მაიკლ ფარადეი იყო ბრიტანელი მეცნიერი, რომელიც ცხოვრობდა 1791 წლის 22 სექტემბრიდან 1867 წლის 25 აგვისტომდე. ფარადეი ცნობილია ელექტრომაგნეტიზმისა და ელექტროქიმიის აღმოჩენებით. აღმოჩენების გამო მას ხშირად ელექტროენერგიის მამას უწოდებენ. მაიკლ ფარადეის გამოგონებამ საბოლოოდ შეცვალა სამყარო და მრავალი ტექნოლოგია გამოიწვია, რომლებიც დღეს გამოიყენება.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
მაიკლ ფარადეი იყო ნაყოფიერი ქიმიკოსი და ფიზიკოსი, რომელიც მე -19 საუკუნეში მოღვაწეობდა დიდ ბრიტანეთში. ფარადეიმ გამოიგონა ან შეიმუშავა მრავალი ელემენტი და მეთოდი, მათ შორის ელექტროძრავა, ტრანსფორმატორი, გენერატორი, ფარადეის გალია და მრავალი სხვა მიღწევა.
რატომ არის მაიკლ ფარადეი ელექტროენერგიის მამა?
მუშაობის გამო, მაიკლ ფარადეის ელექტროენერგიის მამას უწოდებენ. ბევრი მას ელექტრომაგნეტიზმის მამად თვლის. ეს იმიტომ ხდება, რომ ფარადეიმ აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ინდუქცია და მან იპოვა მაგნიტური ძალის ელექტრულ ძალად გადაქცევის გზა. ფარადეის საქმე გაგრძელდებოდა, რომ სხვები შთააგონებდნენ მის კვალს, სამუდამოდ შეცვალონ სამყარო.
სად გააკეთა მაიკლ ფარადეიმ თავისი ნამუშევარი?
მაიკლ ფარადეი საფუძვლიანი და ცნობისმოყვარე გამომძიებელი იყო, რომელიც მოკრძალებული საწყისებიდან წარმოიშვა. მამამისი მჭედელი იყო და მაიკლს მრავალი და-ძმა ჰყავდა. ეს ნიშნავდა, რომ მისი საწყისი განათლება იყო ამქვეყნიური. 14 წლის ასაკში მისმა მოღვაწეობამ წიგნების გამყიდველისა და წიგნის საცავის ქვეშ მოღვაწეობა უამრავ წიგნს შეუქმნა და საშუალება მისცა, განათლება გაეცნო მრავალ თემაზე. იგი მოიხიბლა ელექტროენერგიით, მაგნეტიზმით და ქიმიით.
ფაქტობრივად, ფარადეის პირველი ცნობილი ექსპერიმენტი იყო ქიმიის ექსპერიმენტი, რომელშიც მან დაშალა მაგნიუმის სულფატი. იგი ასევე მუშაობდა ფოლადის შენადნობების გაუმჯობესებაზე. 1823 წელს ფარადეიმ პირველად გაათენა ქლორის აირი. 1825 წელს მან აღმოაჩინა წყალბადის ბიკარბურეტი, რომელიც დღეს ბენზოლის სახელით არის ცნობილი.
ფარადეი დიდად აღტაცებული იყო ქიმიკოსის ჰამფრი დევის მოღვაწეობით დიდი ბრიტანეთის სამეფო ინსტიტუტში, ლონდონში, ინგლისში. სამეფო ინსტიტუტი ბრიტანეთში განათლების პოპულარიზაციის საშუალებად იქცა. ფარადეიმ ჩაწერა დაწვრილებითი შენიშვნები დევის ლექციებიდან და შესთავაზა დევის. დევიმ საკმარისად დიდი შთაბეჭდილება მოახდინა, იმდენად, რომ საბოლოოდ ფარადეის მისცა მასთან სწავლის უფლება. თავდაპირველად ფარადეი მუშაობდა რუდიმენტალურ ლაბორატორიულ დავალებებზე. დევიმ და მისმა მეუღლემ ფარადეი წაიყვანეს ევროპაში გასტროლებზე, სადაც ფარადეის შეეძლო გაეცნო სამეცნიერო ნათლულების შესახებ. ამან გახსნა ფარადეი ახალი კავშირებისკენ და გააჩინა მისი ნამუშევრები.
