דברים שהמציא מייקל פאראדיי

מייקל פאראדי היה מדען בריטי שחי מ- 22 בספטמבר 1791 עד 25 באוגוסט 1867. פאראדיי נותר מפורסם בזכות התגליות בתחום האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה. בגלל תגליותיו, הוא מכונה לעתים קרובות אבי החשמל. המצאותיו של מייקל פאראדיי שינו בסופו של דבר את העולם והובילו לטכנולוגיות רבות בהן משתמשים כיום.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

מייקל פאראדיי היה כימאי ופיזיקאי פורה שעבד במאה ה -19 בבריטניה. פאראדיי המציא או פיתח פריטים ושיטות רבות, כולל מנוע חשמלי, שנאי, גנרטור, כלוב פאראדיי והישגים רבים אחרים.

בגלל עבודתו, מייקל פאראדיי נקרא אבי החשמל. רבים רואים בו גם אבי האלקטרומגנטיות. הסיבה לכך היא כי פאראדיי גילה אינדוקציה אלקטרומגנטית, והוא מצא דרך להמיר כוח מגנטי לכוח חשמלי. עבודתו של פאראדיי תמשיך לעודד אחרים ללכת בעקבותיו, ולשנות את העולם לנצח.

מייקל פאראדי היה חוקר יסודי וסקרן שקם מהתחלות צנועות. אביו היה נפח, ולמיכאל היו אחים רבים. פירוש הדבר שהשכלתו הראשונית הייתה ארצית. עבודתו בגיל 14 תחת מוכר ספרים וכריכת ספרים חשפה אותו לספרים רבים ואיפשרה לו לחנך את עצמו בנושאים רבים. הוא התלהב מחשמל, מגנטיות וכימיה.

למעשה, הניסוי הידוע הראשון של פאראדיי היה ניסוי כימיה שבו הוא פירק מגנזיום גופרתי. הוא עבד גם על שיפור סגסוגות פלדה. בשנת 1823, פאראדיי נוזל גז כלור בפעם הראשונה. בשנת 1825 הוא גילה ביקרבורט של מימן, הידוע כיום בשם בנזן.

פאראדיי העריץ מאוד את עבודתו של הכימאי המפרי דייווי במכון המלכותי של בריטניה הגדולה בלונדון, אנגליה. המוסד המלכותי שימש כאמצעי לקידום החינוך בבריטניה. פאראדיי הקליט הערות מקיפות מההרצאות של דייוי, והציע אותן לדייווי. דייוי התרשם מספיק, עד כדי כך שבסופו של דבר איפשר לפראדיי ללמוד איתו. בתחילה עבד פאראדיי על מטלות מעבדה ראשוניות. דייוי ואשתו לקחו את פאראדיי איתם לסיור באירופה, שם הצליח פאראדיי ללמוד על המאורות המדעיים. זה פתח את פאראדיי לקשרים חדשים והעניק השראה ליצירותיו.

פאראדיי גילה כמה תגליות חשובות בזמן שעבד כימאי במוסד. הוא עבד גם על משקפיים וסגסוגות אופטיות. פאראדיי ערך שם את רוב הניסויים שלו, שם הפך למרצה בולט בפני עצמו. פאראדיי כתב הערות מדוקדקות שתיארו את הניסויים שלו בפירוט רב. ניתן לקרוא הערות אלה היום ולהבין בגלל המיומנות שהציב בעבודתו ובכתיבתו. דבר אחד שיש להבין הוא שפראדיי לא היה מיומן במתמטיקה, מה שהופך את תגליותיו והמצאותיו למדהימות יותר. ייקח את ג'יימס קלארק מקסוול, פיזיקאי ומתמטיקאי תיאורטי, ללכת בעקבות פאראדיי ולבנות על עבודתו של פאראדיי. מקסוול השתמש במתמטיקה כדי לבדוק ולהוכיח את תגליותיו של פאראדיי, תוך שהוא מגלם אלקטרומגנטיות באופן מלא.

בעוד שלפאראדיי לא היה ידע על חלקיקים אטומיים שיתגלו עשרות שנים אחר כך, הוא אכן רשם כמה הערות מסקרנות. הוא שיער על התנהגות המתכות הנושאות זרם חשמלי המושרה. הוא אפילו הרחיק לכת עד כדי ההנחה שיש חלקיקים של חומר בסידורי החשמל שיכולים לנוע. בעיקרון, הוא תיאר אלקטרונים מבלי שהבין זאת!

פאראדי גילה מספר תגליות מדעיות שהובילו הן להמצאות שלו והן לחידושים טכנולוגיים רבים אחרים לאורך זמן. ההמצאות של מייקל פאראדי כוללות את השנאי, את המנוע החשמלי ואת הדינמו או הגנרטור החשמלי. תגליותיו נעות בין כימי לפיזי לאלקטרומגנטי בהיקפו ובנושא.

כשהיה פאראדיי בן 20, הוא גילה אלקטרוליזה. הוא עשה זאת על ידי הפרדת רכיבי תמיסת מגנזיום גופרית באמצעות חלקים פשוטים כמו דיסקי אבץ ונחושת וסוללה חשמלית. מכאן קבע פאראדיי את שני חוקי האלקטרוליזה. החוק הראשון גורס כי לפתרון נתון, כמות החומר המופקדת על האלקטרודות היא ביחס ישר לכמות החשמל העוברת בתמיסה. לפיכך יונים הנושאים מטען באמצעות פתרון חייבים להיות בעלי מטען מוגדר היטב. בנוסף, כמויות החומרים המופקדים בחשמל או מומסות פרופורציונליות למשקלים הכימיים שלהם. ככל שערך היונים גבוה יותר, כך המטען חייב להיות גבוה יותר.

בעוד שהנס כריסטיאן אורסטד מצא שניתן להמיר זרם חשמלי לכוח מגנטי, היה זה פאראדי שהוכיח שניתן לייצר חשמל ממגנטיות. כבר בשנת 1821 ייצר פאראדיי מכשיר עשוי מגנט עם סוללה כימית וחוט, שהסתובב סביב המגנט. הוא תיאר זאת כמשתמש הן בחשמל והן במגנטיות ויוצרת תנועה, ובונה על תגליותיו של אורסטד. זו הייתה הצורה הראשונה של מנוע חשמלי.

פאראדיי גם יצר את השנאי הראשון. בשנת 1831 גילה פאראדיי אינדוקציה אלקטרומגנטית לראשונה. זה מתאר זרם חשמלי שניתן לגרום לזרימה דרך מוליך עם שדה מגנטי משתנה. פאראדיי עשה זאת על ידי ייצור מה שנקרא טבעת אינדוקציה, שהורכבה מטבעת ברזל לא ממוגנטת עם שני סלילי חוט שנפתחו משני צידיה. הוא חיבר סליל אחד לסוללה ושאר סליל לגלוונומטר והפעיל את המכשיר. זה גרם לסיבוב של המחט על הגלוונומטר. תגלית זו היוותה בסיס להמצאותיו העתידיות של פאראדיי.

פאראדיי גם חיבר גנרטור ראשוני עם צינור מפותל בחוט ומבודד בכותנה, והעביר מגנט מוט מעל החוט. זה הניע את מחט הגלוונומטר וחשף זרם חשמלי זורם. פאראדיי מצא לבסוף את האמצעים להמרת כוח מגנטי לכוח חשמלי, עם זרם חשמלי מתמשך. זה שימש כמבשר הדינמו החשמלי או הגנרטור שלו.

ההמצאות של מייקל פאראדי כללו גם מתודולוגיות. אחת הדוגמאות היא קריוגניות, שהחלה במעבדתו של פאראדיי בשנת 1823 כאשר ייצר טמפרטורות תת-קפיא.

בשנת 1836 נוצרה המצאה נוספת של מייקל פאראדיי, כלוב פאראדיי. כלוב של פאראדיי הוא מבנה מעשה ידי אדם שמגן על ניסויים רגישים מפני קרינה אלקטרומגנטית. פאראדיי עשה תחילה "כלוב" כזה על ידי ציפוי חדר בנייר מתכת. לאחר מכן הוא השתמש בגנרטור כדי להפציץ את החדר בחשמל. המתכת של נייר הכסף ניהלה זרם על פניו, ויצרה אזור ניטרלי בחדר. כלוב של פאראדיי מגן מפני מטען חשמלי כמו גם על גלים אלקטרומגנטיים. כיום ניתן להתאים מבנים אלה באמצעות סוגים שונים של חומרים כדי לחסום סוגים שונים של גלים אלקטרומגנטיים, כולל רדיו, רנטגן או גלי תדרים אחרים.

פאראדי היה שונה מהמדענים העכשוויים שלו בגישתו להשתמש בתיקי ברזל כדי להמחיש שדה מגנטי עם קווי כוח. הוא גם בחן היטב את מה שכינה חומרים דיאלקטריים, או את מה שמכונה כיום מבודדים.

פאראדיי אף עבד על הקשר בין כוח המשיכה לחשמל. הוא התנסה בהעברת אור באמצעות פתרונות. בשנת 1857 הכין פאראדיי את מה שכינה "זהב מופעל", ובו השתמש בזרחן לייצור דגימה של זהב קולואיד.

מייקל פאראדי עבד על כל כך הרבה ניסויים, הן בפיזיקה והן בכימיה, עד שהשאיר מורשת אדירה במדע ובחיי היומיום.

פאראדיי הוא אכן אבי האלקטרומגנטיות; תגליותיו הובילו אנשים להמשיך בטכנולוגיה שהשתמשה באלקטרומגנטיות. עבודתו של פאראדיי הייתה קרש הקפיצה למאמצים בשדות מגנטיים, בתנועה מכנית ובזרם חשמלי. חוקרים וממציאים אחרים רצו עם רעיונותיו בניסיון למצוא דרכים להשתמש בהם באופן מעשי.

תגלית נוספת של פאראדיי הייתה תופעה בה מישור הקיטוב של גלי האור מושפע משדה מגנטי מיושם. סיבוב זה של מישור האור על פני משטח זכוכית נקרא כיום אפקט פאראדיי או סיבוב פאראדיי. הפגנה זו הובילה ליזום טכנולוגיות מיקרוגל וטכנולוגיות שונות בתקשורת.

תוצאה פורצת דרך ועמוקה מיד של תגליותיו של מייקל פאראדיי הייתה המצאת הטלגרף. פאראדיי עצמו אמנם לא המציא את הטלגרף, אך עבודתו תרמה לתפיסתו. זה אפשר, לראשונה, תקשורת עולמית בפרק זמן קצר.

תגלית הגנרטור של פאראדיי הובילה ליישומים שסייעו למלחים בים. מגדלור בריטי הפך לראשון בעולם בו נעשה שימוש בחשמל להפעלת האור. מחולל זה היה צאצא להמצאתו המקורית של פאראדיי. מגדלורים המופעלים על ידי חשמל יהיו הסטנדרטים בשנים הבאות.

הוא והכימאי ג'ון דניאלי עבדו על המונחים המשמשים באלקטרוכימיה. פאראדיי המציא את המילים "יון", "קתודה" ו"אלקטרודה ". קשה לדמיין שמונחים אלה היו נתפסו במאה ה -19 מכיוון שהם היו כה חשובים ונפוצים במאות ה -20 וה -21.

כיום, אפילו שמו של מייקל פאראדי מכובד כיחידה. הפאראד - ללא "y" בסוף - הוא המונח המשמש לקיבול חשמלי.

הכוח החשמלי שנעשה בו שימוש ברחבי העולם מסתמך על תגליותיו והמצאותיו של פאראדיי לפני כמעט מאתיים שנה. כל מקורות האנרגיה עדיין מסתמכים על גנרטור שייצור את הזרם החשמלי שמניע את כל מה שאנשים משתמשים בו. בפעם הבאה שתראה סכר הידרואלקטרי או מפעל קיטור, זכור את תרומתו של מייקל פאראדיי.

עם תשומת הלב הרבה לפרטים, הסקרנות הבלתי מוגבלת והרצון לחנך אחרים, השאיר מייקל פאראדי חותם בל יימחה על המדע בכלל. התבונן סביבך בבית ובחוץ, ותמצא משהו שפראדיי העניק לו את עבודתו לכל אורך הדרך. מייקל פאראדיי, כאבי החשמל והאלקטרומגנטיות, שינה את העולם לטובה.