Что открыл майкл faraday
Обновлено: 04.07.2024
Майкл Фарадей — английский физик, химик и физхимик, основоположник учения об электромагнитном поле , член Лондонского королевского общества (1824) родился 22 сентября 1791 года в Ньюнгтон-Баттсе (ныне Большой Лондон). Скромные доходы семьи не позволили Майклу окончить даже среднюю школу, с тринадцати лет он начал работать как поставщик книг и газет, а затем в возрасте 14 лет пошёл работать в книжную лавку, где обучался и переплётному ремеслу. Всё это время Фарадей упорно занимался — он с упоением читал все переплетаемые им научные труды по физике и химии, а также статьи из «Британской энциклопедии», повторял в устроенной им домашней лаборатории эксперименты, описанные в книгах, на самодельных электростатических приборах. Важным этапом в жизни Фарадея стали занятия в Городском философском обществе, где Майкл по вечерам слушал научно-популярные лекции по физике и астрономии и участвовал в диспутах. Деньги (по шиллингу на оплату каждой лекции) он получал от брата. На лекциях у Фарадея появились новые знакомые, которым он писал много писем, чтобы выработать ясный и лаконичный стиль изложения; он также старался овладеть приёмами ораторского искусства.
В 1812 году один из посетителей переплётной мастерской, член Лондонского королевского общества Дено, подарил ему билет на цикл публичных лекций знаменитого физика и химика, первооткрывателя многих химических элементов Г. Дэви в Королевском институте. Майкл не только с интересом выслушал, но и подробно записал и переплёл четыре лекции, которые послал вместе с письмом профессору Дэви с просьбой взять его на работу в Королевский институт. В 1813 Дэви (не без некоторого колебания) пригласил Фарадея на освободившееся место лаборанта в химической лаборатории Королевского института, где он проработал много лет. Потом Дэви любил повторять, что из всех его открытий самым значительным было «открытие Фарадея».
В 1816 он начал читать публичный курс лекций по физике и химии в Обществе для самообразования. В этом же году появляется и его первая печатная работа. В 1820 Фарадей провёл несколько опытов по выплавке сталей, содержащих никель. Эта работа считается открытием нержавеющей стали , которое не заинтересовало в то время металлургов. В 1821 Фарадей получил место надзирателя за зданием и лабораториями Королевского института (то есть технического смотрителя) и опубликовал две значительные научные работы (о вращениях тока вокруг магнита и магнита вокруг тока и о сжижении хлора). В том же году он женился.
В период до 1821 Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным образом по химии. В 1824 ему первому удалось получить хлор в жидком состоянии, а в 1825 г он впервые синтезирует гексахлоран — вещество, на основе которого в XX веке изготовлялись различные инсектициды .
Постепенно его экспериментальные исследования всё более переключались в область физики. В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество». В 1831 г. Фарадей экспериментально открыл явление электромагнитной индукции — возникновение электрического тока в проводнике, движущемся в магнитном поле.
В 1832 г. Фарадей открывает электрохимические законы , которые ложатся в основу нового раздела науки — электрохимии , имеющего сегодня огромное количество технологических приложений.
В 1824 Фарадей был избран членом Королевского обществаСпустя год после избрания в Королевское общество Фарадея назначают директором лаборатории Королевского института, а в 1827 он получает в этом институте профессорскую кафедру.
Также Фарадей был активистом в сфере, как бы сейчас сказали, охраны окружающей среды. Он изучал производственные загрязнения в городе Суонси (Swansea), а также был осведомлен о загрязнении воздуха в промышленном районе Роял Минт (Royal Mint). В июле 1855 года Фарадей написал письмо в редакцию газеты Таймз (The Times) по поводу плачевного состояния реки Темзы. После этого в журнале Панч (Punch) появилась много раз затем переиздаваемая карикатура.[2] (Перевод с английского)
Подпись под картинкой: Фарадей дает свою визитную карточку Хозяину Темзы. И мы надеемся, что этот Грязный Парень проконсультируется с просвещенным профессором.
