Ahli Fizik Faraday: biografi, penemuan

Isi kandungan:

Ahli Fizik Faraday: biografi, penemuan
Ahli Fizik Faraday: biografi, penemuan
Anonim

Ahli fizik Inggeris Michael Faraday, yang dibesarkan dalam keluarga miskin, menjadi salah seorang saintis terhebat dalam sejarah umat manusia. Pencapaian cemerlangnya telah dibuat pada masa sains adalah banyak orang yang dilahirkan dalam keluarga yang istimewa. Unit kemuatan elektrik, farad, dinamakan sempena namanya.

Faraday (ahli fizik): biografi ringkas

Michael Faraday dilahirkan pada 22 September 1791 di ibu negara British London. Dia adalah anak ketiga dalam keluarga James dan Margaret Faraday. Ayahnya seorang tukang besi yang tidak sihat. Sebelum berkahwin, ibunya bekerja sebagai pembantu rumah. Keluarga itu hidup dalam kemiskinan.

Sehingga berumur 13 tahun, Michael bersekolah di sekolah tempatan tempat dia mendapat pendidikan rendah. Untuk membantu keluarga, dia mula bekerja sebagai utusan di kedai buku. Ketekunan budak itu membuat majikannya kagum. Setahun kemudian, dia dinaikkan pangkat menjadi perantis penjilid buku.

ahli fizik faraday
ahli fizik faraday

Penjilidan Buku dan Sains

Michael Faraday ingin mengetahui lebih lanjut tentang dunia; dia tidak terhad kepada pemulihan buku. Selepas rajin seharian bekerja, dia menghabiskan masa lapangnya dengan membaca buku yang dijilidnya.

Perlahan-lahan, dia mendapati bahawa dia meminati sains. Dia sangat menyukai dua buku:

  • Ensiklopedia Britannica adalah sumber pengetahuannya tentang elektrik dan banyak lagi.
  • Ceramah Kimia - 600 halaman kimia boleh diakses oleh Jane Marset.

Dia sangat terpikat sehingga dia mula membelanjakan sebahagian daripada pendapatannya yang tidak seberapa untuk bahan kimia dan peralatan untuk mengesahkan kebenaran apa yang dia baca.

Sambil mengembangkan pengetahuan saintifiknya, dia mendengar bahawa saintis terkenal John Tatum akan memberikan satu siri syarahan umum mengenai falsafah semula jadi (fizik). Untuk menghadiri kuliah, seseorang itu perlu membayar yuran sebanyak satu syiling - terlalu banyak untuk Michael Faraday. Kakaknya, seorang tukang besi, kagum dengan pengabdian abangnya yang semakin meningkat kepada sains, memberinya jumlah yang diperlukan.

Penemuan Michael Faraday dalam fizik
Penemuan Michael Faraday dalam fizik

Temui Humphrey Davy

Faraday melangkah setapak lagi ke arah sains apabila William Dance, pelanggan kedai buku, bertanya kepada Michael sama ada dia ingin mendapatkan tiket untuk kuliah di Institusi Diraja.

Pensyarah, Sir Humphry Davy, adalah salah seorang saintis paling terkenal di dunia pada masa itu. Faraday mengambil peluang dan menghadiri empat kuliah mengenai salah satu masalah terbaru dalam kimia - penentuan keasidan. Dia menonton eksperimen yang Davy jalankan dalam kuliah.

Inilah dunia yang dia mahu hidup. Faraday menyimpan nota, dan kemudian membuat banyak penambahan pada nota itu sehingga dia menghasilkan manuskrip setebal 300 halaman, yang dia sendiri ikat dan hantar kepada Davy sebagai tandaterima kasih.

Pada masa ini, di halaman belakang kedai buku, Michael mula menjalankan eksperimen yang lebih kompleks untuk mencipta bateri elektrik daripada syiling tembaga dan cakera zink yang dipisahkan oleh kertas garam basah. Dia menggunakannya untuk memecahkan bahan kimia seperti magnesium sulfat. Humphry Davy ialah perintis dalam bidang kimia ini.

Pada Oktober 1812, perantisan Faraday tamat dan dia mula bekerja sebagai penjilid buku untuk majikan lain yang dia rasa tidak menyenangkan.

Tidak akan ada kebahagiaan, tetapi nasib malang membantu

Dan kemudian ada acara gembira untuk Faraday. Akibat percubaan yang tidak berjaya, Humphry Davy telah cedera: ini menjejaskan keupayaannya untuk menulis buat sementara waktu. Michael berjaya menyimpan nota selama beberapa hari untuk Davy, yang kagum dengan buku yang dihantarnya.

Apabila tempoh singkat bekerja sebagai pembantu tamat, Faraday menghantar nota kepada saintis itu memintanya mengupahnya sebagai pembantunya. Tidak lama selepas itu, salah seorang pembantu makmal Davy telah dipecat kerana salah laku, dan Humphrey bertanya kepada Michael sama ada dia mahu mengisi kekosongan itu.

Adakah dia ingin bekerja di Institut Diraja dengan salah seorang saintis paling terkenal di dunia? Itu adalah soalan retorik.

ahli fizik faraday
ahli fizik faraday

Kerjaya di Institusi Diraja

Faraday memegang jawatan pada 1 Mac 1813, pada usia 21 tahun.

Dia mendapat gaji yang lumayan dan diberi bilik untuk tinggal di loteng Institut Diraja. Michael sangat gembira dan hubungannya dengan institusi ini tidak lagiterganggu selama 54 tahun, di mana dia berjaya menjadi profesor kimia.

Tugas Faraday ialah menyediakan peralatan untuk eksperimen dan kuliah di Institusi Diraja. Pada mulanya, dia menangani nitrogen triklorida, bahan letupan yang mencederakan Davy. Michael juga tidak sedarkan diri seketika semasa letupan seterusnya, dan apabila Humphrey cedera sekali lagi, eksperimen dengan kompaun ini dihentikan.

Selepas 7 bulan di Institusi Diraja, Davy membawa Faraday bersamanya dalam lawatan selama 18 bulan ke Eropah. Pada masa ini, Michael berjaya bertemu saintis hebat seperti Andre-Marie Ampère di Paris dan Alessandro Volta di Milan. Dari satu segi, lawatan itu menggantikan pendidikan universitinya - Faraday belajar banyak pada masa ini.

Bagi kebanyakan lawatan, bagaimanapun, dia tidak berpuas hati, kerana selain kerja saintifik dan kesetiausahaan, dia terpaksa menunggu Davy dan isterinya. Isteri saintis itu tidak menganggap Faraday setaraf kerana asal usulnya.

Selepas kembali ke London, segala-galanya menjadi seperti tempatnya. Institut Diraja memperbaharui kontrak Michael dan meningkatkan imbuhannya. Davy juga mula menyebut bantuannya dalam kertas saintifik.

Pada tahun 1816, pada usia 24 tahun, Faraday memberikan syarahan pertamanya tentang sifat-sifat jirim. Ia berlaku dalam Persatuan Falsafah Kota. Pada masa yang sama, beliau menerbitkan artikel saintifik pertamanya mengenai analisis kalsium hidroksida dalam Science Quarterly.

Pada tahun 1821, pada usia 29 tahun, Faraday dinaikkan pangkat sebagai ketua isi rumah dan makmal Institut Diraja. Dalam yang samadia berkahwin dengan Sarah Barnard. Michael dan isterinya tinggal di institut itu selama hampir 46 tahun akan datang, bukan lagi di loteng, tetapi di ruang selesa yang pernah diduduki oleh Humphry Davy.

Pada tahun 1824, biografi Faraday (fizik) ditandai dengan pemilihannya ke Royal Society. Ini adalah pengakuan bahawa dia telah menjadi seorang saintis terkenal.

Pada tahun 1825, ahli fizik Faraday menjadi pengarah makmal.

Pada tahun 1833 beliau menjadi profesor kimia Fuller di Institusi Diraja Great Britain. Faraday memegang jawatan ini sepanjang hayatnya.

Pada tahun 1848 dan 1858 beliau telah diminta untuk mengetuai Persatuan Diraja, tetapi menolak.

michael faraday fizik
michael faraday fizik

Pencapaian saintifik

Ia akan mengambil lebih daripada satu buku untuk menerangkan penemuan Faraday dalam fizik. Bukan kebetulan bahawa Albert Einstein menyimpan gambar hanya tiga saintis di pejabatnya: Isaac Newton, James Maxwell dan Michael Faraday.

Anehnya, walaupun perkataan "ahli fizik" mula digunakan semasa hayat saintis itu, dia sendiri tidak menyukainya, dan dia selalu menggelar dirinya sebagai ahli falsafah. Faraday ialah seorang lelaki yang membuat penemuan melalui eksperimen, dan dia terkenal kerana tidak pernah berputus asa dengan idea yang dia hasilkan melalui gerak hati saintifik.

Jika dia fikir idea itu berbaloi, dia terus mencuba walaupun banyak kegagalan sehingga dia mencapai apa yang dia harapkan atau sehingga dia yakin bahawa Alam Semulajadi membuktikan dia salah, yang sangat jarang berlaku.

Jadi apakah yang Faraday temui dalam fizik? Berikut adalah beberapa yang paling terkenalpencapaian.

1821: penemuan putaran elektromagnet

Ia adalah petanda tentang apa yang akhirnya akan membawa kepada penciptaan motor elektrik. Penemuan itu berdasarkan teori Oersted tentang sifat magnet wayar yang membawa arus elektrik.

formula fizik hukum faraday
formula fizik hukum faraday

1823: Pencairan gas dan penyejukan

Pada tahun 1802, John D alton mencadangkan bahawa semua gas boleh dicairkan pada suhu rendah atau tekanan tinggi. Ahli fizik Faraday membuktikan ini secara empirik. Dia mula-mula menukar klorin dan ammonia menjadi cecair.

Amoniak cecair juga menarik kerana, seperti yang dinyatakan oleh Michael Faraday, fizik proses penyejatannya menyebabkan penyejukan. Prinsip penyejukan melalui penyejatan buatan telah ditunjukkan secara terbuka oleh William Cullen di Edinburgh pada tahun 1756. Ahli sains, menggunakan pam, menurunkan tekanan dalam kelalang dengan eter, akibatnya ia cepat sejat. Ini menyebabkan penyejukan, dan ais terbentuk di bahagian luar kelalang daripada kelembapan di udara.

Kepentingan penemuan Faraday ialah pam mekanikal boleh menukar gas menjadi cecair pada suhu bilik. Kemudian cecair tersejat, menyejukkan segala-galanya di sekeliling, gas yang terhasil boleh dikumpulkan dan dimampatkan menjadi cecair semula dengan menggunakan pam, mengulangi kitaran. Beginilah cara peti sejuk dan penyejuk beku moden berfungsi.

Pada tahun 1862, di Pameran Dunia di London, Ferdinand Carré menunjukkan mesin pembuat ais komersial pertama di dunia. Kereta itu menggunakan ammonia sebagai penyejuk, dan iamenghasilkan ais pada kadar 200 kg sejam.

1825: Penemuan benzena

Secara sejarah, benzena telah menjadi salah satu bahan terpenting dalam kimia, kedua-duanya dari segi praktikal, iaitu, ia digunakan untuk mencipta bahan baharu, dan dari segi teori, untuk memahami ikatan kimia. Seorang saintis telah menemui benzena dalam sisa berminyak kemudahan pengeluaran gas pencahayaan London.

Biografi pendek ahli fizik Faraday
Biografi pendek ahli fizik Faraday

1831: Hukum Faraday, formula, fizik aruhan elektromagnet

Ini adalah penemuan yang sangat penting untuk masa depan sains dan teknologi. Hukum Faraday (fizik) menyatakan bahawa medan magnet berselang-seli mendorong arus elektrik dalam litar, dan daya gerak elektrik yang dihasilkan adalah berkadar terus dengan kadar perubahan fluks magnet. Salah satu entrinya yang mungkin ialah |E|=|dΦ/dt|, dengan E ialah EMF dan Ф ialah fluks magnet.

Sebagai contoh, menggerakkan magnet ladam di sepanjang wayar menghasilkan arus elektrik, kerana pergerakan magnet menyebabkan medan magnet berselang-seli. Sebelum ini, satu-satunya sumber arus ialah bateri. Michael Faraday, yang penemuannya dalam fizik menunjukkan bahawa gerakan boleh ditukar kepada elektrik, atau, dalam istilah yang lebih saintifik, tenaga kinetik boleh ditukar kepada tenaga elektrik, dengan itu bertanggungjawab untuk fakta bahawa kebanyakan tenaga di rumah kita hari ini dihasilkan daripada prinsip ini.

Putaran (tenaga kinetik) ditukarkan kepada elektrik melalui aruhan elektromagnet. Dan putaran pula diperolehi oleh tindakan wap tinggi pada turbin.tekanan yang dicipta oleh tenaga arang batu, gas atau atom, atau tekanan air dalam loji kuasa hidroelektrik, atau tekanan udara di ladang angin.

1834: hukum elektrolisis

Faraday ahli fizik membuat sumbangan besar kepada penciptaan sains baru elektrokimia. Ia menerangkan apa yang berlaku pada antara muka antara elektrod dan bahan terion. Terima kasih kepada elektrokimia, kami menggunakan bateri litium-ion dan penumpuk yang menguasai teknologi mudah alih moden. Hukum Faraday adalah penting untuk pemahaman kita tentang tindak balas elektrod.

Ahli fizik Inggeris Michael Faraday
Ahli fizik Inggeris Michael Faraday

1836: ciptaan kamera terlindung

Ahli Fizik Faraday mendapati bahawa apabila konduktor elektrik dicas, semua lebihan cas terkumpul di bahagian luarnya. Ini bermakna di dalam bilik atau sangkar yang diperbuat daripada logam, tiada caj tambahan muncul. Sebagai contoh, seseorang yang memakai sut Faraday, iaitu, dengan lapisan logam, tidak terdedah kepada elektrik luar. Selain melindungi orang, sangkar Faraday boleh digunakan untuk menjalankan eksperimen elektrik atau elektrokimia yang sensitif kepada gangguan luar. Kamera berperisai juga boleh mencipta zon mati untuk komunikasi mudah alih.

1845: penemuan kesan Faraday - kesan magneto-optik

Satu lagi eksperimen penting dalam sejarah sains adalah yang pertama membuktikan hubungan antara elektromagnetisme dan cahaya, yang pada tahun 1864 telah diterangkan sepenuhnya oleh persamaan James Clerk Maxwell. Ahli fizik Faraday menetapkan bahawa cahaya ialah gelombang elektromagnet: “Apabilakutub magnet bertentangan berada pada sisi yang sama, ini mempunyai kesan pada rasuk terkutub, yang dengan itu membuktikan hubungan antara daya magnet dan cahaya…

1845: penemuan diamagnetisme sebagai sifat semua jirim

Kebanyakan orang biasa dengan feromagnetisme menggunakan magnet biasa sebagai contoh. Faraday (ahli fizik) mendapati bahawa semua bahan adalah diamagnetik - lemah untuk sebahagian besar, tetapi terdapat juga yang kuat. Diamagnetisme adalah bertentangan dengan arah medan magnet yang digunakan. Sebagai contoh, jika anda meletakkan kutub utara berhampiran bahan yang sangat diamagnet, maka ia akan menolak. Diamagnetisme dalam bahan, yang disebabkan oleh magnet moden yang sangat kuat, boleh digunakan untuk mencapai levitation. Malah benda hidup seperti katak adalah diamagnet dan boleh terapung dalam medan magnet yang kuat.

Tamat

Michael Faraday, yang penemuannya dalam fizik merevolusikan sains, meninggal dunia pada 25 Ogos 1867 di London pada usia 75 tahun. Isterinya Sarah hidup lebih lama. Pasangan itu tidak mempunyai anak. Dia adalah seorang Kristian yang taat sepanjang hidupnya dan menganggotai sekte kecil Protestan bernama Sandemanians.

Malah semasa hayatnya, Faraday ditawarkan pengebumian di Biara Westminster, bersama-sama raja dan permaisuri Great Britain dan saintis seperti Isaac Newton. Dia menolak untuk majlis yang lebih sederhana. Kuburnya, tempat Sarah juga dikebumikan, boleh ditemui di Highgate Cemetery di London.

Disyorkan: