Biografi

Michael Faraday: En sann vetenskaplig hjälte bakom elektromagnetism

Michael Faraday: En sann vetenskaplig hjälte bakom elektromagnetism


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Utan Michael Faradays arbete skulle vi inte ha Teslas eller nästan någon modern mekanisk sak för den delen. Faradays arbete och uppfinning inom området elektricitet förändrade världen för alltid.

Faraday är uppfinnaren av elektrolys, ballonger, elmotorer, generatorer, dynamos och mer. Om du inte var medveten om Faradays arbete kan du åtminstone känna igen honom från buret som håller hans namnbror, Faraday-buret.

Han var en mycket inflytelserik brittisk forskare som delvis gjorde el till något som kunde utnyttjas för arbete. Han var en känd kemist och fysiker i sin egen tid som skapade en betydande mängd arbete och experiment som i slutändan leder till vår moderna förståelse av elektromagnetism.

För att förstå omfattningen av intellektet och prestationen som var Michael Faraday, låt oss ta en titt tillbaka på hans liv och arbete.

Förresten, visste du att Albert Einstein faktiskt höll bilder av tre forskare på sitt kontor? Isaac Newton, James Clerk Maxwell och, ja du har gissat det, Michael Faraday.

Där allt började för Faraday

Michael Faraday föddes den 22 september 1791 i en relativt fattig familj i landsbygden Newington, Surrey. Newington skulle senare absorberas i södra London. Hans far var en smed som faktiskt hade flyttat från norra England på jakt efter arbete tidigare 1791.

Hans mamma var en ödmjuk landskvinna som försörjde hennes familj känslomässigt under deras mycket svåra uppväxt. Michael var ett av fyra barn som ibland hade svårt att få nog att äta. Deras far var ofta sjuk och oförmögen att arbeta. En stadig leverans av mat var långt ifrån lätt för familjen Faraday.

Michael Faraday skulle senare i sitt liv berätta hur han fick en bröd som varade en hel vecka. Och du tror att du har det dåligt ?! Hans familj tillhörde en liten kristen sekt. Denna sekt gav ett stort andligt och emotionellt stöd under hela sitt liv.

Som barn hängde Faraday på nyfikenhet för att få honom att gå och släppte aldrig bort sin barndom behöver förstå varför och önskan att förstå mer om hur saker fungerar.En berättelse som påminner om många ingenjörer.

Intressant nog var hans tidiga utbildning verkligen mycket rudimentär. Han fick bara grunderna, som att lära sig läsa, skriva och chiffrera på den lokala söndagsskolan. Hans första yrke var en papperspojke som levererade tidningar till en lokal bokhandlare och bokbindare. Vid 14 års ålder började han till och med en lärling hos honom, en som han skulle bedriva de närmaste sju åren.

Faraday skilde sig emellertid från sina andra lärlingar. Faraday skulle ta sig tid att faktiskt läsa några av de böcker han bindade. Michael skulle berätta att en viss artikel om elektricitet i den tredje upplagan av Encyclopedia Brittanica särskilt skulle gripa hans fantasi. Han var också starkt påverkad av bokenKonversationer om kemi av Jane Marcet.

Herr Faraday skulle till och med börja experimentera i denna ömma ålder. Han byggde faktiskt en svag voltaisk hög genom vilken han skulle utföra hemförsök inom elektrokemi.

Och så var det, med sin relativt ödmjuka utbildning att Faraday självlärde sig själv och blev en av världens största forskare.

När han var mycket äldre deltog han regelbundet i föreläsningar av Sir Humphry Davy, en kemist som isolerade ett antal element, såsom kalium och natrium.

Faraday satt uppslukad av hela evenemanget och gjorde noggranna anteckningar.

Så fullständiga var de faktiskt att han till och med skickade Davy ett dokument på 300 sidor för att fungera som officiella anteckningar för föreläsningarna. Han hade också friheten att följa med detta med ett brev där han bad om anställning.

"Fråga inte, fattar inte" vi respekterar den herr Faraday.

Davy var tydligt imponerad men avvisade snabbt och vänligt den unga Faraday eftersom han för närvarande inte hade några öppna positioner. Han glömde dock inte den unge mannen. Så snart en av hans assistenter fick sparken för slagsmål, erbjöd han snabbt Michael till tjänsten.

Han hoppade naturligtvis på tillfället och befann sig i den avundsvärda positionen att hjälpa och lära sig kemi från en av dagens största utövare. Det sägs ofta med skämt om Davy att Faraday i efterhand var hans största upptäckt någonsin.

Faradays tidiga arbete inom kemi

Faraday anslöt sig först till Davy i labbet 1812 vid 21 års ålder. Detta var ganska möjligheten för Faraday i sin tidiga karriär, eftersom Davy var en av de bästa kemisterna i sin tid.

Det första projektet som duon arbetade tillsammans var att tolka molekylstrukturen hos olika kemikalier. Detta tidiga arbete lärde Faraday mycket om den rudimentära funktionen av el.

När Michael Faraday gick med i Davys team var han i färd med att vända dagens tänkande i dagens kemi. Antoine-Laurent Lavoisier, grundaren av modern kemi, hade slutfört sina reformer av kemisk kunskap och hade insisterat på några grundläggande principer för framtida kemister.

Bland dem, även om det var många, var att syre var ett unikt element. Han dikterade också att det var den enda anhängaren av förbränning och, viktigare här, det var grunden för alla syror.

Davy hade lyckats isolera natrium och kalium och faktiskt upptäcka dem genom att använda en kraftig ström från ett galvaniskt batteri. Batteriet användes för att sönderdela oxider av dessa grundämnen och sönderdela muriatisk saltsyra, som är en av de starkaste kända syrorna.

Denna process ledde till att väte släpptes liksom lite konstig grön gas. Denna gröna gas verkade stödja förbränning och producera syra när den kombineras med vatten.

Faraday arbetade med Davy fram till 1820, som vid den tiden Faraday själv hade blivit en av världens främsta kemister av tiden.

Han hade faktiskt lärt sig allt som var värt att lära sig om kemi vid den tiden. Hans arbete under Davy hade gett honom en stor mängd erfarenhet av att utföra kemiska analyser och laboratorietekniker. Han var för alla ändamål nu en mästarexperimentator.

Michael hade också utvecklat sina egna teoretiska åsikter i en sådan utsträckning att det nu skulle vägleda honom i hans eget arbete. Han skulle kombinera allt han hade lärt sig under sin tid med Davy och chocka den vetenskapliga världen med sina egna upptäckter.

Michael Faraday gick ut på egen hand och skulle snart vinna sig själv tidigt känd bland sina kamrater. Han hade byggt upp ett felfritt rykte som analytisk kemist och skulle ofta bli uppkallad som expertvittne i rättegångar. Han byggde också upp en kundkrets vars ekonomiska stöd hjälpte till att stödja Royal Institution.

År 1820 gjorde han några anmärkningsvärda upptäckter, i alla fall för kemister. Han lyckades skapa de första kända föreningarna av klor och kol C2CL6 och C2CL4. Han producerade dem genom att ersätta klor och väte i "olefiant gas", aka etylen. Dessa var de första substitutionsreaktioner som inducerades och skulle senare utmana den dominerande teorin om kemisk kombination som Jons Jacob Berzelius föreslog.

Han gifte sig med en kvinna vid namn Sarah Barnard 1821 och bosatte sig vid Royal Institution i London. Hans främsta fokus var att genomföra experiment och forskning kring magnetism och elektricitet.

Faradays inställning till el vid den tiden var unik för hans motsvarigheter. Han visualiserade elektricitet som en vibration snarare än något av ett flöde, ett koncept som skulle hjälpa honom att göra upptäckter kring elektromagnetism.

Hans första upptäckt vid Royal Institution var att enheter som kunde producera elektromagnetisk rotation eller cirkelrörelse från de magnetiska krafterna som omger en tråd.

1825 arbetade Michael med att belysa gaser och lyckades isolera och beskriva något som senare skulle kallas bensen. Vid denna tidpunkt hjälpte han också till att lägga grunden för metallurgi och metallografi medan han utförde undersökningar av stållegeringar.

Han arbetade också på ett uppdrag av Royal Society of London för att förbättra kvaliteten på glasögon och teleskop. Han lyckades producera ett mycket högt brytningsindex som senare skulle hjälpa honom att upptäcka diamagnetism.

Faradays vidare arbete inom elektromagnetism och elektrolys

Faraday fortsatte med att upptäcka elektromagnetisk induktion, processen att producera elektromotoriska krafter över ledare på grund av magnetfält. Om det ringer en klocka är det så som generatorer och elmotorer fungerar.

Hans Christian Ørsted hade upptäckt 1820 att det att leda en elektrisk ström genom en tråd producerade ett magnetfält. Hans resultat främjades av André-Marie Ampére som visade att magnetkraften tycktes också vara en cirkulär kraft. Ampére visade i själva verket att magnetfältet verkade bilda en cylinder runt tråden. Detta var första gången detta någonsin föreslogs.

Faraday förstod nästan intuitivt vad detta innebar. Han noterade att om en stolpe kunde isoleras skulle den bilda ständigt cirkulär rörelse runt den nuvarande bärtråden. Med denna hypotes i åtanke, i kombination med hans geni för experiment, bestämde han sig för att bevisa detta med sin egen apparat.

Hans apparat förvandlade elektrisk energi till mekanisk energi. Michael Faraday hade precis skapat världens första elmotor.

Faraday arbetade för att ytterligare konkretisera sina idéer och kunskaper kring elektromagnetism och skapade något som kallades induktionsringen 1831. Denna enhet var i huvudsak en transformator som genererade elektricitet i en tråd på grund av magnetkrafterna från en annan tråd.

Det var banbrytande vid den tiden.

Michael sparkar in sina idéer

Faraday stannade naturligtvis inte där. Han började titta på den större bilden och överväga elens natur i allmänhet. Till skillnad från de flesta av hans samtida på fältet vid den tiden var Faraday övertygad om att elektricitet inte var en vätska som strömmade genom ledningar, som vatten i ett rör.

Han insisterade istället på att det måste vara en vibration eller kraft som på något sätt rörde sig genom ledningarna till följd av spänningar som skapats i ledaren. Ett av hans första experiment efter hans motor var att passera en stråle av polariserat ljus genom en nedbrytande elektrokemisk lösning.

Tanken var att upptäcka de intermolekylära stammar som han hade postulerat borde äga rum i närvaro av en elektrisk ström. Han skulle fortsätta att återvända till denna idé genom 1820-talet, men tyvärr till ingen nytta.

I början av 1830-talet försökte Michael Faraday bestämma hur en inducerad ström producerades. Baserat på sitt ursprungliga experiment med hjälp av en elektromagnet försökte han nu en permanentmagnet istället.

Hans experiment visade att rörelse av magneten in och ut ur en trådspole faktiskt inducerade en ström. Faraday var också redan medveten om att magnetfältet synliggjordes med hjälp av järnfiléer som ströts på något papper eller kort som hålls ovanför magneten.

Han associerade de "kraftlinjer" som arkiveringen visade måste vara de spänningslinjer i mediet, luften, som han tidigare postulerat.

Han skulle snart upptäcka lagen som bestämmer produktionen av elektriska strömmar med magneter. Strömens storlek berodde nämligen på antalet kraftlinjer som ledaren skar per tidsenhet.

Faraday byggde snabbt på detta genom att inse att han kunde producera en kontinuerlig ström genom att rotera en kopparskiva mellan magnetens poler. Strömmen kan "dras av" genom att ta ledningar från skivans kant och mitt. Detta var i själva verket den allra första dynamon.

Detta var den direkta förfadern till moderna elmotorer, om än samma princip men tvärtom för att snurra skivan.

Lagar om elektrolys

När han fortsatte forskningen om el lutade han tungt på sin bakgrund som en världsberömd kemist. Han gjorde omfattande arbete inom elektrokemi, där han utvecklade de första och andra lagarna för elektrolys.

Dessa lagar säger att"mängden kemisk förändring som produceras av en ström vid en elektrod-elektrolytgräns är proportionell mot mängden el som används, och mängderna av kemiska förändringar som produceras av samma mängd elektricitet i olika ämnen är proportionella mot deras ekvivalenta vikter."

RELATERAD: HUR FUNGERAR EN FARADAY-BUR?

Förklarat enklare flöden av el kan användas för att starta kemiska reaktioner. I praktiska termer i form av elektrolys betyder detta att elektricitet kan användas för att producera väte från vattenmolekyler, deponera metallföreningar på ytor (galvanisering) och för att extrahera rena metallelement från lösningar.

Som med många vetenskapliga ämnen är det mycket lättare att förstå elektrolys genom visuella bilder. Titta på den snabba videon nedan för att förstå hur elektrolys fungerar och vikten av denna upptäckt från Faraday.

Faradays arbete inom elektrolys lade grunden för denna nu nödvändiga industri.

Gasvätska och kylning

1823 byggde Michael Faraday på John Daltons idéer och bevisade sina idéer genom att för första gången trycka på flytande klorgas och ammoniakgas.

Hans framgångsrika flytande av ammoniak var av särskilt intresse. När han lät ammoniaken avdunsta igen märkte han att det orsakade kylning. Även om denna princip hade visats offentligt av William Cullen 1756, hade Faradays arbete visat att mekaniska pumpar kunde användas för att förvandla gas till vätska vid rumstemperatur.

