майкл фарадей что изобрел
Майкл Фарадей – изобретатель электрического мотора и первооткрыватель электромагнитной индукции (из цикла «Великие люди»)
Одним из самых выдающихся людей в истории человечества является Майкл Фарадей, великий физик-экспериментатор. Именно Фарадей изобрел ныне активно используемые во многих сферах человеческой жизни электрические моторы. Также одним из величайших открытий Фарадея является электромагнитная индукция, благодаря которой оказалось возможно получать электрический ток.
Самое удивительное, что ни о чем таком Майкл Фарадей и не мечтал. Родился он в Англии в 1791 году в бедной семье, нигде не учился. Но в четырнадцать лет ему «повезло» найти работу подмастерья у переплетчика и продавца книг. Будучи по природе любознательным Майкл Фарадей всерьез увлекся чтением.
Но важнейшим событием в жизни Фарадея стали лекции знаменитого английского ученого Гемфри Дэви, куда Фарадей пришел из любопытства, однако стал настоящим поклонником Дэви, так что даже написал ему письмо и попросился в ассистенты.
Несмотря на то, что Фарадею не хватало знаний, любопытство и смекалка приводили его к самым удивительным открытиям.
Например, датский ученый Эрстед обратил внимание на то, что стрелка магнитного компаса отклоняется, если рядом находится проволока, по которой идет электрический ток. Фарадей же пошел дальше – он зафиксировал магнит и предположил, что в этом случае проволока начнет крутиться вокруг магнита, что вскоре и доказал на опыте (1821 год).
Но несмотря на простоту открытия Фарадея, его находка оказала весьма значимое влияние на человеческую цивилизацию. Ведь в своей основе Фарадей изобрел электрический мотор. Пусть тогда еще он не знал, куда применить свое открытие, да и мощностей электричества в те времена еще явно не хватало, но все электрические моторы, имеющиеся на сегодняшний день – это потомки открытия Фарадея.
Продолжая экспериментировать и выискивая способ использования магнетизма для получения электричества, Майк Фарадей обнаружил, что пропущенный сквозь проволочную петлю магнит приводит к тому, что через проволоку начинает проходить ток (1831 год). Это открытие Фарадея позже назовут электромагнитной индукцией, а физический закон – законом Фарадея, и именно благодаря этому открытию человечество получило возможность производить электрический ток. Так что первая динамо-машина также была изобретена Фарадеем, хотя в отличие от первого своего открытия, он уже знал применение своей динамо-машины.
Так любопытствующий физик-экспериментатор стал одним из самых великих людей и навсегда остался в истории человечества, известный прежде всего как первооткрыватель электромагнитной индукции и изобретатель электрического мотора.
Другие великие из цикла «Великие люди»:
Поделиться самым интересным:
Майкл Фарадей
Michael Faraday
Британский ученый. Физик-экспериментатор. Химик. Член Лондонского королевского общества. Открыл явление электромагнитной индукции, законы электролиза. Ввел в науку ряд понятий: катода, анода, ионов, электродов, термин «магнитное поле». Изобрел вольтметр.
Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в городе Лондон, Англия. Отец мальчика являлся кузнецом. Окончив начальную школу, с двенадцати лет работал разносчиком газет, а в 1804 году поступил в ученики к переплетчику Рибо, всячески поощрявшему страстное стремление Фарадея к самообразованию. В 1813 году один из заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции Гемфри Дэви в Королевском институте, сыгравшие решающую роль в судьбе юноши. Обратившись с письмом к Дэви, Фарадей получил место лабораторного ассистента в Королевском институте. Путешествуя вместе с Дэви по Европе, посетил лаборатории Франции и Италии.
После возвращения в Англию научная деятельность Фарадея протекала в стенах Королевского института, где сначала помогал Дэви в химических экспериментах, а затем начал самостоятельные исследования. Фарадей осуществил сжижение хлора и некоторых других газов, получил бензол. В 1821 году впервые наблюдал вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создал первую модель электродвигателя.
В 1823 году Фарадей стал членом-корреспондентом Парижской Академии наук. Через год избран членом Королевского общества, а в 1825 году назначен директором лаборатории в Королевском институте. Через шесть лет получил звание профессора.
Его исследования увенчались открытием в 1831 году явления электромагнитной индукции, которое лежит в основе работы всех генераторов постоянного и переменного тока. В 1833 году Фарадей открыл законы электролиза: законы Фарадея. Ученый стал автором первого трансформатора. Ему принадлежит понятие «диэлектрической проницаемости». В 1836 году путем ряда экспериментов доказал, что заряд тока оказывает воздействие только на оболочку проводника, оставляя объекты внутри нее нетронутыми. В прикладной науке устройство, сделанное на принципе этого явления, называется «клетка Фарадея».
Помимо этого, в 1845 году ученый обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле: эффект Фарадея. В том же году открыл диамагнетизм, а вскоре парамагнетизм. Фарадей ввел в науку ряд понятий: катода, анода, ионов, электролиза, электродов. Впервые употребил термин «магнитное поле».
Широкую известность приобрела его научно-популярная книга «История свечи». Открытия Майкла завоевали признание во всем научном мире. В честь его Британское химическое общество учредило медаль Фарадея: одну из почетнейших научных наград. Правительство неоднократно привлекало ученого, как признанного авторитета в области прикладной физики, к решению насущных технических задач: усовершенствование маяков, защита днищ кораблей от коррозии, экспертиза в судебных делах.
Параллельно Фарадей исследовал наночастицы металла в коллоиде золота и описал их оптические и другие особенности по сравнению с частицами более крупных размеров. Этот опыт может считаться первым вкладом в нанотехнологию. Объяснение замеченным эффектам дала в XX веке квантовая теория.
Майкл Фарадей скончался за рабочим столом 25 августа 1867 года в возрасте 75 лет. Похоронен рядом с женой на Хайгейтском кладбище в Лондоне.
Орден «За заслуги»
Бейкеровская лекция (1829, 1832, 1849, 1851, 1857)
Медаль Копли (1832, 1838)
Королевская медаль (1835, 1846)
Медаль Румфорда (1846)
Медаль Альберта (Королевское общество искусств) (1866)
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
Биография Майкла Фарадея: гениальный экспериментатор
Майкл Фарадей (22 сентября 1791 г., Лондон — 25 августа 1867 г., Лондон) — британский физик и химик. Открыл электромагнитную индукцию, которая стала основой промышленного производства электричества.
Жизненный путь
Фарадей родился в небогатой семье кузнеца. Уже в 13 лет Майкл оставил школу и начал работать рассыльным в книжном магазине Рибо. Затем он стал учеником переплётчика. Будущий изобретатель не имел систематического образования, но обладал страстью к чтению. А в магазине, где он работал, было немало научных книг. В первую очередь его интересовали книги по химии и электричеству. Майкл не только читал, но и проводил самостоятельные опыты. Брат и отец поощряли его тягу к знаниям и даже помогли сделать простейший электрогенератор.
1810-1811 гг. – посещал курсы Городского философского общества. Здесь он слушал лекции по астрономии и физике, а также участвовал в диспутах.
1812 г. – посетитель книжного магазина Рибо, музыкант У. Денс, подарил Фарадею билет на цикл лекций знаменитого ученого Гемфри Дэви. После посещения лекций Майкл выслал Дэви письмо, где просил принять его на работу в Королевский институт. Профессор, который из ученика аптекаря превратился в лорда, был восхищён знаниями юноши и через несколько месяцев удовлетворил его просьбу.
1813-1815 гг. – был лаборантом Королевского института. В это время Фарадей помогал преподавателям Института в подготовке лекций, учёте материальных ценностей и уходе за ними. Кроме того, он проводил химические эксперименты. Также Майкл стал помощником Г. Дэви. Вместе с ним он побывал в 2-летнем путешествии научными центрами Европы.
1815 г. – стал ассистентом Королевского института. Продолжал собственные научные исследования.
1816 г. – опубликована первая печатная работа ученого. Она была посвящена химическому составу тосканского известняка. За 3 последующих года число его публикаций превысило 40. В это время Майкл Фарадей вел переписку с крупными европейскими учеными.
1820 г. – провёл опыт по выплавке стали с добавкой никеля. Данный опыт считается открытием нержавеющей стали. Но в то время он не заинтересовал металлургов.
1821 г. – стал техническим смотрителем здания и лабораторий Королевского института. Опубликовал статью об изобретении электродвигателя. После этого Фарадей становится всемирно известным ученым.
1825 г. – занял пост директора физической и химической лабораторий Королевского института.
1831 г – открыл электромагнитную индукцию. Это открытие устранило трудности к широкому внедрению электроэнергии.
1833 г. — получил профессорскую кафедру в Королевском институте. В своих лекциях он сочетал доступность и наглядность с глубиной рассмотрения. Его лекции для детей под названием «История свечи» издаются до сих пор.
