Ohne die Arbeit von Michael Faraday hätten wir Teslas oder fast keine moderne mechanische Sache. Faradays Arbeit und Erfindung im Bereich der Elektrizität haben die Welt für immer verändert.
Faraday ist der Erfinder von Elektrolyse, Ballons, Elektromotoren, Generatoren, Dynamos und mehr. Wenn Sie sich Faradays Arbeit nicht bewusst wären, könnten Sie ihn zumindest an dem Käfig erkennen, der seinen Namensvetter, den Faradayscher Käfig .
Er war ein sehr einflussreicher britischer Wissenschaftler, der Elektrizität teilweise in etwas verwandelte, das für die Arbeit genutzt werden konnte. Er war zu seiner Zeit ein bekannter Chemiker und Physiker, der eine umfangreiche Sammlung von Arbeiten und Experimenten schuf, die letztendlich zu unserer modernen Arbeit führten.Tagesverständnis des Elektromagnetismus.
Um die Größe des Intellekts und der Leistung von Michael Faraday zu erfassen, werfen wir einen Blick zurück auf sein Leben und Werk.
Wussten Sie übrigens, dass Albert Einstein tatsächlich Fotos von drei Wissenschaftlern in seinem Büro aufbewahrt? Isaac Newton James Clerk Maxwell und, ja, Sie haben es erraten, Michael Faraday.
Wo alles für Faraday begann
Michael Faraday wurde am 22. September 1791 in einer relativ armen Familie im Dorf Newington in Surrey geboren. Newington sollte später in den Süden Londons aufgenommen werden. Sein Vater war ein Schmied, der tatsächlich aus dem Norden gezogen warvon England auf der Suche nach Arbeit in früher im Jahr 1791.
Seine Mutter war eine bescheidene Landfrau, die ihre Familie während ihrer sehr schwierigen Erziehung emotional unterstützte. Michael war eines von vier Kindern, denen es manchmal schwer fiel, genug zu essen zu bekommen. Ihr Vater war oft krank und arbeitsunfähigDie Versorgung mit Lebensmitteln war für die Familie Faraday alles andere als einfach.
Michael Faraday erzählte später in seinem Leben, wie er einen Laib Brot bekam, der eine ganze Woche dauern musste. Und Sie denken, Sie haben es schlecht?! Seine Familie gehörte einer kleinen christlichen Sekte anspirituelle und emotionale Unterstützung während seines ganzen Lebens.
Als Kind Faraday aus Neugierde, um ihn durchzubringen, ohne seine Kindheit loszulassen, muss man verstehen, warum und den Wunsch, mehr über die Funktionsweise der Dinge zu verstehen. Eine Geschichte, die an viele Ingenieure erinnert.
Interessanterweise war seine frühe Ausbildung in der Tat sehr rudimentär. Er erhielt nur die Grundlagen wie Lesen, Schreiben lernen und Chiffre an der örtlichen Sonntagsschule. Sein erster Beruf war ein Zeitungsjunge, der Zeitungen für einen örtlichen Buchhändler und Buchbinder lieferte. Im Alter von 14 Jahren begann er sogar eine Lehre bei ihm, die er für die nächsten 7 Jahre ausüben würde.
Faraday war jedoch anders als seine Mitlehrlinge. Faraday würde sich die Zeit nehmen, einige der Bücher, die er verband, tatsächlich zu lesen. Michael erzählte, dass ein bestimmter Artikel über Elektrizität in der dritten Ausgabe der Encyclopedia Brittanica seine Fantasie besonders beflügeln würde.Er war auch stark von dem Buch beeinflusst Gespräche über Chemie von Jane Marcet.
Herr Faraday würde sogar in diesem zarten Alter anfangen zu experimentieren. Er baute tatsächlich einen schwachen Voltaikhaufen, durch den er Heimversuche in der Elektrochemie durchführen würde.
Und so war es, dass Faraday sich mit seiner relativ bescheidenen Ausbildung selbst beibrachte und einer der größten Wissenschaftler der Welt wurde.
Als er viel älter war, nahm er regelmäßig an Vorträgen von Sir Humphry Davy teil, einem Chemiker, der eine Reihe von Elementen wie Kalium und Natrium isolierte.
Faraday war von der gesamten Veranstaltung fasziniert und machte sich akribische Notizen.
Diese waren so vollständig, dass er Davy sogar ein 300-seitiges Dokument als offizielle Notizen für die Vorträge schickte. Er nahm sich auch die Freiheit, dies mit einem Brief zu begleiten, in dem er um eine Anstellung bat.
"Nicht fragen, nicht verstehen", wir respektieren diesen Herrn Faraday.
Davy war deutlich beeindruckt, lehnte den jungen Faraday jedoch sofort und freundlich ab, da er derzeit keine offenen Stellen hatte. Er vergaß den jungen Mann jedoch nicht. Sobald einer seiner Assistenten wegen Schlägerei entlassen wurde, bot er Michael die Stelle schnell an.Er ergriff natürlich die Gelegenheit und befand sich in der beneidenswerten Lage, Chemie von einem der größten Praktiker des Tages zu unterstützen und zu lernen. Von Davy wird oft scherzhaft gesagt, dass Faraday im Nachhinein sein war. größte Entdeckung aller Zeiten .
Faradays frühe Arbeit in der Chemie
Faraday kam 1812 im Alter von 21 Jahren zum ersten Mal zu Davy ins Labor. Dies war für Faraday in seiner frühen Karriere eine gute Gelegenheit, da Davy einer der besten Chemiker seiner Zeit war.
Das erste Projekt, an dem das Duo zusammengearbeitet hat, war die Interpretation der molekularen Struktur verschiedener Chemikalien. Diese frühe Arbeit lehrte Faraday viel über die rudimentäre Funktionsweise von Elektrizität.
Als Michael Faraday zu Davys Team stieß, war er dabei, das derzeitige Denken in der Chemie des Tages umzukehren. Antoine-Laurent Lavoisier der Begründer der modernen Chemie hatte seine Reformen des chemischen Wissens abgeschlossen und auf einigen bestanden Grundprinzipien für die Zukunft Chemiker .
Unter ihnen, obwohl es viele gab, war, dass Sauerstoff ein einzigartiges Element war. Er diktierte auch, dass es der einzige Befürworter der Verbrennung und, was hier wichtig ist, die Basis aller Säuren war.
Davy war es gelungen, Natrium und Kalium zu isolieren und sie tatsächlich zu entdecken, indem er einen starken Strom aus einer Galvanik verwendete. Batterie . Die Batterie wurde verwendet, um Oxide dieser Elemente sowie Salzsäure, eine der stärksten bekannten Säuren, zu zersetzen.
Dieser Prozess führte dazu, dass Wasserstoff sowie etwas seltsames grünes Gas freigesetzt wurden. Dieses grüne Gas schien die Verbrennung zu unterstützen und in Kombination mit Wasser Säure zu produzieren.
Faraday arbeitete bis 1820 mit Davy zusammen, der zu diesem Zeitpunkt selbst zu einem der weltweit führenden Chemiker seiner Zeit geworden war.
Er hatte zu dieser Zeit effektiv alles gelernt, was es wert war, über Chemie gelernt zu werden. Seine Arbeit unter Davy hatte ihm eine große Erfahrung in der Durchführung chemischer Analysen und Labortechniken eingebracht. Er war in jeder Hinsicht ein Experimentatormeister.
Michael hatte auch seine eigenen theoretischen Ansichten so weit entwickelt, dass sie ihn jetzt in seiner eigenen Arbeit leiten würden. Er würde alles, was er während seiner Zeit gelernt hatte, mit Davy kombinieren und die wissenschaftliche Welt mit seinen eigenen Entdeckungen schockieren.
Michael Faraday machte sich auf den Weg und würde sich bald unter seinen Kollegen einen frühen Ruf erarbeiten. Er hatte sich einen makellosen Ruf als analytischer Chemiker erarbeitet und wurde häufig als Sachverständiger in Gerichtsverfahren einberufen. Er baute auch aufeine Kundschaft, deren finanzielle Unterstützung zur Unterstützung der Royal Institution beigetragen hat.
1820 machte er einige bemerkenswerte Entdeckungen, auch für Chemiker. Es gelang ihm, die ersten bekannten Verbindungen von Chlor und Kohlenstoff C herzustellen. 2 CL 6 und C 2 CL 4 . Er produzierte sie durch Ersetzen Chlor und Wasserstoff in "olefiant gas", auch bekannt als Ethylen. Dies waren die ersten induzierten Substitutionsreaktionen, die später die von Jons Jacob Berzelius vorgeschlagene dominante Theorie der chemischen Kombination in Frage stellen würden.
Er heiratete 1821 eine Frau namens Sarah Barnard und ließ sich an der Royal Institution in London nieder. Sein Hauptaugenmerk lag dort auf Experimenten und Forschungen zu Magnetismus und Elektrizität.
