MICHAEL FARADAY: BIOGRAFI, EKSPERIMENTER OG BIDRAG - VIDENSKAB - 2025

Michael Faraday (Newington Butt, 22. september 1791 - Hampton Court, 25. august 1867) var en fysiker og kemiker af britisk oprindelse, hvis vigtigste bidrag er inden for områderne elektromagnetisme og elektrokemi. Blandt hans bidrag til videnskab og derfor til menneskeheden kan vi fremhæve hans arbejde med elektromagnetisk induktion, diamagnetisme og elektrolyse.

På grund af hans økonomiske økonomiske forhold fik Faraday kun lidt formel uddannelse, så han var fjorten år gammel ansvarlig for at udfylde disse mangler ved at foretage et stort antal aflæsninger i løbet af sin læretid som bogbinder.

En af de bøger, han bandt, og som mest påvirkede videnskabsmanden var The Improvement of the Mind af Isaac Watts.

Faraday var en fremragende eksperimentator og formidlede sine fund på let forståeligt sprog. Selvom hans matematiske evner ikke var de bedste, opsummerede James Clerk Maxwell sit arbejde og andres arbejde i en gruppe ligninger.

I Clerk Maxwells ord: "Brug af magtlinjer viser, at Faraday faktisk var en stor matematiker, hvorfra fremtidige matematikere kunne udlede værdifulde og frugtbare metoder."

Enheden for elektrisk kapacitet i det internationale system af enheder (SI) kaldes Farad (F) til hans ære.

Som kemiker opdagede Faraday benzen, forskede på kloratrat, oxidationsnummer-systemet og skabte det, der ville blive kendt som forgængeren til Bunsen-brænderen. Derudover populariserede han udtrykkene: anode, katode, elektron og ion.

På fysikområdet fokuserede hans forskning og eksperimenter på elektricitet og elektromagnetisme.

Hans undersøgelse af det magnetiske felt var grundlæggende for udviklingen af ​​konceptet for det elektromagnetiske felt, og hans opfindelse, der blev benævnt af sig selv som "elektromagnetiske rotationsenheder", var forløberne for den aktuelle elektriske motor.

Biografi

Michael Faraday blev født den 22. september 1791 i et kvarter kaldet Newington Butt, der ligger syd for London, i England. Hans familie var ikke velhavende, så hans formelle uddannelse var ikke særlig omfattende.

Michaels far blev navngivet James, og han var en udøver af en lære om kristendommen. På sin side var hendes mors navn Margaret Hastwell, og inden hun gifte sig med James, arbejdede hun som husarbejder. Michael havde 3 søskende og var den næstsidste af ægteskabets børn.

Da Michael var fjorten år gammel arbejdede han sammen med George Riebau, som var en boghandler og bogbinder. Michael forblev i dette arbejde i syv år, i hvilket tidsrum han var i stand til at komme meget tættere på læsning.

På dette tidspunkt begyndte han at blive tiltrukket af videnskabelige fænomener, især dem, der vedrører elektricitet.

Uddybning af træning

I en alder af 20, i 1812, begyndte Michael at deltage i forskellige konferencer, næsten altid inviteret af William Dance, en engelsk musiker, der havde grundlagt Royal Philharmonic Society.

Nogle af de talere, som Michael havde adgang til, var John Tatum, en britisk filosof og videnskabsmand, og Humphry Davy, en kemiker af engelsk oprindelse.

Forholdet til Humphry Davy

Michael Faraday var en meget metodisk mand og skrev ganske specifikke notater, som han sendte til Davy sammen med en note, der bad om et job.

Disse noter udgør en bog på omkring 300 sider, og Davy kunne godt lide dem. Sidstnævnte led en ulykke på laboratoriet et stykke tid senere, hvilket alvorligt skadede hans syn.

I denne sammenhæng ansat Davy Faraday som sin assistent. På samme tid - den 1. marts 1813 - blev Faraday kemiassistent ved Royal Institution.

Rejse til Europa

Mellem 1813 og 1815 rejste Humphry Davy gennem forskellige lande i Europa. Den tjener, han havde på det tidspunkt, besluttede ikke at deltage i turen, så Faraday var den, der måtte udføre tjenerens opgaver, selvom hans funktion var en kemisk assistent.

Det siges, at det engelske samfund på det tidspunkt var ekstremt klasseorienteret, hvorfor Faraday blev set som en mand med ringere egenskaber.

Selv Davys kone insisterede på at behandle Faraday som en tjener og nægtede at modtage ham i hendes vogn eller få ham til at spise med dem.

Selvom denne rejse betød en meget dårlig tid for Faraday som et resultat af den ugunstige behandling, han modtog, implicerede det samtidig, at han kunne have direkte kontakt med de vigtigste videnskabelige og akademiske områder i Europa.

Dedikation til elektricitet

Allerede i 1821 viet Michael Faraday sig helt til at studere elektricitet, magnetisme og begge elementers muligheder.

I 1825 var Davy alvorligt syg, hvorfor Faraday blev hans erstatning på laboratoriet. Dette var tidspunktet, da han foreslog flere af sine teorier.

En af de mest relevante var forestillingen om, at både elektricitet og magnetisme og lys fungerede som en triade med en samlet karakter.

Samme år begyndte Faraday foredrag på Royal Institution, kaldet Royal Institution's Christmas Lectures, som især var rettet mod børn og beskæftigede sig med de vigtigste videnskabelige fremskridt i tiden, samt forskellige anekdoter og historier fra området videnskab.

Hensigten med disse samtaler var at bringe videnskaben nærmere de børn, der ikke havde mulighed for at deltage i formelle studier, som det skete med ham.

Ægteskab

I 1821 giftede Faraday sig med Sarah Barnard. Deres familier deltog i den samme kirke, og det var der, de mødte.

Faraday var en meget religiøs mand i hele sit liv og var en efterfølger af Sandemaniana-kirken, som stammede fra Church of Scotland. Han deltog aktivt i sin kirke, siden han blev diakon og endda præst i to år i træk.

Ingen børn blev født fra ægteskabet mellem Faraday og Barnard.

År med opfindelser

Faradays næste år var fulde af opfindelser og eksperimenter. I 1823 opdagede han processen med kondensering af klor (skift fra gasformig eller fast tilstand til flydende tilstand), og to år senere, i 1825, opdagede han den samme proces, men for benzen.

I 1831 opdagede Faraday elektromagnetisk induktion, hvorfra den såkaldte Faradays lov eller lov om elektromagnetisk induktion blev genereret. Et år senere, i 1832, modtog han æresudnævnelsen af ​​civilretlig doktor fra University of Oxford.

Fire år senere opdagede Faraday en mekanisme, der fungerede som en beskyttelsesboks til elektriske stød. Denne kasse blev kaldt Faraday-buret og blev senere en af ​​de mest anvendte opfindelser, selv i dag.

I 1845 opdagede han effekten, der afspejler en klar interaktion mellem lys og magnetisme; denne effekt blev kaldt Faraday-effekten.

Anerkendelser

Englands monarki tilbød Faraday udnævnelse af sir, som han nægtede flere gange, idet han betragtede det i strid med hans religiøse tro; Faraday forbandt denne aftale med søgen efter anerkendelse og forfængelighed.

Royal Society foreslog også, at han skulle være dens præsident, og Faraday afviste dette tilbud, der blev fremsat ved to forskellige lejligheder.

Det Kongelige Svenske Akademi for Videnskaber udnævnte ham til et udenlandsk medlem i 1838. Et år senere led Faraday et nervøst sammenbrud; efter en kort periode fortsatte han sine studier.

I 1844 inkorporerede det franske videnskabsakademi det i sine udenlandske medlemmer, der kun var 8 personligheder.

Afsluttende år

I 1848 opnåede Michael Faraday et hus af nåde og velstand, som var de huse, der tilhørte den engelske stat og blev tilbudt gratis til de relevante personligheder i landet med den hensigt at takke dem for de ydelser, der blev leveret til nationen.

Dette hus lå i Middlesex i Hampton Court, og Faraday boede i det fra 1858. Det var i det hus, han senere døde.

I disse år kontaktede den engelske regering ham og bad ham om at støtte dem i processen med at fremstille kemiske våben inden for rammerne af Krim-krigen, der fandt sted mellem 1853 og 1856. Faraday nægtede at dette tilbud, da det anså det uetisk at deltage i denne proces.

Død

Michael Faraday døde den 25. august 1867, da han var 75 år gammel. En mærkelig anekdot i dette øjeblik er, at han blev tilbudt et gravsted i den berømte Westminster Abbey, et sted, han afviste.

Imidlertid kan du inde i denne kirke finde en plak, der hæder Faraday og ligger nær graven til Isaac Newton. Hans krop ligger i det afvigende område på Highgate Cemetery.

Eksperimenter

Michael Faradays liv var fuld af opfindelser og eksperimenter. Derefter vil vi detaljeret om to af de vigtigste eksperimenter, han udførte, og som var transcendente for menneskeheden.

Faradays lov

For at demonstrere den såkaldte Faradays lov eller lov om elektromagnetisk induktion tog Michael Faraday en pap i form af et rør, hvortil han viklede isoleret ledning; på denne måde dannede han en spole.

Derefter tog han spolen og forbinder den med et voltmeter for at måle den inducerede elektromotoriske kraft, mens han fik en magnet til at passere gennem spolen.

Som en konsekvens af dette eksperiment bestemte Faraday, at en magnet i hvile ikke er i stand til at generere elektromotorisk kraft, selvom den i hvile genererer et højt magnetisk felt. Dette afspejles i det faktum, at fluxen gennem spolen ikke varierer.

Når magneten nærmer sig spolen, stiger magnetfluxen hurtigt, indtil magneten er effektivt inde i spolen. Når magneten er passeret gennem spolen, falder denne flux.

Faraday bur

Faraday-buret var strukturen, gennem hvilken denne videnskabsmand formåede at beskytte elementer mod elektriske udladninger.

Faraday udførte dette eksperiment i 1836 og indså, at en overskydende ladning af en leder påvirkede, hvad der var uden for det, og ikke, hvad der var lukket af den nævnte leder.

For at demonstrere dette foret Faraday foret væggene i et rum med aluminiumsfolie og genererede højspændingsudladninger gennem en elektrostatisk generator uden for rummet.

Takket være verifikationen med et elektroskop var Faraday i stand til at kontrollere, at der faktisk ikke var elektriske ladninger af nogen art inde i rummet.

Dette princip kan overholdes i dag i kabler og scannere, og der er andre objekter, der i sig selv fungerer som Faraday-bure, såsom biler, elevatorer eller endda fly.

Vigtigste bidrag

Konstruktion af "elektromagnetisk rotationsenheder"

Efter at den danske fysiker og kemiker Hans Christian Ørsted opdagede fænomenet elektromagnetisme, prøvede Humphry Davy og William Hyde Wollaston ikke at konstruere en elektrisk motor.

Efter at have kranglet med de to videnskabsfolk om dette lykkedes det Faraday at skabe to enheder, der førte til det, han kaldte "elektromagnetisk rotation."

En af disse enheder, for tiden kendt som en "homopolar motor", genererede en kontinuerlig cirkulær bevægelse, som blev produceret af den cirkulære magnetiske kraft omkring en ledning, der strækkede sig til en kviksølvbeholder med en magnet inde. Ved at forsyne strømmen til ledningen med et kemisk batteri, ville det dreje rundt om magneten.

Dette eksperiment gav grundlaget for moderne elektromagnetisk teori. Sådan var Faradays begejstring efter denne opdagelse, at han offentliggjorde resultaterne uden at konsultere Wollaston eller Davy, hvilket resulterede i kontroverser inden for Royal Society og Faradays opgave til andre aktiviteter end elektromagnetisme.

Gaskondision og køling (1823)

Baseret på teorien om John Dalton, hvori han erklærede, at alle gasser kunne bringes til en flydende tilstand, demonstrerede Faraday sandheden af ​​denne teori gennem et eksperiment, ud over at have antaget de baser, som moderne køleskabe og frysere arbejder med.

Ved at kondensere eller kondensere (øge trykket og sænke temperaturen i gasserne) af klor og ammoniak i gasform, formåede Faraday at bringe disse stoffer i en flydende tilstand, der blev betragtet som "permanent gasformig tilstand".

Derudover formåede han at bringe ammoniakken tilbage til dens gasformige tilstand, idet han observerede, at der under denne proces blev kølet genereret.

Denne opdagelse demonstrerede, at en mekanisk pumpe kunne omdanne en gas ved stuetemperatur til en væske, producere afkøling ved at vende tilbage til dens gasformige tilstand og komprimeres til en væske igen.

Opdagelse af benzen (1825)

Faraday opdagede benzenmolekylet ved at have isoleret og identificeret det fra en olieagtig rest, der stammede fra produktionen af ​​lysgas, hvortil han gav navnet "Bicarburet of hydrogen".

Forudsat at denne opdagelse er en vigtig bedrift inden for kemi på grund af de praktiske anvendelser af benzen.

Opdagelse af elektromagnetisk induktion (1831)

Elektromagnetisk induktion var Faradays store opdagelse, som han opnåede ved at forbinde to wire-solenoider omkring modsatte ender af en jernring.

Faraday sluttede den ene solenoid til et galvanometer og så den tilslutte og frakoble den anden fra batteriet.

Ved at frakoble og forbinde solenoiden kunne han konstatere, at når han førte strøm gennem den ene solenoid, blev en anden strøm midlertidigt induceret i den anden.

Årsagen til denne induktion skyldes ændringen i magnetisk flux, der opstod ved afbrydelse og tilslutning af batteriet.

Dette eksperiment er nu kendt som "gensidig induktion", som opstår, når ændringen af ​​strøm i en induktor inducerer en spænding i en anden nærliggende induktor. Dette er den mekanisme, hvormed transformere fungerer.

Laws of Elektrolyse (1834)

Michael Faraday var også en af ​​de hovedansvarlige for oprettelsen af ​​videnskaben om elektrokemi, den videnskab, der var ansvarlig for oprettelsen af ​​de batterier, der i øjeblikket bruges af mobile enheder.

Mens han forskede i elektricitetens art formulerede Faraday sine to elektrolyselove.

Den første af disse angiver, at mængden af ​​stof, der deponeres på hver elektrode i en elektrolytisk celle, er direkte proportional med mængden af ​​elektricitet, der passerer gennem cellen.

Den anden af ​​disse love siger, at mængderne af forskellige elementer, der deponeres af en given mængde elektricitet, er i forhold til deres ækvivalente kemiske vægt.

Opdagelse af Faraday-effekten (1845)

Også kendt som Faraday-rotation er denne effekt et magnetisk-optisk fænomen, som er samspillet mellem lys og et magnetfelt i et medium.

Faraday-effekten forårsager rotationen af ​​et polarisationsplan, der er lineært proportionalt med det magnetiske feltkomponent i udbredelsesretningen.

Faraday troede bestemt, at lys var et elektromagnetisk fænomen, og at det derfor skal påvirkes af elektromagnetiske kræfter.

Så efter en række mislykkede forsøg fortsatte han med at teste et stykke massivt glas indeholdende spor af bly, som han lavede i sine glasfremstillingsdage.

På denne måde observerede han, at når en polariseret lysstråle passerede gennem glasset, i retning af en magnetisk kraft, roterede det polariserede lys i en vinkel, der var proportional med styrken af ​​magnetfeltet.

Han testede derefter dette med forskellige faste stoffer, væsker og gasser ved at få stærkere elektromagneter.

Opdagelse af diamagnetisme (1845)

Faraday opdagede, at alle materialer har en svag frastødning mod magnetfelter, som han kaldte diamagnetisme.

Det vil sige, de skaber et induceret magnetfelt i den modsatte retning af et eksternt påført magnetfelt, der frastøttes af det påførte magnetfelt.

Han opdagede også, at paramagnetiske materialer opfører sig på den modsatte måde og bliver tiltrukket af et anvendt eksternt magnetfelt.

Faraday viste, at denne egenskab (diamagnetisk eller paramagnetisk) er til stede i alle stoffer. Diamagnetisme induceret med ekstra stærke magneter kan bruges til at producere levitation.

Referencer

1. Michael Faraday. (2017, 9. juni). Gendannet fra en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8. juni). Gendannet fra en.wikipedia.org.
3. Benzen. (2017, 6. juni) Gendannet fra en.wikipedia.org.
4. Forurening af gas. (2017, 7. maj) Gendannet fra en.wikipedia.org.
5. Faradays love om elektrolyse. (2017, 4. juni). Gendannet fra en.wikipedia.org.
6. Faraday bur. (2017, 8. juni). Gendannet fra en.wikipedia.org.
7. Faradays isspandeksperiment. (2017, 3. maj). Gendannet fra en.wikipedia.org.
8. Faraday-effekt. (2017, 8. juni). Gendannet fra en.wikipedia.org.
9. Faraday-effekt. (2017, 10. maj). Gendannet fra en.wikipedia.org.
10. Hvem er Michael Faraday? Hvad var hans opdagelse inden for videnskabsområderne? (2015, 6. juni). Gendannes fra quora.com
11. Michael Faradays 10 store bidrag til videnskab. (2016, 16. december). Gendannet fra learningodo-newtonic.com.