Der englische Physiker Michael Faraday, der in einer ärmlichen Familie aufwuchs, wurde zu einem der größten Wissenschaftler in der Geschichte der Menschheit. Seine herausragenden Leistungen wurden zu einer Zeit erbracht, als die Wissenschaft das Schicksal von Menschen war, die in privilegierte Familien hineingeboren wurden. Nach ihm ist die Einheit der elektrischen Kapazität Farad benannt.
Faraday (Physiker): Kurzbiografie
Michael Faraday wurde am 22. September 1791 in der britischen Hauptstadt London geboren. Er war das dritte Kind in der Familie von James und Margaret Faraday. Sein Vater war ein Schmied, der sich in einem schlechten Gesundheitszustand befand. Vor der Heirat arbeitete seine Mutter als Dienstmädchen. Die Familie lebte in Armut.
Bis zu seinem 13. Lebensjahr besuchte Michael eine örtliche Schule, wo er seine Grundschulbildung erhielt. Um der Familie zu helfen, begann er als Bote in einer Buchhandlung zu arbeiten. Der Fleiß des Jungen beeindruckte seinen Arbeitgeber. Ein Jahr später wurde er zum Buchbinderlehrling befördert.
Buchbinderei und Wissenschaft
Michael Faraday wollte mehr über die Welt wissen; Er war nicht auf die Restaurierung von Büchern beschränkt. Nach fleißiger täglicher Arbeit verbrachte er seine ganze Freizeit damit, Bücher zu lesen, die er gebunden hatte.
Langsam entdeckte er, dass er sich für Wissenschaft interessierte. Zwei Bücher mochte er besonders:
- Die Encyclopædia Britannica ist die Quelle seines Wissens über Elektrizität und vieles mehr.
- Chemistry Talks - 600 Seiten zugänglicher Chemie von Jane Marset.
Er war so verliebt, dass er anfing, einen Teil seines mageren Einkommens für Chemikalien und Apparate auszugeben, um die Wahrheit dessen zu bestätigen, was er las.
Während er seine wissenschaftlichen Kenntnisse erweiterte, hörte er, dass der renommierte Wissenschaftler John Tatum dabei war, eine Reihe öffentlicher Vorträge über Naturphilosophie (Physik) zu h alten. Für den Besuch der Vorlesungen musste man eine Gebühr von einem Schilling zahlen – zu viel für Michael Faraday. Sein älterer Bruder, ein Schmied, war beeindruckt von der wachsenden Hingabe seines Bruders an die Wissenschaft und gab ihm die nötige Menge.
Treffen Sie Humphrey Davy
Faraday machte einen weiteren Schritt in Richtung Wissenschaft, als William Dance, ein Buchhandlungskunde, Michael fragte, ob er Karten für Vorlesungen in der Royal Institution besorgen möchte.
Der Dozent, Sir Humphry Davy, war einer der weltberühmtesten Wissenschaftler seiner Zeit. Faraday ergriff die Gelegenheit und besuchte vier Vorlesungen über eines der neuesten Probleme der Chemie – die Bestimmung des Säuregeh alts. Er sah sich die Experimente an, die Davy in Vorlesungen durchführte.
Das war die Welt, in der er leben wollte. Faraday machte sich Notizen und fügte den Notizen dann so viele Ergänzungen hinzu, dass er ein 300-seitiges Manuskript produzierte, das er selbst gebunden und als Zeichen an Davy schicktedanke.
Zu dieser Zeit begann Michael im Hinterhof einer Buchhandlung, komplexere Experimente durchzuführen, um eine elektrische Batterie aus Kupfermünzen und Zinkscheiben herzustellen, die durch nasses Salzpapier getrennt waren. Er benutzte es, um Chemikalien wie Magnesiumsulfat abzubauen. Humphry Davy war ein Pionier auf diesem Gebiet der Chemie.
Im Oktober 1812 endete Faradays Ausbildung und er begann als Buchbinder für einen anderen Arbeitgeber zu arbeiten, den er als geschmacklos empfand.
Es würde kein Glück geben, aber Unglück half
Und dann gab es ein freudiges Ereignis für Faraday. Infolge eines erfolglosen Experiments wurde Humphry Davy verletzt: Dies beeinträchtigte vorübergehend seine Schreibfähigkeit. Michael schaffte es, mehrere Tage lang Notizen für Davy zu machen, der von dem Buch, das er ihm geschickt hatte, beeindruckt war.
Als die kurze Zeit als Assistent endete, schickte Faraday dem Wissenschaftler eine Nachricht mit der Bitte, ihn als seinen Assistenten einzustellen. Kurz darauf wurde einer von Davys Laborassistenten wegen Fehlverh altens entlassen, und Humphrey fragte Michael, ob er die Stelle besetzen wolle.
Möchte er am Royal Institute mit einem der berühmtesten Wissenschaftler der Welt zusammenarbeiten? Es war eine rhetorische Frage.
Karriere bei der Royal Institution
Faraday trat sein Amt am 1. März 1813 im Alter von 21 Jahren an.
Er wurde gut bezahlt und erhielt ein Zimmer auf dem Dachboden des Royal Institute. Michael war sehr zufrieden und seine Verbindung mit dieser Institution besteht nicht mehr54 Jahre unterbrochen, in denen er es schaffte, Professor für Chemie zu werden.
Faradays Aufgabe war es, die Ausrüstung für Experimente und Vorlesungen an der Royal Institution vorzubereiten. Zuerst befasste er sich mit Stickstofftrichlorid, einem Sprengstoff, der Davy verletzte. Auch Michael verlor bei der nächsten Explosion kurzzeitig das Bewusstsein, und als Humphrey erneut verletzt wurde, wurden die Experimente mit dieser Verbindung eingestellt.
Nach 7 Monaten an der Royal Institution nahm Davy Faraday mit auf eine 18-monatige Tournee durch Europa. Während dieser Zeit gelang es Michael, großartige Wissenschaftler wie Andre-Marie Ampère in Paris und Alessandro Volta in Mailand zu treffen. In gewisser Weise ersetzte die Tour seine Universitätsausbildung – Faraday hat in dieser Zeit viel gelernt.
Die meiste Zeit der Tour war er jedoch unzufrieden, da er neben wissenschaftlichen und Sekretariatsarbeiten auf Davy und seine Frau warten musste. Die Frau des Wissenschaftlers betrachtete Faraday aufgrund seiner Herkunft nicht als gleichwertig.
Nachdem ich nach London zurückgekehrt war, fügte sich alles zusammen. Das Royal Institute verlängerte Michaels Vertrag und erhöhte seine Vergütung. Davy fing sogar an, seine Hilfe in wissenschaftlichen Arbeiten zu erwähnen.
1816, im Alter von 24 Jahren, hielt Faraday seinen ersten Vortrag über die Eigenschaften der Materie. Es fand in der Philosophischen Gesellschaft der Stadt statt. Gleichzeitig veröffentlichte er im Science Quarterly seinen ersten wissenschaftlichen Artikel zur Analyse von Calciumhydroxid.
1821, im Alter von 29 Jahren, wurde Faraday zum Haush alts- und Laborleiter des Royal Institute befördert. Im gleichener heiratete Sarah Barnard. Michael und seine Frau lebten den größten Teil der nächsten 46 Jahre im Institut, nicht mehr auf dem Dachboden, sondern in den komfortablen Räumlichkeiten, in denen einst Humphry Davy wohnte.
1824 wurde die Biographie von Faraday (Physik) von seiner Wahl in die Royal Society geprägt. Dies war eine Bestätigung, dass er ein bemerkenswerter Wissenschaftler geworden war.
1825 wurde der Physiker Faraday Direktor des Labors.
1833 wurde er Fullers Professor für Chemie an der Royal Institution of Great Britain. Faraday hatte diese Position für den Rest seines Lebens inne.
In den Jahren 1848 und 1858 wurde er gebeten, die Leitung der Royal Society zu übernehmen, lehnte aber ab.
Wissenschaftliche Leistungen
Es würde mehr als ein Buch brauchen, um Faradays Entdeckungen in der Physik zu beschreiben. Es ist kein Zufall, dass Albert Einstein in seinem Büro nur Fotos von drei Wissenschaftlern aufbewahrte: Isaac Newton, James Maxwell und Michael Faraday.
Seltsamerweise, obwohl das Wort "Physiker" zu Lebzeiten des Wissenschaftlers verwendet wurde, mochte er es selbst nicht und nannte sich immer einen Philosophen. Faraday war ein Mann, der durch Experimente Entdeckungen machte, und er war dafür bekannt, die Ideen, die ihm durch wissenschaftliche Intuition kamen, niemals aufzugeben.
Wenn er der Meinung war, dass die Idee es wert war, experimentierte er trotz vieler Fehlschläge weiter, bis er das erreichte, was er erwartete, oder bis er überzeugt war, dass Mutter Natur ihm das Gegenteil bewies, was äußerst selten vorkam.
Also, was hat Faraday in der Physik entdeckt? Hier sind einige seiner bemerkenswertestenErfolge.
1821: Entdeckung der elektromagnetischen Rotation
Es war der Vorbote dessen, was schließlich zur Entwicklung des Elektromotors führen würde. Die Entdeckung basierte auf Oersteds Theorie der magnetischen Eigenschaften eines stromdurchflossenen Drahtes.
1823: Gasverflüssigung und Kühlung
Im Jahr 1802 schlug John D alton vor, dass alle Gase bei niedrigen Temperaturen oder hohen Drücken verflüssigt werden könnten. Der Physiker Faraday hat dies empirisch bewiesen. Er verwandelte zuerst Chlor und Ammoniak in eine Flüssigkeit.
Flüssiges Ammoniak war auch deshalb interessant, weil, wie Michael Faraday feststellte, die Physik seines Verdampfungsprozesses eine Abkühlung verursachte. Das Prinzip der Kühlung durch künstliche Verdunstung wurde 1756 von William Cullen in Edinburgh öffentlich demonstriert. Der Wissenschaftler senkte mit einer Pumpe den Druck im Kolben mit Äther, wodurch dieser schnell verdampfte. Dies führte zu einer Abkühlung und Eisbildung an der Außenseite des Kolbens durch die Feuchtigkeit in der Luft.
Die Bedeutung von Faradays Entdeckung war, dass mechanische Pumpen ein Gas bei Raumtemperatur in eine Flüssigkeit verwandeln konnten. Dann verdunstete die Flüssigkeit und kühlte alles ab, das entstehende Gas konnte gesammelt und mit einer Pumpe wieder zu einer Flüssigkeit komprimiert werden, wodurch sich der Zyklus wiederholte. So funktionieren moderne Kühl- und Gefriergeräte.
1862 führte Ferdinand Carré auf der Weltausstellung in London die erste kommerzielle Eismaschine der Welt vor. Das Auto verwendete Ammoniak als Kühlmittel, und esproduzierte Eis mit einer Geschwindigkeit von 200 kg pro Stunde.
1825: Entdeckung von Benzol
Historisch gesehen ist Benzol zu einer der wichtigsten Substanzen in der Chemie geworden, sowohl im praktischen Sinne, dh es wird zur Herstellung neuer Materialien verwendet, als auch im theoretischen Sinne, um die chemische Bindung zu verstehen. Ein Wissenschaftler hat Benzol in den öligen Rückständen einer Londoner Produktionsanlage für Beleuchtungsgas entdeckt.
1831: Faradaysches Gesetz, Formel, Physik der elektromagnetischen Induktion
Dies war eine äußerst wichtige Entdeckung für die Zukunft von Wissenschaft und Technologie. Das Faradaysche Gesetz (Physik) besagt, dass ein magnetisches Wechselfeld einen elektrischen Strom in einem Stromkreis induziert und die erzeugte elektromotorische Kraft direkt proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses ist. Einer seiner möglichen Einträge ist |E|=|dΦ/dt|, wobei E die EMF und Ф der magnetische Fluss ist.
Zum Beispiel erzeugt die Bewegung eines Hufeisenmagneten entlang eines Drahtes einen elektrischen Strom, da die Bewegung des Magneten ein magnetisches Wechselfeld verursacht. Davor war die Batterie die einzige Stromquelle. Michael Faraday, dessen Entdeckungen in der Physik zeigten, dass Bewegung in Elektrizität umgewandelt werden kann, oder, wissenschaftlicher ausgedrückt, kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden kann, ist somit dafür verantwortlich, dass die meiste Energie in unseren Häusern heute aus erzeugt wird dieses Prinzip.
Rotation (kinetische Energie) wird durch elektromagnetische Induktion in Elektrizität umgewandelt. Und die Drehung wiederum wird durch die Einwirkung von Hochdampf auf die Turbinen erreicht. Druck, der durch die Energie von Kohle, Gas oder Atom erzeugt wird, oder der Wasserdruck in Wasserkraftwerken oder der Luftdruck in Windparks.
1834: Gesetze der Elektrolyse
Faraday, der Physiker, leistete einen wichtigen Beitrag zur Schaffung der neuen Wissenschaft der Elektrochemie. Es erklärt, was an der Grenzfläche zwischen der Elektrode und der ionisierten Substanz passiert. Dank der Elektrochemie verwenden wir Lithium-Ionen-Batterien und -Akkumulatoren, die moderne Mobilfunktechnologie antreiben. Die Faradayschen Gesetze sind wichtig für unser Verständnis von Elektrodenreaktionen.
1836: Erfindung der abgeschirmten Kamera
Der Physiker Faraday entdeckte, dass sich beim Aufladen eines elektrischen Leiters die gesamte überschüssige Ladung auf seiner Außenseite ansammelt. Das bedeutet, dass innerhalb eines Raumes oder Käfigs aus Metall keine zusätzliche Ladung erscheint. Beispielsweise ist eine Person in einem Faraday-Anzug, dh mit einem Metallfutter, keiner externen Elektrizität ausgesetzt. Neben dem Schutz von Personen kann der Faraday-Käfig auch zur Durchführung elektrischer oder elektrochemischer Experimente verwendet werden, die empfindlich auf äußere Störungen reagieren. Abgeschirmte Kameras können auch tote Zonen für die mobile Kommunikation schaffen.
1845: Entdeckung des Faraday-Effekts - der magneto-optische Effekt
Ein weiteres wichtiges Experiment in der Wissenschaftsgeschichte war das erste, das die Verbindung zwischen Elektromagnetismus und Licht bewies, die 1864 durch die Gleichungen von James Clerk Maxwell vollständig beschrieben wurde. Der Physiker Faraday stellte fest, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist: „Whengegenüberliegende Magnetpole auf der gleichen Seite waren, wirkte sich dies auf den polarisierten Strahl aus, was somit den Zusammenhang zwischen Magnetkraft und Licht beweist…
1845: Entdeckung des Diamagnetismus als Eigenschaft aller Materie
Die meisten Menschen kennen Ferromagnetismus am Beispiel gewöhnlicher Magnete. Faraday (ein Physiker) entdeckte, dass alle Substanzen diamagnetisch sind – meist schwach, aber es gibt auch starke. Der Diamagnetismus ist der Richtung des angelegten Magnetfeldes entgegengesetzt. Wenn Sie beispielsweise den Nordpol in die Nähe einer stark diamagnetischen Substanz platzieren, wird diese abgestoßen. Diamagnetismus in Materialien, induziert durch sehr starke moderne Magnete, kann verwendet werden, um Levitation zu erreichen. Sogar Lebewesen wie Frösche sind diamagnetisch und können in einem starken Magnetfeld schweben.
Ende
Michael Faraday, dessen Entdeckungen in der Physik die Wissenschaft revolutionierten, starb am 25. August 1867 in London im Alter von 75 Jahren. Seine Frau Sarah lebte länger. Das Paar hatte keine Kinder. Er war sein ganzes Leben lang ein frommer Christ und gehörte einer kleinen protestantischen Sekte namens Sandemanianer an.
Schon zu seinen Lebzeiten wurde Faraday zusammen mit den Königen und Königinnen Großbritanniens und Wissenschaftlern wie Isaac Newton die Beerdigung in der Westminster Abbey angeboten. Er lehnte eine bescheidenere Zeremonie ab. Sein Grab, in dem auch Sarah begraben liegt, befindet sich auf dem Highgate Cemetery in London.