Faradays Herangehensweise an Elektrizität war zu dieser Zeit einzigartig für seine Kollegen. Er stellte Elektrizität eher als Schwingung als als eine Art Strömung vor, ein Konzept, das ihm helfen würde, Entdeckungen rund um Elektromagnetismus zu machen.
Seine erste Entdeckung an der Royal Institution war die von Geräten, die durch die einen Draht umgebenden Magnetkräfte eine elektromagnetische Rotation oder Kreisbewegung erzeugen können.
1825 arbeitete Michael an der Beleuchtung von Gasen und es gelang ihm, etwas zu isolieren und zu beschreiben, das später als Benzol bekannt wurde. Um diese Zeit half er auch bei der Festlegung der Grundlagen der Metallurgie und Metallographie, während er Untersuchungen zu Stahllegierungen durchführte.
Er arbeitete auch an einem Auftrag der Royal Society of London zur Verbesserung der Qualität von Brillen und Teleskopen. Es gelang ihm, einen sehr hohen Brechungsindex zu erzeugen, der ihm später, 1845, helfen würde, den Diamagnetismus zu entdecken.
Faradays weitere Arbeit in Elektromagnetismus und Elektrolyse
Faraday fuhr fort zu entdecken elektromagnetische Induktion der Prozess der Erzeugung elektromotorischer Kräfte über Leiter aufgrund von Magnetfeldern. Wenn dies eine Glocke läutet, funktionieren Generatoren und Elektromotoren auf diese Weise.
Hans Christian Ø rsted hatte 1820 entdeckt, dass das Leiten eines elektrischen Stroms durch einen Draht ein Magnetfeld erzeugt. Seine Erkenntnisse wurden durch André-Marie Ampére der zeigte, dass die Magnetkraft auch eine Kreiskraft zu sein schien. Ampére zeigte tatsächlich, dass das Magnetfeld einen Zylinder um den Draht zu bilden schien. Dies war das erste Mal, dass dies jemals vorgeschlagen wurde.
Faraday verstand fast intuitiv, was dies bedeutete. Er bemerkte, dass ein Pol, wenn er isoliert werden könnte, eine ständige kreisförmige Bewegung um den stromführenden Draht bilden sollte. Angesichts dieser Hypothese und seines Genies für Experimente entschied er sich zu beweisendies mit seinem eigenen Apparat.
Sein Gerät wandelte elektrische Energie in mechanische Energie um. Michael Faraday hatte gerade den ersten Elektromotor der Welt entwickelt.
Faraday arbeitete daran, seine Ideen und Kenntnisse rund um den Elektromagnetismus weiter zu vertiefen, und schuf 1831 einen sogenannten Induktionsring. Dieses Gerät war im Wesentlichen ein Transformator, der aufgrund der Magnetkräfte eines anderen Drahtes Elektrizität in einem Draht erzeugte.
Es war damals bahnbrechend.
Michael legt seine Ideen in Gang
Faraday hörte hier natürlich nicht auf. Er begann, das Gesamtbild zu betrachten und die Natur der Elektrizität im Allgemeinen zu betrachten. Im Gegensatz zu den meisten seiner damaligen Zeitgenossen war Faraday davon überzeugt, dass Elektrizität keine materielle Flüssigkeit wardurch Drähte fließen, wie Wasser in einem Rohr.
Stattdessen bestand er darauf, dass es sich um eine Vibration oder Kraft handeln muss, die sich aufgrund von Spannungen im Leiter irgendwie durch die Drähte bewegt. Eines seiner ersten Experimente nach seinem Motor bestand darin, einen polarisierten Lichtstrahl durch eine Zersetzung zu leitenelektrochemische Lösung.
Die Idee war, die von ihm postulierten intermolekularen Belastungen in Gegenwart eines elektrischen Stroms zu erkennen. Er würde in den 1820er Jahren immer wieder auf diese Idee zurückkommen, aber leider ohne Erfolg.
In den frühen 1830er Jahren versuchte Michael Faraday festzustellen, wie ein induzierter Strom erzeugt wurde. Aufbauend auf seinem ursprünglichen Experiment mit einem Elektromagneten versuchte er stattdessen einen Permanentmagneten.
Seine Experimente ergaben, dass das Bewegen des Magneten in und aus einer Drahtspule tatsächlich einen Strom induzierte. Faraday war sich auch bereits bewusst, dass das Magnetfeld durch Eisenspäne sichtbar gemacht wird, die auf Papier oder Pappe über dem Magneten gestreut sind.
Er assoziierte die "Kraftlinien", die in den Unterlagen angezeigt werden, mit den Spannungslinien in dem Medium Luft, die er zuvor postuliert hatte.
Er würde bald das Gesetz entdecken, das die Erzeugung elektrischer Ströme durch Magnete bestimmt. Die Größe eines Stroms war nämlich abhängig von der Anzahl der Kraftlinien, die der Leiter pro Zeiteinheit abschneidet.
Faraday baute schnell darauf auf, indem er erkannte, dass er durch Drehen einer Kupferscheibe zwischen den Polen eines Magneten einen kontinuierlichen Strom erzeugen konnte. Der Strom konnte "abgezogen" werden, indem Leitungen vom Rand und der Mitte der Scheibe abgezogen wurdenpraktisch der allererste Dynamo.
Dies war der direkte Vorfahr moderner Elektromotoren, wenn auch das gleiche Prinzip, aber umgekehrt, um die Scheibe zu drehen.
Gesetze der Elektrolyse
Als er seine Forschungen zur Elektrizität fortsetzte, stützte er sich stark auf seinen Hintergrund als weltbekannter Chemiker. Er leistete umfangreiche Arbeit auf dem Gebiet von Elektrochemie wo er das erste und zweite Gesetz der Elektrolyse entwickelte.
Diese Gesetze geben Sie an, dass "das Ausmaß der chemischen Veränderung durch a aktuell an einer Elektrode-Elektrolyt-Grenze ist proportional zur Menge von Strom verwendet, und die Mengen an chemischen Veränderungen, die durch die gleiche Elektrizitätsmenge in verschiedenen Substanzen erzeugt werden, sind proportional zu ihrem Äquivalentgewicht. "
VERBINDUNG: WIE FUNKTIONIERT EIN FARADAY CAGE?
Erklärte einfachere Stromflüsse können verwendet werden, um chemische Reaktionen in Gang zu setzen. In der Praxis bedeutet dies in Form von Elektrolyse, dass Elektrizität verwendet werden kann, um Wasserstoff aus Wassermolekülen zu erzeugen, metallische Verbindungen auf Oberflächen abzuscheiden Galvanisieren und zurein metallische Elemente aus Lösungen extrahieren.
Wie bei vielen wissenschaftlichen Themen ist es viel einfacher, die Elektrolyse visuell zu verstehen. Sehen Sie sich das kurze Video unten an, um zu verstehen, wie die Elektrolyse funktioniert und wie wichtig diese Entdeckung aus Faraday ist.
Faradays Arbeit auf dem Gebiet der Elektrolyse legte jetzt den Grundstein dafür wesentliche Industrie .
Gasverflüssigung und Kühlung
1823 baute Michael Faraday auf den Ideen von John Dalton auf und bewies seine Ideen, indem er zum ersten Mal Druck auf verflüssigendes Chlorgas und Ammoniakgas ausübte.
Seine erfolgreiche Verflüssigung von Ammoniak war von besonderem Interesse. Als er das Ammoniak wieder verdampfen ließ, bemerkte er, dass es eine Abkühlung verursachte. Obwohl dieses Prinzip 1756 von William Cullen öffentlich gezeigt worden war, hatte Faradays Arbeit gezeigt, dass mechanische Pumpen zum Drehen verwendet werden konntenGas zu Flüssigkeit bei Raumtemperatur.
Das Schöne an dieser Entdeckung war, dass das Gas unter Druck gesetzt und verflüssigt werden konnte und in einem geschlossenen System kontinuierlich verdampfen und abkühlen konnte. Die gesamte Sequenz konnte unendlich oft wiederholt werden, solange das System versiegelt war. Dies ist die Grundlage allermoderne Kühlschränke und Luftwärmepumpensysteme.
Bunsenbrenner Art
Michael Faraday war ein großer praktischer Erfinder, der ihn zum Produzieren brachte ein Vorläufer zu einem der bekanntesten Laborgeräte, dem Bunsenbrenner. Er kombinierte Luft und Gas, bevor er es anzündete, um eine leicht zugängliche Form von hohen Temperaturen bereitzustellen.
Sein frühes Werk wurde später von entwickelt Robert Wilhelm Bunsen um ein Gerät herzustellen, an das sich viele Studenten der Naturwissenschaften auf der ganzen Welt gerne erinnern.
