Ο Michael Faraday ήταν Βρετανός επιστήμονας που έζησε από τις 22 Σεπτεμβρίου 1791 έως τις 25 Αυγούστου 1867. Ο Faraday παραμένει διάσημος για τις ανακαλύψεις στον ηλεκτρομαγνητισμό και την ηλεκτροχημεία. Λόγω των ανακαλύψεών του, συχνά αποκαλείται Πατέρας Ηλεκτρικής Ενέργειας. Οι εφευρέσεις του Michael Faraday άλλαξαν τελικά τον κόσμο και οδήγησαν σε πολλές τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ο Michael Faraday ήταν παραγωγικός χημικός και φυσικός που εργάστηκε τον 19ο αιώνα στη Μεγάλη Βρετανία. Η Faraday εφευρέθηκε ή ανέπτυξε πολλά αντικείμενα και μεθόδους, όπως ο ηλεκτροκινητήρας, ο μετασχηματιστής, η γεννήτρια, το κλουβί Faraday και πολλά άλλα επιτεύγματα.
Γιατί είναι ο Michael Faraday ο πατέρας της ηλεκτρικής ενέργειας;
Λόγω της δουλειάς του, ο Michael Faraday ονομάζεται Πατέρας της Ηλεκτρικής Ενέργειας. Πολλοί τον θεωρούν επίσης Πατέρα του Ηλεκτρομαγνητισμού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο Faraday ανακάλυψε ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και βρήκε έναν τρόπο να μετατρέψει τη μαγνητική δύναμη σε ηλεκτρική δύναμη. Η δουλειά του Faraday συνεχίστηκε για να εμπνεύσει τους άλλους να ακολουθήσουν τα χνάρια του, αλλάζοντας για πάντα τον κόσμο.
Πού έκανε η δουλειά του ο Michael Faraday;
Ο Michael Faraday ήταν ένας διεξοδικός και περίεργος ερευνητής που προέκυψε από ταπεινή αρχή. Ο πατέρας του ήταν σιδηρουργός και ο Μιχαήλ είχε πολλά αδέλφια. Αυτό σήμαινε ότι η αρχική του εκπαίδευση ήταν κοσμική. Η δουλειά του σε ηλικία 14 ετών σε έναν πωλητή βιβλίων και βιβλιοδέτη τον εξέθεσε σε πολλά βιβλία και του επέτρεψε να εκπαιδεύσει τον εαυτό του σε πολλά θέματα. Γοητεύτηκε με τον ηλεκτρισμό, τον μαγνητισμό και τη χημεία.
Στην πραγματικότητα, το πρώτο γνωστό πείραμα του Faraday ήταν ένα πείραμα χημείας στο οποίο αποσυντέθηκε θειικό μαγνήσιο. Εργάστηκε επίσης στη βελτίωση των κραμάτων χάλυβα. Το 1823, η Faraday υγροποίησε το αέριο χλώριο για πρώτη φορά. Το 1825, ανακάλυψε δισανθρακικό υδρογόνο, γνωστό τώρα ως βενζόλιο.
Ο Faraday θαύμαζε πολύ το έργο του χημικού Humphry Davy στο Royal Institution of Great Britain στο Λονδίνο της Αγγλίας. Το Βασιλικό Ίδρυμα χρησίμευσε ως μέσο για την προώθηση της εκπαίδευσης στη Βρετανία. Ο Faraday ηχογράφησε εκτενείς σημειώσεις από τις διαλέξεις του Davy και τις προσέφερε στο Davy. Ο Ντέιβι ήταν αρκετά εντυπωσιασμένος, τόσο πολύ που τελικά επέτρεψε στον Φαραντάι να σπουδάσει μαζί του. Αρχικά, ο Faraday εργάστηκε σε στοιχειώδη εργαστηριακά καθήκοντα. Ο Ντέιβι και η σύζυγός του πήραν μαζί τους τον Φαραντάι σε μια περιοδεία στην Ευρώπη, όπου ο Φαραντάι μπόρεσε να μάθει για επιστημονικά φωτιστικά. Αυτό άνοιξε τον Faraday σε νέες συνδέσεις και ενέπνευσε τα έργα του.
