הפיזיקאי פאראדיי: ביוגרפיה, תגליות

תוכן עניינים:

הפיזיקאי פאראדיי: ביוגרפיה, תגליות
הפיזיקאי פאראדיי: ביוגרפיה, תגליות
Anonim

הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי, שגדל במשפחה ענייה, הפך לאחד המדענים הגדולים בהיסטוריה של האנושות. הישגיו הבולטים הושגו בתקופה שבה המדע היה מנת חלקם של אנשים שנולדו למשפחות מיוחסות. יחידת הקיבול החשמלי, הפאראד, נקראת על שמו.

פאראדיי (פיזיקאי): ביוגרפיה קצרה

מייקל פאראדיי נולד ב-22 בספטמבר 1791 בבירה הבריטית לונדון. הוא היה הילד השלישי במשפחתם של ג'יימס ומרגרט פאראדיי. אביו היה נפח שהיה במצב בריאותי ירוד. לפני הנישואין עבדה אמו כמשרתת. המשפחה חיה בעוני.

עד גיל 13, מייקל למד בבית ספר מקומי שבו קיבל את השכלתו היסודית. כדי לעזור למשפחה, החל לעבוד כשליח בחנות ספרים. חריצותו של הנער הרשימה את מעסיקו. שנה לאחר מכן, הועלה לדרגה מתלמד ככרך ספרים.

הפיזיקאי פאראדיי
הפיזיקאי פאראדיי

כריכת ספרים ומדע

מייקל פאראדיי רצה לדעת יותר על העולם; הוא לא היה מוגבל לשחזור ספרים. לאחר עבודה יומיומית שקדנית, הוא בילה את כל זמנו הפנוי בקריאת ספרים שכרך.

לאט לאט הוא גילה שהוא מתעניין במדע. הוא אהב במיוחד שני ספרים:

  • האנציקלופדיה בריטניקה היא מקור הידע שלו בחשמל ועוד הרבה יותר.
  • הרצאות כימיה - 600 עמודים של כימיה נגישה מאת ג'יין מרסט.

הוא היה כל כך מאוהב שהוא התחיל לבזבז חלק מהכנסתו הדלה על כימיקלים ומכשור כדי לאשר את האמת של מה שקרא.

תוך כדי הרחבת הידע המדעי שלו, הוא שמע שהמדען הנודע ג'ון טאטום עומד לתת סדרה של הרצאות פומביות על פילוסופיה טבעית (פיסיקה). כדי להשתתף בהרצאות, היה צריך לשלם אגרה של שילינג אחד - יותר מדי עבור מייקל פאראדיי. אחיו הבכור, נפח, שהתרשם ממסירותו הגוברת של אחיו למדע, נתן לו את הסכום הדרוש.

מייקל פאראדיי תגליות בפיזיקה
מייקל פאראדיי תגליות בפיזיקה

פגוש את המפרי דייווי

פאראדיי עשה צעד נוסף לעבר המדע כאשר וויליאם דאנס, לקוח בחנות הספרים, שאל את מייקל אם הוא רוצה להשיג כרטיסים להרצאות במוסד המלכותי.

המרצה, סר האמפרי דייווי, היה אחד המדענים המפורסמים בעולם באותה תקופה. פאראדיי קפץ על ההזדמנות והשתתף בארבע הרצאות על אחת הבעיות החדשות בכימיה - קביעת החומציות. הוא צפה בניסויים שדייווי ערך בהרצאות.

זה היה העולם שבו הוא רצה לחיות. פאראדיי שמר רשימות, ולאחר מכן הוסיף כל כך הרבה תוספות להערות שהוא הפיק כתב יד בן 300 עמודים, שאותו הוא עצמו קשר ושלח לדיווי לאותתודה.

בזמן הזה, בחצר האחורית של חנות ספרים, החל מייקל לערוך ניסויים מורכבים יותר ליצירת סוללה חשמלית ממטבעות נחושת ודיסקיות אבץ המופרדות על ידי נייר מלח רטוב. הוא השתמש בו כדי לפרק כימיקלים כמו מגנזיום גופרתי. האמפרי דייווי היה חלוץ בתחום זה של כימיה.

באוקטובר 1812 הסתיימה חניכותו של פאראדיי והוא החל לעבוד ככורך ספרים אצל מעסיק אחר שנראה לו לא טעים.