Открытия Фарадея завоевали широчайшее признание во всём научном мире; его именем впоследствии были названы законы, явления, единицы физических величин и т.д. Русский физик А. Г. Столетов так охарактеризовал значение Фарадея в развитии науки: «Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы». В честь Майкла Фарадея Британское химическое общество учредило медаль Фарадея – одну из почётнейших научных наград. [3]
В Савой Плейс (Savoy Place), Лондон, возле Инженерно-Технологического Института установлен памятник Фарадею. [2] (Перевод с английского)
После пионерских исследований М.Фарадея в 1857 году впервые были получены устойчивые коллоидные растворы (золи) высокодисперсного красного золота, системы с размером частиц порядка 5 – 100 нм:
Коллоидный раствор золота. Экспонат музея Фарадея в Королевском институте.
- Фарадей М.Избранные работы по электричеству . М.-Л.: ГОНТИ, 1939. Серия: Классики естествознания.
- Фарадей М. Силы материи и их взаимоотношения. М.: ГАИЗ, 1940.
- Фарадей М.Экспериментальные исследования по электричеству . В 3 тт. М.: Изд. АН СССР, 1947, 1951, 1959. [1]
Более подробную биографию Фарадея,а также больше фотографий экспонатов мезея Фарадея в Королевском институте можно найти здесь .
Майкл Фарадей — английский физик-экспериментатор и химик. Ему принадлежит ряд важных открытий в области физики и химии. Среди них: электромагнитная индукция, первый электродвигатель, трансформатор, законы электролиза, диамагнетизм и др.
Биография Майкла Фарадея
Майкл родился 22 сентября 1791 г. в поселке недалеко от Лондона в семье кузнеца. Кроме Майкла в семье было еще трое детей. Они жили бедно, поэтому тринадцатилетний Фарадей оставил школу и стал работать рассыльным в книжном магазине. Он рано пристрастился к чтению научных книг по химии и физике.
Юный Майкл посещал курсы философского общества, участвовал в диспутах по астрономии и физике.
Судьба улыбнулась подростку: ему подарили билет на цикл лекций профессора Гемфри Дэви в Королевском институте. Внимательно слушая лекции, он законспектировал идеи лектора. Позже он отправил письмо профессору с просьбой о работе и приложил эти записи. Спустя несколько месяцев, он был принят лаборантом в Королевский институт.
Находчивый парень оказался в нужном месте и нужное время!
В 1813 г. в качестве помощника профессора Майкл отправился в двухлетнее путешествие по европейским научным центрам. Там он познакомился с выдающимися учеными, среди них были Андре-Мари Ампер и Алессандро Вольта. Многие обратили внимание на талант юноши.
Когда Фарадей вернулся в Англию, его повысили в должности. Он стал ассистентом Гемфри Дэви и продолжил собственные научные исследования. В 1825 г. Фарадей занял пост директора химической и физической лабораторий. Затем он получил профессорскую кафедру в Королевском институте.
В 1840 г. у Фарадея началась болезнь (упадок сил и частичная потеря памяти). Вероятно, его недуг был результатом отравления парами ртути при проведении опытов. Великий физик скончался за письменным столом. Это случилось 25 августа 1867 г.
А теперь представим, что Майкл не пошел бы работать в книжный магазин. Он бы не получил судьбоносный билет на лекции Дэви. Что было бы дальше? Несомненно, его талант не остался бы незамеченным, но все сложилось бы иначе. Действия юного Фарадея доказывают: человек сам строит свою Жизнь и Судьбу!
Научная деятельность и открытия
Ученый опубликовал 450 статей и несколько книг.
Майкл Фарадей проводит открытые лекции в Королевском интституте Лондона Майкл Фарадей проводит открытые лекции в Королевском интституте ЛондонаВ 1830 г. его избрали почетным членом Петербургской Академии наук. Труд ученого отмечен множеством высоких наград. Его главные достижения в науке:
- создал первую модель электродвигателя;
- изобрел электрический мотор и трансформатор;
- открыл химическое действие тока и действие на свет магнитного поля;
- открыл законы диамагнетизма и электролиза;
- предсказал электромагнитные волны;
- обнаружил в магнитном поле повороты плоскости поляризации света (эффект Фарадея);
- открыл изобутилен и бензол;
- ввел научные термины: катод, анод, ион, электролит, парамагнетизм, диэлектрик и диамагнетизм.
В области химии открыл:
- бензол и изобутилен;
- получил в жидком состоянии хлор;
- сероводород;
- диоксид углерода;
- аммиак;
- этилен;
- диоксид азота.
Личная жизнь
В 1821 г. Фарадей женился на сестре друга — Саре Барнар (не путать с Сарой Бернар). Это был счастливый союз! Почти полвека (46 лет) вместе. Своих детей у супругов не было, но они воспитывали осиротевшую племянницу Джейн.
Из личных качеств Майкла Фарадея коллеги, друзья и близкие отмечали его нравственное совершенство, покоряющее обаяние и скромность.
Английский физик Майкл Фарадей, выросший в бедной семье, стал одним из величайших ученых в истории человечества. Его выдающиеся достижения были сделаны в то время, когда наука являлась уделом людей, рожденных в привилегированных семействах. В его честь названа единица электрической емкости - фарад.
Фарадей (физик): краткая биография
Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в столице Великобритании Лондоне. Он был третьим ребенком в семье Джеймса и Маргарет Фарадеев. Его отец был кузнецом, который имел слабое здоровье. До брака его мать работала служанкой. Семья жила бедно.
До 13 лет Майкл посещал местную школу, где получил начальное образование. Чтобы помочь семье, он начал работать посыльным в книжном магазине. Усердие мальчика впечатлило его работодателя. Через год его повысили до ученика переплетчика.
Переплет и наука
Майкл Фарадей хотел узнать больше о мире; он не ограничивался реставрацией книг. После усердного ежедневного труда он проводил все свое свободное время за чтением книг, которые он переплетал.
Постепенно он обнаружил, что увлекся наукой. Особенно ему понравились две книги:
- «Британская энциклопедия» – источник его познаний об электричестве и о многом другом.
- «Беседы о химии» – 600 страниц о химии в доступном изложении авторства Джейн Марсе.
Он был настолько очарован, что начал тратить часть своего скудного заработка на химические вещества и аппаратуру, чтобы подтвердить истинность того, о чем читал.
Расширяя свои научные познания, он услышал, что известный ученый Джон Татум собирался дать серию публичных лекций по натуральной философии (физике). Для посещения лекций необходимо было внести плату в один шиллинг – слишком много для Майкла Фарадея. Его старший брат, кузнец, впечатленный растущей преданностью своего брата науке, дал ему необходимую сумму.
Знакомство с Хамфри Дэви
Фарадей сделал еще один шаг к науке, когда Уильям Дэнс, клиент книжного магазина, поинтересовался у Майкла, нет ли у него желания получить билеты на лекции в Королевском институте.
Лектор, сэр Хамфри Дэви, был одним из самых известных в мире ученых того времени. Фарадей ухватился за шанс и посетил четыре лекции, посвященные одной из новейших проблем химии – определении кислотности. Он наблюдал за экспериментами, которые проводил Дэви на лекциях.
Это был мир, в котором он хотел бы жить. Фарадей вел записи, а затем сделал так много дополнений в примечаниях, что произвел 300-страничную рукопись, которую сам переплел и отправил Дэви в знак благодарности.
В это время на заднем дворе книжного магазина Майкл начал проводить более сложные эксперименты по созданию электрической батареи из медных монет и цинковых дисков, разделенных влажной соленой бумагой. Он использовал ее для разложения химических веществ, например таких, как сульфат магния. В этой области химии Хамфри Дэви был пионером.
В октябре 1812 года ученичество Фарадея завершилось, и он начал работать переплетчиком у другого работодателя, которого он нашел неприятным.
Не было бы счастья, да несчастье помогло
И вот произошел счастливый для Фарадея случай. В результате неудачного эксперимента Хамфри Дэви был ранен: это временно повлияло на его способность писать. Майклу удалось в течение нескольких дней вести записи для Дэви, впечатленного книгой, которую тот ему послал.
Когда недолгий период работы помощником закончился, Фарадей отправил ученому записку с просьбой нанять его своим ассистентом. Вскоре после этого один из лаборантов Дэви был уволен за нарушение дисциплины, и Хамфри осведомился у Майкла, не хотел ли бы он занять вакантное место.
Не хотел ли он работать в Королевском институте с одним из самых известных ученых в мире? Это был риторический вопрос.
Карьера в Королевском институте
Фарадей приступил к своим обязанностям 1 марта 1813 года, в возрасте 21 года.
Ему хорошо платили и выделили для проживания комнату на чердаке Королевского института. Майкл был очень доволен, и его связь с этим учреждением больше не прерывалась в течение 54 лет, за которые ему удалось стать профессором химии.
Работа Фарадея состояла в подготовке аппаратуры для проведения экспериментов и лекций в Королевском институте. Поначалу он имел дело с трихлоридом азота, взрывчатым веществом, которое травмировало Дэви. Майкл тоже при очередном взрыве ненадолго потерял сознание, и когда Хамфри снова получил травму, опыты с этим соединением были прекращены.
Через 7 месяцев работы в Королевском институте Дэви взял с собой Фарадея в турне по Европе, длившееся 18 месяцев. За это время Майклу удалось встретить великих ученых, таких как Андрэ-Мари Ампер в Париже и Алессандро Вольта в Милане. В некотором смысле, тур заменил ему университетское образование – Фарадей многое узнал за это время.
Большую часть тура он, однако, был несчастлив, поскольку в дополнение к научной и секретарской работе должен был прислуживать Дэви и его жене. Супруга ученого не считала Фарадея равным себе из-за его происхождения.
По возвращении в Лондон все стало на свои места. Королевский институт возобновил контракт Майкла и увеличил его вознаграждение. Дэви даже начал упоминать о его помощи в научных работах.
В 1816 г. в возрасте 24 лет Фарадей прочитал свою первую лекцию о свойствах материи. Проходила она в Городском философском обществе. Тогда же в «Ежеквартальном научном журнале» он опубликовал свою первую научную статью об анализе гидроксида кальция.
В 1821 г. в возрасте 29 лет Фарадей был повышен до должности заведующего хозяйством и лабораторией Королевского института. В том же году он женился на Саре Барнард. Майкл со своей супругой прожили в институте большую часть следующих 46 лет, уже не на чердаке, а в удобном помещении, которое когда-то занимал Хамфри Дэви.
В 1824 г. биография Фарадея (физика) ознаменовалась его избранием в члены Королевского общества. Это было признанием того, что он стал заметным ученым.
В 1825 г. физик Фарадей стал директором лаборатории.
В 1833 г. он стал фуллеровским профессором химии в Королевском институте Великобритании. Фарадей занимал эту должность до конца своей жизни.
В 1848 и 1858 годах ему было предложено возглавить Королевское общество, но он отказался.
Научные достижения
Чтобы описать открытия Фарадея в физике, потребуется не одна книга. Не случайно Альберт Эйнштейн в своем кабинете хранил фотографии только троих ученых: Исаака Ньютона, Джеймса Максвелла и Майкла Фарадея.
Как ни странно, хотя еще при жизни ученого начали использовать слово «физик», ему самому оно не нравилось, и он всегда называл себя философом. Фарадей был человеком, шедшим к открытиям через эксперименты, и он был известен тем, что никогда не отказывался от идей, к которым приходил благодаря научной интуиции.
Если он полагал, что идея стоила того, он продолжал эксперименты, несмотря на множество неудач, пока не достигал ожидаемого или пока не убеждался в том, что мать-природа доказала его неправоту, что случалось крайне редко.
