майкл фарадей чем известен

Майкл Фарадей

Фото Все

Видео Все

Отец электричества Майкл Фарадей

Майкл Фарадей От электричества до электрогенератора

Простые истории. Майкл Фарадей

Майкл Фарадей — биография

Майкл Фарадей – первооткрыватель электромагнитного поля, физик-экспериментатор, химик. Создатель первой модели электродвигателя и трансформатора.

Многие видели в нем властелина молний и короля физиков, а он оставался скромным преподавателем, верил в Бога и преклонялся перед великими тайнами Природы. Он – Майкл Фарадей, открывший невидимые превращения. Судьба приготовила для него шанс, но его нужно было еще разглядеть и правильно им воспользоваться. Он оказался смышленым тринадцатилетним мальчишкой, сумевшим не упустить подарок судьбы. Пока человечество будет пользоваться благами электричества, оно не забудет имя Фарадея. Так считал Герман Гельмгольц.

Детство

Родился Майкл Фарадей 22 сентября 1791 года в небольшом городке Ньюингтон-Баттс, рядом с Лондоном. Отца мальчика звали Джеймс Фарадей, он трудился кузнецом. Мама – Маргарет Фарадей. Всего в семье было четверо детей, кроме будущего ученого в ней подрастали сын Роберт и две дочери – Элизабет и Маргарет. Особых доходов у них не было, жили исключительно на зарплату отца, поэтому могли позволить себе не так и много. Из-за сложного материального положения Майклу пришлось бросить школу в 13 лет и найти себе работу. Его приняли в книжную лавку переплетчиком. Лавка принадлежала французу-эмигранту Рибо. Так начиналась трудовая биография великого ученого.

Мальчик прилежно трудился, переплетал книгу за книгу, но еще больше их читал. Он прочел все, что попадалось ему под руку, особенно привлекали его труды по химии и физике. Вскоре ему самому захотелось провести эксперимент, чтобы убедиться, что в книге все описано правильно. Он придумал первый источник тока, который получил название «Лейденская банка». Поддержку Майкл нашел в лице отца и брата.

Майкл Фарадей в молодости

В 1810-м, в возрасте 19-ти лет молодой человек вступил в философский клуб, и постоянно присутствовал на лекциях по астрономии и физике. Он не боялся высказывать свое мнение по поводу предмета лекций, и именно этим обратил на себя внимание членов ученого сообщества. Один из постоянных покупателей книжной лавки – Уильям Денс, подарил Фарадею билет, дававший право посещать лекции по физике и химии, которые читал Гемфри Дэви. Дэви в свое время основал электрохимию, открыл такие химические элементы, как Кальций, Калий, Натрий, Бор, Барий.

Фарадей тщательно записал лекции Дэви, потом сделал для них красивый переплет и отправил автору в подарок. В сопроводительном письме к подарку он попросил ученого найти для него любую работу в Королевском институте. Дэви не остался равнодушным к талантливому юноше, и спустя некоторое время Майкла приняли лаборантом в химическую лабораторию. На тот момент Фарадею исполнилось 22 года, и он имел только начальное образование.

Наука

Параллельно с выполнением обязанностей лаборанта, Майкл помогал готовить лекции профессору и присутствовать на них. Дэви дал добро Фарадею на проведение самостоятельных химических опытов. Майкл отличался старательностью и добросовестностью, поэтому вскоре стал самым незаменимым помощником профессора.

В 1813-м Дэви отправился в путешествие по Европе, и пригласил с собой Фарадея в качестве секретаря. На протяжении двух лет, пока длилась их поездка, Майкл узнал многих светил науки – Жозефа Луи Гей-Люссака, Андре-Мари Ампера, Алессандро Вольта.

Майкл Фарадей в лаборатории

В 1815-м они вернулись в Лондон, и профессор сделал Майкла своим ассистентом. Одновременно с этим молодой человек продолжал заниматься собственными опытами. За всю свою жизнь Майкл поставил порядка тридцати тысяч научных экспериментов. Он прославился своей педантичностью и трудолюбием, современники звали его «королем экспериментаторов». Фарадей тщательно записывал ход и результаты всех своих опытов в дневник. Таких дневников накопилось несколько десятков, они увидели свет в 1931 году.

В 1816-м Фарадей выпустил свою первую печатную книгу, спустя три года его копилка насчитывала сорок печатных работ.

Все эти работы посвящались химии. В 1820-м ученый проводил многочисленные эксперименты с металлами, и оказалось, что если в сталь добавить никель, то такой сплав не окисляется. В то время металлурги не отреагировали на открытие Фарадея, а нержавеющая сталь появилась намного позже.

