Michael Faraday, som kom från en mycket fattig familj, blev en av de största forskarna i historien. Hans prestation var anmärkningsvärd i en tid då vetenskapen vanligtvis var bevarandet av människor födda i rika familjer. Enheten för elektrisk kapacitet kallas farad till hans ära, med symbolen F.
Utbildning och tidigt liv
Michael Faraday föddes den 22 september 1791 i London, England, STORBRITANNIEN. Han var det tredje barnet till James och Margaret Faraday. Hans far var en smed som led av dålig hälsa. Innan äktenskapet hade hans mor varit tjänare. Familjen levde i en viss grad av fattigdom.
Michael Faraday gick i en lokal skola tills han var 13, där han fick en grundläggande utbildning. För att tjäna pengar för familjen började han arbeta som leveranspojke för en bokhandel. Han arbetade hårt och imponerade på sin arbetsgivare. Efter ett år befordrades han till att bli en lärlingsbokbindare.
Bookbinding and Discovering Science
Michael Faraday var angelägen om att lära sig mer om världen – han begränsade sig inte till att binda butikens böcker. Efter att ha arbetat hårt varje dag tillbringade han sin fritid på att läsa de böcker han hade bundit.
Så småningom upptäckte han att han läste mer och mer om vetenskap. Särskilt två böcker fängslade honom:
- Encyclopedia Britannica – hans källa för elektrisk kunskap och mycket mer
- Konversationer om kemi – 600 sidor kemi för vanliga människor skrivna av Jane Marcet
Han blev så fascinerad att han började spendera en del av sin magra lön på kemikalier och apparater för att bekräfta sanningen om vad han läste.
När han lärde sig mer om vetenskapen hörde han att den välkända forskaren John Tatum skulle hålla en serie offentliga föreläsningar om naturfilosofi (fysik). För att delta i föreläsningarna skulle avgiften vara en skilling – för mycket för Michael Faraday. Hans äldre bror, en smed, imponerad av sin brors växande hängivenhet för vetenskapen, gav honom den shilling han behövde.
Det är värt att säga att parallellerna i Michael Faradays och Joseph Henrys liv är ganska slående. Båda föddes i fattigdom; hade fäder som ofta inte kunde arbeta på grund av ohälsa; blev lärlingar; inspirerades att bli forskare genom att läsa specifika böcker; var hängiven religiöst; blev laboratorieassistenter; deras största bidrag gjordes inom samma vetenskapliga era inom elektroteknik; och båda har en SI-enhet namngiven till deras ära.
Introduktion till Humphry Davy och More Science
Faradays utbildning tog ytterligare ett steg uppåt när William Dance, en kund i bokhandeln, frågade om han vill ha biljetter för att höra Sir Humphry Davy föreläsa vid Royal Institution.
Sir Humphry Davy var en av de mest kända forskarna i världen. Faraday hoppade på chansen och deltog i fyra föreläsningar om ett av de nyaste problemen inom kemi – att definiera surhet. Han såg Davy utföra experiment på föreläsningarna.
Detta var den värld han ville leva i, sa han till sig själv. Han tog anteckningar och gjorde sedan så många tillägg till anteckningarna att han producerade en 300-sidig handskriven bok, som han bundna och skickade till Davy som en hyllning.
En 1802-ritning av James Gillray av en annan spännande vetenskaplig föreläsning vid Royal Institution! Humphry Davy är den mörkhåriga mannen som håller bensinpåsen.
Vid denna tid hade Faraday börjat mer sofistikerade experiment på baksidan av bokhandeln och byggde ett elektriskt batteri med kopparmynt och zinkskivor separeras med fuktigt, salt papper. Han använde sitt batteri för att sönderdela kemikalier som magnesiumsulfat. Detta var den typ av kemi som Humphry Davy hade varit pionjär.
I oktober 1812 slutade Faradays lärlingsutbildning och han började arbeta som bokbindare hos en ny arbetsgivare, som han tyckte var obehaglig.
Andra Olyckor hjälper Faraday
Och sedan inträffade en lycklig (för Faraday) olycka. Sir Humphry Davy skadades i en explosion när ett experiment gick fel: detta påverkade tillfälligt hans förmåga att skriva. Faraday lyckades få arbete i några dagar med anteckningar för Davy, som hade imponerats av boken Faraday hade skickat honom. Det var trots allt några fördelar med att vara bokbindare!
När hans korta tid som Davys antecknare slutade skickade Faraday en anteckning till Davy och frågade om han kanske skulle vara anställd som sin assistent. Strax efter detta avskedades en av Davys laboratorieassistenter för bristande uppförande, och Davy skickade ett meddelande till Faraday och frågade honom om han skulle vilja jobbet som kemisk assistent.
Vill han ha jobbet? Jobbar du vid Royal Institution, med en av de mest kända forskarna i världen? Det kunde bara finnas ett svar!
Faradays livstid i sammanhang
Faradays livstid och relaterade forskares livstid och matematiker.
Michael Faradays karriär vid Royal Institution
Faraday började arbeta vid Royal Institution of Great Britain vid 21 års ålder den 1 mars 1813.
Hans lön var bra och han fick ett rum på Royal Institution’s loft att bo i. Han var mycket nöjd med hur saker och ting hade blivit.
Han var förutbestämd att vara associerad med Royal Institution i 54 år och slutade som professor i kemi. Hans första jobb var som kemisk assistent, förbereder apparater för experiment och föreläsningar. Detta innebar att man arbetade med kvävetriklorid, det explosiva som redan hade skadat Davy. Faraday själv slogs medvetslös kort av ytterligare en kvävekloridexplosion, och sedan skadades Davy igen och slutligen slutade han för att arbeta med just det ämnet.
Efter bara sju månader vid Royal Institution tog Davy Faraday som sin sekreterare på en turné i Europa som varade i 18 månader.
Faraday träffade många av Europas största forskare, inklusive Alessandro Volta, bilden ovan.
Under denna tid mötte Faraday stora forskare som André-Marie Ampère i Paris och Alessandro Volta i Milano. På vissa sätt fungerade turnén som en universitetsutbildning och Faraday lärde sig mycket av den.
Han var emellertid olycklig för mycket av turnén, förutom hans vetenskapliga och sekretariella arbete var han tvungen att vara en personlig tjänare till Davy och Davys fru, vilket han inte tyckte om. Davys fru vägrade att behandla Faraday som en jämlik, eftersom han hade kommit från en lägre klassfamilj.
Men tillbaka i London började saker och ting se bättre ut igen. Royal Institution förnyade Faradays kontrakt och höjde sin lön. Davy började till och med erkänna honom i akademiska uppsatser:
”Skulder till Michael Faraday för mycket skicklig hjälp.”
1816, 24 år gammal, förelade Faraday sin första föreläsning om materiens egenskaper någonsin till City Philosophical Society. hydroxid, i Quarterly Journal of Science.
1821, 29 år gammal, befordrades han till chef för House and Laboratory of the Royal Institution. Han gifte sig också med Sarah Barnard. Han och hans brud bodde i rum i Royal Institution under de närmaste 46 åren: inte längre i vindsrum bodde de i en bekväm svit Humphry Davy själv en gång hade bott i.
År 1824, 32 år gammal, valdes han till Royal Society. Detta var ett erkännande av att han hade blivit en anmärkningsvärd forskare i sig själv.
1825, 33 år gammal, blev han chef för Royal Institution’s Laboratory.
18 33, 41 år gammal, blev han fullerian professor i kemi vid Royal Institution of Great Britain. Han hade denna befattning under resten av sitt liv.
År 1848, 54 år gammal, och igen 1858 erbjöds han ordförandeskapet för Royal Society, men han avslog den.
Michael Faradays vetenskapliga prestationer och upptäckter
Det skulle vara enkelt att fylla en bok med detaljer om alla Faradays upptäckter – i både kemi och fysik. Det är inte en olycka som Albert Einstein använde för att ta bilder av tre forskare på sitt kontor: Isaac Newton, James Clerk Maxwell och Michael Faraday.
Roligt nog, även om människor under Faradays liv hade börjat använda ordet fysiker, ogillade Faraday ordet och beskrev sig alltid som en filosof.
Han var en man som ägnas åt upptäckt genom experiment, och han var känd för att aldrig ge upp idéer som kom från hans vetenskapliga intuition.
Om han tyckte att en idé var bra skulle han fortsätta experimentera genom flera misslyckanden tills han fick vad han förväntade sig; eller tills han äntligen bestämde sig för att Mother Nature hade visat att hans intuition var fel – men i Faradays fall var detta sällsynt.
Här är några av hans mest anmärkningsvärda upptäckter:
1821: Upptäckt av elektromagnetisk rotation
Detta är en glimt av vad som så småningom skulle utvecklas till elmotorn, baserat på Hans Christian Öersteds upptäckt att en tråd som bär elektrisk ström har magnetiska egenskaper.
Faradays elektromagnetiska rotationsapparat. El strömmar genom ledningarna. Vätskan i kopparna är kvicksilver, en bra elektriskt ledare. I koppen till höger roterar metalltråden kontinuerligt runt den centrala magneten så länge som elektrisk ström flyter genom kretsen.
1823: Gasvätska och kylning
1802 hade John Dalton sagt att han trodde att alla gaser kunde flytas genom användning av låga temperaturer och / eller höga tryck.Faraday gav hårda bevis för Daltons tro när han använde höga tryck för att producera de allra första flytande proverna av klor och ammoniak.
Visar att ammoniak kan flytas under tryck och sedan avdunstas för att orsaka kylning, vilket ledde till kommersiell kylning.
Ammoniakens kondensering var av ytterligare intresse, eftersom Faraday observerade att när han lät ammoniaken avdunsta igen, det orsakade kylning.
Principen om kylning genom artificiell avdunstning hade demonstrerats offentligt av William Cullen i Edinburgh 1756. Cullen hade använt en pump för att minska trycket ovanför en eterkolv, vilket fick etern att avdunsta snabbt. Avdunstningen orsakade kylning och is bildades på utsidan av kolven när fukt från luften kom i kontakt med den.
Betydelsen av Faradays upptäckt var att han hade visat att mekaniska pumpar kunde omvandla en gas vid rumstemperatur till en vätska. Vätskan kunde sedan avdunstas, kyla omgivningen och den resulterande gasen kunde samlas upp och komprimeras av en pump till en vätska igen, då kunde hela cykeln upprepas. Detta är grunden för hur moderna kylskåp och frysar fungerar.
1862 demonstrerade Ferdinand Carré världens första kommersiella ismaskin på Universal London Exhibition. Maskinen använde ammoniak som kylvätska och producerade is med en hastighet av 200 kg per timme.
1825: Upptäckt av bensen
Historiskt sett är bensen ett av de viktigaste ämnena inom kemin , både i praktisk mening – dvs. att skapa nya material; och i teoretisk mening – dvs att förstå kemisk bindning. Michael Faraday upptäckte bensen i den oljiga återstoden från att producera gas för belysning i London.
A modell av en bensenmolekyl.
1831: Upptäckt av elektromagnetisk induktion
Detta var en enormt viktig upptäckt för framtiden för både vetenskap och teknik. Faraday upptäckte att ett varierande magnetfält får el att strömma i en elektrisk krets.
Att flytta magneten får en ström att strömma. Du behöver en känslig amperemeter för att observera den lilla strömmen som orsakas av en liten magnet. Ju starkare magneten är, desto större är strömmen. Att trycka in en stavmagnet i en trådspole kan generera en större ström.
Till exempel ger en hästsko-magnet över en tråd en elektrisk ström, eftersom magnetens rörelse orsakar ett varierande magnetfält.
Tidigare hade människor bara kunnat producera elektrisk ström med ett batteri. Nu hade Faraday visat att rörelse kunde förvandlas till elektricitet – eller på ett mer vetenskapligt språk kunde kinetisk energi omvandlas till elektrisk energi.
Det mesta av kraften i våra hem idag produceras med denna princip. Rotation (kinetisk energi) omvandlas till elektricitet med hjälp av elektromagnetisk induktion. Rotationen kan produceras av högtrycksånga från kol-, gas- eller kärnenergivridande turbiner; eller av vattenkraftverk; eller med vindkraftverk, till exempel.
1834: Faradays lagar om elektrolys
Faraday var en av de viktigaste aktörerna i grundandet av den nya vetenskapen om elektrokemi, som studerar händelser vid gränssnitten mellan elektroder och joniska ämnen. Elektrokemi är vetenskapen som har producerat Li-ion-batterier och metallhydridbatterier som kan driva modern mobil teknik. Faradays lagar är avgörande för vår förståelse av batterier och elektrodreaktioner.
1836: Uppfinningen av Faradays bur
Faraday upptäckte att när någon elektrisk ledare laddas, sitter alla extra avgifter på ledarens utsida. Detta innebär att den extra avgiften inte visas på insidan av ett rum eller bur av metall.
Bilden högst upp på denna sida visar en man som bär en Faraday-kostym, som har ett metallfoder som håller honom skyddad från elen utanför hans kostym.
Förutom att erbjuda skydd för människor kan känsliga elektriska eller elektrokemiska experiment placeras i en Faraday Cage för att förhindra störningar från extern elektrisk aktivitet.
Faradays burar kan också skapa döda zoner för mobil kommunikation.
Här fungerar en bils metallkropp som en Faraday Cage och skyddar passagerarna från den elektriska urladdningen .
1845: Upptäckten av Faraday-effekten – en magneto-optisk effekt
Detta var ett annat viktigt experiment i vetenskapens historia, det första som kopplade samman elektromagnetism och ljus – en länk som slutligen beskrivs fullständigt av James Clerk Maxwells ekvationer 1864, som visade att ljus är en elektromagnetisk våg.
Faraday upptäckte att ett magnetfält får ljuspolarisationsplanet att rotera.
… när motsatta magnetiska poler var på samma sida, uppstod en effekt på den polariserade strålen, och sålunda visade sig magnetkraften och ljuset har relation till varandra …
Faraday är och måste alltid förbli far till den utvidgade vetenskapen om elektromagnetism.
1845: Upptäckt av diamagnetism som en egenskap för alla frågor
De flesta känner till ferromagnetism – den typ som visas med normala magneter.
Grodan är något diamagnetisk. Diamagnetismen motsätter sig ett magnetfält – i detta fall ett mycket starkt magnetfält – och grodan flyter på grund av magnetisk avstötning. Bild av Lijnis Nelemans, High Field Magnet Laboratory, Radboud University Nijmegen.
Faraday upptäckte att alla ämnen är diamagnetiska – de flesta är svagt så, vissa är starkt så.
Diamagnetism motsätter sig riktningen för en applicerad magnetiskt fält.
Om du till exempel höll nordpolen på en magnet nära ett starkt diamagnetiskt ämne skulle detta ämne skjutas bort av magneten.
Diamagnetism i material, inducerad av mycket stark moderna magneter, kan användas för att producera levitation. Även levande saker, som grodor, är diamagnetiska – och kan flyttas i ett starkt magnetfält.
Slutet
Michael Faraday dog 75 år gammal den 25 augusti 1867 i London. Han överlevde av sin fru Sarah. De hade inga barn. Han hade varit en hängiven kristen hela sitt liv och tillhört en liten gren av religionen som heter Sandemanians.
Under sitt liv erbjöds han begravning i Westminster Abbey tillsammans med Storbritanniens kungar och drottningar och forskare av Isaac Newton. Han tackade nej till detta för en mer blygsam viloplats. Hans grav, där även Sarah är begravd, kan fortfarande ses på Londons Highgate Cemetery.
Naturen är vår vänligaste vän och bästa kritiker inom experimentell vetenskap om vi bara låter hennes antydningar falla opartiska i våra sinnen.
Ju mer vi studerar Faradays arbete med ju tidens perspektiv, desto mer imponeras vi av hans oöverträffade geni som en experimentör och naturfilosof. När vi överväger storleken och omfattningen av hans upptäckter och deras inflytande på vetenskapens och industrins framsteg finns det ingen ära för stor att betala till minnet om Michael Faraday – en av de största vetenskapliga upptäckarna genom tiderna.
… och påminner om de två titlarna i Faradays grundläggande arbete: ”Magnetisering av ljus”, ”Belysning av kraftlinjer.”
De verkar för oss som nästan profetior, för vi har nu sett att ljuset faktiskt kan magnetiseras, och … i naturen själv, i norrsken, ett exempel på belysning av jordens magnetiska kraftlinjer genom elektronerna flyr från solen.
Författare till denna sida: Doc
© Alla rättigheter reserverade.
Citerar den här sidan
Använd följande MLA-kompatibla citat:
"Michael Faraday." Famous Scientists. famousscientists.org. 24 Nov. 2014. Web. <www.famousscientists.org/michael-faraday/>.
Publicerad av FamousScientists.org
Ytterligare läsning
Alfred Marshall Mayer – Henry och Faraday
Populärvetenskaplig månad, Volym 18, november 1880
