael Faraday
Ar fi ușor să umpleți o carte cu detalii despre toate descoperirile lui Faraday – atât în chimie, cât și în fizică. Nu este un accident pe care Albert Einstein îl ținea în biroul său cu trei oameni de știință: Isaac Newton, James Clerk Maxwell și Michael Faraday.
Destul de amuzant, deși în viața lui Faraday oamenii începuseră să folosească cuvântul fizician, lui Faraday nu i-a plăcut cuvântul și s-a descris întotdeauna ca filosof.
El a fost un om devotat descoperirii prin a fost renumit pentru că nu a renunțat niciodată la ideile care provin din intuiția sa științifică.
Dacă ar crede că o idee este una bună, ar continua să experimenteze prin eșecuri multiple până când va obține ceea ce se aștepta; sau până când a decis în cele din urmă că Mama Natură și-a arătat intuiția ca fiind greșită – dar în cazul lui Faraday, acest lucru a fost rar.
Iată câteva dintre cele mai notabile descoperiri ale sale:
1821: Descoperirea rotației electromagnetice
Aceasta este o privire asupra a ceea ce s-ar dezvolta în cele din urmă în motorul electric, pe baza descoperirii lui Hans Christian Oersted că un fir care transportă curent electric are proprietăți magnetice.
Aparatul de rotație electromagnetică Faraday. Electricitatea curge prin fire. Lichidul din cupe este mercur, un bun conductor de electricitate. În cupa din dreapta, firul metalic se rotește continuu în jurul magnetului central, atâta timp cât curentul electric curge prin circuit.
1823: Lichefierea și refrigerarea gazului
În 1802, John Dalton și-a declarat convingerea că toate gazele pot fi lichefiate prin utilizarea temperaturilor scăzute și / sau a presiunilor ridicate.Faraday a furnizat dovezi clare pentru credința lui Dalton când a folosit presiuni ridicate pentru a produce primele probe lichide de clor și amoniac.
Arătând că amoniacul poate fi lichefiat sub presiune, apoi evaporat pentru a provoca răcirea, a dus la refrigerare comercială.
Lichidarea amoniacului a fost de un interes suplimentar, deoarece Faraday a observat că atunci când el a permis ca amoniacul să se evapore din nou, a provocat răcirea.
Principiul răcirii prin evaporare artificială a fost demonstrat public de William Cullen la Edinburgh în 1756. Cullen folosise o pompă pentru a reduce presiunea deasupra unui balon de eter, determinând evaporarea rapidă a eterului. Evaporarea a provocat răcirea, iar gheața s-a format pe exteriorul balonului pe măsură ce umezeala din aer a intrat în contact cu acesta.
Importanța descoperirii lui Faraday a fost că el arătase că pompele mecanice puteau transforma un gaz la temperatura camerei într-un lichid. Lichidul ar putea fi apoi evaporat, răcindu-și împrejurimile și gazul rezultat ar putea fi colectat și comprimat de o pompă într-un lichid din nou, apoi întregul ciclu ar putea fi repetat. Aceasta este baza modului în care funcționează frigiderele și congelatoarele moderne.
În 1862, Ferdinand Carré a demonstrat prima mașină comercială de fabricare a gheții din lume la Expoziția Universală din Londra. Mașina a folosit amoniac ca agent de răcire și a produs gheață cu o rată de 200 kg pe oră.
1825: Descoperirea benzenului
Din punct de vedere istoric, benzenul este una dintre cele mai importante substanțe din chimie. , atât în sens practic – adică realizarea de noi materiale; și într-un sens teoretic – adică înțelegerea legăturii chimice. Michael Faraday a descoperit benzenul în reziduul uleios rămas în urma producției de gaz pentru iluminat la Londra.
A modelul unei molecule de benzen.
1831: Descoperirea inducției electromagnetice
Aceasta a fost o descoperire extrem de importantă pentru viitorul științei și tehnologiei. Faraday a descoperit că un câmp magnetic variabil determină curgerea electricității într-un circuit electric.
Mutarea magnetului face să curgă un curent. Aveți nevoie de un ampermetru sensibil pentru a observa curentul mic cauzat de un magnet mic. Cu cât magnetul este mai puternic, cu atât este mai mare curentul. Împingerea unui magnet de bară într-o bobină de sârmă poate genera un curent mai mare.
De exemplu, deplasarea unui magnet de potcoavă peste un sârmă produce un curent electric, deoarece mișcarea magnetului determină un câmp magnetic variabil.
Anterior, oamenii reușiseră să producă curent electric numai cu o baterie. Acum Faraday a arătat că mișcarea poate fi transformată în electricitate – sau într-un limbaj mai științific, energia cinetică poate fi convertită în energie electrică.
Cea mai mare parte a puterii din casele noastre de astăzi este produsă folosind acest principiu. Rotația (energia cinetică) este transformată în electricitate folosind inducția electromagnetică. Rotația poate fi produsă de abur de înaltă presiune de la turbine de cărbune, gaz sau energie nucleară; sau de hidrocentrale; sau de turbine eoliene, de exemplu.
1834: Faraday’s Laws of Electrolysis
Faraday a fost unul dintre principalii jucători în fondarea noii științe a electrochimiei, care studiază evenimentele la interfețele electrozilor cu substanțe ionice. Electrochimia este știința care a produs bateriile Li-ion și bateriile cu hidrură metalică capabile să alimenteze tehnologia mobilă modernă. Legile lui Faraday sunt vitale pentru înțelegerea reacțiilor bateriilor și electrodului.
1836: Invenția cuștii Faraday
Faraday a descoperit că, atunci când orice conductor electric se încarcă, toate încărcările suplimentare stau pe exteriorul conductorului. Aceasta înseamnă că taxa suplimentară nu apare în interiorul unei camere sau cuști din metal.
Imaginea din partea de sus a acestei pagini arată un bărbat care poartă un costum Faraday, care are o căptușeală metalică, păstrându-l în siguranță de electricitatea din afara costumului său.
Pe lângă faptul că oferă protecție oamenilor, experimentele electrice sau electrochimice sensibile pot fi plasate într-o cușcă Faraday pentru a preveni interferențele din activitatea electrică externă.
Cuștile Faraday pot crea, de asemenea, zone moarte pentru comunicațiile mobile.
Aici corpul metalic al unei mașini acționează ca o cușcă Faraday, protejând ocupanții de descărcarea electrică .
1845: Descoperirea efectului Faraday – un efect magneto-optic
Acesta a fost un alt experiment vital în istoria științei, primul care a legat electromagnetismul și lumina – o legătură descrisă în cele din urmă pe deplin de ecuațiile lui James Clerk Maxwell din 1864, care stabileau că lumina este o undă electromagnetică.
Faraday a descoperit că un câmp magnetic determină rotirea planului de polarizare a luminii.
… când polii magnetici contrari se aflau pe aceeași parte, a existat un efect produs pe raza polarizată și astfel s-a dovedit că forța magnetică și lumina au relații între ele …
Faraday este și trebuie să rămână întotdeauna tatăl acelei științe extinse a electromagnetismului.
1845: Descoperirea diamagnetismului ca proprietate a întregii materii
Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu feromagnetismul – tipul prezentat de magneții normali.
Broasca este ușor diamagnetică. Diamagnetismul se opune unui câmp magnetic – în acest caz un câmp magnetic foarte puternic – și broasca plutește din cauza repulsiei magnetice. Imagine de Lijnis Nelemans, High Field Magnet Laboratory, Universitatea Radboud Nijmegen.
Faraday a descoperit că toate substanțele sunt diamagnetice – cele mai multe sunt slab, așa că unele sunt foarte puternice. camp magnetic.
De exemplu, dacă ați ține polul nord al unui magnet lângă o substanță puternic diamagnetică, această substanță ar fi împinsă de magnet.
Diamagnetismul în materiale, indus de foarte puternic magneți moderni, pot fi folosiți pentru a produce levitație. Chiar și ființele vii, precum broaștele, sunt diamagnetice – și pot fi levitate într-un câmp magnetic puternic.
Sfârșitul
Michael Faraday a murit la vârsta de 75 de ani la 25 august 1867 la Londra. El a supraviețuit soției sale Sarah. Nu aveau copii. El a fost un creștin devotat toată viața, aparținând unei mici ramuri a religiei numite Sandemanians.
În timpul vieții sale, i s-a oferit înmormântare în Abația Westminster, împreună cu regii și reginele Marii Britanii și oamenii de știință de talia lui Isaac Newton. A refuzat acest lucru, în favoarea unui loc de odihnă mai modest. Mormântul său, unde este îngropată și Sarah, poate fi văzut în cimitirul londonez Highgate.
Natura este cea mai bună prietenă și cea mai bună critică a noastră în știința experimentală, dacă lăsăm doar să ne piardă în minți indiciile ei.
Cu cât studiem mai mult lucrarea lui Faraday cu perspectiva timpului, cu atât mai mult ne impresionează geniul său de neegalat ca experimentator și filosof natural. Când luăm în considerare amploarea și întinderea descoperirilor sale și influența lor asupra progresului științei și industriei, nu există onoare prea mare pentru a-i aduce aminte lui Michael Faraday – unul dintre cei mai mari descoperitori științifici din toate timpurile.
… amintind cele două titluri ale elementelor de bază ale lui Faraday lucrare: „Magnetizarea luminii”, „Iluminarea liniilor de forță”.
Ni se pare că sunt aproape profeții, deoarece am văzut acum că lumina poate fi de fapt magnetizată și … în natura însăși, în luminile nordice, un exemplu de iluminare a liniilor magnetice de forță ale Pământului prin electronii care scapă de soare.
Autorul acestei pagini: The Doc
© Toate drepturile rezervate.
Citează această pagină
Vă rugăm să utilizați următoarea citare conformă MLA:
"Michael Faraday." Famous Scientists. famousscientists.org. 24 Nov. 2014. Web. <www.famousscientists.org/michael-faraday/>.
Publicat de FamousScientists.org
Lecturi suplimentare
Alfred Marshall Mayer
Henry și Faraday
Popular Science Monthly, volumul 18, noiembrie 1880