В 1820-м Майкл получил должность технического смотрителя Королевского института. Спустя год ученый немного отошел от химии, и все свое время посвящает физике. В то время его уже воспринимали как состоявшегося ученого, его слово имело вес среди других представителей научного сообщества. Он издал статью, в которой описывал принцип действия электродвигателя, ставшего началом для промышленной электротехники.

Электромагнитное поле

В 1820-м ученый начал ставить опыты, чтобы выяснить, как взаимодействует электричество и магнитное поле. На то время уже существовало понятие «источник постоянного тока», описанное Вольтом, знали, что такое электрическая дуга, электролиз и электромагнит. В это время происходит бурное развитие электростатики и электродинамики, широко известными были результаты опытов Савара, Био, Лапласа, касающиеся магнетизма и электричества. Напечатали научный труд Ампера по исследованиям электромагнетизма.

Опыт Фарадея электромагнитная индукция

В 1821-м Фарадей опубликовал свой труд под названием «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма». В нем освещались результаты опытов с использованием магнитной стрелки, которая вращается вокруг одного полюса. По сути дела ученый доказал, что электрическая энергия может запросто превращаться в механическую. Он стал создателем самого примитивного, но зато самого первого электрического двигателя.

Триумф Фарадея был испорчен жалобой Уильяма Волластона, первооткрывателя Родия, Палладия, автора гониометра и рефрактометра. Он пожаловался Дэви на его ученика Майкла, обвинив последнего в краже его открытия. Уильям утверждал, что именно он открыл вращающуюся магнитную стрелку. История вышла скандальной, причем профессор выступил в поддержку Волластона. Чтобы прояснить ситуацию, Майклу пришлось лично встретиться с Уильямом, и разъяснить тому свою позицию. Самолюбие Волластона было удовлетворено, он больше не высказывал никаких претензий к Фарадею. Зато после этого Майкл перестал относиться к Дэви с прежним доверием, хотя профессор всегда утверждал, что это он открыл миру ученого Фарадея.

В 1823-м Фарадея избрали членом-корреспондентом в Парижскую Академию наук.

В начале 1824 года Майкл пополнил ряды членов Лондонского королевского общества. Во время голосования Дэви был в числе противников.

Спустя год Фарадея назначили на место профессора Дэви, и он возглавил лабораторию физики и химии Королевского института.

Начиная с 1821 года, на протяжении десяти лет не вышло ни одного научного труда Фарадея. В 1831-м он получил звание профессора военной академии Вулиджа, через два года занял место профессора химии в Королевском институте, участвовал в научных диспутах, выступал с лекциями на научных собраниях.

Еще в 1820-м ученый заинтересовался разработками Ганса Эрстеда, которые касались движения по цепи электрического тока, заставлявшего двигаться магнитную стрелку. Получалось, что электрический ток порождал магнетизм. Фарадей осмелился предположить, что именно благодаря магнетизму может возникать электрический ток. Первый раз эта теория была сформулирована ученым в 1822-м, о чем есть соответствующая запись тех лет. Потом на протяжении десяти лет Фарадей ставил опыты и пытался разгадать тайну электромагнитной индукции.

Решение пришло в голову ученого 29 августа 1831-го. Он придумал устройство, которое представляло собой железное кольцо с многочисленными витками проволоки, намотанной по обеим его сторонам. В одной половине кольца, которую замыкала проволока, он расположил магнитную стрелку. Второй обмоткой кольцо подключалось к питанию. Когда ток включался, стрелка двигалась в одну сторону, когда выключался – в другую. Майкл сделал вывод, что с помощью магнита магнетизм перерабатывается в электроэнергию.

Это явление получило название электромагнитная индукция. Благодаря открытию этой индукции стало возможным создать источник тока – электрогенератор.

После этого открытия Фарадей начал новый плодотворный цикл экспериментов, результатом которого стал труд «Экспериментальные исследования по электричеству». С помощью опытов ученому удалось доказать, что природа возникновения электрического тока едина и не зависит от способа, который применяется для его добычи.

В 1832-м Фарадей получил свою первую награду – медаль Копли.

Майклу принадлежит первенство в создании первого трансформатора, он открыл такое понятие, как «Диэлектрическая проницаемость». В 1836-м, после целого ряда опытов и исследований, он сумел доказать, что заряд тока воздействует исключительно на оболочку, покрывающую проводник, а объекты, которые внутри этой оболочки, остаются нетронутыми.

Открытия и труды

Опыты известного ученого коснулись не только физики. В 1824-м он стал первооткрывателем изобутилена и бензола, ему принадлежит открытие формулы жидкой формы хлора. Благодаря разработкам Фарадея появился диоксид углерода, сероводород, этилен, аммиак, диоксид азота и гексахлоран.

В 1835-м ученый почувствовал себя хуже, и на протяжении двух лет не занимался научной работой. Причиной недомогания мог быть тесный контакт ученого с парами ртути, используемой для опытов. После выздоровления он проработал совсем мало, и снова заболел. В 1840-м состояние его ухудшилось, он почувствовал слабость, у него случилась кратковременная потеря памяти. На этот раз ученый выздоравливал целых четыре года. Доктора советовали ему сменить обстановку, и в 1841-м Фарадей отбывает в Европу.

Майкл Фарадей бедствовал всю жизнь. Его доходом была крошечная пенсия в 22 фунта в год. В 1841-м общественность обратилась к премьер-министру Уильяму Лэму, и он вынужден был подписать указ о назначении ученому более достойной пенсии – 300 фунтов в год.

В 1845-м ученый порадовал мировую общественность несколькими новыми открытиями. Так появился знаменитый «эффект Фарадея», который демонстрировал как изменяется плоскость поляризованного света в магнитном поле. Ему принадлежит и открытие диамагнетизма.

В 1848-м Майкл получил настоящий королевский подарок. Это был дом Хэмптон-Корт, располагавшийся на левом берегу реки Темзы. Королева Британии Виктория сама оплачивала содержание дома и все налоги. В 1858-м, когда ученый отошел от дел, он поселился в этом доме.

Личная жизнь

Несмотря на полную отдачу науке, Майкл смог устроить свою личную жизнь. Он взял в жены Сару Барнард, сестру своего друга. На тот момент ученому исполнилось тридцать, молодой жене было всего двадцать лет. Они сыграли скромную свадьбу 12 июня 1821 года. Фарадей считал свою женитьбу самым большим счастьем, которое выпало ему в жизни. У молодоженов не было своего жилья, поэтому они занимали верхний этаж Королевского института. Детей в этом браке не было, супруги взяли на воспитание сироту – племянницу Джейн.

Майкл Фарадей и Сара Барнард

Майкл и его жена принадлежали к протестантской общине «сандеманиан», ученый трудился диаконом в лондонской общине, часто его выбирали старейшиной. Супруги прожили в браке 46 счастливых лет.

Смерть

Фарадей часто и серьезно болел. В те месяцы, когда болезнь не так сильно донимала его, он возобновлял работу. В 1862-м он выступил с гипотезой движения спектральных линий в магнитном поле, но ничем ее не подтвердил. Доказать правильность этой теории удалось только в 1897-м, ученому Питеру Зееману. Это открытие принесло ему Нобелевскую премию 1902 года. Питер честно признался, что автор идеи – Фарадей.

Памятник Майклу Фарадею

Великий ученый умер 25 августа 1867 года, прямо за рабочим столом. Он немного не дожил до 76-го дня рождения. Местом упокоения Фарадея стало Хайгейтское кладбище Лондона. Перед смертью он настаивал, чтобы похороны были скромными, поэтому на церемонии присутствовали только самые близкие. На могиле Майкла стоит плита, где указано его имя, дата рождения и смерти.

Интересные факты

Научные труды

Ссылки

Источник

Учёный-бессребреник Майкл Фарадей

Майкл Фарадей (1791-1867) – известный британский ученый, прославившийся в области экспериментальной физики. Известен своим открытием электромагнитной индукции, которая позднее легла в основу промышленного производства электричества. Фарадей был членом многочисленных научных организаций, в том числе Лондонского королевского общества и Петербургской академии наук. Его по праву считают крупнейшим в истории науки ученым-экспериментатором.

Майкл Фарадей (Michael Faraday)

От бедности к науке

Майкл Фарадей появился на свет 22 сентября 1791 года в рабочей семье. Его отец и старший брат занимались кузнечным делом. Они жили очень скромно в одном из бедных кварталов британской столицы. Хроническая нищета не позволила мальчику получить полноценного образования и с 13 лет вместо занятий в школе он работает разносчиком газет, а затем устраивается в книжную лавку. Тяжелая жизнь только усилила его тягу к знаниям, и юный Майкл с упоением читал любую книгу, которая попадалась ему под руки.

Особое удовлетворение он испытывал от знакомства с научной литературой, прежде всего по физике и химии, а также статьями об электричестве. Работа переплетчиком книг позволила познакомиться с различными опытами, которые пытливый юноша с завидной регулярностью пытался повторить у себя дома. В результате за 7 лет работы в лавке Фарадей научился больше, чем многие сверстники в стенах учебных заведений. Используя свой небольшой заработок, молодой человек приобретал химические препараты, с которыми проводил различные опыты. Семья разделяла увлечения Майкла и старший брат платил по 1 шиллингу за посещение им лекций в философском обществе.

На пути к мечте

Во время этих занятий будущий ученый проявил недюжинный интерес к науке, о чем узнал один из клиентов мастерской. Он помог попасть увлеченному юноше на лекции известнейшего в то время английского химика Гемфи Дэви, чьи высказывания Фарадей тщательно законспектировал. Впоследствии он переплел эти записи и направил их Дэви вместе с письмом. Это был смелый и отчаянный шаг Майкла, который Дэви не оценил. Однако через несколько дней во время проведения очередного эксперимента Гемфи травмировал глаз и ему срочно понадобился помощник. Тут как раз к месту оказалась просьба Фарадея о принятии на работу. Тем более что в это время он уволился из мастерской, так как работа в ней стала отвлекать от научной деятельности.

Ученый пригласил молодого человека ассистентом в Королевский институт. Вскоре Фарадей вместе со своим наставником отправился в поездку по научным центрам Старого Света. Двухгодичное путешествие было очень полезным – начинающий ученый познакомился со многими светилами науки, среди которых были М. Шеврель, Ж.Л. Гей-Люссак и другие. Они отметили большой талант молодого англичанина.

После возвращения на родину Майкл некоторое время поработал вместе с Дэви, а затем занялся самостоятельными исследованиями. К тому времени он успел стать полноценным ученым, опубликовавшим около 40 работ в области химии. В ходе проведенных экспериментов ему удалось провести сжижение хлора, а также получить бензол и аммиак. Фарадей открыл снотворный эффект паров эфира. В то же время он проводит эксперимент по выплавке стали с добавлением никеля, в результате чего были открыты свойства нержавеющей стали.

В 1820 году датский физик Г. Эрстед описал магнитное действие тока и это вызвало большой интерес Фарадея к изучению связи между электрическими и магнитными полями. Через год он создал прототип электродвигателя, наблюдая за вращением магнита вокруг проводника с током. Вскоре вышла его работа «История успехов электромагнетизма», в которой автор констатировал, что электрический ток способен превращаться в магнетизм.

Отношения с Дэви стали портиться и хотя оба за глаза говорили друг другу комплименты, а Гемфри вообще назвал своим лучшим достижением «открытие Фарадея», отчуждение нарастало. В 1824 году Майкла избрали членом Королевского общества, но против этого высказался именно Дэви.

Научные достижения

Изучая взаимосвязь различных видов энергии, Фарадей решил превратить магнетизм в электричество. И эту задачу он выполнил с блеском. Майкл пытался использовать свойства электромагнита в обратном направлении, чтобы с помощью магнита произвести электрический ток. В августе 1831 года ученому удалось обнаружить явление электромагнитной индукции, что помогло ему создать первый на планете электрогенератор. Современные устройства бытового и промышленного назначения стали сложнее на несколько порядков, но они продолжают работать на основании принципов, заложенных гениальным английским физиком. Так функционируют локомотивы и вырабатывают энергию генераторы на электростанциях.

В поддержку открытого закона электромагнитной индукции ученый создал наглядное устройство для трансформации механической энергии в электрическую, названное диск Фарадея. В силу ряда особенностей оно не получило широкого применения, но сыграло важную роль в дальнейших научных изысканиях.

Диск Фарадея — первый электромагнитный генератор. При вращении диска вырабатывается постоянное напряжение

До Фарадея человечеству были известны два проявления электрической энергии – статическое электричество и гальванический ток. Оба из-за своих особенностей не смогли найти широкое практическое применение, чего не скажешь об индукционном электричестве. Оно имеет значительное напряжение, действует постоянно и проявляется в больших количествах.

В отличие от Эдисона, Майкла совершенно не интересовали прикладные возможности его открытий – главное для него было как можно глубже изучить природу. Он принципиально не патентовал свои изобретения и отказывался от выгодных коммерческих предложений.

Переворот в электрохимии

В период 1833-1834 годов Майкл провел серию экспериментов, связанных с электрохимией, в рамках которых изучал прохождение электротока через растворы оснований и кислот. В результате были сформулированы законы электролиза (законы Фарадея), сыгравшие ключевую роль в развитии теории дискретных носителей электрического заряда. В последующие годы Майкл провел серию масштабных исследований электрических явлений в диэлектриках. Сегодня без электролиза невозможно представить работу химической и металлургической промышленности.

Согласно первому закону электролиза количество электрохимического действия определяется количеством электричества в цепи. Второй закон гласит, что количество электричества является обратно пропорциональной величиной относительно атомного веса вещества. Это означает, что для разложения одной молекулы необходимо одинаковое количество электрического тока. Ученый внес существенные коррективы в понятийный аппарат электрохимических явлений – вместо полюсов гальванической пары был утвержден новый термин электрод. Вещество, разлагаемое током, было названо электролитом, а сам процесс – электролизом.

Клетка Фарадея

В 1836 году Майкл опубликовал работу, в которой доказал, что заряд электричества способен оказывать воздействие лишь на саму поверхность полностью замкнутой оболочки-проводника, не причиняя вреда всем, кто находится внутри нее. Ему удалось создать устройство, способное экранировать аппаратуру от электромагнитных излучений, названное клеткой Фарадея. Оно было выполнено из металла, имеющего высокую электропроводность, а сама конструкция заземлялась. Принцип действия устройства довольно прост – при внешнем воздействии электрического поля электроны металла начинают приводиться в движение, в результате чегозаряд противоположных сторон клетки полностью компенсирует влияние внешнего электрического поля.

Чтобы доказать наличие описанного эффекта сам Фарадей публично садился внутрь конструкции и после разрядов тока выходил оттуда живым и невредимым. Еще имя великого англичанина носит цилиндр, с помощью которого можно определить полноту электрического заряда и интенсивность пучка частиц.

В видео показан опыт с клеткой Фарадея (НИЯУ МИФИ).

Болезнь и новые открытия

Долгое умственное напряжение сказалось на самочувствии ученого, который в 1840 году даже вынужден был сделать паузу в научной работе. Его преследовали провалы в памяти, болезнь долго не отступала и перерыв продлился долгих 5 лет. По другой версии ухудшение здоровья могло быть связано с отравлением парами ртути, которая часто использовалась во время экспериментов. В этот период Фарадей некоторое время жил в приморских районах Англии, а затем по совету друзей переехал в Швейцарию. Это способствовало улучшению здоровья и возвращению к активному труду.

В 1845 году он открыл явление, получившее название «эффект Фарадея». Оно относится к обширному классу магнитооптических явлений, которые возникают вследствие распространения линейно поляризованного света через среду, не обладающую естественной оптической активностью и находящуюся в магнитном поле. Это была первая попытка показать объективную связь между оптикой и электромагнетизмом. Ученый был глубоко убежден в наличии тесного единства многих физических и химических явлений, что стало фундаментальной основой его научного мировоззрения.

В 1862 году он выдвинул предположение, утверждавшее наличие влияния магнитного поля на спектральные линии. Но тогда доказать его на практике с помощью специального оборудования не получилось. Гипотеза ученого была доказана только через 35 лет, за что Питер Зееман получил Нобелевскую премию. Британские власти, зная о покладистом характере ученого, часто привлекали его к решению различных технических вопросов. В частности, Фарадей занимался усовершенствованием маяков, пытался найти лучшие способы защиты морских судов от коррозии, а также исследовал и описывал микрочастицы разнообразных металлов. Проведенные опыты заложили основы современных нанотехнологий.

В почтенном возрасте память стала серьезно подводить Фарадея, здоровье также оставляло желать лучшего. В марте 1862 года в своем лабораторном журнале Майкл сделал последнюю запись описанного им опыта, получившего номер 16041. Оставшиеся пять лет жизни ученый провел в личном имении Хэмптон Корт, которое ему предоставила королева Виктория в пожизненное владение. Незадолго до смерти его посетил один из друзей и поинтересовался самочувствием. Фарадей в ответ остроумно ответил: «Я жду». Великий ученый умер 25 августа 1867 года в своем рабочем кресле и захоронен на Хайгейтском кладбище Лондона.

Характер ученого

Прожив большую часть жизни в бедности, Фарадей остался бессребреником. Он никогда не гнался за высокими гонорарами и званиями, отличаясь человеческой добротой и отзывчивостью. Ученый был всегда доброжелательным и выделялся своим природным обаянием. В работе Майкл был чрезвычайно методичен и, обнаружив признаки нового явления, пытался вникнуть в его суть максимально глубоко. Все проведенные эксперименты тщательно продумывались и детально описывались. Фарадей нередко проявлял внутреннюю гордость и самоуважение, не позволяя манипулировать собой, но эти качества никогда не перерастали в апломб, свойственный многим людям.

Интересные факты

Источник