Ο Faraday έκανε πολλές σημαντικές ανακαλύψεις ενώ εργαζόταν ως χημικός για το Ίδρυμα. Εργάστηκε επίσης σε οπτικά γυαλιά και κράματα. Ο Faraday πραγματοποίησε τα περισσότερα από τα πειράματά του εκεί, όπου έγινε ο ίδιος εξέχων λέκτορας. Ο Faraday έγραψε σχολαστικές σημειώσεις που περιέγραψαν τα πειράματά του με μεγάλη λεπτομέρεια. Αυτές οι σημειώσεις μπορούν να διαβαστούν και να γίνουν κατανοητές λόγω της ικανότητας που έβαλε τόσο στο έργο του όσο και στο γράψιμό του. Ένα πράγμα που πρέπει να συνειδητοποιήσουμε είναι ότι ο Faraday δεν ήταν ειδικευμένος στα μαθηματικά, γεγονός που καθιστά τις ανακαλύψεις και τις εφευρέσεις του ακόμη πιο αξιοσημείωτες. Θα χρειαζόταν ο James Clark Maxwell, ένας θεωρητικός φυσικός και μαθηματικός, να ακολουθήσει τα βήματα του Faraday και να βασιστεί στο έργο του Faraday. Ο Μάξγουελ χρησιμοποίησε τα μαθηματικά για να δοκιμάσει και να αποδείξει τις ανακαλύψεις του Φαραντάι, ενσαρκώνοντας πλήρως τον ηλεκτρομαγνητισμό.
Ενώ ο Faraday δεν είχε τη γνώση των ατομικών σωματιδίων που θα ανακαλυφθούν δεκαετίες αργότερα, έκανε κάποιες ενδιαφέρουσες σημειώσεις. Έκανε εικασίες για τη συμπεριφορά των μετάλλων που μεταφέρουν επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Έφτασε ακόμη και στο σημείο να ισχυριστεί ότι μπορεί να υπάρχουν σωματίδια ύλης σε ηλεκτρικές διευθετήσεις, που θα μπορούσαν να κινηθούν. Βασικά, περιγράφει ηλεκτρόνια χωρίς να το συνειδητοποιήσει!
Τι εφεύρε ο Michael Faraday;
Ο Faraday έκανε μια σειρά από επιστημονικές ανακαλύψεις που οδήγησαν τόσο στις δικές του εφευρέσεις, όσο και σε πολλές άλλες τεχνολογικές καινοτομίες με την πάροδο του χρόνου. Οι εφευρέσεις του Michael Faraday περιλαμβάνουν τον μετασχηματιστή, τον ηλεκτρικό κινητήρα και το ηλεκτρικό δυναμό ή γεννήτρια. Οι ανακαλύψεις του κυμαίνονται από χημική έως φυσική έως ηλεκτρομαγνητική σε πεδίο και αντικείμενο.
Όταν ο Faraday ήταν 20 ετών, ανακάλυψε την ηλεκτρόλυση. Το έκανε αυτό διαχωρίζοντας τα συστατικά του διαλύματος θειικού μαγνησίου χρησιμοποιώντας απλά μέρη όπως δίσκους ψευδαργύρου και χαλκού και μια ηλεκτρική μπαταρία. Από αυτό, ο Faraday καθόρισε τους δύο νόμους της ηλεκτρόλυσης. Ο πρώτος νόμος συνεπάγεται ότι για μια δεδομένη λύση, η ποσότητα της ύλης που εναποτίθεται στα ηλεκτρόδια είναι άμεσα ανάλογη με την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που περνά στο διάλυμα. Τα ιόντα που μεταφέρουν φορτίο μέσω μιας λύσης πρέπει επομένως να έχουν ένα καλά καθορισμένο φορτίο. Επιπροσθέτως, οι ποσότητες των ηλεκτρικά εναποτιθέντων ή διαλυμένων ουσιών είναι ανάλογες με τα χημικά βάρη τους. Όσο υψηλότερο είναι το σθένος των ιόντων, τόσο υψηλότερο είναι το φορτίο.
Ενώ ο Hans Christian Oersted διαπίστωσε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα θα μπορούσε να μετατραπεί σε μαγνητική δύναμη, ήταν ο Faraday που απέδειξε ότι η ηλεκτρική ενέργεια μπορούσε να παραχθεί από μαγνητισμό. Ήδη από το 1821, ο Faraday παρήγαγε μια συσκευή κατασκευασμένη από έναν μαγνήτη με μια χημική μπαταρία και ένα καλώδιο, που περιστρέφονταν γύρω από τον μαγνήτη. Το περιέγραψε ως χρήση ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού δημιουργώντας κίνηση, βασιζόμενοι στις ανακαλύψεις του Oersted. Αυτή ήταν η πρώτη μορφή ηλεκτρικού κινητήρα.
Ο Faraday έκανε επίσης τον πρώτο μετασχηματιστή. Το 1831, ο Faraday ανακάλυψε για πρώτη φορά την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Αυτό περιγράφει ένα ηλεκτρικό ρεύμα που μπορεί να προκληθεί να ρέει μέσω ενός αγωγού με μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Ο Faraday το έκανε αυτό κάνοντας αυτό που λέγεται επαγωγικός δακτύλιος, ο οποίος αποτελείται από έναν μη μαγνητισμένο σιδερένιο δακτύλιο με δύο πηνία σύρματος τυλιγμένο σε αντίθετες πλευρές του. Συνδέθηκε ένα πηνίο με μια μπαταρία και ένα άλλο πηνίο σε ένα γαλβανόμετρο και ενεργοποίησε τη συσκευή. Αυτό προκάλεσε την περιστροφή της βελόνας στο γαλβανόμετρο. Αυτή η ανακάλυψη αποτέλεσε το θεμέλιο για τις μελλοντικές εφευρέσεις του Faraday.
Ο Faraday συνέδεσε επίσης μια στοιχειώδη γεννήτρια με ένα σωλήνα κουλουριασμένο με σύρμα και μονωμένο με βαμβάκι, και πέρασε ένα μαγνήτη ράβδου πάνω από το καλώδιο. Αυτό μετακίνησε τη βελόνα του γαλβανόμετρου, αποκαλύπτοντας ρέον ηλεκτρικό ρεύμα. Ο Faraday βρήκε επιτέλους τα μέσα για τη μετατροπή της μαγνητικής δύναμης σε ηλεκτρική δύναμη, με συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό χρησίμευσε ως πρόδρομος για το ηλεκτρικό δυναμό ή τη γεννήτρια του.
Οι εφευρέσεις του Michael Faraday περιελάμβαναν επίσης μεθοδολογίες. Ένα παράδειγμα είναι η κρυογονική, η οποία ξεκίνησε στο εργαστήριο του Faraday το 1823 όταν παρήγαγε θερμοκρασίες υποψύξης.
Το 1836, μια άλλη εφεύρεση του Michael Faraday, το κλουβί Faraday, δημιουργήθηκε. Ένα κλουβί Faraday είναι μια χειροποίητη δομή που προστατεύει ευαίσθητα πειράματα από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ο Faraday έφτιαξε για πρώτη φορά ένα τέτοιο «κλουβί» επενδύοντας ένα δωμάτιο με μεταλλικό φύλλο. Στη συνέχεια χρησιμοποίησε μια γεννήτρια για να βομβαρδίσει το δωμάτιο με ηλεκτρικό ρεύμα. Το μέταλλο του αλουμινίου έφερε ρεύμα στην επιφάνειά του, δημιουργώντας μια ουδέτερη περιοχή μέσα στο δωμάτιο. Ένα κλουβί Faraday είναι προστατευτικό έναντι ηλεκτρικών φορτίων καθώς και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Σήμερα, αυτές οι δομές μπορούν να προσαρμοστούν χρησιμοποιώντας διαφορετικά είδη υλικών για τον αποκλεισμό διαφορετικών ειδών ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, όπως ραδιόφωνο, ακτίνες Χ ή άλλα κύματα συχνοτήτων.
Ο Faraday διέφερε από τους σύγχρονους επιστήμονες του με την προσέγγισή του να χρησιμοποιεί σίδηρο για να απεικονίσει ένα μαγνητικό πεδίο με γραμμές δύναμης. Επίσης, μελέτησε διεξοδικά αυτό που ονόμασε διηλεκτρικά υλικά ή αυτό που σήμερα ονομάζονται μονωτές.
Ο Faraday εργάστηκε ακόμη και για τη σχέση μεταξύ βαρύτητας και ηλεκτρικής ενέργειας. Πειραματίστηκε με τη μετάδοση του φωτός μέσω λύσεων. Το 1857, ο Faraday ετοίμασε αυτό που αποκαλούσε «ενεργοποιημένος χρυσός», στον οποίο χρησιμοποίησε φωσφόρο για να κάνει ένα δείγμα κολλοειδούς χρυσού.
