Maikls Faradejs bija britu zinātnieks, kurš dzīvoja no 1791. gada 22. septembra līdz 1867. gada 25. augustam. Faradeja joprojām ir slavena ar atklājumiem elektromagnētismā un elektroķīmijā. Viņa atklājumu dēļ viņu bieži dēvē par Elektrības Tēvu. Maikla Faradeja izgudrojumi galu galā mainīja pasauli un noveda pie daudzām mūsdienās izmantotajām tehnoloģijām.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Maikls Faradejs bija ražīgs ķīmiķis un fiziķis, kurš 19. gadsimtā strādāja Lielbritānijā. Faradejs izgudroja vai izstrādāja daudz priekšmetu un metožu, tostarp elektromotoru, transformatoru, ģeneratoru, Faradejas būru un daudzus citus sasniegumus.
Kāpēc Maikls Faradejs ir elektrības tēvs?
Viņa darba dēļ Maikls Faradejs tiek saukts par elektrības tēvu. Daudzi viņu uzskata arī par elektromagnētisma tēvu. Tas ir tāpēc, ka Faradejs atklāja elektromagnētisko indukciju, un viņš atrada veidu, kā pārveidot magnētisko spēku elektriskajā spēkā. Faradeja darbs turpinātu iedvesmot citus sekot viņa pēdās, uz visiem laikiem mainot pasauli.
Kur Maikls Faradejs darīja savu darbu?
Maikls Faradejs bija pamatīgs un zinātkārs izmeklētājs, kurš cēlies no pazemīgiem pirmsākumiem. Viņa tēvs bija kalējs, un Maiklam bija daudz brāļu un māsu. Tas nozīmēja, ka viņa sākotnējā izglītība bija ikdienišķa. Viņa darbs 14 gadu vecumā grāmatnīcas un grāmatnieku vadībā pakļāva viņu daudzām grāmatām un ļāva viņam izglītoties par daudzām tēmām. Viņš aizrāvās ar elektrību, magnētismu un ķīmiju.
Faktiski pirmais Faradeja zināmais eksperiments bija ķīmijas eksperiments, kurā viņš sadalīja magnija sulfātu. Viņš strādāja arī pie tērauda sakausējumu uzlabošanas. 1823. gadā Faradeja pirmo reizi sašķidrināja hlora gāzi. 1825. gadā viņš atklāja ūdeņraža bikarburetu, kas tagad pazīstams kā benzols.
Faradejs ļoti apbrīnoja ķīmiķa Humfrija Deivija darbu Lielbritānijas Karaliskajā institūcijā Londonā, Anglijā. Karaliskā institūcija kalpoja kā līdzeklis, lai veicinātu izglītību Lielbritānijā. Faradejs ierakstīja plašas piezīmes no Deivija lekcijām un piedāvāja tās Deivijam. Deivijs bija pietiekami pārsteigts, tik ļoti, ka viņš galu galā ļāva Faradejam mācīties pie viņa. Sākumā Faradejs strādāja pie elementāriem laboratorijas uzdevumiem. Deivijs un viņa sieva aizveda Faradeju kopā ar turneju pa Eiropu, kur Faradejs varēja uzzināt par zinātniskiem gaismekļiem. Tas pavēra Faradeju jauniem sakariem un iedvesmoja viņa darbus.
Faradejs, veicot iestādes ķīmiķi, izdarīja vairākus svarīgus atklājumus. Viņš strādāja arī pie optiskajiem stikliem un sakausējumiem. Faradejs lielāko daļu savu eksperimentu veica tur, kur viņš pats kļuva par ievērojamu pasniedzēju. Faradejs uzrakstīja sīkumainas piezīmes, kurās ļoti detalizēti aprakstīti viņa eksperimenti. Šīs piezīmes šodien var lasīt un saprast, pateicoties prasmēm, kuras viņš pielicis gan darbā, gan rakstos. Viena lieta, kas jāapzinās, ir tas, ka Faradejs nebija prasmīgs matemātikā, kas viņa atklājumus un izgudrojumus padara vēl ievērojamākus. Teorētiskajam fiziķim un matemātiķim Džeimsam Klarkam Maksvelam būtu nepieciešams sekot Faradejas pēdās un balstīties uz Faradeja darbu. Maksvels izmantoja matemātiku, lai pārbaudītu un pierādītu Faradeja atklājumus, pilnībā pilnveidojot elektromagnētismu.
Kaut arī Faradejam nebija zināšanu par atomu daļiņām, kuras tiktu atklātas gadu desmitiem vēlāk, viņš tomēr izdarīja dažas intriģējošas piezīmes. Viņš spekulēja par to metālu uzvedību, kuri nes inducēto elektrisko strāvu. Viņš pat aizgāja tik tālu, ka pieļāva, ka elektriskajās iekārtās varētu būt vielas daļiņas, kuras varētu kustēties. Būtībā viņš aprakstīja elektronus, nemanot!
Ko izgudroja Maikls Faradejs?
Faradejs veica vairākus zinātniskus atklājumus, kas laika gaitā radīja gan viņa paša izgudrojumus, gan daudzus citus tehnoloģiskus jauninājumus. Maikla Faradeja izgudrojumi ietver transformatoru, elektromotoru un elektrisko dinamo vai ģeneratoru. Viņa atklājumi svārstās no ķīmiskā līdz fizikālajam līdz elektromagnētiskajam apjomam un priekšmetam.
Kad Faradejam bija 20 gadu, viņš atklāja elektrolīzi. Viņš to izdarīja, atdalot magnija sulfāta šķīduma komponentus, izmantojot vienkāršas detaļas, piemēram, cinka un vara diskus un elektrisko akumulatoru. No tā Faradejs izveidoja divus elektrolīzes likumus. Pirmais likums paredz, ka konkrētam šķīdumam uz elektrodiem nogulsnētās vielas daudzums ir tieši proporcionāls šķīdumā izietās elektrības daudzumam. Tāpēc joniem, kas lādiņu nes caur šķīdumu, jābūt skaidri definētam lādiņam. Turklāt elektriski nogulsnējušos vai izšķīdušo vielu daudzums ir proporcionāls to ķīmiskajam svaram. Jo lielāka jonu valence, jo lielākam jābūt lādiņam.
Kaut arī Hanss Kristians Oersteds bija atklājis, ka elektrisko strāvu var pārveidot par magnētisko spēku, Faradejs bija tas, kurš pierādīja, ka elektrību var ražot no magnētisma. Jau 1821. gadā Faradejs izgatavoja ierīci, kas izgatavota no magnēta ar ķīmisku akumulatoru un stiepli, kas griezās ap magnētu. Viņš to raksturoja kā elektrības un magnētisma izmantošanu, radot kustību, balstoties uz Oersteda atklājumiem. Šī bija pati pirmā elektromotora forma.
Faradejs izgatavoja arī pirmo transformatoru. 1831. gadā Faradejs pirmo reizi atklāja elektromagnētisko indukciju. Tas apraksta elektrisko strāvu, kuru var izraisīt plūsma caur vadītāju ar mainīgu magnētisko lauku. Faradejs to izdarīja, izveidojot tā saukto indukcijas gredzenu, kas sastāvēja no nemagnetizēta dzelzs gredzena ar divām stieples spolēm, kas savītas tā pretējās pusēs. Viņš savienoja vienu spoli ar akumulatoru, bet otru - ar galvanometru un ieslēdza ierīci. Tas izraisīja adatas uz galvanometra griešanos. Šis atklājums radīja pamatu Faradeja nākotnes izgudrojumiem.
Faradejs arī savienoja elementāru ģeneratoru ar cauruli, kas savīti ar stiepli un izolēta ar kokvilnu, un pārlaida stieņa magnētu pa vadu. Tas pārvietoja galvanometra adatu, atklājot plūstošu elektrisko strāvu. Faradejs beidzot bija atradis līdzekļus, kā pārveidot magnētisko spēku par nepārtrauktu elektrisko spēku. Tas kalpoja kā viņa elektriskā dinamo vai ģeneratora priekšgājējs.
Maikla Faradeja izgudrojumos ietilpa arī metodika. Viens piemērs ir kriogenika, kas sākās Faradeja laboratorijā 1823. gadā, kad viņš radīja zemsasalšanas temperatūru.
1836. gadā radās vēl viens Maikla Faradeja izgudrojums - Faradejas būris. Faradejas būris ir cilvēka veidota struktūra, kas pasargā jutīgus eksperimentus no elektromagnētiskā starojuma. Faradejs vispirms izveidoja šādu “būri”, izklājot istabu ar metāla foliju. Pēc tam viņš ar ģeneratoru bombardēja telpu ar elektrību. Folijas metāls vadīja strāvu uz tās virsmas, radot telpā neitrālu laukumu. Faradejas būris aizsargā pret elektrisko lādiņu, kā arī elektromagnētiskajiem viļņiem. Mūsdienās šīs struktūras var pielāgot, izmantojot dažāda veida materiālus, lai bloķētu dažāda veida elektromagnētiskos viļņus, tostarp radio, rentgena vai citus frekvences viļņus.
Faradejs atšķīrās no mūsdienu zinātniekiem ar pieeju izmantot dzelzs vīles, lai vizualizētu magnētisko lauku ar spēka līnijām. Viņš arī rūpīgi izpētīja to, ko viņš sauca par dielektriskiem materiāliem, vai to, ko mūsdienās sauc par izolatoriem.
Faradejs pat strādāja pie smaguma un elektrības attiecībām. Viņš eksperimentēja ar gaismas pārnesi caur risinājumiem. 1857. gadā Faradejs sagatavoja tā dēvēto “aktivēto zeltu”, kurā izmantoja fosforu, lai izveidotu koloidālā zelta paraugu.
Maikls Faradejs strādāja pie tik daudziem eksperimentiem gan fizikā, gan ķīmijā, ka atstāja milzīgu mantojumu zinātnē un ikdienas dzīvē.
Kā Maikls Faradejs mainīja pasauli?
Faradejs patiešām ir elektromagnētisma tēvs; viņa atklājumi ļāva cilvēkiem meklēt tehnoloģiju, kas izmantoja elektromagnētismu. Faradeja darbs bija tramplīns centieniem magnētiskajos laukos, mehāniskajā kustībā un elektriskajā strāvā. Citi pētnieki un izgudrotāji skrēja kopā ar viņa idejām, mēģinot atrast veidus, kā tās praktiski izmantot.
Vēl viens Faradeja atklājums bija parādība, kurā gaismas viļņu polarizācijas plakni ietekmē pielietotais magnētiskais lauks. Šo gaismas plaknes rotāciju pa stikla virsmu tagad sauc par Faradeja efektu vai Faradeja rotāciju. Šī demonstrācija noveda pie mikroviļņu tehnoloģijas un dažādu komunikāciju tehnoloģiju uzsākšanas.
Viens revolucionārs un uzreiz dziļš Maikla Faradeja atklājumu rezultāts bija telegrāfa izgudrošana. Kaut arī Faradejs pats neizgudroja telegrāfu, viņa darbs veicināja tā koncepciju. Tas pirmo reizi ļāva visā pasaulē sazināties īsā laika posmā.
Faradejas ģeneratora atklājums noveda pie lietojumiem, kas palīdzēja jūrniekiem jūrā. Lielbritānijas bāka kļuva par pirmo pasaulē, kurā gaismas darbināšanai tika izmantota elektrība. Šis ģenerators bija Faradeja sākotnējā izgudrojuma pēcnācējs. Turpmākajos gados standarts būs bākas ar elektrību.
Viņš un ķīmiķis Džons Danielli strādāja pie elektroķīmijā lietotajiem terminiem. Faradejs nāca klajā ar vārdiem "jons", "katods" un "elektrods". Ir grūti iedomāties, ka šie noteikumi bija iecerēts 19. gadsimtā, jo tie ir bijuši tik svarīgi un izplatīti 20. un 21. gadsimtā.
Mūsdienās pat Maikla Faradeja vārds tiek godināts kā vienība. Farads - beigās nav "y" - ir termins, ko lieto elektriskajai kapacitātei.
Visā pasaulē izmantotā elektroenerģija balstās uz Faradeja atklājumiem un izgudrojumiem gandrīz pirms diviem gadsimtiem. Visi enerģijas avoti joprojām paļaujas uz ģeneratoru, lai ražotu elektrisko strāvu, kas darbina visu, ko cilvēki izmanto. Nākamreiz, kad redzēsiet hidroelektrostaciju vai tvaika staciju, atcerieties Maikla Faradeja ieguldījumu.
Ar lielu uzmanību detaļām, neierobežotu zinātkāri un vēlmi izglītot citus Maikls Faradejs atstāja neizdzēšamas pēdas zinātnē kopumā. Paskaties apkārt savās mājās un ārpus tām, un jūs atradīsit kaut ko tādu, kam Faradejs kaut kādā veidā aizdeva savu mūža darbu. Maikls Faradejs kā elektrības un elektromagnētisma tēvs mainīja pasauli uz labo pusi.
