Életrajz

Michael Faraday: Igazi tudományos hős az elektromágnesesség mögött

Michael Faraday: Igazi tudományos hős az elektromágnesesség mögött


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Michael Faraday munkája nélkül nem rendelkeznénk Teslas-szal vagy szinte semmilyen modern mechanikus dologgal. Faraday munkája és találmánya az áram területén örökre megváltoztatta a világot.

Faraday az elektrolízis, a léggömbök, az elektromos motorok, a generátorok, a dinamók és még sok más feltalálója. Ha nem volt tisztában Faraday munkásságával, akkor legalább felismerheti őt a névrokonát tartó ketrecből, a Faraday ketrecből.

Nagy befolyású brit tudós volt, aki részben a villamos energiát olyan munkává változtatta, amely munkához használható. A maga idejében vegyész és fizikus volt, aki jelentős munkákat és kísérleteket hozott létre, amelyek végül az elektromágnesesség mai megértéséhez vezetnek.

Annak érdekében, hogy megértsük az értelem és az eredmény nagyságát, ami Michael Faraday volt, vessünk egy pillantást az életére és munkájára.

Egyébként tudta, hogy Albert Einstein tulajdonképpen három tudós fényképét tartotta az irodájában? Isaac Newton, James Clerk Maxwell és igen, kitaláltad, Michael Faraday.

Hol kezdődött minden Faraday számára

Michael Faraday 1791. szeptember 22-én született egy viszonylag szegény családban, Newington vidéki faluban, Surrey-ben. Newington később felszívódott London déli részébe. Apja kovács volt, aki valójában 1791 elején költözött Észak-Angliából munkakeresésre.

Anyja szerény vidékasszony volt, aki érzelmileg támogatta családját nagyon nehéz nevelésük során. Michael egyike volt annak a négy gyermeknek, akiknek időnként nehezére esett enni. Apjuk gyakran beteg volt és munkaképtelen. A Faraday család számára az élelmiszerellátás messze nem volt egyszerű.

Michael Faraday később az életében elmondta, hogyan kapott egy kenyeret, amelynek egy egész hétig kellett tartania. És szerinted rosszul esett ?! Családja egy kis keresztény szektához tartozott. Ez a szekta egész életében jelentős lelki és érzelmi támogatást nyújtott.

Gyerekként Faraday ragaszkodott a kíváncsisághoz, hogy kijusson, sohasem engedte el gyermekkori igényét, hogy megértse, miért, és többet szeretne megérteni a dolgok működéséről.Sok mérnököt idéző ​​történet.

Érdekes módon korai iskolai végzettsége valóban kezdetleges volt. Csak az alapokat kapta meg, például az olvasás, az írás és a rejtjelezés megtanulását a helyi vasárnapi iskolában. Első foglalkozása egy papírgyerek volt, aki újságokat szállított egy helyi könyvkereskedőnek és könyvkötőnek. 14 évesen még tanoncot is kezdett vele, amelyet a következő 7 évben folytat.

Faraday azonban különbözött tanítványtársaitól. Faraday időt szánna arra, hogy valóban elolvassa néhány könyvét, amelyet köt. Michael elmesélte, hogy az Encyclopedia Brittanica harmadik kiadásában az elektromosságról szóló egy cikk különösen megragadja a képzeletét. A könyv is nagy hatással volt ráBeszélgetések a kémiáról írta Jane Marcet.

Faraday úr ebben a gyengéd korban még kísérletezni is kezdene. Valójában egy gyenge voltaikus halmot épített, amelyen keresztül otthoni kísérleteket végzett az elektrokémia területén.

És így történt, viszonylag szerény műveltségének felhasználásával, hogy Faraday önmagát tanítja, és a világ egyik legnagyobb tudósa lesz.

Sokkal idősebb korában rendszeresen részt vett Sir Humphry Davy kémikus előadásain, aki számos elemet izolált, például káliumot és nátriumot.

Faraday elnyelte az egész eseményt, és aprólékos jegyzeteket készített.

Annyira teljesek voltak ezek, hogy Davynek még egy 300 oldalas dokumentumot is küldött, hogy hivatalos jegyzetként szolgáljon az előadásokhoz. Szabadon vette, hogy ezt munkalehetőségről szóló levél kísérte.

"Ne kérdezz, ne kapj" tiszteljük Faraday urat.

Davyt egyértelműen lenyűgözte, de azonnal és kedvesen elutasította a fiatal Faraday-t, mivel jelenleg nincsenek nyitott pozíciói. Pedig nem felejtette el a fiatalembert. Amint az egyik asszisztensét kirúgták verekedés miatt, gyorsan felajánlotta Michaelnek a pozíciót.

Természetesen élt a lehetőséggel, és irigylésre méltó helyzetbe került, amikor a kémia segítését és tanulását a nap egyik legnagyobb gyakorlójától kapta. Viccesen gyakran mondják Davy-ről, hogy Faraday utólag visszatekintve az eddigi legnagyobb felfedezése volt.

Faraday korai kémiai munkája

Faraday először 21 évesen, 1812-ben csatlakozott Davy-hez a laboratóriumba. Ez nagy lehetőség volt Faraday számára korai pályafutása során, mivel Davy korának egyik legjobb vegyésze volt.

Az első projekt, amelyen a duó együtt dolgozott, a különböző vegyi anyagok molekuláris szerkezetének értelmezése volt. Ez a korai munka sokat tanított Faraday-nek a villamos energia kezdetleges működéséről.

Abban az időben, amikor Michael Faraday csatlakozott Davy csapatához, éppen a mai kémiai gondolkodás megdöntése volt folyamatban. Antoine-Laurent Lavoisier, a modern kémia megalapítója befejezte kémiai ismereteinek reformját, és ragaszkodott a jövő kémikusainak néhány alapelvéhez.

Közülük, bár sokan voltak, az oxigén egyedülálló elem volt. Azt is diktálta, hogy ez az egyetlen támogatója az égésnek, és ami itt fontos: minden sav alapja.

Davynek sikerült egy nátriumot és káliumot elkülönítenie, valójában felfedezni őket egy galvanikus akkumulátor erős áramának felhasználásával. Az akkumulátort használták ezen elemek oxidjainak lebontására, valamint muriatikus sósav bontására, amely az egyik legerősebb ismert sav.

Ez a folyamat hidrogén felszabadulásához, valamint furcsa zöld gázhoz vezetett. Úgy tűnt, hogy ez a zöld gáz támogatja az égést, és vízzel kombinálva savat termel.

Faraday 1820-ig dolgozott Davy-vel, amely addigra maga Faraday lett a világ egyik legkiválóbb vegyésze.

Tulajdonképpen mindent megtanult, amit annak idején érdemes volt megtanulnia a kémiáról. Davy irányításával végzett munkája rengeteg tapasztalatot adott számára a kémiai elemzések és a laboratóriumi technikák elvégzésében. Minden szempontból kísérleti mester volt.

Michael saját elméleti nézeteit is olyan mértékben kidolgozta, hogy azok most saját munkájában irányítsák. Összekapcsol mindent, amit egész ideje alatt tanult Davyvel, és a tudományos világot sokkolta saját felfedezéseivel.

Michael Faraday egyedül indult útjára, és hamarosan korai hírnevet szerez társainak körében. Hibátlan hírnevet szerzett analitikus vegyészként, és gyakran találta magát szakértői tanúként a jogi tárgyalások során. Emellett kiépített egy ügyfélkört, amelynek pénzügyi támogatása segítette a Királyi Intézet támogatását.

1820-ban figyelemre méltó felfedezéseket tett, amúgy is a vegyészek számára. Sikerült létrehoznia az első ismert klór- és széndioxid-vegyületeket2CL6 és C2CL4. Ezeket úgy állította elő, hogy a klórt és a hidrogént "olefiant gázban", más néven etilénben helyettesítette. Ezek voltak az első kiváltott szubsztitúciós reakciók, amelyek később vitatják a kémiai kombináció domináns elméletét, amelyet Jons Jacob Berzelius javasolt.

1821-ben feleségül vett egy Sarah Barnard nevű nőt, és a londoni Royal Institutionban lakott. Elsődleges célja a mágnesesség és az elektromosság körüli kísérletek és kutatások elvégzése volt.

Faraday akkori villamosenergia-megközelítése egyedülálló volt kollégáinál. Az elektromosságot inkább rezgésként, mint valami áramlásként képzelte el, olyan koncepcióként, amely segít neki felfedezéseket tenni az elektromágnesesség körül.

Első felfedezése a Királyi Intézetben olyan eszközök felfedezése volt, amelyek elektromágneses forgást vagy körmozgást tudtak előidézni a vezetéket körülvevő mágneses erőkből.

1825-ben Michael megvilágító gázokon dolgozott, és sikerült elkülönítenie és leírnia valamit, amelyet később benzolnak neveznének. Körülbelül ebben az időben segített a kohászat és a metallográfia megalapozásában, miközben acélötvözetekkel kapcsolatos vizsgálatokat végzett.

Emellett a londoni Királyi Társaság megbízásán dolgozott a szemüveg és a távcső minőségének javításában. Sikerült előállítania egy nagyon magas törésmutatót, amely később, 1845-ben segít a diamagnetizmus felfedezésében.

Faraday további munkája az elektromágnesesség és az elektrolízis területén

Faraday folytatta az elektromágneses indukció felfedezését, az elektromotoros erők előállításának folyamatát a vezetőkön a mágneses mezők miatt. Ha ez harangot cseng, akkor a generátorok és az elektromos motorok működnek.

Hans Christian Ørsted 1820-ban fedezte fel, hogy az elektromos áram vezetéken való áthaladása mágneses teret eredményez. Megállapításait tovább erősítette André-Marie Ampére, aki megmutatta, hogy a mágneses erő kör alakú erőnek is tűnik. Ampére valójában azt mutatta, hogy a mágneses mező hengeret képezett a huzal körül. Ez volt az első alkalom, hogy erre valaha is javaslatot tettek.

Faraday szinte intuitívan megértette, amit ez magában foglal. Megjegyezte, hogy ha egy oszlopot el lehet különíteni, akkor az állandó áramlási mozgást kell kialakítania az áramhuzal körül. Ezt a hipotézist szem előtt tartva, kísérleti zsenialitásával párosulva úgy döntött, hogy ezt saját apparátusával bizonyítja.

Készüléke átalakította az elektromos energiát mechanikai energiává. Michael Faraday nemrégiben készítette el a világ első elektromos motorját.

Faraday azon dolgozott, hogy tovább fejlessze az elektromágnesességgel kapcsolatos elképzeléseit és tudását, 1831-ben létrehozva az úgynevezett indukciós gyűrűt. Ez az eszköz lényegében egy transzformátor volt, amely egy vezetékben áramot termelt egy másik vezeték mágneses erői miatt.

Akkoriban úttörő volt.

Michael sebességbe lendíti ötleteit

Faraday természetesen nem állt meg itt. Elkezdte nézni a nagyobb képet, és szemlélni az áram jellegét általában. Akkoriban a mezőn tartózkodó kortársaival ellentétben Faraday meg volt győződve arról, hogy az elektromosság nem olyan drótokon keresztül áramló anyag, mint a víz a csőben.

Ehelyett ragaszkodott ahhoz, hogy annak olyan rezgésnek vagy erőnek kell lennie, amely valahogy a vezetékekben a vezetőben keletkező feszültségek eredményeként mozog. A motorja után az egyik első kísérlete az volt, hogy egy polarizált fénysugarat átengedjen egy bomló elektrokémiai oldaton.

Az ötlet az volt, hogy felismerje az általa feltételezett intermolekuláris törzseket elektromos áram jelenlétében kell végrehajtani. Az 1820-as években folyamatosan visszatér ehhez az elképzeléshez, de sajnos, hiába.

Az 1830-as évek elején Michael Faraday megpróbálta meghatározni, hogy miként vált ki indukált áram. Elektromágneses kísérletére építve ehelyett állandó mágnessel próbálkozott.

Kísérletével kiderült, hogy a mágnes mozgatása egy huzaltekercsbe és onnan valójában áramot indukál. Faraday már tisztában volt azzal is, hogy a mágneses mező láthatóvá válik a mágnes fölött tartott papírra vagy kártyára szórt vasreszelékkel.

Hozzátette, hogy a reszelések által megjelenített "erővonalaknak" a közegben, a levegőben lévő feszültségvonalaknak kell lenniük, korábban feltételezte.

Hamarosan felfedezi azt a törvényt, amely meghatározza az elektromos áram mágneses termelését. Az áram nagysága ugyanis a vezető által időegységenként elvágott erővonalak számától függ.

Faraday gyorsan erre épített, felismerve, hogy folyamatos áramot képes előállítani, ha rézkorongot forgat a mágnes pólusai között. Az áramot úgy lehet „levonni”, hogy levezetjük a lemez pereméről és közepéről a vezetékeket. Valójában ez volt a legelső dinamó.

Ez volt a modern elektromotorok közvetlen őse, bár ugyanez az elv, de fordítva fordította a lemezt.

Az elektrolízis törvényei

Miközben folytatta az elektromosság kutatását, nagyban támaszkodott világhírű vegyészi hátterére. Kiterjedt munkát végzett az elektrokémia területén, ahol kidolgozta az elektrolízis első és második törvényét.

Ezek a törvények azt állítják"az elektród-elektrolit határán áram által okozott kémiai változás mértéke arányos a felhasznált villamos energia mennyiségével, és az azonos mennyiségű villamos energia különböző anyagokban előállított kémiai változások mennyisége arányos az ekvivalens súlyukkal."

KAPCSOLÓDÓ: HOGYAN MŰKÖDIK A FARADAY Ketrec?

Az egyszerűbb magyarázat szerint a villamos energia áramlása felhasználható a kémiai reakciók elindításához. Gyakorlatilag elektrolízis formájában ez azt jelenti, hogy az elektromosság felhasználható hidrogén előállítására vízmolekulákból, fémes vegyületek lerakására a felületekre (galvanizálás), és tiszta fémes elemek kivonására oldatokból.

Mint sok tudományos témában, így sokkal könnyebb megérteni az elektrolízist a látvány segítségével. Vessen egy pillantást az alábbi gyors videóra, hogy megértse az elektrolízis működését és a Faraday-beli felfedezés fontosságát.

Faraday elektrolízis területén végzett munkája megalapozta ezt a ma már nélkülözhetetlen iparágat.

Gáz cseppfolyósítás és hűtés

1823-ban Michael Faraday John Dalton ötleteire építve bizonyította elképzeléseit azáltal, hogy először nyomást gyakorolt ​​a klórgáz és az ammóniagáz cseppfolyósítására.

Különösen érdekes volt az ammónia sikeres cseppfolyósítása. Amikor hagyta, hogy az ammónia újra elpárologjon, észrevette, hogy lehűl. Bár ezt az elvet William Cullen nyilvánosan bemutatta 1756-ban, Faraday munkája kimutatta, hogy mechanikus szivattyúkkal szobahőmérsékleten folyékonyvá lehet alakítani a gázt.

Ennek a felfedezésnek az volt a szépsége, hogy a gázt nyomáson és cseppfolyósításon keresztül hagyták, hogy zárt rendszerben folyamatosan párologjon és lehűljön. Az egész szekvencia végtelenül megismételhető volt, amíg a rendszert lezárták. Ez az összes modern hűtőszekrény és léghőszivattyús rendszer alapja.

Bunsen Burner (fajta)

Michael Faraday nagyszerű gyakorlati feltaláló volt, ami arra késztette, hogy előkészítse a laboratóriumi berendezések egyik legismertebb darabjának, a Bunsen Burner-nek az elődjét. Kombinálta a levegőt és a gázt, mielőtt meggyújtotta volna, hogy könnyen hozzáférhető, magas hőmérsékletű formát nyújtson.

Korai munkáját később Robert Wilhelm Bunsen fejlesztette ki, hogy olyan berendezést állítson elő, amelyre világszerte sok természettudományos hallgató emlékeztet.

Faraday Cage

1836-ban Michael Faraday felfedezte, hogy amikor egy elektromos vezető fel van töltve, az összes extra töltés a külső oldalán fekszik. Ez kiterjesztéssel azt jelentené, hogy a felár nem "jelenik meg" egy szoba vagy egy fém ketrec belsejében.

Ugyanez az elv alkalmazható a tényleges ruházatban is, az úgynevezett Faraday öltönyökben. Ezek a felsőruhák fémes béléssel rendelkeznek, amely megóvja viselőjét bármilyen külső elektromos forrástól.

A Faraday ketreceket az érzékeny elektromos berendezések védelmére és az elektrokémiai kísérletek során a külső interferencia megelőzésére is használják. Ma is használják a mobil kommunikáció holt zónáinak létrehozására.

Benzol

1825-ben Michael Faraday felfedezte ezt a "csoda" molekulát a londoni világításhoz szükséges gáztermelésből visszamaradt olajos maradékban.

A benzol a kémia egyik legfontosabb anyaga. Régen sok új anyagot készített, és segített a kötés megértésében. A benzol az Egyesült Államokban valójában a 20 legnagyobb vegyi anyag közé tartozik a gyártási volumen alapján.

Ez számos műanyag, gyanta, nejlon, gumik, kenőanyagok, színezékek, gyógyszerek létfontosságú eleme, hogy csak néhányat említsünk.

Diamagnetizmus

Mindannyian intuitívan ismerjük a ferromágnesességet vagy a malom mágnesének menetét, de Faraday 1845-ben felfedezte, hogy minden anyag diamágneses. Természetesen a természetben tapasztalható jelenségek erőssége nagyon változatos.

A dimagnetizmus ellentétes irányú az alkalmazott mágneses térrel. Ha a szóban forgó anyag erős diamágnesességet mutatott, a mágnes északi pólusa erőteljesen el fogja taszítani.

Bámulatos, hogy ezt a legtöbb anyagban elég erős mágnessel lehet lebegtetni. Még az élőlények is, mint egy béka, erős mágneses mezővel "dacolhatnak" a gravitációval.

Halál és örökség

Michael Faraday érett, 75 éves korában, 1867 augusztus 25-én halt meg. Felesége maradt életben. A házaspárnak nem volt gyermeke. Faraday egész életében hívő keresztény volt. Gyermekkora óta szoros kapcsolatban állt azzal a kis szektával, a sandemaniakkal is.

A tudományban való közreműködés miatt az életben temetkezési helyet kínáltak neki a Westminster-apátságban, Nagy-Britannia királyaival és királynőivel együtt, még Sir Isaac Newton is. Ezt az ajánlatot egy szerényebb temetés mellett utasította el. Sírját a londoni Highgate temetőben találja. Feleségét, Sarah-t is vele temették el.

Szobrot állítottak tiszteletére a londoni Savoy Place-ben. A Mérnöki és Technológiai Intézeten kívül áll. Különböző szobrok, iskolák, parkok és egyéb emlékművek vannak annak a férfinak szentelve, aki annyira hozzájárult az emberiséghez. Az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban is számos utcát neveznek el róla.

Természetesen a végső elismerést azzal kapta, hogy feltűnt az E sorozatú 20 GBP angol bankjegy hátoldalán. Michael emellett külön londoni Royal Society-díjjal is rendelkezik, amelyet "kiváló tudományosság kommunikálásával az Egyesült Királyság közönségének" neveztek el.

Az utolsó szó

Michael Faraday egy sor levelet és folyóiratot is írt a maga idejében, amelyek széles körben elérhetőek és alaposan ajánlottak minden Faraday rajongó számára.

Bár szegény családból származik, Michael Faraday fáradhatatlanul azon munkálkodna, hogy először saját magát oktassa. Ezután az életét a tudás törekvésének szenteli. Kitartása miatt a világ egyik legfontosabb tudósa lesz. Eredményei még figyelemre méltóbbak, tekintettel a kiváltságos osztály által uralt világ szerény kezdeteire. Számos nagy felfedezése és találmánya között a kapacitás SI egységeként is megörökítették,sikerült, vagy F.


Nézd meg a videót: 14 Egyszer volt az otlet Faraday es az elektromossag (Október 2022).