Ο Michael Faraday εργάστηκε σε τόσα πολλά πειράματα, τόσο στη φυσική όσο και στη χημεία, που άφησε μια τεράστια κληρονομιά στην επιστήμη και στην καθημερινή ζωή.
Πώς άλλαξε ο κόσμος ο Michael Faraday;
Ο Faraday είναι πράγματι ο Πατέρας του Ηλεκτρομαγνητισμού. Οι ανακαλύψεις του οδήγησαν τους ανθρώπους να ακολουθήσουν τεχνολογία που χρησιμοποίησε τον ηλεκτρομαγνητισμό. Το έργο του Faraday ήταν η αφετηρία για προσπάθειες σε μαγνητικά πεδία, μηχανική κίνηση και ηλεκτρικό ρεύμα. Άλλοι ερευνητές και εφευρέτες έτρεξαν με τις ιδέες του, προσπαθώντας να βρουν τρόπους για την πρακτική τους χρήση.
Μια άλλη ανακάλυψη του Faraday’s ήταν ένα φαινόμενο στο οποίο το επίπεδο πόλωσης των κυμάτων φωτός επηρεάζεται από ένα εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτή η περιστροφή του επιπέδου φωτός σε μια γυάλινη επιφάνεια ονομάζεται τώρα φαινόμενο Faraday ή περιστροφή Faraday. Αυτή η επίδειξη οδήγησε στην έναρξη της τεχνολογίας μικροκυμάτων και των διαφόρων τεχνολογιών στην επικοινωνία.
Ένα πρωτοποριακό και αμέσως βαθύ αποτέλεσμα των ανακαλύψεων του Michael Faraday ήταν η εφεύρεση του τηλεγράφου. Ενώ ο ίδιος ο Faraday δεν εφευρέθηκε τον τηλεγράφο, το έργο του συνέβαλε στη σύλληψή του. Αυτό κατέστησε δυνατή, για πρώτη φορά, την παγκόσμια επικοινωνία σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Η ανακάλυψη γεννητριών του Faraday οδήγησε σε εφαρμογές που βοήθησαν τους ναυτικούς στη θάλασσα. Ένας βρετανικός φάρος έγινε ο πρώτος στον κόσμο στον οποίο η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιήθηκε για την τροφοδοσία του φωτός. Αυτή η γεννήτρια ήταν απόγονος της αρχικής εφεύρεσης του Faraday. Οι ηλεκτρικοί φάροι θα ήταν το πρότυπο στα επόμενα χρόνια.
Αυτός και ο χημικός John Danielli εργάστηκαν για τους όρους που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτροχημεία. Ο Faraday βρήκε τις λέξεις «ιόν», «κάθοδο» και «ηλεκτρόδιο». Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι αυτοί οι όροι ήταν σχεδιάστηκαν τον 19ο αιώνα, καθώς ήταν τόσο σημαντικοί και διαδεδομένοι τον 20ο και τον 21ο αιώνα.
Σήμερα, ακόμη και το όνομα του Michael Faraday τιμάται ως μονάδα. Το farad - όχι "y" στο τέλος - είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για ηλεκτρική χωρητικότητα.
Η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο βασίζεται στις ανακαλύψεις και τις εφευρέσεις του Faraday πριν από σχεδόν δύο αιώνες. Όλες οι πηγές ενέργειας εξακολουθούν να βασίζονται σε μια γεννήτρια για να παράγει το ηλεκτρικό ρεύμα που τροφοδοτεί όλα όσα χρησιμοποιούν οι άνθρωποι. Την επόμενη φορά που θα δείτε ένα υδροηλεκτρικό φράγμα ή ένα εργοστάσιο ατμού, θυμηθείτε τις συνεισφορές του Michael Faraday.
Με τη μεγάλη του προσοχή στη λεπτομέρεια, την απεριόριστη περιέργεια και την επιθυμία να εκπαιδεύσει άλλους, ο Michael Faraday άφησε ένα ανεξίτηλο σημάδι στην επιστήμη γενικά. Κοιτάξτε γύρω από το σπίτι σας και έξω, και θα βρείτε κάτι που ο Faraday δανείζει τη δια βίου εργασία του με κάποιο τρόπο. Ο Michael Faraday, ως Πατέρας Ηλεκτρικής Ενέργειας και Ηλεκτρομαγνητισμού, άλλαξε τον κόσμο προς το καλύτερο.