Так что открыл Фарадей в физике? Вот некоторые из его самых заметных достижений.
1821: открытие электромагнитного вращения
Оно стало предвестником того, что, в конечном итоге, привело к созданию электрического двигателя. Открытие базировалось на теории Эрстеда о магнитных свойствах провода, по которому проходит электрический ток.
1823: сжижение газа и охлаждение
В 1802 году Джон Далтон высказал мнение, что все газы могут быть сжижены при низких температурах или высоком давлении. Физик Фарадей доказал это опытным путем. Он впервые превратил хлор и аммиак в жидкость.
Жидкий аммиак был еще интересен тем, что, как заметил Майкл Фарадей, физика процесса его испарения вызывала охлаждение. Принцип охлаждения с помощью искусственного испарения был публично продемонстрирован Уильямом Калленом в Эдинбурге в 1756 г. Ученый с помощью насоса снизил давление в колбе с эфиром, в результате чего произошло его быстрое испарение. Это вызвало охлаждение, и на внешней стороне колбы из влаги воздуха образовался лед.
Важность открытия Фарадея состояла в том, что механические насосы могли превращать газ в жидкость при комнатной температуре. Затем жидкость испарялась, охлаждая все вокруг, полученный газ мог быть собран и с помощью насоса сжат в жидкость снова, повторяя цикл. Именно так работают современные холодильники и морозильники.
В 1862 году на Всемирной лондонской выставке Фердинанд Карре продемонстрировал первую в мире коммерческую машину по производству льда. В машине в качестве охлаждающей жидкости использовался аммиак, и она производила лед со скоростью 200 кг в час.
1825: открытие бензола
Исторически сложилось так, что бензол стал одним из наиболее важных веществ в химии, как в практическом смысле, т. е. он используется при создании новых материалов, так и в теоретическом – для понимания химической связи. Ученый обнаружил бензол в маслянистых остатках производства газа для освещения в Лондоне.
1831: закон Фарадея, формула, физика электромагнитной индукции
Это было чрезвычайно важным открытием для будущего науки и техники. Закон Фарадея (физика) гласит, что переменное магнитное поле вызывает в цепи электрический ток, и генерируемая электродвижущая сила прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Одна из его возможных записей |E|=|dΦ/dt|, где Е – ЭДС, а Ф – магнитный поток.
Например, перемещение подковообразного магнита вдоль провода производит электрический ток, так как движение магнита вызывает переменное магнитное поле. До этого единственным источником тока была батарея. Майкл Фарадей, открытия в физике которого показали, что движение может быть превращено в электричество, или, более научным языком, кинетическая энергия может быть преобразована в электрическую, таким образом, причастен к тому, что большая часть энергии в наших домах сегодня производится именно по этому принципу.
Вращение (кинетическая энергия) преобразуется в электричество с помощью электромагнитной индукции. А вращение, в свою очередь, получают при действии на турбины пара высокого давления, создаваемого энергией угля, газа или атома, или напором воды в гидроэлектростанциях, либо давлением воздуха в ветряных электростанциях.
1834: законы электролиза
Фарадей-физик внес основной вклад в создание новой науки электрохимии. Она объясняет то, что происходит на границе раздела электрода с ионизированным веществом. Благодаря электрохимии мы пользуемся литий-ионными батареями и аккумуляторами, питающими современную мобильную технику. Законы Фарадея важны для нашего понимания электродных реакций.
1836: изобретение экранированной камеры
Физик Фарадей обнаружил, что, когда электрический проводник заряжен, весь лишний заряд скапливается на внешней его стороне. Это означает, что внутри комнаты или клетки, сделанной из металла, дополнительный заряд не появляется. Например, человек, одетый в костюм Фарадея, т. е. с металлической подкладкой, не подвергается действию внешнего электричества. Кроме защиты людей, клетка Фарадея может использоваться для проведения электрических или электрохимических экспериментов, чувствительных к внешним помехам. Экранированные камеры также могут создавать мертвые зоны для мобильной связи.