1840 г. – Фарадей тяжело заболел (частичная потеря памяти). По одной из версий, его болезнь был результатом отравления парами ртути, которые использовались при опытах. В это время ученый жил в крайней нужде (£22 в год). Только через 5 лет ему назначили пенсию в £300 в год. Хотя премьер-министр Великобритании У. Лэм сначала даже не хотел её давать.
1845 г. – ученый открыл так называемый эффект Фарадея и диамагнетизм.
1848 г. – королева Виктория предоставила ученому в пожизненное пользование дом, который являлся частью дворцового комплекса Хэмптон-Корт. Все расходы и налоги она взяла на себя. Здесь Фарадей провёл свои последние годы.
1867 г. – великий ученый скончался за письменным столом. Его похоронили на Хайгейтском кладбище.
Научная деятельность
Фарадей работал очень методично. Обнаружив какой-либо эффект, он старался изучить его максимально глубоко, выясняя от каких параметров и, как он зависит. Фарадей является основоположником учения об электромагнитном поле. Среди его открытий стоит выделить:
В 1836 г. Фарадей доказал, что электрический заряд может воздействовать только на поверхность замкнутой оболочки-проводника, при этом он не оказывает никакого воздействия на объекты, находящиеся внутри неё. Это открытие было использовано в устройстве, известном как «клетка Фарадея».
Правительство часто привлекало Фарадея к решению различных технических задач, таких как защита кораблей от коррозии, усовершенствование маяков, экспертиза судебных дел и т.д. Фарадей исследовал наночастицы разных металлов и описал их особенности. Эти опыты стали первым вкладом в будущее нанотехнологии.
Мнения о Фарадее
Современники Фарадея отмечали его доброжелательность, скромность и обаяние.
Ж. Б. Дюма, известный политик и химик, считал, что Фарадей владел нравственным совершенством. Он называл великого физика неутомимым художником, горячим проповедником истины, человеком, исполненным веселости и радушия, при этом гуманным и достаточно мягким в частной жизни.
Д. К. Максвелл считал Фарадея математиком высокого порядка
У. Томсон (лорд Кельвин) указывал, что Фарадей отличался необычайной быстротой и живостью. По словам лорда, каждый чувствовал его обаяние: от философа до простого ребёнка.
Один из биографов Фарадея сказал о нем: «Он умер бедняком, хотя поддерживал научную славу Англии 40 лет».
Интересные факты
Майкл Фарадей отличался трудолюбием, методичностью, тщательностью исполнения экспериментов и стремлением проникнуть в суть исследуемой проблемы. Его называли «королем экспериментаторов». Всего он провел около 30 тыс. экспериментов.
В 1821 г. известный физик У. Волластон пожаловался Дэви, что один из опытов Фарадея является плагиатом его идеи. Профессор стал на сторону Волластона, поэтому его отношения с Фарадеем ухудшились. Но вскоре Фарадей разъяснил свою позицию, и проблема была решена. Однако когда изобретатель стал членом Королевского общества, Дэви был единственным, кто был против этого. Отметим, что даже Волластон голосовал за избрание. Тем не менее, отношения Дэви и Фарадея позднее улучшились. Первый любил повторять, что главным его открытием являлось «открытие Фарадея».
В 1821 г. Фарадей женился на Саре Барнард, сестре его друга. Брак был счастливым и продлился 46 лет. Супруги жили на верхнем этаже Королевского института. У них не был собственных детей, поэтому они решили взять на воспитание племянницу-сироту Джейн.
В 1830 г. великий экспериментатор стал почётным членом Петербургской академии наук.
В 1853 г. ученый исследовал модное в 19 веке «столоверчение» после чего заявил, что стол движется не духами умерших, а бессознательными движениями пальцев участников. В результате он получил немало возмущенных писем от оккультистов. На это он ответил, что претензии примет только от самих духов.
В 1862 г. Фарадей выдвинул гипотезу, что магнитное поле влияет на спектральные линии. Правда, оборудование тех лет не могло обнаружить этот эффект. Лишь в 1897 г. П. Зееман подтвердил данную гипотезу и получил за это Нобелевскую премию.
Фарадей был членом протестантской общины, известной как «гласиты» или «сандеманиане». Ученого несколько раз избирали диаконом и старейшиной лондонской общины «гласитов».
Портрет великого изобретателя размещался на банкноте в £20 выпуска 1991-1999 гг.
В честь Фарадея названы:
фарад – единица измерения электрической ёмкости;
фарадей – единица измерения электрического заряда;