Майкл Фарадей

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Майкл Фарадей
Faraday-Millikan-Gale-1913.jpg
Народився 22 вересня 1791(1791-09-22)
Англія Південний Лондон, Англія
Помер 25 серпня 1867(1867-08-25) (75 років)
Англія Лондон, Англія
Громадянство Велика Британія Велика Британія
Галузь наукових інтересів фізика, хімія
Alma mater Королівський інститут у Великій Британії
Відомий завдяки: електромагнітна індукція, електромагнітне поле, електроліз
Нагороди Королівська медаль (1835, 1846)
Медаль Коплі (двічі)

Майкл Фарадéй (англ. Michael Faraday, *22 вересня 1791, Лондон, Англія — †25 серпня 1867, Лондон, Англія) — англійський фізик і хімік, основоположник вчення про електромагнітне поле, член Лондонського королівського товариства (1824). Він відіграв визначну роль у розвитку вчення про електромагнітні явища.[1][2]

Хоча Фарадей отримав скромну формальну освіту і слабо знав вищу математику, зокрема математичний аналіз, він був одним з найвпливовіших вчених в історії[3]; історики науки[4] ставляться до нього як до найкращого експериментатора в історії науки.[5]

Біографія[ред.ред. код]

Майкл Фарадей, художник Томас Філіпс. 1841–1842

Майкл Фарадей народився поза шлюбом і проживав в сім'ї коваля. Він закінчив початкову школу, й на цьому його формальне навчання завершилося, однак хлопець продовжував займатися самоосвітою. У віці 13 років поступив на навчання до власника книжної лавки і майстерні, що переплітала книжки. Робота в книжковій майстерні дала йому можливість багато читати. Він відвідував публічні лекції, зокрема лекції Гемфрі Деві в Королівському інституті. Деві відіграв велику роль у рішенні Фарадея присвятити себе науці. Фарадей звернувся до Деві з проханням прийняти його на роботу в Королівський інститут, і в 1813 його бажання здійснилося. В 1813-15, мандруючи разом з Деві Європою, Фарадей відвідав лабораторії Франції та Італії. Наукова діяльність Фарадея в подальшому проходила у стінах Королівського інституту, де він спочатку допомогав Деві в хімічних експериментах, а пізніше розпочав самостійні дослідження з хімії. До найважливіших із них належать одержання бензолу (1825), зрідження хлору (1823) і деяких інших газів. Він здійснив ряд відкриттів у інших галузях фізики, серед них особливо відомий метод зрідження газів.

Майкл Фарадей у своїй лабораторії. 1850 р.

Ім'я Фарадея одержало певну вагу в наукових колах, в 1825 він став директором лабораторії, в 1827 професором Королівського інституту. Талановитий експериментатор, наділений науковою інтуїцією, Фарадей поставив ряд дослідів, в яких були відкриті фундаментальні фізичні закони і явища. Ознайомившись з роботою Християна Ерстеда про відхилення магнітної стрілки поблизу провідника зі струмом (1820), Фарадей зайнявся дослідженням зв'яку між електричними і магнітними явищами і в 1821 вперше відкрив обертання магніта навколо провідника зі струмом і обертання провідника зі струмом навколо магніта. Протягом наступних 10 років Фарадей намагався «перетворити магнетизм в електрику»; його дослідження завершилося в 1831 відкриттям електромагнітної індукції. Він детально вивчив явище електромагнітної індукції, вивів її основний закон, з'ясував залежність індукційного струму від магнітних властивостей середовища, дослідив явище самоіндукції і екстраструми замикання та розмикання. Відкриття явища електромагнітної індукції зразу ж набуло великого наукового і практичного значення; воно лягло в основу електротехніки.

Майкл Фарадей на публічній Різдвяній лекції в 1856.

Фарадей висловив нові ідеї, які пізніше повністю виправдали себе, стосовно природи струму і магнетизму, механізму провідності у різних середовищах і т. д. Він довів однозначність різних видів електрики: одержаної від тертя, «тваринної», «магнітної» і т. д. Фарадей вперше запропонував уявлення про електричне та магнітне поля.

Намагаючись встановити кількістні співвідношення між різними видами електрики, Фарадей розпочав дослідження електролізу, відкрив його закони (1833–1834) і ввів термінологію, що збереглася в цій галузі досі. Закони електролізу стали вагомим свідченням на користь дискретності речовини і електрики. У 1840, ще до відкриття закона збереження енергії, Фарадей висловив думку про єдність «сил» природи (різних видів енергії) та їхнє взаємне перетворення. Він увів уявлення про силові лінії, вважав що вони фізично існуюють. Ідеї Фарадея про електричне і магнітне поля здійснили великий вплив на розвиток всієї фізики. В 1832 Фарадей висловив думку про те, що поширення електромагнітних взаємодій є хвильовий процес, що відбувається зі скінченною швидкістю.

Майкл Фарадей в останні роки життя.

В 1845, досліджуючи магнітні властивості різних матеріалів, Фарадей відкрив явище парамагнетизму і діамагнетизму. В 1845 він відкрив обертання площини поляризації світла в магнітному полі (ефект Фарадея), це було перше спостереження зв'язку між магнітними і оптичними явищами, які пізніше одержали підтвердження в електромагнітній теорії світла Дж. Максвелла. Фарадею першому належить думка про зв'язок електричних, магнітних та світлових явищ (див. Об'єднана теорія поля).

Фарадей вивчав також електричні розряди у газах, намагаючись вияснити природу електрики. Відкриття Фарадея завоювали визнання у всьому науковому світі. Вперше ідеї Фарадея «перевів» на загальноприйняту математичну мову Максвелл. У передмові до свого «Трактату з електрики і магнетизму» (1873) він писав: «По мірі того, як я просувався вперед у вивчені Фарадея, я переконався, що його спосіб розуміння явища також має математичний характер, хоча він і не предстає перед нами „вдягненим“ в одяг загальноприйнятих математичних формул» (Вибр. праці з теорії електромагнітного поля, М., 1954, с. 349).

На честь Фарадея названа одиниця вимірювання ємності — фарад, а також стала Фарадея. З 1977 по 1996 роки ім'я вченого носила британська антарктична станція Фарадей (нині це українська станція Академік Вернадський). З 1991 до 2001 року, зображення Фарадея видніло на звороті 20-фунтових банкнот серії E, випущених Банком Англії. Він був зображений під час лекції в Королівському інституті.[6]

Наукова діяльність[ред.ред. код]

Дослідження електромагнетизму[ред.ред. код]

Електромагнітна індукція[ред.ред. код]

Основні досліди відбулися в період 29 серпня — 4 листопада 1831 року, головними з них стали два[7]:

  • При русі магнітного осердя всередині дротяної котушки в останній виникав електричний струм.
  • Включення або виключення струму в дротяній котушці приводило до появи струму у вторинній котушці, чиї витки чергуються з витками першої.

17 жовтня 1831 року Фарадей прийшов до висновку: «електрична хвиля виникає тільки при русі магніту, а не в силу властивостей, притаманних йому в спокої». Він поставив вирішальний експеримент[8]:

Я взяв циліндровий магнітний брусок (3/4 дюйма в діаметрі і 8 1/4 дюйма завдовжки) і ввів один його кінець всередину спіралі з мідного дроту (220 футів завдовжки), з'єднаної з гальванометром. Потім я швидким рухом заштовхнув магніт всередину спіралі на всю його довжину, і стрілка гальванометра зазнала поштовх. Потім я так само швидко витягнув магніт з спіралі, і стрілка знову хитнулася, але в протилежний бік. Ці хитання стрілки повторювалися щоразу, як магніт заштовхувався або виштовхувався.

Ще раніше, 29 серпня, Фарадей провів аналогічний дослід з електромагнітом[9]:

Двісті три фути мідного дроту в одному шматку були намотані на великий дерев'яний барабан; інші двісті три фути такого ж дроту були прокладені у вигляді спіралі між витками першої обмотки, причому металевий контакт був скрізь усунений за допомогою шнурка. Одна з цих спіралей була сполучена з гальванометром, а інша — з добре зарядженою батареєю із ста пар пластин в чотири квадратні дюйми з подвійними мідними пластинками. При замиканні контакту спостерігалася раптова, але дуже слабка дія на гальванометр, і подібна ж слабка дія мала місце при розмиканні контакту з батареєю.

Особисті якості та оцінки[ред.ред. код]

В особистому спілкуванні знайомі Фарадея завжди, до кінця життя вченого відзначали його скромність, доброзичливість і людську чарівність[10] [11].

Жан-Батист Дюма, відомий хімік і політик[12]:

Кожен хто знав його — я твердо переконаний — бажав би тільки наблизитися до тої моральної досконалості, яка, мабуть, була дана Фарадею від народження. Це була якась благодать, в якій він почерпав сили для своєї кипучої діяльності, будучи одночасно гарячим проповідником істини, невтомним художником, людиною, сповнению привітності і веселості, найвищою мірою гуманним і м'яким у приватному житті… Я не знав людину, яка була б більш гіднию любові та поваги, ніж він, і втрата якої коштувала б щирішого жалю.

Джеймс Клерк Максвелл[13]:

Спосіб, яким Фарадей використовував свою ідею силових ліній, щоб координувати явища електромагнітної індукції, доводить, що він був математиком високого порядку — одним з тих, у кого математики майбутнього можуть черпати цінні та плідні методи.

Герман фон Гельмгольц[14]:

До тих пір, поки люди користуються благами електрики, вони завжди будуть з вдячністю згадувати ім'я Фарадея.

Вільям Томсон[15]:

Надзвичайна швидкість і жвавість відрізняли його. Відблиск його генія оточував його якоюсь особливою, сяючою аурою. Виразно кожен відчував цю чарівність — будь то глибокий філософ або проста дитина.

Альберт Ейнштейн[13]:

З часу обґрунтування теоретичної фізики Ньютоном найбільші зміни в її теоретичних засадах, іншими словами, в нашому уявленні про структуру реальності, були досягнуті завдяки дослідженням електромагнітних явищ Фарадеєм і Максвеллом.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Michael Faraday entry at the 1911 Encyclopaedia Britannica hosted by LovetoKnow Retrieved January 2007.
  2. «Archives Biographies: Michael Faraday», The Institution of Engineering and Technology.
  3. Hart, Michael H. (2000). The 100: A Ranking of the Most Influential Persons in History. New York: Citadel. ISBN 0-89104-175-3. 
  4. Russell, Colin (2000). Michael Faraday: Physics and Faith. New York: Oxford University Press. ISBN 0195117638. 
  5. «best experimentalist in the history of science.» Quoting Dr Peter Ford, from the University of Bath's Department of Physics. Accessed January 2007.
  6. «Withdrawn banknotes reference guide». Bank of England. Процитовано 13.3.2012. 
  7. Спасский Б. И. История физики, 1977, Том I, С. 282—283.
  8. Карцев В. П., 1974, Глава «Фарадей. Открытие электромагнитной индукции»
  9. К истории открытия явления электромагнитной индукции // Санкт-Петербургская школа
  10. Радовский М. И., 1936, С. 72—73.
  11. Цейтлин З., 1939, С. 295.
  12. Абрамов Я. В., 1892, Глава VI. Характер Фарадея и его воззрения.
  13. а б Кузнецов Б. Г. Эйнштейн. Жизнь. Смерть. Бессмертие. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1980. — С. 476—477.
  14. Кудрявцев П. С., 1974, Том I, С. 439.
  15. Emilio Segrè Die großen Physiker und ihre Entdeckungen. — München: Piper, 1997. — С. 247. — ISBN 3492039502.
  16. «База даних малих космічних тіл JPL: Майкл Фарадей» (англ.). 

Посилання[ред.ред. код]


Біографія[ред.ред. код]

Інші[ред.ред. код]