לא יהיה אושר, אבל חוסר המזל עזר

ואז היה אירוע שמח לפאראדיי. כתוצאה מניסוי לא מוצלח, האמפרי דייווי נפצע: זה השפיע באופן זמני על יכולת הכתיבה שלו. מייקל הצליח לשמור רשימות במשך מספר ימים עבור דייווי, שהתרשם מהספר ששלח לו.

כשהסתיימה תקופת העבודה הקצרה כעוזר, פאראדיי שלח פתק למדען וביקש ממנו להעסיק אותו כעוזר שלו. זמן קצר לאחר מכן, אחד מעוזרי המעבדה של דייווי פוטר בשל התנהגות בלתי הולמת, והמפרי שאל את מייקל אם הוא רוצה למלא את המשרה הפנוי.

האם הוא רוצה לעבוד במכון המלכותי עם אחד המדענים המפורסמים בעולם? זו הייתה שאלה רטורית.

פיזיקאי פאראדיי
פיזיקאי פאראדיי

קריירה במוסד המלכותי

פאראדיי נכנס לתפקידו ב-1 במרץ 1813, בגיל 21.

שילמו לו היטב וקיבל חדר לגור בעליית הגג של המכון המלכותי. מיכאל היה מרוצה מאוד והקשר שלו עם המוסד הזה כבר לאנקטע למשך 54 שנים, שבמהלכן הצליח להפוך לפרופסור לכימיה.

תפקידו של פאראדיי היה להכין ציוד לניסויים והרצאות במוסד המלכותי. בהתחלה הוא טיפל בחנקן טריכלוריד, חומר נפץ שפצע את דייווי. מייקל גם איבד את הכרתו לזמן קצר במהלך הפיצוץ הבא, וכשהמפרי נפצע שוב, הניסויים עם המתחם הזה הופסקו.

אחרי 7 חודשים במוסד המלכותי, דייווי לקח איתו את פאראדיי לסיבוב הופעות של 18 חודשים באירופה. במהלך הזמן הזה, מייקל הצליח לפגוש מדענים גדולים כמו אנדרה-מארי אמפר בפריז ואלסנדרו וולטה במילאנו. במובן מסוים, הסיור החליף את השכלתו האוניברסיטאית - פאראדיי למד הרבה בתקופה זו.

עם זאת, במשך רוב הסיור הוא לא היה מרוצה, שכן בנוסף לעבודה מדעית ומזכירות, הוא נאלץ לחכות לדיווי ואשתו. אשתו של המדען לא ראתה את פאראדיי כשווה לו בגלל מוצאו.

לאחר החזרה ללונדון, הכל נפל על מקומו. המכון המלכותי חידש את חוזהו של מייקל והגדיל את שכרו. דייווי אפילו התחיל להזכיר את עזרתו במאמרים מדעיים.

ב-1816, בגיל 24, נשא פאראדיי את הרצאתו הראשונה על תכונות החומר. זה התרחש בחברה הפילוסופית של העיר. במקביל, הוא פרסם את המאמר המדעי הראשון שלו על ניתוח סידן הידרוקסיד ב-Science Quarterly.

בשנת 1821, בגיל 29, הועלה פאראדיי לראש משק הבית והמעבדה של המכון המלכותי. באותוהוא התחתן עם שרה ברנרד. מייקל ואשתו התגוררו במכון במשך רוב 46 השנים הבאות, לא עוד בעליית הגג, אלא בחלל הנוח שבו אכלס פעם האמפרי דייווי.

בשנת 1824, הביוגרפיה של פאראדיי (פיסיקה) הייתה בסימן בחירתו לחברה המלכותית. זו הייתה הכרה בכך שהוא הפך למדען בולט.

בשנת 1825, הפיזיקאי פאראדיי הפך למנהל המעבדה.

בשנת 1833 הוא הפך לפרופסור של פולר לכימיה במוסד המלכותי של בריטניה הגדולה. פאראדיי כיהן בתפקיד זה למשך שארית חייו.

בשנים 1848 ו-1858 הוא התבקש לעמוד בראש החברה המלכותית, אך סירב.

מייקל פאראדיי פיזיקה
מייקל פאראדיי פיזיקה

הישגים מדעיים

נדרש יותר מספר אחד כדי לתאר את תגליותיו של פאראדיי בפיזיקה. זה לא מקרי שאלברט איינשטיין שמר במשרדו תצלומים של שלושה מדענים בלבד: אייזק ניוטון, ג'יימס מקסוול ומייקל פאראדיי.

למרבה הפלא, למרות שהמילה "פיזיקאי" החלה לשמש במהלך חייו של המדען, הוא עצמו לא אהב זאת, והוא תמיד קרא לעצמו פילוסוף. פאראדיי היה אדם שגילה תגליות באמצעות ניסויים, והוא נודע בכך שמעולם לא ויתר על הרעיונות שהגה באמצעות אינטואיציה מדעית.

אם הוא חשב שהרעיון שווה את זה, הוא המשיך להתנסות למרות כישלונות רבים עד שהשיג את מה שציפה או עד שהשתכנע שאמא טבע הוכיחה שהוא טועה, וזה היה נדיר ביותר.

אז מה פאראדיי גילה בפיזיקה? הנה כמה מהבולטים שלוהישגים.

1821: גילוי של סיבוב אלקטרומגנטי

זה היה המבשר של מה שיוביל בסופו של דבר ליצירת המנוע החשמלי. התגלית התבססה על התיאוריה של אורסטד לגבי התכונות המגנטיות של חוט הנושא זרם חשמלי.

נוסחת הפיזיקה של חוק פאראדיי
נוסחת הפיזיקה של חוק פאראדיי

1823: הנזלת גז וקירור

בשנת 1802, ג'ון דלטון הציע שניתן להמיס את כל הגזים בטמפרטורות נמוכות או בלחץ גבוה. הפיזיקאי פאראדיי הוכיח זאת באופן אמפירי. תחילה הוא הפך כלור ואמוניה לנוזל.

אמוניה נוזלית הייתה מעניינת גם כי, כפי שציין מייקל פאראדיי, הפיזיקה של תהליך האידוי שלה גרמה לקירור. עקרון הקירור באמצעות אידוי מלאכותי הוכח בפומבי על ידי וויליאם קאלן באדינבורו בשנת 1756. המדען, באמצעות משאבה, הוריד את הלחץ בבקבוק עם אתר, וכתוצאה מכך הוא התאדה במהירות. זה גרם להתקררות, וקרח נוצר בצד החיצוני של הבקבוק מהלחות באוויר.

חשיבות התגלית של פאראדיי הייתה שמשאבות מכניות יכולות להפוך גז לנוזל בטמפרטורת החדר. לאחר מכן הנוזל התאדה, מקרר את הכל מסביב, ניתן היה לאסוף את הגז שנוצר ולדחוס לנוזל שוב באמצעות משאבה, לחזור על המחזור. כך פועלים מקררים ומקפיאים מודרניים.

ב-1862, בתערוכה העולמית בלונדון, פרדיננד קארה הדגים את המכונה המסחרית הראשונה בעולם לייצור קרח. המכונית השתמשה באמוניה בתור נוזל קירור, וזההפיק קרח בקצב של 200 ק ג לשעה.

1825: גילוי בנזן

באופן היסטורי, בנזן הפך לאחד החומרים החשובים ביותר בכימיה, הן במובן המעשי, כלומר, הוא משמש ליצירת חומרים חדשים, והן במובן התיאורטי, להבנת הקשר הכימי. מדען גילה בנזן בשאריות השמנוניות של מתקן לייצור גז תאורה בלונדון.

ביוגרפיה קצרה של פיזיקאי פאראדיי
ביוגרפיה קצרה של פיזיקאי פאראדיי

1831: חוק פאראדיי, נוסחה, פיזיקה של אינדוקציה אלקטרומגנטית

זה היה תגלית חשובה ביותר לעתיד המדע והטכנולוגיה. חוק פאראדיי (פיזיקה) קובע ששדה מגנטי מתחלף גורם לזרם חשמלי במעגל, והכוח האלקטרו-מוטורי הנוצר עומד ביחס ישר לקצב השינוי של השטף המגנטי. אחד מהערכים האפשריים שלו הוא |E|=|dΦ/dt|, כאשר E הוא ה-EMF ו-Ф הוא השטף המגנטי.