Faradayscher Käfig
Im Jahr 1836 hatte Michael Faraday entdeckt, dass beim Laden eines elektrischen Leiters die gesamte zusätzliche Ladung auf der Außenseite liegt. Im weiteren Sinne würde dies bedeuten, dass die zusätzliche Ladung nicht auf der Innenseite eines Raums oder Metalls "erscheint"Käfig.
Das gleiche Prinzip kann in der tatsächlichen Kleidung angewendet werden, den sogenannten Faraday-Anzügen. Diese Überkleidung hat ein Metallfutter, das den Träger vor jeder externen Stromquelle schützt.
Faradaysche Käfige werden auch zum Schutz empfindlicher elektrischer Geräte und bei elektrochemischen Experimenten zur Verhinderung externer Störungen verwendet. Sie werden heute auch zur Schaffung von Totzonen für die Mobilkommunikation verwendet.
Benzol
1825 entdeckte Michael Faraday dieses "Wunder" -Molekül in den öligen Rückständen, die bei der Herstellung von Gas für die Beleuchtung in London zurückgeblieben sind.
Benzol ist eine der wichtigsten Substanzen in der Chemie. Es hat viele neue Materialien hergestellt und zum Verständnis der Bindung beigetragen. Benzol gehört in den USA nach Produktionsvolumen zu den Top-20-Chemikalien.
Es ist ein wichtiger Bestandteil vieler Kunststoffe, Harze, Nylon, Kautschuke, Schmiermittel, Farbstoffe und Medikamente, um nur einige zu nennen.
Diamagnetismus
Wir alle kennen den Ferromagnetismus oder Ihren Lauf des Mühlenmagneten intuitiv, aber Faraday entdeckte 1845, dass alle Substanzen diamagnetisch sind. Natürlich gibt es große Unterschiede in der Stärke der Phänomene in der Natur.
Erstaunlicherweise kann dies verwendet werden, um in den meisten Materialien mit einem ausreichend starken Magneten eine Levitation zu erzeugen. Selbst Lebewesen wie ein Frosch können der Schwerkraft mit einem starken Magnetfeld "trotzen".
Tod und Vermächtnis
Michael Faraday starb am 25. August 1867 im reifen Alter von 75 Jahren. Er wurde von seiner Frau überlebt. Das Paar hatte keine Kinder. Faraday war sein ganzes Leben lang ein frommer Christ gewesen. Er hatte auch starke Verbindungen dazukleine Sekte, die Sandemanier, seit ihrer Kindheit.
Wegen seiner Beiträge zur Wissenschaft wurde ihm im Leben zusammen mit den britischen Königen und Königinnen, sogar Sir Isaac Newton, ein Begräbnisplatz in der Westminster Abbey angeboten. Er lehnte dieses Angebot zugunsten einer bescheideneren Beerdigung abGrab auf dem Londoner Highgate Cemetery. Seine Frau Sarah ist ebenfalls mit ihm begraben.
Eine Statue wurde zu seinen Ehren am Savoy Place in London errichtet. Sie steht außerhalb der Institution of Engineering and Technology. Es gibt verschiedene andere Statuen, Schulen, Parks und andere Denkmäler, die dem Mann gewidmet sind, der so viel zur Menschlichkeit beigetragen hatsind auch viele Straßen in Großbritannien und den USA nach ihm benannt
Er erhielt natürlich die ultimative Auszeichnung, indem er auf der Rückseite der Banknote der Bank of England der Serie E £ 20 erschien. Michael hat auch einen speziellen Preis der Royal Society of London, der nach ihm benannt wurde, für "hervorragende Vermittlung von Wissenschaft an das britische Publikum"".
Das letzte Wort
Michael Faraday hat auch eine Reihe von geschrieben Briefe und Zeitschriften zu seiner Zeit, die alle weit verbreitet sind und jedem Faraday-Fan unbedingt empfohlen werden.
Obwohl Michael Faraday aus einer armen Familie stammt, würde er unermüdlich daran arbeiten, sich zuerst weiterzubilden. Dann würde er sein Leben dem Streben nach Wissen widmen. Seine Hartnäckigkeit würde ihn zu einem der wichtigsten Wissenschaftler der Welt machen. Seine Leistungen sind noch größerbemerkenswert angesichts seiner bescheidenen Anfänge in einer Welt, die von der privilegierten Klasse dominiert wird. Unter seinen vielen großen Entdeckungen und Erfindungen wurde er auch als SI-Einheit für Kapazität verewigt. erging, oder F.