ფარადეიმ რამდენიმე მნიშვნელოვანი აღმოჩენა გააკეთა ინსტიტუტში ქიმიკოსად მუშაობის დროს. იგი ასევე მუშაობდა ოპტიკური სათვალეებზე და შენადნობებზე. ფარადეიმ თავისი ექსპერიმენტების უმეტესობა იქ ჩაატარა, სადაც იგი თავისთავად გახდა ცნობილი ლექტორი. ფარადეიმ დაწერა საგულდაგულო ჩანაწერები, სადაც აღწერილი იყო მისი ექსპერიმენტები. ამ ჩანაწერების წაკითხვა შესაძლებელია დღეს და მათი გაგება იმის გამო, რომ უნარ-ჩვევები მან გამოიყენა როგორც მუშაობაში, ასევე მწერლობაში. ერთი რამ უნდა გააცნობიეროს, რომ ფარადეი მათემატიკაში არ იყო გამოცდილი, რაც მის აღმოჩენებს და გამოგონებებს უფრო საყურადღებო ხდის. დასჭირდება ჯეიმს კლარკ მაქსველი, თეორიული ფიზიკოსი და მათემატიკოსი, ფარადეის კვალს გაჰყვეს და ფარადეის ნამუშევრებს დაეყრდნოს. მაქსველმა მათემატიკა გამოიყენა ფარადეის აღმოჩენების შესამოწმებლად და დასადასტურებლად, სრულად გაანალიზა ელექტრომაგნეტიზმი.
მართალია, ფარადეის არ ჰქონდა ატომური ნაწილაკების ცოდნა, რაც ათწლეულების შემდეგ აღმოაჩინეს, მან დამაინტრიგებელი ჩანაწერები გააკეთა. იგი ვარაუდობდა, რომ ლითონების ქცევა გამოწვეულია ელექტროენერგიით. მან იქამდეც კი მიაღწია, რომ პოსტულატად შეიძლება წარმოიშვას ელექტროენერგიის შემადგენლობაში მატერიის ნაწილაკები, რომლებსაც შეუძლიათ მოძრაობა. ძირითადად, იგი აღწერს ელექტრონებს, ისე, რომ ეს არ იცის!
რა მოიგონა მაიკლ ფარადეიმ?
ფარადეიმ მრავალი სამეცნიერო აღმოჩენა გააკეთა, რამაც გამოიწვია როგორც საკუთარი გამოგონებები, ასევე დროთა განმავლობაში მრავალი სხვა ტექნოლოგიური ინოვაცია. მაიკლ ფარადეის გამოგონებები მოიცავს ტრანსფორმატორს, ელექტროძრავას და ელექტრო დინამოს ან გენერატორს. მისი აღმოჩენები მოიცავს ქიმიურიდან ფიზიკურ და ელექტრომაგნიტურ სფეროებსა და საგნებს.
როდესაც ფარადეი 20 წლის იყო, მან აღმოაჩინა ელექტროლიზი. მან ეს გააკეთა მაგნიუმის სულფატის ხსნარის კომპონენტების გამოყოფით მარტივი ნაწილების გამოყენებით, როგორიცაა თუთია და სპილენძის დისკები და ელექტრო ბატარეა. აქედან ფარადეიმ დაადგინა ელექტროლიზის ორი კანონი. პირველი კანონი გულისხმობს, რომ მოცემული ხსნარისთვის ელექტროდებზე დეპონირებული ნივთიერების რაოდენობა პირდაპირპროპორციულია ელექტროენერგიის თანხისა, რომელიც გადადის ხსნარში. მაშასადამე, იონებს, რომლებსაც ბრალი გადააქვთ ხსნარის საშუალებით, უნდა ჰქონდეს კარგად განსაზღვრული მუხტი. გარდა ამისა, ელექტრონულად დეპონირებული ან გახსნილი ნივთიერებების რაოდენობა მათი ქიმიური წონის პროპორციულია. რაც უფრო მაღალია იონების ვალენტობა, მით უფრო მაღალი უნდა იყოს მუხტი.
მიუხედავად იმისა, რომ ჰანს კრისტიან ორსტერდმა დაადგინა, რომ ელექტროენერგია შეიძლება გადაიქცეს მაგნიტურ ძალად, ფარადეიმ დაადასტურა, რომ ელექტროენერგიის წარმოება შეიძლება მაგნეტიზმისგან. ჯერ კიდევ 1821 წელს ფარადეიმ აწარმოა მაგნიტისგან დამზადებული მოწყობილობა ქიმიური ელემენტითა და მავთულით, რომელიც ტრიალებდა მაგნიტის გარშემო. მან ეს აღწერა, როგორც ელექტროენერგიის, ისე მაგნეტიზმის გამოყენებით, მოძრაობის შექმნით, რომელიც ემყარება ორესტის აღმოჩენებს. ეს იყო ელექტროძრავის პირველი ფორმა.
ფარადეიმ პირველი ტრანსფორმატორიც გააკეთა. 1831 წელს ფარადეიმ პირველად აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ინდუქცია. ეს აღწერს ელექტრულ დენს, რომლის გამოწვევაც შესაძლებელია ცვალებადი მაგნიტური ველის მქონე გამტარზე. ფარადეიმ ეს გააკეთა იმით, რომ ინდუქციური რგოლი უწოდეს, რომელიც შედგებოდა არა მაგნეტიზირებული რკინის რგოლისგან, რომლის საპირისპირო მხარეს მავთულის ორი ხვია ჰქონდა დაჭრილი. მან დააკავშირა ერთი ხვია ბატარეას, მეორე კი გალვანომეტრი და ჩართო მოწყობილობა. ამან გამოიწვია გალვანომეტრის ნემსის ტრიალი. ამ აღმოჩენამ ფარადეის მომავალი გამოგონებების საფუძველი შექმნა.
ფარადეი ასევე შეუერთდა რუდიმენტაციის გენერატორს მავთულით გახვეული და ბამბით იზოლირებული მილით და გაატარა მავთულის მაგნიტი. ამან გადაადგილდა გალვანომეტრის ნემსი, გამოავლინა მიედინება ელექტროენერგია. ფარადეიმ ბოლოს და ბოლოს იპოვა მაგნიტური ძალის ელექტრულ ძალად გარდაქმნის საშუალებები, უწყვეტი ელექტროენერგიით. ეს იყო მისი ელექტრო დინამოს ან გენერატორის წინამორბედი.
მაიკლ ფარადეის გამოგონებებში ასევე შედიოდა მეთოდოლოგია. ერთ-ერთი მაგალითია კრიოგენობა, რომელიც ფარადეის ლაბორატორიაში დაიწყო 1823 წელს, როდესაც მან წარმოქმნა ქვე-გაყინვის ტემპერატურა.
1836 წელს გაჩნდა მაიკლ ფარადეის კიდევ ერთი გამოგონება, ფარადეის გალი. ფარადეის გალი არის ხელნაკეთი ნაგებობა, რომელიც იცავს მგრძნობიარე ექსპერიმენტებს ელექტრომაგნიტური გამოსხივებისგან. ფარადეიმ პირველად გააკეთა ასეთი "გალია" ოთახის ლითონის ფოლგის მოპირკეთებით. შემდეგ მან გენერატორი გამოიყენა ოთახის ელექტროენერგიის დაბომბვისთვის. ფოლგის ლითონი ატარებს მის ზედაპირს მიმდინარეობას, ქმნის ნეიტრალურ ადგილს ოთახში. ფარადეის გალი იცავს როგორც ელექტრულ მუხტს, ასევე ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. დღეს ამ სტრუქტურების მორგება შესაძლებელია სხვადასხვა სახის მასალების გამოყენებით, სხვადასხვა სახის ელექტრომაგნიტური ტალღების დასაბლოკად, რადიოს, რენტგენის ან სხვა სიხშირის ტალღების ჩათვლით.
ფარადეი განსხვავდებოდა მისი თანამედროვე მეცნიერებისგან იმით, რომ იყენებდა რკინის შემცველებს ძალის ხაზებით მაგნიტური ველის წარმოსადგენად. მან ასევე საფუძვლიანად შეისწავლა ის, რასაც დიელექტრიკულ მასალებს უწოდებდა, ან რასაც დღეს იზოლატორები ეწოდება.
ფარადეი კი მუშაობდა სიმძიმისა და ელექტროენერგიის ურთიერთობაზე. მან ექსპერიმენტები გააკეთა სინათლის გადაცემაზე გადაწყვეტილებების საშუალებით. 1857 წელს ფარადეიმ მოამზადა ის, რასაც მან "გააქტიურებული ოქრო" უწოდა, რომელშიც მან გამოიყენა ფოსფორი კოლოიდური ოქროს ნიმუშის დასამზადებლად.
მაიკლ ფარადეიმ იმდენ ექსპერიმენტზე იმუშავა, როგორც ფიზიკაში, ასევე ქიმიაში, რომ მან უდიდესი მემკვიდრეობა დატოვა მეცნიერებასა და ყოველდღიურ ცხოვრებაში.
როგორ შეცვალა მაიკლ ფარადეიმ მსოფლიო?
ფარადეი ნამდვილად არის ელექტრომაგნეტიზმის მამა; მისმა აღმოჩენებმა ხალხს შეუწყო ხელი ტექნოლოგიისკენ, რომელიც იყენებდა ელექტრომაგნეტიზმს. ფარადეის ნამუშევარი იყო პლაცდარმი მაგნიტური ველების, მექანიკური მოძრაობისა და ელექტრული დენის საქმეში. სხვა მკვლევარები და გამომგონებლები მის იდეებთან ერთად დარბიან და ცდილობენ იპოვონ მათი პრაქტიკული გამოყენების მეთოდები.
ფარადეის კიდევ ერთი აღმოჩენა იყო ფენომენი, როდესაც სინათლის ტალღების პოლარიზაციის სიბრტყეზე გავლენას ახდენს გამოყენებული მაგნიტური ველი. შუქის სიბრტყის ამ ბრუნვას მინის ზედაპირზე ახლა ფარადეის ეფექტს ან ფარადეის ბრუნვას უწოდებენ. ამ დემონსტრაციამ გამოიწვია მიკროტალღური ტექნოლოგიისა და კომუნიკაციის სხვადასხვა ტექნოლოგიის დაწყება.
მაიკლ ფარადეის აღმოჩენების ერთი ინოვაციური და დაუყოვნებლივ ღრმა შედეგი იყო ტელეგრაფის გამოგონება. მიუხედავად იმისა, რომ თავად ფარადეიმ არ გამოიგონა ტელეგრაფი, მისმა ნამუშევრებმა ხელი შეუწყო მის კონცეფციას. ამან შესაძლებელი გახადა, პირველად, მსოფლიოში კომუნიკაცია მოკლე დროში.
ფარადეის გენერატორის აღმოჩენამ განაპირობა პროგრამები, რომლებიც მეზღვაურებს ეხმარებოდნენ ზღვაში. ბრიტანული შუქურა გახდა პირველი მსოფლიოში, რომელშიც ელექტროენერგია გამოიყენებოდა სინათლის ენერგიის მისაცემად. ეს გენერატორი ფარადეის ორიგინალური გამოგონების შთამომავალი იყო. ელექტროენერგიით მომუშავე შუქურები სტანდარტი იქნება მომდევნო წლებში.
მან და ქიმიკოსმა ჯონ დანიელმა იმუშავეს ელექტროქიმიაში გამოყენებული ტერმინების შესახებ. ფარადეი გამოვიდა სიტყვებით "იონი", "კათოდი" და "ელექტროდი". ძნელი წარმოსადგენია, რომ ეს ტერმინები იყო ჩაფიქრებული იყო მე -19 საუკუნეში, რადგან ისინი ასე მნიშვნელოვანი და გავრცელებული იყვნენ მე -20 და 21-ე საუკუნეებში.
დღეს მაიკლ ფარადეის სახელს კი პატივს სცემენ, როგორც ერთეულს. ფარადი - ბოლოს არ არის "y" - არის ტერმინი, რომელიც გამოიყენება ელექტროენერგიის სიმძლავრისთვის.
მთელ მსოფლიოში გამოყენებული ელექტროენერგია ფარადეის აღმოჩენებს და გამოგონებებს ეყრდნობა თითქმის ორი საუკუნის წინ. ენერგიის ყველა წყარო კვლავ გენერატორს ეყრდნობა ელექტრული დენის გამომუშავებას, რაც ყველაფერს იყენებს. შემდეგ ჯერზე, როდესაც ნახავთ ჰიდროელექტრო კაშხალს ან ორთქლის ქარხანას, გაიხსენეთ მაიკლ ფარადეის წვლილი.
მაიკლ ფარადეიმ დეტალებისადმი დიდი ყურადღებით, უსაზღვრო ცნობისმოყვარეობითა და სხვების განათლების სურვილით წარუშლელი კვალი დატოვა მეცნიერებაში. დაათვალიერეთ თქვენი სახლი და გარეთ, და ნახავთ რაღაცას, რასაც ფარადეიმ თავისი ცხოვრების მანძილზე გარკვეულწილად ასესხა. მაიკლ ფარადეიმ, როგორც ელექტროენერგიისა და ელექტრომაგნეტიზმის მამამ, შეცვალა სამყარო უკეთესობისკენ.