לדוגמה, הזזת מגנט פרסה לאורך חוט מייצר זרם חשמלי, שכן תנועת המגנט גורמת לשדה מגנטי מתחלף. לפני כן, מקור הזרם היחיד היה הסוללה. מייקל פאראדיי, שתגליותיו בפיזיקה הראו שניתן להמיר תנועה לחשמל, או במונחים מדעיים יותר, ניתן להמיר אנרגיה קינטית לאנרגיה חשמלית, אחראי אפוא לעובדה שרוב האנרגיה בבתים שלנו כיום מופקת מ. העיקרון הזה.

סיבוב (אנרגיה קינטית) מומרת לחשמל באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית. והסיבוב, בתורו, מתקבל על ידי פעולת קיטור גבוה על הטורבינות.לחץ שנוצר על ידי אנרגיית הפחם, הגז או האטום, או לחץ המים בתחנות כוח הידרואלקטריות, או לחץ אוויר בחוות רוח.

1834: חוקי האלקטרוליזה

פאראדיי הפיזיקאי תרם תרומה גדולה ליצירת המדע החדש של האלקטרוכימיה. הוא מסביר מה קורה בממשק בין האלקטרודה לחומר המיונן. הודות לאלקטרוכימיה, אנו משתמשים בסוללות ליתיום-יון ובמצברים המניעים טכנולוגיה ניידת מודרנית. חוקי פאראדיי חשובים להבנתנו את תגובות האלקטרודות.

הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי
הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי

1836: המצאת המצלמה הממוגנת

הפיזיקאי פאראדיי גילה שכאשר מוליך חשמלי נטען, כל המטען העודף מצטבר בצדו החיצוני. המשמעות היא שבתוך חדר או כלוב עשוי מתכת, לא מופיע תשלום נוסף. לדוגמא, אדם לבוש בחליפת פאראדיי, כלומר עם בטנת מתכת, אינו חשוף לחשמל חיצוני. בנוסף להגנה על אנשים, ניתן להשתמש בכלוב פאראדיי לביצוע ניסויים חשמליים או אלקטרוכימיים הרגישים להפרעות חיצוניות. מצלמות מסוככות יכולות גם ליצור אזורים מתים לתקשורת סלולרית.

1845: גילוי אפקט פאראדיי - האפקט המגנטו-אופטי

ניסוי חשוב נוסף בהיסטוריה של המדע היה הראשון שהוכיח את הקשר בין אלקטרומגנטיות לאור, שבשנת 1864 תואר במלואו במשוואותיו של ג'יימס קלרק מקסוול. הפיזיקאי פאראדיי קבע שאור הוא גל אלקטרומגנטי: מתיקטבים מגנטיים מנוגדים היו באותו צד, זה השפיע על האלומה המקוטבת, מה שמוכיח את הקשר בין כוח מגנטי לאור…

1845: גילוי דיאמגנטיות כמאפיין של כל חומר

רוב האנשים מכירים פרומגנטיות באמצעות מגנטים רגילים כדוגמה. פאראדיי (פיזיקאי) גילה שכל החומרים דיאמגנטיים - חלש לרוב, אבל יש גם חזקים. דיאמגנטיות הפוכה לכיוון השדה המגנטי המופעל. לדוגמה, אם תציב את הקוטב הצפוני ליד חומר דיאמגנטי חזק, הוא ידחה. דיאמגנטיות בחומרים, המושרה על ידי מגנטים מודרניים חזקים מאוד, יכולה לשמש כדי להשיג ריחוף. אפילו יצורים חיים כמו צפרדעים הם דיאמגנטיים ויכולים לצוף בשדה מגנטי חזק.

End

מייקל פאראדיי, שתגליותיו בפיזיקה חוללו מהפכה במדע, מת ב-25 באוגוסט 1867 בלונדון בגיל 75. אשתו שרה האריכה ימים. לבני הזוג לא היו ילדים. הוא היה נוצרי אדוק כל חייו והשתייך לכת פרוטסטנטית קטנה בשם הסנדמנים.

אפילו במהלך חייו הוצע לפאראדיי קבורה במנזר וסטמינסטר, יחד עם המלכים והמלכות של בריטניה הגדולה ומדענים כמו אייזק ניוטון. הוא סירב לטקס צנוע יותר. את קברו, שבו קבורה גם שרה, ניתן למצוא בבית הקברות הייגייט בלונדון.

מוּמלָץ: