Michael Faraday oli brittiläinen tiedemies, joka asui 22. syyskuuta 1791 - 25. elokuuta 1867. Faraday on edelleen kuuluisa sähkömagneettisuuden ja sähkökemian löytöistä. Löytöjensä vuoksi häntä kutsutaan usein sähkön isäksi. Michael Faradayn keksinnöt muuttivat lopulta maailmaa ja johtivat moniin nykyään käytettyihin tekniikoihin.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Michael Faraday oli tuottelias kemisti ja fyysikko, joka työskenteli 1800-luvulla Isossa-Britanniassa. Faraday keksi tai kehitti monia tuotteita ja menetelmiä, mukaan lukien sähkömoottori, muuntaja, generaattori, Faradayn häkki ja monia muita saavutuksia.
Miksi Michael Faraday on sähkön isä?
Työnsä takia Michael Faradaya kutsutaan sähkön isäksi. Monet pitävät häntä myös sähkömagnetismin isänä. Tämä johtuu siitä, että Faraday löysi sähkömagneettisen induktion ja löysi tavan muuntaa magneettinen voima sähköiseksi voimaksi. Faradayn työ inspiroisi muita seuraamaan hänen jalanjäljitään muuttamalla maailmaa ikuisesti.
Missä Michael Faraday teki työnsä?
Michael Faraday oli perusteellinen ja utelias tutkija, joka syntyi nöyrästä alusta. Hänen isänsä oli seppä, ja Michaelilla oli monia sisaruksia. Tämä tarkoitti sitä, että hänen peruskoulutuksensa oli arkinen. Hänen työnsä 14-vuotiaana kirjakauppiaan ja sidontateollisuuden alaisuudessa altisti hänet monille kirjoille ja antoi hänelle mahdollisuuden kouluttaa itseään monista aiheista. Hän kiehtoi sähköä, magneettisuutta ja kemiaa.
Itse asiassa Faradayn ensimmäinen tunnettu koe oli kemiallinen koe, jossa hän hajotti magnesiumsulfaattia. Hän työskenteli myös terässeosten parantamiseksi. Vuonna 1823 Faraday nesteytti kloorikaasua ensimmäistä kertaa. Vuonna 1825 hän löysi vedyn bikarburaatin, joka tunnetaan nyt bentseeninä.
Faraday ihaili suuresti kemisti Humphry Davyn työtä Ison-Britannian kuninkaallisessa instituutiossa Lontoossa, Englannissa. Kuninkaallinen instituutio toimi keinona edistää koulutusta Britanniassa. Faraday nauhoitti laajat muistiinpanot Davyn luennoista ja tarjosi niitä Davylle. Davy oli niin vaikuttunut, että hän lopulta antoi Faradayn opiskella hänen kanssaan. Aluksi Faraday työskenteli alkeellisissa laboratoriotehtävissä. Davy ja hänen vaimonsa veivät Faradayn mukanaan kiertueelle Eurooppaan, jossa Faraday pystyi oppimaan tieteellisistä valaisimista. Tämä avasi Faradayn uusille yhteyksille ja inspiroi hänen teoksiaan.
Faraday teki useita tärkeitä löytöjä työskennellessään instituutin kemistinä. Hän työskenteli myös optisten lasien ja seosten parissa. Faraday suoritti suurimman osan kokeistaan siellä, missä hänestä tuli itsenäinen merkittävä luennoitsija. Faraday kirjoitti huolelliset muistiinpanot, jotka kuvasivat hänen kokeitaan hyvin yksityiskohtaisesti. Nämä muistiinpanot voidaan lukea tänään ja ymmärtää taitojen vuoksi, jotka hän on asettanut sekä työhönsä että kirjoituksiinsa. Yksi asia on ymmärtää, että Faraday ei ollut taitava matematiikassa, mikä tekee hänen löytöistään ja keksinnöistään vielä merkittävämmän. Teoreettinen fyysikko ja matemaatikko James Clark Maxwell vaatii seuraamaan Faradayn jalanjälkiä ja rakentamaan Faradayn työtä. Maxwell käytti matematiikkaa testatakseen ja todistaakseen Faradayn löytöjä, täydentäen sähkömagneettisuutta.
Vaikka Faradaylla ei ollut tietoa atomihiukkasista, jotka löydettäisiin vuosikymmeniä myöhemmin, hän teki kuitenkin mielenkiintoisia muistiinpanoja. Hän spekuloi indusoitua sähkövirtaa kuljettavien metallien käyttäytymisestä. Hän meni jopa niin pitkälle, että postulaatiossa sähköjärjestelyissä saattaa olla ainehiukkasia, jotka voisivat liikkua. Pohjimmiltaan hän kuvaili elektroneja tajuamatta sitä!
Mitä Michael Faraday keksi?
Faraday teki useita tieteellisiä löytöjä, jotka johtivat sekä hänen keksintöihinsä että moniin muihin teknologisiin innovaatioihin ajan myötä. Michael Faradayn keksintöihin kuuluu muuntaja, sähkömoottori ja sähködynamo tai generaattori. Hänen löytönsä vaihtelevat kemiallisesta fysikaaliseen sähkömagneettiseen laajuudeltaan ja aiheesta.
Kun Faraday oli 20-vuotias, hän löysi elektrolyysin. Hän teki tämän erottamalla magnesiumsulfaattiliuoksen komponentit yksinkertaisilla osilla, kuten sinkki- ja kuparilevyillä sekä sähköakulla. Siitä Faraday vahvisti kaksi elektrolyysilakia. Ensimmäinen laki edellyttää, että tietylle liuokselle elektrodeille kerrostuneen aineen määrä on suoraan verrannollinen liuoksessa kulkevan sähkön määrään. Ioneilla, jotka kuljettavat varausta ratkaisun läpi, on siis oltava hyvin määritelty varaus. Lisäksi sähköisesti kerrostuneiden tai liuenneiden aineiden määrät ovat verrannollisia niiden kemiallisiin painoihin. Mitä suurempi ionien valenssi, sitä korkeamman varauksen on oltava.
Vaikka Hans Christian Oersted oli havainnut, että sähkövirta voidaan muuntaa magneettivoimaksi, Faraday osoitti, että sähköä voidaan tuottaa magnetismista. Jo vuonna 1821 Faraday tuotti magneetista valmistetun laitteen kemiallisella paristolla ja langalla, joka pyöri magneetin ympäri. Hän kuvaili tämän käyttävän sekä sähköä että magneettisuutta luoden liikettä Oerstedin löytöjen pohjalta. Tämä oli ensimmäinen sähkömoottorin muoto.
Faraday teki myös ensimmäisen muuntajan. Vuonna 1831 Faraday löysi ensimmäisen kerran sähkömagneettisen induktion. Tämä kuvaa sähkövirtaa, joka voidaan indusoida virtaamaan muuttuvan magneettikentän omaavan johtimen läpi. Faraday teki tämän tekemällä niin sanotun induktiorenkaan, joka koostui ei-magnetoidusta rautarenkaasta, jossa oli kaksi lankakelaa, jotka on kiedottu sen vastakkaisille puolille. Hän yhdisti yhden kelan paristoon ja toisen kelan galvanometriin ja käynnisti laitteen. Tämä sai galvanometrin neulan pyörimään. Tämä löytö loi perustan Faradayn tuleville keksinnöille.
Faraday yhdisti myös alkeisgeneraattorin langalla kierretyllä ja puuvillalla eristetyllä putkella ja kuljetti tangon magneetin langan yli. Tämä liikutti galvanometrin neulaa paljastaen virtaavan sähkövirran. Faraday oli vihdoin löytänyt keinot muuntaa magneettinen voima jatkuvaksi sähkövirraksi sähköiseksi voimaksi. Tämä toimi hänen sähköisen dynamonsa tai generaattorinsa edeltäjänä.
Michael Faradayn keksinnöt sisälsivät myös menetelmiä. Yksi esimerkki on kryogeenia, joka alkoi Faradayn laboratoriossa vuonna 1823, kun hän tuotti pakkaslämpötiloja.
Vuonna 1836 syntyi toinen Michael Faradayn keksintö, Faradayn häkki. Faradayn häkki on ihmisen tekemä rakenne, joka suojaa herkkiä kokeita sähkömagneettiselta säteilyltä. Faraday valmisti ensin tällaisen "häkin" vuoraamalla huoneen metallikalvolla. Sitten hän pommitti tilaa generaattorilla sähköllä. Kalvon metalli johti virtaa sen pinnalle ja loi neutraalin alueen huoneeseen. Faradayn häkki suojaa sekä sähkövarauksilta että sähkömagneettisilta aaltoja. Nykyään nämä rakenteet voidaan räätälöidä erityyppisillä materiaaleilla estämään erilaiset sähkömagneettiset aallot, mukaan lukien radio-, röntgen- tai muut taajuusaallot.
Faraday poikkesi nykyajan tiedemiehistään lähestymistavastaan, jossa hän käytti raudan viiloja magneettikentän visualisointiin voimajohdoilla. Hän tutki myös perusteellisesti, mitä hän kutsui dielektrisiksi materiaaleiksi, tai mitä nykyään kutsutaan eristeiksi.
Faraday työskenteli jopa painovoiman ja sähkön välillä. Hän kokeili valon siirtymistä ratkaisujen kautta. Vuonna 1857 Faraday valmisti niin kutsutun "aktivoidun kullan", jossa hän käytti fosforia otoksen tekemiseen kolloidisesta kullasta.
Michael Faraday työskenteli niin monissa kokeissa, sekä fysiikassa että kemiassa, että hän jätti valtavan perinnön tieteeseen ja jokapäiväiseen elämään.
Kuinka Michael Faraday muutti maailmaa?
Faraday on todellakin sähkömagnetismin isä; hänen löytönsä saivat ihmiset etsimään tekniikkaa, joka käytti sähkömagneettisuutta. Faradayn työ oli ponnahduslauta pyrkimyksille magneettikentissä, mekaanisessa liikkeessä ja sähkövirrassa. Muut tutkijat ja keksijät juoksivat hänen ideoidensa kanssa yrittäen löytää tapoja käyttää niitä käytännössä.
Toinen Faradayn löytö oli ilmiö, jossa sovellettu magneettikenttä vaikuttaa valoaaltojen polarisaatiotasoon. Tätä valotason pyörimistä lasipinnan yli kutsutaan nyt Faraday-vaikutukseksi tai Faraday-kiertoksi. Tämä mielenosoitus johti mikroaaltotekniikan ja erilaisten viestintätekniikoiden aloittamiseen.
Yksi uraauurtava ja välittömästi syvällinen tulos Michael Faradayn löytöistä oli lennätin keksiminen. Vaikka Faraday itse ei keksinyt lennätintä, hänen työnsä vaikutti sen syntymiseen. Tämä mahdollisti ensimmäistä kertaa maailmanlaajuisen viestinnän lyhyessä ajassa.
Faradayn generaattoritutkimus johti sovelluksiin, jotka auttoivat merimiehiä merellä. Brittiläisestä majakasta tuli ensimmäinen maailmassa, jossa valoa käytettiin sähköllä. Tämä generaattori oli Faradayn alkuperäisen keksinnön jälkeläinen. Sähkökäyttöiset majakat tulisivat standardiksi tulevina vuosina.
Hän ja kemisti John Danielli työskentelivät sähkökemiassa käytettyjen termien kanssa. Faraday keksi sanat "ioni", "katodi" ja "elektrodi". On vaikea kuvitella, että nuo ehdot olivat suunnitellut 1800-luvulla, koska ne ovat olleet niin tärkeitä ja yleisiä 1900-luvulla ja 2000-luvulla.
Nykyään jopa Michael Faradayn nimi kunnioitetaan yhtenä yksikkönä. Farad - lopussa ei ole "y" - on termi, jota käytetään sähköiseen kapasitanssiin.
Maailmassa käytetty sähkövoima perustuu Faradayn löytöihin ja keksintöihin melkein kaksi vuosisataa sitten. Kaikki energialähteet luottavat edelleen generaattoriin tuottamaan sähkövirtaa, joka antaa voiman kaikelle, mitä ihmiset käyttävät. Seuraavan kerran, kun näet vesivoiman padon tai höyrylaitoksen, muista Michael Faradayn panos.
Kun Michael Faraday kiinnitti suurta huomiota yksityiskohtiin, rajattomaan uteliaisuuteen ja haluaan kouluttaa muita, se jätti pysyvän jäljen tieteeseen yleensä. Katsokaa kotisi ja ulkopuolella, ja löydät jotain, jolle Faraday lainasi elinikäisen työnsä jollain tavalla. Michael Faraday sähkön ja sähkömagnetismin isänä muutti maailmaa parempaan suuntaan.