Maiklas Faradėjus — biografija: elektromagnetizmo ir elektrochemijos pionierius

Maiklas Faradėjus — nuo kalvio sūnaus iki elektromagnetizmo ir elektrochemijos pionieriaus: išradė elektros variklį, atrado benzeną ir pakeitė mokslo istoriją.

Maiklas Faradėjus (Michael Faraday, 1791 m. rugsėjo 22 d. Niuington Butts, Surėjaus grafystė - 1867 m. rugpjūčio 25 d. Hampton Court, Surėjaus grafystė) – kalvio sūnus, tapęs vienu įtakingiausių ir žymiausių XIX a. mokslininkų. Iš skurdžių šeimos aplinkybių prasidėjusi jo karjera – nuo bačkelės lipdymo ir knygų įrišimo iki eksperimentinės fizikos ir chemijos viršūnių – yra klasikinis pavyzdys, kaip autodidaktas gali pakeisti mokslo raidą.

Ankstyvieji metai ir mokslinė karjera

Faradėjus gavo tik ribotą formalų išsilavinimą: vaikystėje jį nuvedė į vietinę mokyklą, kad išmoktų skaityti ir rašyti. Vietos vikaras, matydamas jo gabumus, padėjo apmokėti mokslą. Jaunystėje Faradėjus išmoko amatų dirbtuvėje, dirbo knygų įrišinėtoju ir skaitė daug mokslo knygų – taip užsiaugino savarankišką mokslinį pagrindą.

Karjeros posūkis įvyko, kai jis tapo asistentu ir laboratorijos padėjėju sero Humphrey Davy Karališkajame institute. Vėliau Faradėjus tapo Karališkosios draugijos nariu ir buvo apdovanotas Karališkuoju, Koplio ir Rumfordo medaliais. Nepaisant to, kad jis neturėjo aukštojo mokslo matematinio išsilavinimo, jo eksperimentinė intuicija ir kruopštūs laboratoriniai tyrimai padarė jį vienu įtakingiausių mokslininkų istorijoje.

Pagrindinės mokslinės idėjos ir išradimai

Tais laikais, kai jis gyveno, tokie mokslininkai dažnai vadinti gamtos filosofais. Faradėjus savo darbuose pastebimai pakeitė požiūrį į elektrą ir magnetizmą. Jis tyrė, kaip laidu tekanti elektra gali veikti kaip magnetas ir atvirkščiai – nustatė ryšius, kurie vėliau sudaro elektromagnetizmo pagrindą. Jo atradimai padėjo suprasti, kad kintantis magnetinis laukas sukuria elektros srovę – tai dabar žinoma kaip elektromagnetinė indukcija (Faradėjaus indukcijos dėsnis).

Faradėjus taip pat daug prisidėjo prie elektrochemijos: jis formulavo du pagrindinius elektrolizės dėsnius, kurie nurodo medžiagos kiekybinius santykius elektrolizės metu. Būtent jo darbai padėjo suprasti, kaip elektra keičia chemines medžiagas ir kaip šį procesą galima naudoti praktikoje.

Konkrečios atradimai ir jų reikšmė

• Elektromagnetinė rotacija ir elektrinis variklis: Faradėjus 1821 m. sukūrė pirmuosius elektromagnetinius sukamus įtaisus, kuriuos dažnai laiko pirmųjų elektros variklių prototipais. Šie prietaisai parodė, kad elektra ir magnetizmas gali sukelti mechaninį judesį.
• Elektromagnetinė indukcija (1831 m.): atradimas, kad kintantis magnetinis laukas indukuoja elektrinę srovę laiduose. Tai fundamentali sąvoka, ant kurios remiasi generatoriai ir transformatoriai.
• Faradėjaus efektas: jis įrodė, kad magnetizmas gali paveikti šviesos poliarizaciją – tai pirmasis žinomas suvokimas apie tiesioginį ryšį tarp magnetinių laukų ir optinių reiškinių.
• Laiko ir lauko samprata: Faradėjus įvėrė idėją apie „jėgos linijas“ arba „linijas“, kurios vizualizuoja lauko kryptį ir stiprumą – sąvoka, kuri turėjo didelę įtaką Džeimso Klerko Maksvelo teorijoms.
• Faradėjaus skydas (Faraday cage): eksperimentai, rodantys, kad laidus tinklas gali apsaugoti vidų nuo išorinių elektrinių laukų, vėliau turėjo plačias praktines taikymo sritis.

Cheminiai tyrimai ir terminologija

Kaip chemikas Faradėjus atliko svarbius atradimus: jis atrado benzeną, prisidėjo prie organinės chemijos žinių plėtros, taip pat kūrė laboratorinius įrenginius ir metodus. Jis išrado ankstyvojo tipo Bunseno degiklį ir supažindino plačiąją mokslinę bendruomenę su tokiais terminais kaip anodas, katodas, elektrodas ir jonas – kai kurias sąvokas jis įvedė arba jas išpopuliarino, padėdamas sugriežtinti elektrocheminių procesų aprašymą.

Profesorystė, visuomeninė veikla ir paveldas

Faradėjus buvo pirmasis Fullerio chemijos profesorius Didžiosios Britanijos Karališkajame institute, kuriuo buvo paskirtas iki gyvos galvos. Jis taip pat buvo Karališkojo instituto direktoriumi po sero Humphrey Davy. Faradėjus buvo žinomas ne tik kaip tyrėjas, bet ir kaip puikus mokslo populiarintojas: ilgus metus vedė Karališkojo instituto paskaitas, tarp jų ir garsiuosius Kalėdinius skaitymus vaikams ir plačiajai visuomenei.

Toliau plėtojant jo palikimą, vėlesni mokslininkai – ypač Džeimsas Klerkas Makswellas – formalizavo Faradėjaus eksperimentines idėjas matematiškai. Albertas Einšteinas vertino Faradėjaus indėlį: ant savo kabineto sienos jis laikė Faradėjaus nuotrauką šalia Izaoko Niutono ir Džeimso Klerko Maksvelo atvaizdų.

Asmenybė ir paskutinieji metai

Faradėjus buvo religingas – priklausė sandemitų (Sandemanian) bendruomenei – ir dėl to atsisakė kai kurių garbės titulų, įskaitant riterystę. Savo mokslinius darbus jis atliko nuosekliai, kruopščiai fiksuodamas eksperimentų rezultatus. Dėl sveikatos problemų jis palaipsniui mažino veiklą ir 1858 m. iš dalies pasitraukė iš aktyvios laboratorinės veiklos. Mirė 1867 m., palikęs gilų poveikį tiek fizikai, tiek chemijai.

Paveldas ir įtaka

Faradėjaus vardu pavadinta daugiau svarbių terminų ir objektų: elektros talpos matavimo vienetas – faradas, Faradėjaus konstanta elektrochemijoje, daugybė mokslinių institutų ir vietovių. Jo eksperimentiniai metodai ir aiškūs, vaizdiniai paaiškinimai padėjo formuoti modernus mokslinį mąstymą ir suteikė praktinį pagrindą elektros technologijoms. Būtent jo darbai leido elektrai tapti nebe vien tik laboratoriniu reiškiniu, o technologiniu varikliu – nuo variklių iki generatorių ir elektros tinklų.

Santrauka: Maiklas Faradėjus – išskirtinio eksperimentinio talento mokslininkas, kurio darbai elektromagnetizmo, elektrochemijos ir chemijos srityse pakeitė mokslinį pasaulį ir atvėrė kelią moderniai elektros technikai.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas buvo Maiklas Faradėjus?

K: Kaip Faradėjus įgijo išsilavinimą?

K: Kokius apdovanojimus gavo Faradėjus?

K: Kokius atradimus, susijusius su elektra, padarė Faradėjus?

Klausimas: Kokius išradimus sukūrė Faradėjus?

K: Kur Albertas Einšteinas laikė Michaelio Faradėjaus nuotraukas?

Paieška pagal raidę