Die Engelse fisikus Michael Faraday, wat in 'n arm gesin grootgeword het, het een van die grootste wetenskaplikes in die geskiedenis van die mensdom geword. Sy uitstaande prestasies is behaal in 'n tyd toe wetenskap die lot was van mense wat in bevoorregte gesinne gebore is. Die eenheid van elektriese kapasitansie, die farad, is na hom vernoem.
Faraday (fisikus): kort biografie
Michael Faraday is op 22 September 1791 in die Britse hoofstad Londen gebore. Hy was die derde kind in die familie van James en Margaret Faraday. Sy pa was 'n smid met swak gesondheid. Voor die huwelik het sy ma as 'n bediende gewerk. Die gesin het in armoede geleef.
Tot die ouderdom van 13 het Michael 'n plaaslike skool bygewoon waar hy sy primêre onderwys ontvang het. Om die gesin te help, het hy as 'n boodskapper in 'n boekwinkel begin werk. Die seun se ywer het sy werkgewer beïndruk. 'n Jaar later is hy bevorder tot leerling boekbinder.
Boekbinding en Wetenskap
Michael Faraday wou meer van die wêreld weet; hy was nie beperk tot die restourasie van boeke nie. Na ywerige daaglikse werk het hy al sy vrye tyd spandeer om boeke te lees wat hy gebind het.
Stadig het hy ontdek dat hy in wetenskap belangstel. Hy het veral van twee boeke gehou:
- The Encyclopædia Britannica is die bron van sy kennis van elektrisiteit en baie meer.
- Chemistry Talks - 600 bladsye van toeganklike chemie deur Jane Marset.
Hy was so verlief dat hy 'n deel van sy karige inkomste aan chemikalieë en apparate begin bestee het om die waarheid te bevestig van wat hy gelees het.
Terwyl hy sy wetenskaplike kennis uitgebrei het, het hy gehoor dat die bekende wetenskaplike John Tatum op die punt was om 'n reeks openbare lesings oor natuurlike filosofie (fisika) te gee. Om die lesings by te woon, moes’n mens’n fooi van een sjieling betaal – te veel vir Michael Faraday. Sy ouer broer, 'n smid, beïndruk deur sy broer se groeiende toewyding aan die wetenskap, het hom die nodige bedrag gegee.
Ontmoet Humphrey Davy
Faraday het nog 'n stap na wetenskap geneem toe William Dance, 'n boekwinkelkliënt, vir Michael gevra het of hy kaartjies vir lesings by die Royal Institution wil kry.
Die dosent, Sir Humphry Davy, was een van die wêreld se bekendste wetenskaplikes van die dag. Faraday het die kans aangegryp en vier lesings bygewoon oor een van die nuutste probleme in chemie – die bepaling van suurheid. Hy het die eksperimente dopgehou wat Davy in lesings uitgevoer het.
Dit was die wêreld waarin hy wou leef. Faraday het aantekeninge gehou, en toe soveel byvoegings tot die notas gemaak dat hy 'n 300-bladsy manuskrip vervaardig het, wat hy self gebind en as teken aan Davy gestuur het.dankie.
Op hierdie tydstip, in die agterplaas van 'n boekwinkel, het Michael meer komplekse eksperimente begin uitvoer om 'n elektriese battery te skep uit kopermunte en sinkskywe wat deur nat soutpapier geskei is. Hy het dit gebruik om chemikalieë soos magnesiumsulfaat af te breek. Humphry Davy was 'n pionier in hierdie veld van chemie.
In Oktober 1812 het Faraday se vakleerlingskap geëindig en hy het as boekbinder vir 'n ander werkgewer begin werk wat hy onsmaaklik gevind het.
Daar sou geen geluk wees nie, maar ongeluk het gehelp
En toe was daar 'n gelukkige gebeurtenis vir Faraday. As gevolg van 'n onsuksesvolle eksperiment is Humphry Davy beseer: dit het sy vermoë om te skryf tydelik beïnvloed. Michael het dit reggekry om vir 'n paar dae aantekeninge te hou vir Davy, wat beïndruk was deur die boek wat hy vir hom gestuur het.
Toe die kort tydperk van werk as 'n assistent geëindig het, het Faraday 'n nota aan die wetenskaplike gestuur waarin hy gevra word om hom as sy assistent aan te stel. Kort daarna is een van Davy se laboratoriumassistente afgedank weens wangedrag, en Humphrey het vir Michael gevra of hy die vakature wil vul.
Wil hy graag by die Royal Institute werk saam met een van die bekendste wetenskaplikes in die wêreld? Dit was 'n retoriese vraag.
Loopbaan by die Royal Institution
Faraday het op 1 Maart 1813 op die ouderdom van 21 die amp aanvaar.
Hy is goed betaal en het 'n kamer gekry om op die solder van die Royal Institute te woon. Michael was baie tevrede en sy verbintenis met hierdie instelling is nie meer nievir 54 jaar onderbreek, waartydens hy daarin geslaag het om 'n professor in chemie te word.
Faraday se werk was om toerusting voor te berei vir eksperimente en lesings by die Royal Institution. Aanvanklik het hy te doen gehad met stikstoftrichloried, 'n plofstof wat Davy beseer het. Michael het ook kortstondig sy bewussyn verloor tydens die volgende ontploffing, en toe Humphrey weer beseer is, is eksperimente met hierdie verbinding gestaak.
Na 7 maande by die Royal Institution het Davy Faraday saam met hom geneem op 'n 18 maande lange toer deur Europa. Gedurende hierdie tyd het Michael daarin geslaag om groot wetenskaplikes soos Andre-Marie Ampère in Parys en Alessandro Volta in Milaan te ontmoet. Op 'n manier het die toer sy universiteitsopleiding vervang - Faraday het in hierdie tyd baie geleer.
Vir die grootste deel van die toer was hy egter ongelukkig, aangesien hy benewens wetenskaplike en sekretariële werk op Davy en sy vrou moes wag. Die wetenskaplike se vrou het Faraday weens sy herkoms nie as 'n gelyke beskou nie.
Nadat hulle na Londen teruggekeer het, het alles in plek geval. Die Royal Institute het Michael se kontrak hernu en sy vergoeding verhoog. Davy het selfs sy hulp in wetenskaplike artikels begin noem.
In 1816, op die ouderdom van 24, het Faraday sy eerste lesing oor die eienskappe van materie gegee. Dit het in die City Philosophical Society plaasgevind. Terselfdertyd het hy sy eerste wetenskaplike artikel oor die ontleding van kalsiumhidroksied in die Science Quarterly gepubliseer.
In 1821, op die ouderdom van 29, is Faraday bevorder tot hoof van die huishouding en laboratorium van die Royal Institute. In dieselfdehy het met Sarah Barnard getrou. Michael en sy vrou het vir die grootste deel van die volgende 46 jaar by die instituut gewoon, nie meer op die solder nie, maar in die gemaklike ruimte wat eens deur Humphry Davy beset is.
In 1824 is die biografie van Faraday (fisika) gekenmerk deur sy verkiesing tot die Royal Society. Dit was 'n erkenning dat hy 'n noemenswaardige wetenskaplike geword het.
In 1825 het die fisikus Faraday direkteur van die laboratorium geword.
In 1833 het hy Fuller se professor in chemie aan die Royal Institution of Great Britain geword. Faraday het hierdie pos vir die res van sy lewe beklee.
In 1848 en 1858 is hy gevra om aan die hoof van die Royal Society te staan, maar het geweier.
Wetenskaplike prestasies
Dit sal meer as een boek neem om Faraday se ontdekkings in fisika te beskryf. Dit is nie toevallig dat Albert Einstein foto's van slegs drie wetenskaplikes in sy kantoor gehou het nie: Isaac Newton, James Maxwell en Michael Faraday.
Vreemd genoeg, hoewel die woord "fisikus" tydens die lewe van die wetenskaplike gebruik is, het hy self nie daarvan gehou nie, en hy het homself altyd 'n filosoof genoem. Faraday was 'n man wat ontdekkings gemaak het deur eksperimente, en hy was bekend daarvoor dat hy nooit opgegee het met die idees waarmee hy deur wetenskaplike intuïsie vorendag gekom het nie.
As hy gedink het die idee was die moeite werd, het hy aanhou eksperimenteer ten spyte van baie mislukkings totdat hy bereik het wat hy verwag het of totdat hy oortuig was dat Moeder Natuur hom verkeerd bewys het, wat uiters skaars was.
So wat het Faraday in fisika ontdek? Hier is 'n paar van sy mees noemenswaardigeprestasies.
1821: ontdekking van elektromagnetiese rotasie
Dit was die voorbode van wat uiteindelik tot die skepping van die elektriese motor sou lei. Die ontdekking was gebaseer op Oersted se teorie van die magnetiese eienskappe van 'n draad wat 'n elektriese stroom dra.
1823: Gasvervloeiing en verkoeling
In 1802 het John D alton voorgestel dat alle gasse teen lae temperature of hoë druk vloeibaar gemaak kan word. Die fisikus Faraday het dit empiries bewys. Hy het eers chloor en ammoniak in 'n vloeistof verander.
Vloeibare ammoniak was ook interessant omdat, soos Michael Faraday opgemerk het, die fisika van sy verdampingsproses verkoeling veroorsaak het. Die beginsel van verkoeling deur middel van kunsmatige verdamping is in 1756 deur William Cullen in Edinburgh in die openbaar gedemonstreer. Die wetenskaplike het met 'n pomp die druk in die fles met eter verlaag, waardeur dit vinnig verdamp het. Dit het verkoeling veroorsaak, en ys het aan die buitekant van die fles gevorm van die vog in die lug.
Die belangrikheid van Faraday se ontdekking was dat meganiese pompe 'n gas by kamertemperatuur in 'n vloeistof kon verander. Toe het die vloeistof verdamp, wat alles rondom afgekoel het, die resulterende gas kon versamel en weer in 'n vloeistof saamgepers word deur middel van 'n pomp, wat die siklus herhaal. Dit is hoe moderne yskaste en vrieskaste werk.
In 1862, by die Wêreldtentoonstelling in Londen, het Ferdinand Carré die wêreld se eerste kommersiële ysmaakmasjien gedemonstreer. Die motor het ammoniak as 'n koelmiddel gebruik, en ditys teen 'n tempo van 200 kg per uur geproduseer.
1825: Ontdekking van benseen
Benseen het histories een van die belangrikste stowwe in chemie geword, beide in 'n praktiese sin, dit wil sê, dit word gebruik om nuwe materiale te skep, en in 'n teoretiese sin, om die chemiese binding te verstaan. 'n Wetenskaplike het benseen in die olierige oorblyfsel van 'n Londense beligtingsgasproduksiefasiliteit ontdek.
1831: Faraday se wet, formule, fisika van elektromagnetiese induksie
Dit was 'n uiters belangrike ontdekking vir die toekoms van wetenskap en tegnologie. Faraday se wet (fisika) bepaal dat 'n wisselende magnetiese veld 'n elektriese stroom in 'n stroombaan induseer, en die opgewekte elektromotoriese krag is direk eweredig aan die tempo van verandering van die magnetiese vloed. Een van sy moontlike inskrywings is |E|=|dΦ/dt|, waar E die EMF is en Ф die magnetiese vloed is.
Byvoorbeeld, die beweging van 'n hoefystermagneet langs 'n draad produseer 'n elektriese stroom, aangesien die beweging van die magneet 'n afwisselende magneetveld veroorsaak. Voor dit was die enigste bron van stroom die battery. Michael Faraday, wie se ontdekkings in fisika getoon het dat beweging in elektrisiteit omgeskakel kan word, of, in meer wetenskaplike terme, kinetiese energie in elektriese energie omgeskakel kan word, is dus verantwoordelik vir die feit dat die meeste van die energie in ons huise vandag geproduseer word uit hierdie beginsel.
Rotasie (kinetiese energie) word deur elektromagnetiese induksie in elektrisiteit omgeskakel. En die rotasie word op sy beurt verkry deur die werking van hoë stoom op die turbines.druk wat geskep word deur die energie van steenkool, gas of atoom, of die druk van water in hidroëlektriese kragsentrales, of lugdruk in windplase.
1834: wette van elektrolise
Faraday die fisikus het 'n groot bydrae gelewer tot die skepping van die nuwe wetenskap van elektrochemie. Dit verduidelik wat by die raakvlak tussen die elektrode en die geïoniseerde stof gebeur. Danksy elektrochemie gebruik ons litiumioonbatterye en -akkumulators wat moderne mobiele tegnologie aandryf. Faraday se wette is belangrik vir ons begrip van elektrodereaksies.
1836: uitvinding van die afgeskermde kamera
Fisikus Faraday het ontdek dat wanneer 'n elektriese geleier gelaai word, al die oortollige lading aan die buitekant daarvan ophoop. Dit beteken dat daar binne 'n kamer of 'n hok wat van metaal gemaak is, geen bykomende koste verskyn nie. Byvoorbeeld, 'n persoon geklee in 'n Faraday-pak, dit wil sê met 'n metaalvoering, word nie aan eksterne elektrisiteit blootgestel nie. Benewens die beskerming van mense, kan die Faraday-hok gebruik word om elektriese of elektrochemiese eksperimente uit te voer wat sensitief is vir eksterne inmenging. Beskermde kameras kan ook dooie sones vir mobiele kommunikasie skep.
1845: ontdekking van die Faraday-effek - die magneto-optiese effek
Nog 'n belangrike eksperiment in die geskiedenis van die wetenskap was die eerste wat die verband tussen elektromagnetisme en lig bewys het, wat in 1864 volledig beskryf is deur die vergelykings van James Clerk Maxwell. Die fisikus Faraday het vasgestel dat lig 'n elektromagnetiese golf is: Wanneerteenoorgestelde magnetiese pole was aan dieselfde kant, dit het 'n effek op die gepolariseerde straal gehad, wat dus die verband tussen magnetiese krag en lig bewys…
1845: ontdekking van diamagnetisme as 'n eienskap van alle materie
Die meeste mense is bekend met ferromagnetisme en gebruik gewone magnete as 'n voorbeeld. Faraday ('n fisikus) het ontdek dat alle stowwe diamagneties is – meestal swak, maar daar is ook sterk. Diamagnetisme is die teenoorgestelde van die rigting van die toegepaste magnetiese veld. Byvoorbeeld, as jy die noordpool naby 'n sterk diamagnetiese stof plaas, sal dit afstoot. Diamagnetisme in materiale, geïnduseer deur baie sterk moderne magnete, kan gebruik word om levitasie te bewerkstellig. Selfs lewende dinge soos paddas is diamagneties en kan in 'n sterk magneetveld dryf.
Einde
Michael Faraday, wie se ontdekkings in fisika die wetenskap revolusioneer het, is op 25 Augustus 1867 in Londen op die ouderdom van 75 oorlede. Sy vrou Sarah het langer gelewe. Die egpaar het geen kinders gehad nie. Hy was sy lewe lank 'n toegewyde Christen en het aan 'n klein Protestantse sekte behoort genaamd die Sandemanians.
Selfs gedurende sy leeftyd is Faraday begrafnis aangebied in Westminster Abbey, saam met die konings en koninginne van Groot-Brittanje en wetenskaplikes soos Isaac Newton. Hy het geweier vir 'n meer beskeie seremonie. Sy graf, waar Sarah ook begrawe is, kan by Highgate-begraafplaas in Londen gevind word.