1845: открытие эффекта Фарадея – магнитооптического эффекта
Еще одним важным экспериментом в истории науки был опыт, впервые доказавший связь электромагнетизма и света, что в 1864 году было полностью описано уравнениями Джеймса Клерка Максвелла. Физик Фарадей установил, что свет представляет собой электромагнитную волну: «Когда противоположные магнитные полюса находились с той же стороны, это оказывало действие на поляризованный луч, что, таким образом, доказывает связь магнитной силы и света.
1845: открытие диамагнетизма как свойства всей материи
Большинство людей знакомо с ферромагнетизмом на примере обычных магнитов. Фарадей (физик) обнаружил, что все вещества диамагнитны – в большинстве своем слабо, но встречаются и сильные. Диамагнетизм противоположен направлению приложенного магнитного поля. Например, если поместить северный полюс у сильно диамагнитного вещества, то оно будет отталкиваться. Диамагнетизм в материалах, индуцированный очень сильными современными магнитами, может быть использован для достижения левитации. Даже живые существа, такие как лягушки, диамагнитны и могут парить в сильном магнитном поле.
Конец
Майкл Фарадей, открытия в физике которого произвели переворот в науке, умер 25 августа 1867 г. в Лондоне в возрасте 75 лет. Его жена Сара жила дольше. У четы не было детей. Всю свою жизнь он был набожным христианином и принадлежал к маленькой протестантской секте сандеманианцев.
Еще при жизни Фарадею было предложено погребение в Вестминстерском аббатстве вместе с королями и королевами Великобритании и учеными, подобно Исааку Ньютону. Он отказался ради более скромной церемонии. Его могилу, где также похоронена Сара, можно найти на кладбище Хайгейт в Лондоне.
Английский физик и химик. Родился в Лондоне в семье простого кузнеца, принадлежащего к маленькой протестантской секте. Возможностей для получения хорошего образования, учитывая происхождение и социальное устройство Англии начала XIX века, был лишен. Окончив всего лишь бесплатную начальную школу, с 12 лет работал посыльным в книжном магазине, с 14 лет стал подмастерьем переплетчика там же и, неожиданно для себя, заинтересовался содержанием умных книг, которые ему приходилось переплетать. Интерес к науке в юноше пробудили естественнонаучные разделы «Британской энциклопедии», попавшей в переплет к нему. В 1810 году Фарадею повезло — один из постоянных посетителей книжного магазина подарил любознательному молодому человеку абонемент на цикл из четырех публичных лекций с демонстрациями опытов одного из ведущих английских химиков того времени, профессора Королевского института, сэра Гемфри (Хамфри) Дэви (Humphry Davy, 1778–1829).
Фарадей, успев посетить лишь последние четыре лекции, так увлекся естественными науками, что свои подробные конспекты посещенных им четырех лекций переплел в кожу и. отправил сэру Дэви, в качестве подтверждения серьезности своих намерений, вместе с письмом с просьбой помочь ему в реализации стремления заняться наукой. В 1813 году сэр Дэви сделал Фарадея своим ассистентом в Королевском институте, и тут молодой ученый проявил себя настолько блестяще, что теперь его считают самым выдающимся британским ученым Викторианской эпохи; сама королева Виктория регулярно удостаивала ученого личной аудиенции.
Величайшие открытия Фарадея относятся к области выявления связей между электричеством и магнетизмом. Кроме того, он сформулировал законы электролиза, носящие его имя, разработал принципиальное техническое решение по генерации электроэнергии. Первоначально же, еще занимаясь преимущественно химией, Фарадей первым получил сжиженный хлор и ряд других газов, открыл формулу бензола.
Столь выдающийся вклад в науку Фарадею удалось внести, прежде всего, благодаря тому, что он был изобретательным экспериментатором, не боявшимся проводить опыты, ставившие под сомнение устоявшиеся научные представления своей эпохи. Он был также выдающимся популяризатором науки: в 1826 году он организовал при Королевском институте ежегодные циклы лекций для детей, которые читаются и сегодня.
Читайте также: