MICHAEL FARADAY: BIOGRAFIE, EXPERIMENTY A PŘÍSPĚVKY - VĚDA - 2025

Michael Faraday (Newington Butt, 22. září 1791 - Hampton Court, 25. srpna 1867) byl fyzikem a chemikem britského původu, jehož hlavní příspěvky jsou v oblasti elektromagnetismu a elektrochemie. Mezi jeho příspěvky k vědě, a tedy k lidskosti, můžeme vyzdvihnout jeho práci o elektromagnetické indukci, diamagnetismu a elektrolýze.

Kvůli ekonomickým podmínkám jeho rodiny, Faraday dostal malé formální vzdělání, tak od čtrnácti let on měl na starosti zaplnit tyto mezery tím, že dělá velké množství čtení během jeho učňovství jako knihař.

Jednou z knih, které vázal a které nejvíce ovlivňovaly vědce, bylo Zlepšení mysli Isaaca Wattsa.

Faraday byl vynikajícím experimentátorem a zprostředkoval svá zjištění snadno srozumitelným jazykem. Ačkoli jeho matematické schopnosti nebyly nejlepší, James Clerk Maxwell shrnul svou práci a práci ostatních ve skupině rovnic.

Podle slov Clerk Maxwell: „Použití linií síly ukazuje, že Faraday byl skutečně skvělý matematik, od kterého by budoucí matematici mohli odvodit cenné a plodné metody.“

Jednotka elektrické kapacity Mezinárodního systému jednotek (SI) se na jeho počest nazývá Farad (F).

Jako lékárna Faraday objevil benzen, provedl výzkum klatrátu chloru, systému oxidačních čísel a vytvořil to, co by se stalo známým jako předchůdce Bunsenova hořáku. Kromě toho popularizoval pojmy: anoda, katoda, elektron a ion.

V oblasti fyziky se jeho výzkum a experimenty zaměřovaly na elektřinu a elektromagnetismus.

Jeho studium magnetického pole bylo zásadní pro vývoj koncepce elektromagnetického pole a jeho vynález, který sám jmenoval „Elektromagnetická rotační zařízení“, byl předchůdcem současného elektrického motoru.

Životopis

Michael Faraday se narodil 22. září 1791 v sousedství Newington Butt, ležícím jižně od Londýna v Anglii. Jeho rodina nebyla bohatá, takže jeho formální vzdělání nebylo příliš rozsáhlé.

Michaelův otec byl jmenován James a byl praktikem doktríny křesťanství. Její matka se jmenovala Margaret Hastwell a před svatbou s Jamesem pracovala jako dělnice v domácnosti. Michael měl 3 sourozence a byl předposledním z manželských dětí.

Když mu bylo čtrnáct let, pracoval vedle George Riebaua, který byl knihkupcem a knihkupcem. Michael zůstal v této práci sedm let, během této doby se dokázal dostat mnohem blíže ke čtení.

V této době se začal přitahovat vědeckými jevy, zejména ty, které se týkaly elektřiny.

Prohloubení výcviku

V 20 letech, v 1812, Michael začal navštěvovat různé konference, téměř vždy pozval William Dance, anglický hudebník, který založil Královskou filharmonickou společnost.

Někteří z řečníků, ke kterým měl Michael přístup, byli John Tatum, britský filozof a vědec a Humphry Davy, chemik anglického původu.

Vztah s Humphry Davy

Michael Faraday byl velmi metodický muž a psal docela specifické poznámky, které poslal Davymu spolu s poznámkou žádající o práci.

Tyto poznámky tvořily knihu o 300 stranách a Davy se jim velmi líbil. Ten později utrpěl nehodu v laboratoři o něco později, což vážně poškodilo jeho vidění.

V této souvislosti najal Davy Faradaye jako svého asistenta. Současně - 1. března 1813 - se Faraday stal asistentem chemie v Královské instituci.

Výlet do Evropy

V letech 1813 až 1815 cestoval Humphry Davy různými evropskými zeměmi. Služebník, který měl v té době, se rozhodl nezúčastnit se výletu, takže Faraday byl ten, kdo musel plnit jeho úkoly, přestože jeho funkcí byla funkce chemického asistenta.

Říká se, že anglická společnost byla v té době extrémně orientovaná na třídu, a proto byl Faraday považován za muže s podřadnými vlastnostmi.

Dokonce i Davyho žena trvala na tom, aby s Faradayem zacházeli jako se sluhou, odmítla ho přijmout ve svém kočáru nebo nechat s nimi jíst.

Přestože tento výlet znamenal pro Faradaye velmi špatný čas v důsledku nepříznivého zacházení, které obdržel, současně to znamenalo, že mohl mít přímý kontakt s nejdůležitějšími vědeckými a akademickými obory v Evropě.

Věnování elektřině

Již v roce 1821 se Michael Faraday věnoval výhradně studiu elektřiny, magnetismu a možností obou prvků.

V roce 1825 byl Davy vážně nemocný, a proto se Faraday stal jeho náhradníkem v laboratoři. To byl čas, kdy navrhl několik svých teorií.

Jednou z nejdůležitějších byla představa, že elektřina i magnetismus i světlo fungovaly jako trojice se sjednoceným charakterem.

Ve stejném roce Faraday zahájil přednášky na Královské instituci s názvem Vánoční přednášky Královské instituce, které byly zaměřeny zejména na děti a zabývaly se nejdůležitějšími vědeckými pokroky té doby, jakož i různými anekdoty a příběhy z oblasti Věda.

Záměrem těchto rozhovorů bylo přiblížit vědu těm dětem, které neměly příležitost navštěvovat formální studium, jak se mu to stalo.

Manželství

V roce 1821 se Faraday oženil se Sarah Barnardovou. Jejich rodiny navštěvovaly stejný kostel a tam se setkaly.

Faraday byl po celý život velmi náboženským mužem a byl stoupencem církve Sandemaniana, která pocházela ze skotské církve. Účastnil se aktivně ve svém kostele, protože se stal dva roky po sobě jáhnem a dokonce knězem.

Z manželství mezi Faradayem a Barnardem se nenarodily žádné děti.

Roky vynálezů

Faradayovy příští roky byly plné vynálezů a experimentů. V roce 1823 objevil proces zkapalňování chloru (změna z plynného nebo pevného stavu na kapalný) a o dva roky později, v roce 1825, objevil stejný proces, ale pro benzen.

V roce 1831 Faraday objevil elektromagnetickou indukci, ze které vznikl tzv. Faradayův zákon nebo zákon elektromagnetické indukce. O rok později, v roce 1832, obdržel čestné jmenování profesorem občanského práva od University of Oxford.

O čtyři roky později Faraday objevil mechanismus, který fungoval jako ochranná skříňka pro elektrické šoky. Tato krabice se nazývala Faradayova klec a později se stala jedním z nejrozšířenějších vynálezů, a to i dnes.

V 1845 on objevil účinek, který odráží jasnou interakci mezi světlem a magnetismem; tento efekt se nazýval Faradayův efekt.

Uznání

Anglická monarchie nabídla Faradayovi jmenování sira, kterému několikrát odmítl, protože to považoval za protiklad k jeho náboženskému přesvědčení; Faraday spojil toto jmenování s hledáním uznání a marností.

Královská společnost také navrhla, aby byl jejím prezidentem a Faraday tuto nabídku odmítl, a to při dvou různých příležitostech.

Královská švédská akademie věd ho jmenovala zahraničním členem v roce 1838. O rok později utrpěl Faraday nervózní zhroucení; po krátké době pokračoval ve studiu.

V roce 1844 ji Francouzská akademie věd začlenila do svých zahraničních členů, což bylo pouhých 8 osobností.

Poslední roky

V roce 1848 získal Michael Faraday dům milosti a laskavosti, což byly ty domy, které patřily anglickému státu a byly bezplatně nabízeny těmto důležitým osobnostem země, se záměrem poděkovat za služby poskytované národu.

Tento dům byl v Middlesexu, v Hampton Court a Faraday v něm žil od roku 1858. Právě v tom domě zemřel později.

Během těchto let ho vláda Anglie kontaktovala a požádala ho, aby je podpořil v procesu výroby chemických zbraní v rámci krymské války, která se konala v letech 1853 až 1856. Faraday odmítl tato nabídka, vzhledem k tomu, že se neetické účastnictví na tomto procesu považovalo za neetické.

Smrt

Michael Faraday zemřel 25. srpna 1867, když mu bylo 75 let. Kuriózní anekdota této chvíle je, že mu bylo nabídnuto místo pohřbu v proslulém Westminsterském opatství, místě, které odmítl.

Uvnitř tohoto kostela najdete pamětní desku, která ctí Faradaye a nachází se poblíž hrobu Izáka Newtona. Jeho tělo leží v nesouhlasné oblasti hřbitova Highgate.

Experimenty

Život Michaela Faradaye byl plný vynálezů a experimentů. Dále popíšeme dva nejdůležitější experimenty, které provedl a které byly pro lidstvo transcendentní.

Faradayův zákon

Aby demonstroval takzvaný Faradayův zákon nebo zákon elektromagnetické indukce, vzal Michael Faraday lepenku ve formě trubice, do které navíjel izolovaný drát; tímto způsobem vytvořil cívku.

Následně vzal cívku a spojil ji s voltmetrem pro měření indukované elektromotorické síly, zatímco magnetem prošel cívkou.

V důsledku tohoto experimentu Faraday určil, že magnet v klidu není schopen generovat elektromotorickou sílu, i když je v klidu, vytváří vysoké magnetické pole. To se odráží ve skutečnosti, že přes cívku se tok nemění.

Jak se magnet přibližuje k cívce, magnetický tok se rychle zvyšuje, dokud magnet není účinně uvnitř cívky. Jakmile magnet prošel cívkou, tok klesá.

Faradayova klec

Faradayova klec byla struktura, díky níž se vědci podařilo chránit prvky před elektrickým výbojem.

Faraday provedl tento experiment v roce 1836, když si uvědomil, že nadměrné nabití dirigenta ovlivnilo to, co bylo mimo něj, a ne to, co bylo uzavřeno uvedeným dirigentem.

Aby to dokázal, Faraday lemoval stěny místnosti hliníkovou fólií a generoval vysokonapěťové výboje elektrostatickým generátorem mimo místnost.

Díky ověření pomocí elektroskopu Faraday dokázal ověřit, že ve skutečnosti v místnosti nebyly žádné elektrické náboje.

Tento princip lze dnes pozorovat v kabelech a skenerech a existují i ​​další předměty, které samy o sobě fungují jako Faradayovy klece, jako jsou automobily, výtahy nebo dokonce letadla.

Hlavní příspěvky

Konstrukce zařízení pro "elektromagnetickou rotaci"

Poté, co dánský fyzik a chemik Hans Christian Ørsted objevil fenomén elektromagnetismu, Humphry Davy a William Hyde Wollaston se pokusili a nedokázali navrhnout elektrický motor.

Faraday poté, co se o tom s oběma vědci dohadoval, dokázal vytvořit dvě zařízení, která vedla k tomu, čemu říkal „elektromagnetická rotace“.

Jedno z těchto zařízení, v současnosti známé jako „homopolární motor“, generovalo kontinuální kruhový pohyb, vytvářený kruhovou magnetickou silou kolem drátu, který se rozpínal do rtuťové nádoby s magnetem uvnitř. Napájením proudu do drátu chemickou baterií se točí kolem magnetu.

Tento experiment poskytl základ pro moderní elektromagnetickou teorii. Takové bylo Faradayovo vzrušení po tomto objevu, že výsledky publikoval bez konzultace s Wollastonem nebo Davym, což vedlo ke kontroverzi v Královské společnosti a Faradayově přiřazení k jiným činnostem než elektromagnetismu.

Zkapalňování a chlazení plynem (1823)

Na základě teorie Johna Daltona, ve které uvedl, že všechny plyny mohou být uvedeny do kapalného stavu, Faraday prokázal pravdivost této teorie experimentem, kromě toho, že převzal základy, se kterými moderní chladničky a mrazničky pracují.

Zkapalněním nebo zkapalněním (zvýšením tlaku a snížením teploty plynů) chloru a amoniaku v plynném stavu se Faradayovi podařilo tyto látky uvést do kapalného stavu, který byl považován za „trvalý plynný stav“.

Kromě toho se mu podařilo vrátit amoniak do jeho plynného stavu, přičemž pozoroval, že během tohoto procesu došlo k ochlazení.

Tento objev ukázal, že mechanické čerpadlo může přeměnit plyn při pokojové teplotě na kapalinu, vyvolat ochlazení návratem do svého plynného stavu a znovu stlačit do kapaliny.

Objev benzenu (1825)

Faraday objevil molekulu benzenu tím, že ji izoloval a identifikoval od olejovitého zbytku, získaného z výroby osvětlovacího plynu, kterému dal jméno „Bicarburet vodíku“.

Předpokládáme, že tento objev je důležitým úspěchem chemie díky praktickým aplikacím benzenu.

Objev elektromagnetické indukce (1831)

Elektromagnetická indukce byla Faradayovým velkým objevem, kterého dosáhl spojením dvou drátových solenoidů kolem opačných konců železného prstence.

Faraday připojil jeden solenoid k galvanometru a sledoval, jak se připojuje a odpojuje druhý od baterie.

Odpojením a připojením solenoidu byl schopen pozorovat, že když prošel proud jedním solenoidem, byl v druhém dočasně indukován další proud.

Příčinou této indukce je změna magnetického toku, ke které došlo při odpojení a připojení baterie.

Tento experiment je nyní známý jako „vzájemná indukce“, ke kterému dochází, když změna proudu v jednom induktoru indukuje napětí v jiném induktoru blízkém. Toto je mechanismus, kterým fungují transformátory.

Zákony elektrolýzy (1834)

Michael Faraday byl také jedním z hlavních tvůrců vědy o elektrochemii, což je věda zodpovědná za vytváření baterií používaných v současné době v mobilních zařízeních.

Během výzkumu povahy elektřiny formuloval Faraday své dva zákony elektrolýzy.

První z nich uvádí, že množství látky uložené na každé elektrodě elektrolytického článku je přímo úměrné množství elektřiny, která prochází skrz článek.

Druhý z těchto zákonů uvádí, že množství různých prvků uložených daným množstvím elektřiny je v poměru k jejich ekvivalentní chemické hmotnosti.

Objev Faradayova efektu (1845)

Také známý jako Faradayova rotace, tento efekt je magneticko-optický jev, což je interakce mezi světlem a magnetickým polem v médiu.

Faradayův efekt způsobuje rotaci roviny polarizace, která je lineárně úměrná složce magnetického pole ve směru šíření.

Faraday pevně věřil, že světlo je elektromagnetický jev, a proto musí být ovlivňováno elektromagnetickými silami.

Po řadě neúspěšných pokusů pokračoval v testování kusu pevného skla obsahujícího stopy olova, které vyrobil ve svých sklářských dnech.

Tímto způsobem pozoroval, že když polarizované paprsky světla prošly sklem, ve směru magnetické síly, polarizované světlo rotovalo v úhlu úměrném síle magnetického pole.

Pak to zkoušel s různými pevnými látkami, kapalinami a plyny získáním silnějších elektromagnetů.

Objev diamagnetismu (1845)

Faraday objevil, že všechny materiály mají slabé odpory vůči magnetickým polím, které nazýval diamagnetismem.

To znamená, že vytvářejí indukované magnetické pole v opačném směru než externě aplikované magnetické pole, které je odpuzováno aplikovaným magnetickým polem.

Zjistil také, že paramagnetické materiály se chovají opačným způsobem a přitahují je aplikované vnější magnetické pole.

Faraday ukázal, že tato vlastnost (diamagnetická nebo paramagnetická) je přítomna ve všech látkách. Diamagnetismus indukovaný extra silnými magnety lze použít k vyvolání levitace.

Reference

1. Michael Faraday. (2017, 9. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
3. Benzen. (2017, 6. června) Obnoveno z en.wikipedia.org.
4. Zkapalňování plynu. (2017, 7. května) Obnoveno z en.wikipedia.org.
5. Faradayovy zákony elektrolýzy. (2017, 4. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
6. Faradayova klec. (2017, 8. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
7. Faradayův experiment s ledovými vědry. (2017, 3. května). Obnoveno z en.wikipedia.org.
8. Faradayův efekt. (2017, 8. června). Obnoveno z en.wikipedia.org.
9. Faradayův efekt. (2017, 10. května). Obnoveno z en.wikipedia.org.
10. Kdo je Michael Faraday? Jaký byl jeho objev v oblasti vědy? (2015, 6. června). Obnoveno z webu quora.com
11. 10 hlavních příspěvků Michaela Faradaye do vědy. (2016, 16. prosince). Obnoveno z learnodo-newtonic.com.