МИЦХАЕЛ ФАРАДАИ: БИОГРАФИЈА, ЕКСПЕРИМЕНТИ И ПРИЛОЗИ - НАУКА - 2025

Мицхаел Фарадаи (Невингтон Бутт, 22. септембра 1791. - Хамптон Цоурт, 25. августа 1867.) био је физичар и хемичар британског порекла, чији су главни доприноси у областима електромагнетизма и електрохемије. Међу његовим доприносима науци, а самим тим и човечанству, можемо истаћи његов рад о електромагнетној индукцији, дијамагнетизму и електролизи.

Због економских услова своје породице, Фарадаи је стекао мало формалног образовања, па је од четрнаесте године био задужен за попуњавање ових недостатака, радећи велику количину читања током свог науковања као књиговезац.

Једна од књига која је везао највише утицала на научника била је Побољшање ума Исака Ватса.

Фарадаи је био одличан експериментатор и пренео је своја открића на лако разумљивом језику. Иако његове математичке способности нису биле најбоље, Јамес Цлерк Маквелл сажео је свој рад и рад других у групи једначина.

По речима Цлерка Маквелла: "Употреба сила показује да је Фарадаи заиста био сјајан математичар, из кога би будући математичари могли да добију вредне и плодне методе."

Јединица електричног капацитета Међународног система јединица (СИ) названа је Фарад (Ф) у његову част.

Као хемичар, Фарадаи је открио бензен, спровео истраживање на хлор-клатрату, систему оксидационих бројева и створио оно што ће постати познато као претходник Бунсеновог горионика. Поред тога, популаризовао је појмове: анода, катода, електрон и јони.

У области физике, његова истраживања и експерименти усредсређени су на електрицитет и електромагнетизам.

Његово проучавање магнетног поља било је од суштинске важности за развој концепта електромагнетног поља и његов проналазак, назван од стране „Електромагнетни уређаји за ротацију“, били су претечи актуелног електромотора.

Биографија

Мицхаел Фарадаи рођен је 22. септембра 1791. године у четврти Невингтон Бутт, која се налази јужно од Лондона, у Енглеској. Његова породица није била богата, па његово формално образовање није било веома опсежно.

Мицхаелов отац добио је име Јамес и он је практиковао науку хришћанства. Са своје стране, њена мајка се звала Маргарет Хаствелл, а пре удаје за Јамеса радила је као домаћа радница. Мицхаел је имао три браће и сестре и био је предзадња за брак.

Када је Мицхаел имао четрнаест година, радио је заједно са Георге Риебауом, који је био продавач књига и књиговежац. Мицхаел је остао у овоме раду седам година, за које време је могао да се много више приближи читању.

У то време су га почели привлачити научни феномени, посебно они који се односе на струју.

Продубљивање тренинга

Са 20 година, 1812. Мицхаел је почео да похађа различита предавања, које је скоро увек позвао Виллиам Данце, енглески музичар који је основао Роиал Пхилхармониц Социети.

Неки од говорника којима је Мицхаел имао приступ били су Јохн Татум, британски филозоф и научник, и Хумпхри Дави, хемичар енглеског порекла.

Веза са Хумпхри Давијем

Мицхаел Фарадаи био је веома методичан човек и написао је прилично специфичне белешке које је слао Давију заједно са белешком која тражи посао.

Ове белешке сачињавају књигу од око 300 страница и Дави им се веома допао. Овај последњи пут доживео је несрећу у лабораторији неко време касније, што му је озбиљно оштетило вид.

У том контексту, Дави је ангажовао Фарадаиа као свог помоћника. У исто време - 1. марта 1813. - Фарадаи је постао асистент за хемију у Краљевској институцији.

Излет у Европу

Између 1813. и 1815. године Хумпхри Дави путовао је кроз различите земље у Европи. Слуга којег је тада имао одлучио је да не присуствује путовању, тако да је Фарадаи био тај који је морао да испуни задатке слуге, иако је његова функција била хемијска асистентица.

Каже се да је тадашње енглеско друштво било изузетно класно оријентисано, због чега је Фарадаија посматран као човека са инфериорним карактеристикама.

Чак је и Давиова жена инсистирала на томе да се према Фарадаиу поступа као са слугом, одбијајући да га прими у кочију или да га наједе са њима.

Иако је ово путовање значило веома лош тренутак за Фарадаиа као резултат неповољног третмана који је примио, истовремено је подразумевало да може имати директан контакт са најважнијим научним и академским областима у Европи.

Посвећеност електричној енергији

Већ 1821. Мицхаел Фарадаи се у потпуности посветио изучавању електричне енергије, магнетизма и могућностима оба елемента.

Дави је 1825. године био тешко болестан, због чега је Фарадаи постао његова замена у лабораторији. То је било време када је предложио неколико својих теорија.

Једна од најрелевантнијих била је идеја да су и струја и магнетизам и светлост функционисали као тријада са јединственим карактером.

Исте године Фарадаи је започео предавања у Краљевској институцији, названа Божићна предавања Краљевске институције, која су била посебно намењена деци и бавила се најважнијим научним достигнућима времена, као и различитим анегдотама и причама из области Наука.

Намјера ових разговора била је да науку приближе тој дјеци која нису имала прилику да похађају формалне студије, као што му се догодило.

Брак

1821. године Фарадаи се оженио Сару Барнард. Њихове породице су похађале исту цркву и тамо су се среле.

Фарадаи је био врло религиозан човек током свог живота и био је сљедбеник цркве Сандеманиана, која је изведена из цркве Шкотске. Учествовао је активно у својој цркви, пошто је две године заредом постао ђакон, па чак и свештеник.

Из брака између Фарадаиа и Барнарда нису рођена деца.

Године изума

Следеће године Фарадеја биле су пуне изума и експеримената. 1823. открио је поступак укапљавања хлора (промена из гасовитог или чврстог у течно стање), а две године касније, 1825., открио је исти поступак али за бензен.

Године 1831. Фарадаи је открио електромагнетску индукцију, из које је створен такозвани Фарадаиев закон или Закон електромагнетне индукције. Годину дана касније, 1832., добио је почасно именовање доктора грађанског права са Универзитета у Окфорду.

Четири године касније Фарадаи је открио механизам који је функционисао као заштитна кутија од електричних удара. Та се кутија звала Фарадаиев кавез и касније је постала један од најчешће кориштених изума, чак и данас.

1845. открио је ефекат који одражава јасну интеракцију светлости и магнетизма; овај ефекат је назван Фарадаиевим ефектом.

Признања

Енглеска монархија понудила је Фарадаиу именовање господина, од чега је он неколико пута одбио, сматрајући га супротним његовим религијским уверењима; Фарадаи је овај састанак повезао са потрагом за препознавањем и испразношћу.

Краљевско друштво је такође предложило да он буде њен председник, а Фарадаи је одбио ову понуду, која је дата у два различита случаја.

Краљевска шведска академија наука именовала га је страним чланом 1838. Годину дана касније Фарадаи је доживео нервни слом; након краћег периода наставио је студије.

Године 1844. Француска академија наука је инкорпорирала у своје стране чланове, који су били само 8 личности.

Завршне године

Године 1848. Мицхаел Фарадаи добио је кућу милости и наклоности, то су оне куће које су припадале енглеској држави и бесплатно су их понуђале релевантне личности земље, са намером да се захвале за услуге пружене нацији.

Ова кућа је била у Миддлесеку, у Хамптон Цоурту, а Фарадаи је у њој живео од 1858. године. У тој кући је касније и умро.

Током ових година влада Енглеске контактирала га је и замолила га да им помогне у процесу прављења хемијског оружја у оквиру Кримског рата, који се десио између 1853. и 1856. Фарадаи је одбио да ова понуда, с обзиром на то да је сматрала неетичним да учествује у том процесу.

Смрт

Мицхаел Фарадаи умро је 25. августа 1867. године, када је имао 75 година. Занимљива анегдота овог тренутка је да му је понуђено место сахране у чувеној вестминстерској опатији, место које је он одбио.

Међутим, унутар ове цркве можете наћи плочу која одаје почаст Фарадаиу и налази се у близини гроба Исааца Невтона. Његово тело лежи у одвојеном подручју Гробља Хигхгате.

Експерименти

Живот Мајкла Фарадаија био је препун изума и експеримената. Затим ћемо детаљно описати два најважнија експеримента која је извео и који су били трансцендентни за човечанство.

Фарадаиев закон

Да би демонстрирао такозвани Фарадаиев закон или Закон електромагнетне индукције, Мицхаел Фарадаи је узео картон у облику цеви у коју је намотао изоловану жицу; на тај начин је формирао завојницу.

Потом је узео завојницу и повезао је волтметром за мерење индуковане електромоторне силе док је магнет пролазио кроз завојницу.

Као резултат овог експеримента, Фарадаи је утврдио да магнет у мировању није способан да ствара електромоторну силу, иако у мировању то генерише високо магнетно поље. То се одражава на чињеницу да се кроз завојницу флукс не мења.

Како се магнет приближава завојници, магнетни ток се брзо повећава све док магнет не нађе ефективно унутар завојнице. Једном када магнет прође кроз завојницу, тај флукс опада.

Фарадаи кавез

Кавез Фарадаи био је структура кроз коју је овај научник успео да заштити елементе од електричног пражњења.

Фарадаи је извео овај експеримент 1836. године, схвативши да вишак набоја проводника утиче на оно што је ван њега, а не на оно што је затворени диригент.

Да би то показао, Фарадаи је обложио зидове собе алуминијумском фолијом и створио пражњење високог напона кроз електростатички генератор ван собе.

Захваљујући верификацији помоћу електроскопа, Фарадаи је успео да потврди да заиста нема електричних набоја било које врсте у соби.

Овај принцип данас се може применити код каблова и скенера, а постоје и други предмети који сами по себи делују као Фарадаиеви кавези, попут аутомобила, лифтова или чак авиона.

Главни прилози

Изградња уређаја за „електромагнетну ротацију“

Након што је дански физичар и хемичар Ханс Цхристиан Øрстед открио феномен електромагнетизма, Хумпхри Дави и Виллиам Хиде Волластон покушали су и нису успјели конструисати електромотор.

Фарадаи је, након свађе са двојицом научника о томе, успео да створи два уређаја која су довела до онога што је назвао "електромагнетном ротацијом".

Један од ових уређаја, тренутно познат као "хомополарни мотор", генерисао је континуирано кружно кретање, које је произвела кружна магнетна сила око жице, која се проширила на жива посуда са магнетом унутра. Добављајући струју жици са хемијском батеријом, ротирала би се око магнета.

Овај експеримент је дао основу за модерну електромагнетну теорију. Такво је Фарадаијево узбуђење након овог открића објавило резултате без консултација са Волластоном или Давием, што је резултирало контроверзом унутар Краљевског друштва и Фарадаиевим намештањем за друге активности осим електромагнетизма.

Укапљивање и хлађење гаса (1823)

На основу теорије Јохна Далтона, у којој је изјавио да се сви гасови могу довести у течно стање, Фарадаи је експериментом показао истинитост те теорије, поред тога што је претпоставио основе са којима раде модерни фрижидери и замрзивачи. .

Укапчавањем или укапљивањем (повећањем притиска и смањењем температуре гасова) хлора и амонијака у гасовитом стању, Фарадаи је успео да ове материје доведе у течно стање, што се сматрало „трајним гасовитим стањем“.

Поред тога, успео је да амонијак врати у гасовито стање, приметивши да се током овог процеса ствара хлађење.

Ово откриће је показало да механичка пумпа може претворити гас на собној температури у течност, произвести хлађење по повратку у гасовито стање и поново се компресовати у течност.

Откриће бензена (1825)

Фарадаи је открио молекул бензена тако што га је изоловао и идентификовао из масног остатка, добијеног из производње светлосног гаса, којем је дао име "Бицарбурет водоника".

Претпостављајући ово откриће важним достигнућем хемије, захваљујући практичној примјени бензена.

Откривање електромагнетне индукције (1831)

Електромагнетна индукција била је Фарадаиево велико откриће, коју је постигао спајањем два жичана соленоида око супротних крајева гвозденог прстена.

Фарадаи је један магнет прикључио на галванометар и гледао га како спаја и искључује други из батерије.

Искључивањем и повезивањем соленоида, могао је да примети да када је пролазио струју кроз један соленоид, у другом се привремено индукује струја.

Узрок ове индукције је због промене магнетног тока до одвајања и спајања акумулатора.

Овај експеримент је сада познат као "међусобна индукција", која се јавља када промена струје у једном индуктору индукује напон у другом индуктору у близини. Ово је механизам помоћу којег трансформатори раде.

Закони електролизе (1834)

Мицхаел Фарадаи био је и један од главних ствараоца науке о електрохемији, науке одговорне за стварање батерија које тренутно користе мобилни уређаји.

Током провођења истраживања о природи електричне енергије, Фарадаи је формулисао своја два закона електролизе.

Први од њих каже да је количина материје депоноване на свакој електроди електролитичке ћелије директно пропорционална количини електричне енергије која прође кроз ћелију.

Други од ових закона каже да су количине различитих елемената депонованих одређеном количином електричне енергије у сразмери са њиховом еквивалентном хемијском тежином.

Откриће Фарадаиевог ефекта (1845)

Познат и као Фарадаиова ротација, овај ефекат је магнетно-оптичка појава, а то је интеракција светлости и магнетног поља у медијуму.

Фарадаиев ефекат изазива ротацију равнине поларизације, која је линеарно пропорционална компоненти магнетног поља у правцу ширења.

Фарадаи је чврсто веровао да је светлост електромагнетна појава и да на њу зато морају утицати електромагнетне силе.

Тако је, након низа неуспешних суђења, тестирао комад чврстог стакла који садржи трагове олова, које је правио у данима израде чаша.

На тај начин приметио је да када поларизована зрака светлости пролази кроз стакло у правцу магнетне силе, поларизована светлост се ротира под углом који је пропорционалан јакости магнетног поља.

Затим је то тестирао различитим чврстим материјама, течностима и гасовима добијајући јаче електромагнете.

Откриће дијамантизма (1845)

Фарадаи је открио да сви материјали имају слабу одбојност према магнетним пољима, што је назвао дијамагнетизам.

То јест, они стварају индуковано магнетно поље у супротном смеру од спољно примењеног магнетног поља, одбијајући га примењеним магнетним пољем.

Такође је открио да се парамагнетни материјали понашају супротно, привлаче их примењено спољно магнетно поље.

Фарадаи је показао да је ово својство (дијамагнетско или парамагнетно) присутно у свим супстанцама. Диамагнетизам изазван екстра јаким магнетима може се користити за производњу левитације.

Референце

1. Мицхаел Фарадаи. (2017, 9. јуна). Опоравак са ен.википедиа.орг.
2. Мицхаел Фарадаи. (2017, 8. јуна). Опоравак са ен.википедиа.орг.
3. Бензен. (2017, 6. јуна) опорављено са ен.википедиа.орг.
4. Укапљивање гаса. (2017, 7. маја) Обновљено са ен.википедиа.орг.
5. Фарадаиеви закони електролизе. (2017, 4. јуна). Опоравак са ен.википедиа.орг.
6. Фарадаи кавез. (2017, 8. јуна). Опоравак са ен.википедиа.орг.
7. Фарадаиев експеримент са леденом посудом. (2017, 3. маја). Опоравак са ен.википедиа.орг.
8. Фарадаи ефекат. (2017, 8. јуна). Опоравак са ен.википедиа.орг.
9. Фарадаи ефекат. (2017, 10. маја). Опоравак са ен.википедиа.орг.
10. Ко је Мицхаел Фарадаи? Шта је било његово откриће у областима науке? (2015., 6. јуна). Опоравак од куора.цом
11. 10 главних доприноса науке Мицхаела Фарадаиа. (2016, 16. децембра). Опоравак од леарнодо-невтониц.цом.