Nhà vật lý người Anh Michael Faraday, người lớn lên trong một gia đình nghèo, đã trở thành một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử nhân loại. Những thành tựu nổi bật của ông được tạo ra vào thời điểm khoa học còn rất nhiều người sinh ra trong những gia đình đặc quyền. Đơn vị của điện dung, farad, được đặt theo tên của anh ấy.
Faraday (nhà vật lý): tiểu sử ngắn
Michael Faraday sinh ngày 22 tháng 9 năm 1791 tại thủ đô London của Anh. Ông là con thứ ba trong gia đình James và Margaret Faraday. Cha anh là một thợ rèn, sức khỏe yếu. Trước khi kết hôn, mẹ anh làm giúp việc. Gia đình sống trong cảnh nghèo khó.
Cho đến năm 13 tuổi, Michael theo học tại một trường học địa phương, nơi anh học tiểu học. Để giúp đỡ gia đình, anh bắt đầu làm công việc đưa tin trong một hiệu sách. Sự siêng năng của cậu bé đã gây ấn tượng với người chủ của mình. Một năm sau, anh ấy được thăng chức làm thợ đóng sách tập sự.
Đóng sách và Khoa học
Michael Faraday muốn biết thêm về thế giới; ông không bị giới hạn trong việc phục hồi sách. Sau khi làm việc siêng năng hàng ngày, anh ấy đã dành tất cả thời gian rảnh rỗi của mình để đọc những cuốn sách mà anh ấy đã ràng buộc.
Từ từ, anh phát hiện ra mình có hứng thú với khoa học. Anh ấy đặc biệt thích hai cuốn sách:
- Encyclopædia Britannica là nguồn kiến thức của anh ấy về điện và hơn thế nữa.
- Chemistry Talks - 600 trang về hóa học có thể truy cập của Jane Marset.
Anh ấy say mê đến mức bắt đầu dành một phần thu nhập ít ỏi của mình cho hóa chất và thiết bị để xác nhận sự thật của những gì anh ấy đọc.
Trong khi mở mang kiến thức khoa học của mình, anh nghe nói rằng nhà khoa học lừng danh John Tatum sắp có một loạt bài giảng trước công chúng về triết học tự nhiên (vật lý). Để tham dự các buổi diễn thuyết, người ta phải trả một khoản phí một shilling - quá nhiều đối với Michael Faraday. Anh trai của anh ấy, một thợ rèn, bị ấn tượng bởi sự tận tâm ngày càng tăng của anh trai đối với khoa học, đã cho anh ấy số tiền cần thiết.
Gặp Humphrey Davy
Faraday tiến thêm một bước nữa đối với khoa học khi William Dance, một khách hàng của hiệu sách, hỏi Michael rằng liệu anh ấy có muốn nhận vé tham dự các buổi diễn thuyết tại Học viện Hoàng gia không.
Giảng viên, Ngài Humphry Davy, là một trong những nhà khoa học nổi tiếng nhất thế giới hiện nay. Faraday đã chớp lấy cơ hội và tham dự bốn bài giảng về một trong những vấn đề mới nhất trong hóa học - xác định tính axit. Anh ấy đã xem các thí nghiệm mà Davy tiến hành trong các bài giảng.
Đây là thế giới mà anh ấy muốn sống. Faraday ghi chép lại, và sau đó bổ sung rất nhiều ghi chú đến nỗi ông đã tạo ra một bản thảo dài 300 trang, mà chính ông đã đóng gáy và gửi cho Davy như một dấu hiệu.cảm ơn.
Lúc này, tại sân sau của một hiệu sách, Michael bắt đầu tiến hành các thí nghiệm phức tạp hơn để tạo ra một pin điện từ đồng xu và đĩa kẽm được ngăn cách bằng giấy muối ướt. Ông đã sử dụng nó để phá vỡ các hóa chất như magie sunfat. Humphry Davy là người tiên phong trong lĩnh vực hóa học này.
Vào tháng 10 năm 1812, thời gian học việc của Faraday kết thúc và anh ấy bắt đầu làm công việc đóng sách cho một chủ nhân khác mà anh ấy thấy khó chịu.
Sẽ không có hạnh phúc, nhưng bất hạnh đã giúp
Và sau đó là một sự kiện vui vẻ cho Faraday. Kết quả của một thí nghiệm không thành công, Humphry Davy bị thương: điều này tạm thời ảnh hưởng đến khả năng viết của anh ấy. Michael đã cố gắng ghi chú trong vài ngày cho Davy, người rất ấn tượng với cuốn sách mà anh ấy đã gửi cho anh ấy.
Khi khoảng thời gian ngắn làm trợ lý kết thúc, Faraday đã gửi một bức thư đến nhà khoa học đề nghị thuê anh ta làm trợ lý cho mình. Ngay sau đó, một trong những trợ lý phòng thí nghiệm của Davy đã bị sa thải vì hành vi sai trái, và Humphrey hỏi Michael liệu anh ta có muốn lấp chỗ trống không.
Anh ấy có muốn làm việc tại Viện Hoàng gia với một trong những nhà khoa học nổi tiếng nhất thế giới không? Đó là một câu hỏi tu từ.
Sự nghiệp tại Học viện Hoàng gia
Faraday nhậm chức vào ngày 1 tháng 3 năm 1813, ở tuổi 21.
Anh ấy được trả lương cao và được cấp một căn phòng để sống trên gác mái của Viện Hoàng gia. Michael rất hài lòng và sự liên kết của anh ấy với tổ chức này không còn nữabị gián đoạn trong 54 năm, trong thời gian đó ông đã cố gắng trở thành giáo sư hóa học.
Công việc củaFaraday là chuẩn bị thiết bị cho các thí nghiệm và bài giảng tại Học viện Hoàng gia. Lúc đầu, anh ta xử lý nitơ trichloride, một chất nổ khiến Davy bị thương. Michael cũng bất tỉnh trong một thời gian ngắn trong vụ nổ tiếp theo, và khi Humphrey bị thương một lần nữa, các thí nghiệm với hợp chất này đã bị dừng lại.
Sau 7 tháng ở Học viện Hoàng gia, Davy đã đưa Faraday đi cùng anh ấy trong chuyến du lịch châu Âu kéo dài 18 tháng. Trong thời gian này, Michael đã gặp được các nhà khoa học vĩ đại như Andre-Marie Ampère ở Paris và Alessandro Volta ở Milan. Theo một cách nào đó, chuyến du lịch đã thay thế việc học đại học của anh ấy - Faraday đã học được rất nhiều điều trong thời gian này.
Tuy nhiên, trong phần lớn thời gian của chuyến lưu diễn, anh ấy không hài lòng, vì ngoài công việc khoa học và thư ký, anh ấy còn phải chờ vợ chồng Davy. Vợ của nhà khoa học không coi Faraday là bình đẳng vì nguồn gốc của anh ta.
Sau khi trở lại London, mọi thứ đã rơi vào vị trí cũ. Viện Hoàng gia đã gia hạn hợp đồng với Michael và tăng thù lao cho anh ta. Davy thậm chí còn bắt đầu đề cập đến sự giúp đỡ của anh ấy trong các bài báo khoa học.
Năm 1816, ở tuổi 24, Faraday đã có bài giảng đầu tiên về các thuộc tính của vật chất. Diễn ra tại Hội Triết học TP. Đồng thời, ông đã xuất bản bài báo khoa học đầu tiên của mình về phân tích canxi hydroxit trên tạp chí Khoa học hàng quý.
Năm 1821, ở tuổi 29, Faraday được thăng chức làm chủ hộ gia đình và phòng thí nghiệm của Viện Hoàng gia. Trong cùng mộtanh kết hôn với Sarah Barnard. Michael và vợ đã sống tại viện trong gần 46 năm sau đó, không còn ở trên gác mái nữa mà trong không gian thoải mái từng được Humphry Davy chiếm giữ.
Năm 1824, tiểu sử của Faraday (vật lý) được đánh dấu bằng việc ông được bầu vào Hiệp hội Hoàng gia. Đây là sự thừa nhận rằng anh ấy đã trở thành một nhà khoa học nổi tiếng.
Năm 1825, nhà vật lý Faraday trở thành giám đốc phòng thí nghiệm.
Năm 1833, ông trở thành giáo sư hóa học của Fuller tại Học viện Hoàng gia Anh. Faraday đã giữ vị trí này trong suốt quãng đời còn lại của mình.
Năm 1848 và 1858, ông được đề nghị đứng đầu Hiệp hội Hoàng gia, nhưng đã từ chối.
Thành tựu khoa học
Sẽ cần nhiều hơn một cuốn sách để mô tả những khám phá của Faraday trong vật lý. Không phải ngẫu nhiên mà Albert Einstein chỉ lưu giữ những bức ảnh của ba nhà khoa học trong văn phòng của mình: Isaac Newton, James Maxwell và Michael Faraday.
Thật kỳ lạ, mặc dù từ "nhà vật lý" bắt đầu được sử dụng trong suốt cuộc đời của nhà khoa học, nhưng bản thân ông ta lại không thích nó, và ông ta luôn tự gọi mình là một nhà triết học. Faraday là một người có nhiều khám phá thông qua các thí nghiệm và ông được biết đến là người không bao giờ từ bỏ những ý tưởng mà mình nảy ra nhờ trực giác khoa học.
Nếu anh ấy nghĩ ý tưởng đó là đáng giá, anh ấy vẫn tiếp tục thử nghiệm bất chấp nhiều lần thất bại cho đến khi đạt được điều mình mong đợi hoặc cho đến khi anh ấy tin rằng Mẹ Thiên nhiên đã chứng minh anh ấy sai, điều này cực kỳ hiếm.
Vậy Faraday đã khám phá ra điều gì trong vật lý? Đây là một số điều đáng chú ý nhất của anh ấythành tựu.
1821: khám phá ra sự quay điện từ
Đó là báo hiệu về những gì cuối cùng sẽ dẫn đến việc tạo ra động cơ điện. Khám phá này dựa trên lý thuyết của Oersted về các đặc tính từ của một dây dẫn mang dòng điện.
1823: Hóa lỏng khí và làm lạnh
Năm 1802, John D alton đề xuất rằng tất cả các chất khí có thể được hóa lỏng ở nhiệt độ thấp hoặc áp suất cao. Nhà vật lý Faraday đã chứng minh điều này bằng thực nghiệm. Lần đầu tiên ông biến clo và amoniac thành chất lỏng.
Amoniac lỏng cũng rất thú vị bởi vì, như Michael Faraday đã lưu ý, vật lý của quá trình bay hơi của nó là nguyên nhân làm lạnh. Nguyên tắc làm lạnh bằng phương pháp bay hơi nhân tạo đã được William Cullen chứng minh công khai ở Edinburgh vào năm 1756. Nhà khoa học sử dụng một máy bơm đã hạ áp suất trong bình bằng ete, kết quả là nó bay hơi nhanh chóng. Điều này gây ra hiện tượng lạnh và nước đá hình thành bên ngoài bình do hơi ẩm trong không khí.
Tầm quan trọng của khám phá Faraday là máy bơm cơ học có thể biến một chất khí thành chất lỏng ở nhiệt độ phòng. Sau đó, chất lỏng bay hơi, làm mát mọi thứ xung quanh, khí tạo thành có thể được thu thập và nén lại thành chất lỏng nhờ một máy bơm, lặp lại chu trình. Đây là cách hoạt động của tủ lạnh và tủ đông hiện đại.
Năm 1862, tại Triển lãm Thế giới ở London, Ferdinand Carré đã trình diễn chiếc máy làm đá thương mại đầu tiên trên thế giới. Chiếc xe đã sử dụng amoniac làm chất làm mát, và nóđá sản xuất với tốc độ 200 kg mỗi giờ.
1825: Khám phá benzen
Về mặt lịch sử, benzen đã trở thành một trong những chất quan trọng nhất trong hóa học, cả về ý nghĩa thực tế, tức là nó được sử dụng để tạo ra vật liệu mới, và theo nghĩa lý thuyết, để hiểu về liên kết hóa học. Một nhà khoa học đã phát hiện ra benzen trong cặn dầu của một cơ sở sản xuất khí đốt chiếu sáng ở London.
1831: Định luật Faraday, công thức, vật lý của cảm ứng điện từ
Đây là một khám phá cực kỳ quan trọng cho tương lai của khoa học và công nghệ. Định luật Faraday (vật lý) phát biểu rằng từ trường xoay chiều tạo ra dòng điện trong mạch và suất điện động sinh ra tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi của từ thông. Một trong những mục có thể có của anh ấy là | E |=| dΦ / dt |, trong đó E là EMF và Ф là từ thông.
Ví dụ, di chuyển một nam châm hình móng ngựa dọc theo một dây dẫn sẽ tạo ra dòng điện, vì chuyển động của nam châm gây ra từ trường xoay chiều. Trước đó, nguồn duy nhất của dòng điện là pin. Michael Faraday, người có khám phá về vật lý cho thấy chuyển động có thể được chuyển đổi thành điện năng, hay nói theo thuật ngữ khoa học hơn, động năng có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện, do đó, nguyên nhân dẫn đến thực tế là hầu hết năng lượng trong nhà của chúng ta ngày nay được sản xuất từ nguyên tắc này.
Chuyển động quay (động năng) được biến đổi thành điện năng nhờ cảm ứng điện từ. Và chuyển động quay, có được nhờ tác động của hơi nước cao lên các tuabin.áp suất được tạo ra bởi năng lượng của than, khí hoặc nguyên tử, hoặc áp suất của nước trong các nhà máy thủy điện, hoặc áp suất không khí trong các trang trại gió.
1834: định luật điện phân
Faraday nhà vật lý đã đóng góp lớn vào việc tạo ra khoa học điện hóa học mới. Nó giải thích những gì xảy ra ở mặt phân cách giữa điện cực và chất bị ion hóa. Nhờ điện hóa học, chúng tôi sử dụng pin và bộ tích lũy lithium-ion cung cấp năng lượng cho công nghệ di động hiện đại. Định luật Faraday rất quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về phản ứng điện cực.
1836: phát minh ra camera được che chắn
Nhà vật lý học Faraday đã phát hiện ra rằng khi một vật dẫn điện được tích điện, tất cả điện tích dư thừa sẽ tích tụ ở mặt ngoài của nó. Điều này có nghĩa là bên trong phòng hoặc lồng làm bằng kim loại, không có phụ phí nào xuất hiện. Ví dụ, một người mặc bộ đồ Faraday, nghĩa là, có lót kim loại, không bị nhiễm điện bên ngoài. Ngoài việc bảo vệ con người, lồng Faraday có thể được sử dụng để tiến hành các thí nghiệm điện hoặc điện hóa nhạy cảm với sự can thiệp từ bên ngoài. Máy ảnh được che chắn cũng có thể tạo ra vùng chết cho liên lạc di động.
1845: khám phá hiệu ứng Faraday - hiệu ứng quang từ
Một thí nghiệm quan trọng khác trong lịch sử khoa học là thí nghiệm đầu tiên chứng minh mối liên hệ giữa điện từ và ánh sáng, vào năm 1864 đã được mô tả đầy đủ bằng các phương trình của James Clerk Maxwell. Nhà vật lý Faraday đã xác định rằng ánh sáng là một sóng điện từ: “Khicác cực từ trái dấu ở cùng một phía, điều này có ảnh hưởng đến chùm tia phân cực, do đó chứng tỏ mối liên hệ giữa lực từ và ánh sáng…
1845: khám phá ra từ tính như một thuộc tính của mọi vật chất
Hầu hết mọi người đều quen thuộc với tính chất sắt từ sử dụng nam châm thông thường làm ví dụ. Faraday (một nhà vật lý) đã phát hiện ra rằng tất cả các chất đều nghịch từ - phần lớn là yếu, nhưng cũng có những chất mạnh. Chiều từ nghịch với hướng của từ trường tác dụng. Ví dụ, nếu bạn đặt cực bắc gần một chất nghịch từ mạnh, thì nó sẽ đẩy. Từ tính trong vật liệu, được tạo ra bởi nam châm hiện đại rất mạnh, có thể được sử dụng để đạt được lực bay. Ngay cả những sinh vật sống như ếch cũng nghịch từ và có thể trôi nổi trong một từ trường mạnh.
Hết
Michael Faraday, người có những khám phá về vật lý đã tạo ra một cuộc cách mạng khoa học, qua đời vào ngày 25 tháng 8 năm 1867 tại London, hưởng thọ 75 tuổi. Vợ ông là Sarah sống lâu hơn. Các cặp vợ chồng không có con. Anh ấy là một tín đồ Cơ đốc sùng đạo cả đời và thuộc về một giáo phái Tin lành nhỏ có tên là Sandemanians.
Ngay cả khi còn sống, Faraday đã được chôn cất tại Tu viện Westminster, cùng với các vị vua và hoàng hậu của Vương quốc Anh và các nhà khoa học như Isaac Newton. Anh ấy đã từ chối cho một buổi lễ khiêm tốn hơn. Mộ của anh ấy, nơi Sarah cũng được chôn cất, có thể được tìm thấy tại Nghĩa trang Highgate ở London.
