MICHAEL FARADAY: BIOGRAFI, EXPERIMENT OCH BIDRAG - VETENSKAP - 2025

Michael Faraday (Newington Butt, 22 september 1791 - Hampton Court, 25 augusti 1867) var en fysiker och kemist av brittiskt ursprung vars huvudsakliga bidrag är inom områdena elektromagnetism och elektrokemi. Bland hans bidrag till vetenskapen, och därför till mänskligheten, kan vi lyfta fram hans arbete med elektromagnetisk induktion, diamagnetism och elektrolys.

På grund av den ekonomiska situationen för hans familj fick Faraday liten formell utbildning, så från fjorton års ålder var han ansvarig för att fylla dessa brister genom att göra en stor mängd avläsningar under sin lärling som bokbindare.

En av böckerna som han band och som mest påverkade forskaren var The Improvement of the Mind av Isaac Watts.

Faraday var en utmärkt experimenterare och förmedlade sina resultat på lättförståeligt språk. Även om hans matematiska förmågor inte var de bästa, sammanfattade James Clerk Maxwell sitt arbete och andras arbete i en grupp ekvationer.

Med Clerk Maxwells ord: "Användningen av kraftlinjerna visar att Faraday verkligen var en stor matematiker, från vilken framtida matematiker kunde härleda värdefulla och bördiga metoder."

Enheten för elektrisk kapacitet i International System of Units (SI) kallas Farad (F) för hans ära.

Som kemist upptäckte Faraday bensen, forskade på klor-klatrat, oxidationsnummer-systemet och skapade vad som skulle bli känt som föregångaren till Bunsen-brännaren. Dessutom populariserade han termerna: anod, katod, elektron och jon.

På fysikområdet fokuserade hans forskning och experiment på elektricitet och elektromagnetism.

Hans studie av magnetfältet var grundläggande för utvecklingen av begreppet elektromagnetiskt fält och hans uppfinning, som han själv kallade "elektromagnetiska rotationsanordningar", var föregångarna för den nuvarande elmotorn.

Biografi

Michael Faraday föddes den 22 september 1791 i en stadsdel som heter Newington Butt, som ligger söder om London, i England. Hans familj var inte rik, så hans formella utbildning var inte särskilt omfattande.

Michaels far hette James och han utövare en lära om kristendomen. För hennes del var hennes mors namn Margaret Hastwell och innan hon gifte sig med James arbetade hon som hushållsarbetare. Michael hade 3 syskon och var näst sista för äktenskapets barn.

När Michael var fjorton år arbetade han tillsammans med George Riebau, som var en bokhandlare och bokbindare. Michael stannade kvar i detta arbete i sju år, under vilken tid han kunde komma mycket närmare läsningen.

Vid denna tidpunkt började han lockas till vetenskapliga fenomen, särskilt de som är relaterade till el.

Fördjupning av träningen

Vid en ålder av 20, 1812, började Michael delta i olika konferenser, nästan alltid inbjuden av William Dance, en engelsk musiker som hade grundat Royal Philharmonic Society.

Några av de talare till vilka Michael hade tillgång till var John Tatum, en brittisk filosof och forskare och Humphry Davy, en kemist av engelskt ursprung.

Förhållande till Humphry Davy

Michael Faraday var en mycket metodisk man och skrev ganska specifika anteckningar som han skickade till Davy tillsammans med en anteckning som bad om ett jobb.

Dessa anteckningar utgjorde en bok på cirka 300 sidor och Davy gillade dem väldigt mycket. Den senare led en olycka på laboratoriet en tid senare, vilket allvarligt skadade hans syn.

I detta sammanhang anställde Davy Faraday som sin assistent. Samtidigt - den 1 mars 1813 - blev Faraday en kemiassistent vid Royal Institution.

Resa till Europa

Mellan 1813 och 1815 reste Humphry Davy genom olika länder i Europa. Den tjänare som han hade vid den tiden beslutade att inte delta på resan, så Faraday var den som var tvungen att uppfylla tjänarens uppgifter, även om hans funktion var en kemisk assistent.

Det sägs att det engelska samhället vid den tiden var extremt klassorienterat, varför Faraday sågs som en man med sämre egenskaper.

Till och med Davys fru insisterade på att behandla Faraday som en tjänare, vägrar att ta emot honom i sin vagn eller få honom att äta med dem.

Även om denna resa innebar en mycket dålig tid för Faraday till följd av den ogynnsamma behandlingen han fick, innebar det samtidigt att han kunde ha direktkontakt med de viktigaste vetenskapliga och akademiska områdena i Europa.

Hängivenhet till el

Redan 1821 ägnade Michael Faraday sig helt åt att studera elektricitet, magnetism och båda elementens möjligheter.

1825 var Davy allvarligt sjuk, varför Faraday blev hans ersättare inom laboratoriet. Detta var tiden då han föreslog flera av sina teorier.

En av de mest relevanta var uppfattningen att både elektricitet och magnetism och ljus fungerade som en triad med en enhetlig karaktär.

Samma år inledde Faraday föreläsningar vid Royal Institution, kallad Royal Institution's Christmas Lectures, som var särskilt inriktade på barn och behandlade tidens viktigaste vetenskapliga framsteg, samt olika anekdoter och berättelser från området för vetenskap.

Avsikten med dessa samtal var att föra vetenskapen närmare de barn som inte hade möjlighet att delta i formella studier, eftersom det hände honom.

Äktenskap

År 1821 gift Faraday Sarah Barnard. Deras familjer deltog i samma kyrka och det var där de träffades.

Faraday var en mycket religiös man under hela sitt liv och var en följare av Sandemaniana-kyrkan, som härstammar från Church of Scotland. Han deltog aktivt i sin kyrka, sedan han blev diakon och till och med präst i två år i rad.

Inga barn föddes från äktenskapet mellan Faraday och Barnard.

År med uppfinningar

Faradays nästa år var fulla av uppfinningar och experiment. 1823 upptäckte han processen för kondensering av klor (byte från gasformigt eller fast tillstånd till flytande tillstånd) och två år senare, 1825, upptäckte han samma process men för bensen.

År 1831 upptäckte Faraday elektromagnetisk induktion, från vilken den så kallade Faradays lag eller lagen om elektromagnetisk induktion genererades. Ett år senare, 1832, fick han hedersutnämningen för civilrätt från University of Oxford.

Fyra år senare upptäckte Faraday en mekanism som fungerade som en skyddslåda för elektriska stötar. Denna låda kallades Faraday-buren och blev senare en av de mest använda uppfinningarna, även i dag.

1845 upptäckte han effekten som återspeglar en tydlig interaktion mellan ljus och magnetism; denna effekt kallades Faraday-effekten.

erkännanden

Englands monarki erbjöd Faraday utnämningen av sir, till vilken han vägrade flera gånger, med tanke på att det strider mot hans religiösa tro. Faraday associerade denna möte med sökandet efter erkännande och fåfänga.

Royal Society föreslog också att han skulle vara dess president och Faraday avslog detta erbjudande, som gjordes vid två olika tillfällen.

Kungliga svenska vetenskapsakademin utsåg honom till en utländsk medlem 1838. Ett år senare fick Faraday ett nervöst sammanbrott; efter en kort period fortsatte han sina studier.

1844 införlivade den franska vetenskapsakademin den i sina utländska medlemmar, som bara var 8 personligheter.

Sista åren

1848 erhöll Michael Faraday ett hus av nåd och tjänst, som var de hus som tillhörde den engelska staten och erbjöds kostnadsfritt till de relevanta personligheterna i landet, med avsikt att tacka dem för de tjänster som tillhandahölls nationen.

Detta hus låg i Middlesex, i Hampton Court, och Faraday bodde i det från 1858. Det var i det huset som han senare dog.

Under dessa år kontaktade den engelska regeringen honom och bad honom stödja dem i processen att göra kemiska vapen inom ramen för Krimkriget, som ägde rum mellan 1853 och 1856. Faraday vägrade att detta erbjudande, med tanke på att det ansåg oetiskt att delta i den processen.

Död

Michael Faraday dog ​​den 25 augusti 1867, när han var 75 år gammal. En nyfiken anekdot i detta ögonblick är att han erbjöds en begravningsplats i den berömda Westminster Abbey, en plats som han avslog.

Inom denna kyrka kan du dock hitta en plack som hedrar Faraday och ligger nära graven till Isaac Newton. Hans kropp ligger i det avvikande området på Highgate Cemetery.

experiment

Michael Faradays liv var fullt av uppfinningar och experiment. Därefter kommer vi att beskriva två av de viktigaste experimenten som han utförde och som var transcendenta för mänskligheten.

Faradays lag

För att demonstrera den så kallade Faradays lag eller lagen om elektromagnetisk induktion tog Michael Faraday en kartong i form av ett rör till vilket han lindade isolerad tråd; på detta sätt bildade han en spole.

Därefter tog han spolen och anslöt den med en voltmeter för att mäta den inducerade elektromotorkraften medan han fick en magnet att passera genom spolen.

Som en konsekvens av detta experiment bestämde Faraday att en magnet i vila inte kan generera elektromotorisk kraft, även om den i vila genererar ett högt magnetfält. Detta återspeglas i det faktum att flödet genom spolen inte varierar.

När magneten kommer närmare spolen ökar magnetflödet snabbt tills magneten är effektivt inuti spolen. När magneten har passerat spolen tappar detta flöde.

Faraday bur

Faraday-buren var strukturen genom vilken denna forskare lyckades skydda element från elektriska urladdningar.

Faraday genomförde detta experiment 1836 och insåg att överskottsladdningen för en ledare påverkade vad som fanns utanför det och inte vad som var inneslutet av nämnda ledare.

För att demonstrera detta fodrade Faraday väggarna i ett rum med aluminiumfolie och genererade högspänningsutladdningar genom en elektrostatisk generator utanför rummet.

Tack vare verifieringen med ett elektroskop kunde Faraday verifiera att det faktiskt inte fanns några elektriska laddningar av något slag i rummet.

Denna princip kan observeras i dag i kablar och skannrar, och det finns andra föremål som i sig själva fungerar som Faraday-burar, till exempel bilar, hissar eller till och med flygplan.

Huvudsakliga bidrag

Konstruktion av "elektromagnetisk rotationsenheter"

Efter att den danska fysikern och kemisten Hans Christian Ørsted upptäckte fenomenet elektromagnetism, försökte Humphry Davy och William Hyde Wollaston att utforma en elmotor.

Efter att ha diskuterat med de två forskarna om detta lyckades Faraday skapa två enheter som ledde till vad han kallade "elektromagnetisk rotation."

En av dessa anordningar, för närvarande känd som en "homopolar motor", genererade en kontinuerlig cirkulär rörelse, vilken producerades av den cirkulära magnetiska kraften runt en tråd, som sträckte sig till en kvicksilverbehållare med en magnet inuti. Genom att tillföra ström till ledningen med ett kemiskt batteri skulle det rotera runt magneten.

Detta experiment gav grunden för modern elektromagnetisk teori. Sådant var Faradays upphetsning efter denna upptäckt att han publicerade resultaten utan att konsultera Wollaston eller Davy, vilket resulterade i kontroverser inom Royal Society och Faradays uppdrag till andra aktiviteter än elektromagnetism.

Gaskondensering och kylning (1823)

Baserat på teorin om John Dalton, där han uttalade att alla gaser kunde bringas till ett flytande tillstånd, visade Faraday sanningen i denna teori genom ett experiment, förutom att han antog de baser som moderna kylskåp och frysar arbetar med .

Genom att kondensera eller kondensera (öka trycket och sänka temperaturen i gaserna) av klor och ammoniak i gasformigt tillstånd lyckades Faraday föra dessa ämnen i ett flytande tillstånd, som hade betraktats som "permanent gasformigt tillstånd".

Dessutom lyckades han återföra ammoniaken till dess gasformiga tillstånd, och observerade att under denna process genererades kylning.

Denna upptäckt visade att en mekanisk pump kunde förvandla en gas vid rumstemperatur till en vätska, producera kylning genom att återgå till sitt gasformiga tillstånd och komprimeras till en vätska igen.

Upptäckt av bensen (1825)

Faraday upptäckte bensenmolekylen genom att ha isolerat och identifierat den från en oljig rest, härledd från produktion av belysningsgas, till vilken han gav namnet "Bicarburet of hydrogen".

Förutsatt att denna upptäckt är en viktig prestation inom kemi på grund av praktiska tillämpningar av bensen.

Upptäckt av elektromagnetisk induktion (1831)

Elektromagnetisk induktion var Faradays stora upptäckt, som han uppnådde genom att ansluta två trådsolenoider runt motsatta ändar av en järnring.

Faraday anslöt en solenoid till en galvanometer och såg den ansluta och koppla bort den andra från batteriet.

Genom att koppla bort och ansluta solenoiden kunde han observera att när han passerade ström genom en solenoid inducerades en annan ström tillfälligt i den andra.

Orsaken till denna induktion beror på den förändring av magnetiskt flöde som inträffade vid koppling och anslutning av batteriet.

Detta experiment är nu känt som "ömsesidig induktion", vilket inträffar när strömförändringen i en induktor inducerar en spänning i en annan närliggande induktor. Detta är den mekanism som transformatorer arbetar med.

Laws of Elektrolys (1834)

Michael Faraday var också en av de huvudansvariga för skapandet av vetenskapen om elektrokemi, vetenskapen ansvarig för skapandet av batterier som för närvarande används av mobila enheter.

Faraday formulerade sina två elektrolyslagar medan han forskade om elens natur.

Den första av dessa anger att mängden ämne som deponeras på varje elektrod i en elektrolytisk cell är direkt proportionell mot mängden el som passerar genom cellen.

Den andra av dessa lagar säger att mängderna av olika element som deponeras av en viss mängd elektricitet är i andelen av deras motsvarande kemiska vikt.

Upptäckten av Faraday-effekten (1845)

Även känd som Faraday-rotation är denna effekt ett magnetiskt-optiskt fenomen, som är interaktionen mellan ljus och ett magnetfält i ett medium.

Faraday-effekten orsakar rotationen av ett polarisationsplan, som är linjärt proportionellt med magnetfältets komponent i utbredningsriktningen.

Faraday trodde fast att ljus var ett elektromagnetiskt fenomen och att det därför måste påverkas av elektromagnetiska krafter.

Så, efter en serie misslyckade försök, fortsatte han med att testa ett stycke massivt glas som innehåller spår av bly, som han gjorde i sina glastillverkningsdagar.

På detta sätt observerade han att när en polariserad ljusstråle passerade genom glaset, i riktning för en magnetisk kraft, roterade det polariserade ljuset i en vinkel som är proportionell mot magnetfältets styrka.

Han testade sedan detta med olika fasta ämnen, vätskor och gaser genom att få starkare elektromagneter.

Upptäckten av diamagnetism (1845)

Faraday upptäckte att alla material har en svag avstötning mot magnetfält, som han kallade diamagnetism.

Det vill säga de skapar ett inducerat magnetfält i motsatt riktning till ett externt applicerat magnetfält, som avvisas av det applicerade magnetfältet.

Han upptäckte också att paramagnetiska material uppträder på motsatt sätt och lockas av ett applicerat yttre magnetfält.

Faraday visade att den här egenskapen (diamagnetisk eller paramagnetisk) finns i alla ämnen. Diamagnetism inducerad med extra starka magneter kan användas för att producera levitation.

referenser

1. Michael Faraday. (2017, 9 juni). Återställs från en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 juni). Återställs från en.wikipedia.org.
3. Bensen. (2017, 6 juni) Återställs från en.wikipedia.org.
4. Gaskondensering. (2017, 7 maj) Återställs från en.wikipedia.org.
5. Faradays lagar om elektrolys. (2017, 4 juni). Återställs från en.wikipedia.org.
6. Faraday bur. (2017, 8 juni). Återställs från en.wikipedia.org.
7. Faradays isspannsexperiment. (2017, 3 maj). Återställs från en.wikipedia.org.
8. Faraday-effekt. (2017, 8 juni). Återställs från en.wikipedia.org.
9. Faraday-effekt. (2017, 10 maj). Återställs från en.wikipedia.org.
10. Vem är Michael Faraday? Vad var hans upptäckt inom vetenskapsområden? (2015, 6 juni). Återställs från quora.com
11. Michael Faradays tio stora bidrag till vetenskapen. (2016, 16 december). Återställdes från learningodo-newtonic.com.