Skönheten i denna upptäckt var att gasen kunde tryckas och flytande och lämnas för att avdunsta och svalna kontinuerligt i ett slutet system. Hela sekvensen kunde upprepas oändligt, så länge systemet var förseglat. Detta är grunden för alla moderna kylskåp och luftvärmepumpsystem.

Bunsen Burner (typ av)

Michael Faraday var en stor praktisk uppfinnare som ledde honom att producera en föregångare till en av de mest ikoniska bitarna av laboratorieutrustning, Bunsen Burner. Han kombinerade luft och gas innan han tände den, uppenbarligen för att ge en lättillgänglig form av hög temperatur.

Hans tidiga arbete utvecklades senare av Robert Wilhelm Bunsen för att producera en utrustning som många vetenskapsstudenter runt om i världen minns.

Faraday Cage

1836 hade Michael Faraday upptäckt att när en elektrisk ledare laddas sitter all extra kostnad på utsidan av den. I förlängningen skulle detta innebära att den extra avgiften inte "visas" på insidan av ett rum eller metallbur.

Samma princip kan användas i verkliga kläder, så kallade Faraday-kostymer. Dessa överkläder har ett metallfoder som skyddar bäraren från alla externa elektriska källor.

Faradays burar används också för att skydda känslig elektrisk utrustning och under elektrokemiska experiment för att förhindra yttre störningar. De används också för att skapa döda zoner för mobil kommunikation idag.

Bensen

1825 upptäckte Michael Faraday denna "mirakel" -molekyl i den oljiga återstoden som lämnades efter att ha producerat gas för belysning i London.

Bensen är ett av de viktigaste ämnena i kemi. Det brukade tillverka många nya material och har hjälpt till att förstå limningen. Bensen rankas faktiskt som en av de 20 bästa kemikalierna, per produktionsvolym, i USA

Det är en viktig komponent i många plaster, hartser, nylon, gummi, smörjmedel, färgämnen, läkemedel för att bara nämna några.

Diamagnetism

Vi är alla intuitivt bekanta med ferromagnetism eller din körning av kvarnmagneten, men Faraday upptäckte 1845 att alla ämnen är diamagnetiska. Naturligtvis finns det en stor variation i fenomenens styrka i naturen.

Diamagnetism är en motsatt riktning mot ett applicerat magnetfält. Om ämnet i fråga uppvisade stark diamagnetism kommer det att kraftigt avvisas av en magnets nordpol.

Otroligt nog kan detta användas för att producera levitation i de flesta material med en tillräckligt stark magnet. Även levande saker, som en groda, kan "trotsa" tyngdkraften med ett starkt magnetfält.

Död och arv

Michael Faraday dog ​​vid den mogna åldern 75 år den 25 augusti 1867. Han överlevde av sin fru. Paret hade inga barn. Faraday hade varit en hängiven kristen hela sitt liv. Han hade också haft starka förbindelser med den lilla sekten, Sandemanians, sedan barndomen.

På grund av hans bidrag till vetenskapen hade han i livet erbjudits ett gravplats vid Westminster Abbey tillsammans med Storbritanniens kungar och drottningar, till och med Sir Isaac Newton. Han avvisade detta erbjudande till förmån för en mer blygsam begravning. Du hittar hans grav på Londons Highgate Cemetery. Hans fru, Sarah, är också begravd med honom.

En staty uppfördes till hans ära i Savoy Place, London. Det står utanför Institutionen för teknik och teknik. Det finns olika andra statyer, skolor, parker och andra monument dedikerade till mannen som bidrog så mycket till mänskligheten. Det finns också många gator som är uppkallade efter honom över Storbritannien och USA.

Han fick naturligtvis den ultimata utmärkelsen genom att visas på baksidan av Series E £ 20 Bank of England-sedeln. Michael har också ett särskilt Royal Society of London-pris som namnges efter honom för "excellens i att kommunicera vetenskap till brittisk publik".

Det sista ordet

Michael Faraday skrev också en serie brev och tidskrifter på sin tid, som alla är allmänt tillgängliga och grundligt rekommenderade att läsa för alla Faraday-fans.

Även om han kom från en fattig familj, arbetade Michael Faraday outtröttligt för att först utbilda sig själv. Han skulle sedan ägna sitt liv åt kunskapssökningen. Hans uthållighet skulle se honom bli en av världens viktigaste forskare. Hans prestationer är ännu mer anmärkningsvärda med tanke på hans ödmjuka början i en värld som domineras av den privilegierade klassen. Bland hans många stora upptäckter och uppfinningar har han också förevigats som SI-enheten för kapacitans,gick, eller F.


Titta på videon: A quick look at Michael Faraday - the Father of Electricity (November 2022).