Michael Faraday

1. Michael Faraday (1791-1867)

2. MUNKÁSSÁGA • Angol fizikus és vegyész • Kísérleteivel nagyban hozzájárult az elektromágnesesség megértéséhez. • Elsőként állított elő mágneses térrel elektromos áramot, • Megalkotta az első elektromotort és áramgenerátort • Kimutatta az elektromosság és a kémiai kötések kapcsolatát • Felfedezte a mágnesség hatását a fényre • Felfedezte a diamágnességet • Az ő kísérleteire és részben elméleti eredményeire alapozta elektromágneses elméletét James Clark Maxwell.

3. GYEKKORA: • Apja kovácsmester • Négy gyermekes szegény család sarja • A kis keresztény Sandeman-felekezethez tartoztak (Faraday egész élete során hű maradt ehhez a közösséghez. Írni, olvasni, számolni a vasárnapi egyházi iskolában tanult meg.) • Gyermekkorában dolgozott, (újságkihordó volt egy könyvkereskedő és könyvkötő mellett), • 14 éves korától ugyanitt könyvkötőtanonc. • Rendszeresen olvasta a kötésre hozott könyveket, (különösen megragadta az Encyclopaedia Britannica elektromosságáról szóló cikke.) • Mindenféle kacatokból elektrosztatikus generátort épített, és elektrokémiai kísérleteket is végzett

4. TANULMÁNY • Londonban meghallgatja Sir Humphry Davy kémiai előadásait • Az előadásokról készített bekötött jegyzeteit elküldte Davynek, • Állást is kért tőle. (Akkor nem volt üres hely) • később laboratóriumi asszisztensi állást ajánlott fel neki. (Davy a kor legnagyobb kémikusai közé tartozott, de legnagyobb felfedezés Faraday volt.) • 1812-től 1820-ig tanult Davy mellett. (Ezalatt mindenkinél képzettebb vegyésszé vált) • Nagy gyakorlatot szerzett a kémiai analízisben és a laboratóriumi technikákban, • Kialakultak elméleti nézetei. Felfedezések sorával lepte meg a tudományos világot.

5. A KÉMIKUS: • Kémiai analitikusként bírósági szakértő (a díjakból a Royal Institution támogatására is jutott.) • 1820-ban elsőként állított elő szén-klór vegyületeket (C2Cl6-ot és C2Cl4-et) (az etiléngázban a hidrogént klórral helyettesítette) ezek voltak az első helyettesítési reakciók). 1825-ben izolálta és írta le a benzolt.

6. A FIZIKUS: • A londoni Royal Society megbízásából a teleszkópokban alkalmazott optikai üveg minőségének javításán fáradozott, (rendkívül nagy törésmutatójú üveget állított elő), • ez vezette el 1845-ben a diamágnesség felfedezéséhez. • 1821-ben megnősült • Royal Institution állandó munkatársa lett • Megkezdte a fizikát forradalmasító kutatásait, az elektromos és mágneses jelenségek vizsgálatát.

7. KÖVETKEZTETÉSEI: • H. C. Řrsted 1820-ban felfedezte, hogy egy huzalon átfolyó áram mágneses teret kelt a huzal környezetében. • André-Marie Ampčre megmutatta, hogy a huzal körül henger alakú mágneses tér alakul ki. (Ilyen körkörös erőt korábban nem észleltek.) • Faraday ismerte fel elsőként ennek következményeit: első elektromotor(olyan szerkezetet, amely az elektromos energiát mechanikai energiává alakítja át.)

8. Elektromotor:

9. Próbálkozások: • Faradayt foglalkoztatni kezdte az elektromosság természete. • (Kortársai úgy vélték, hogy az elektromosság anyagi fluidum, amely úgy folyik a huzalban, mint a víz a csőben.) • Faraday rezgésnek vagy erőnek képzelte el az áramot, amely valahogyan a vezetőben keltett feszültségek révén továbbítódik. • Az 1820-as években megpróbálta kísérletileg igazolni ezt az elképzelést, de próbálkozásai eredménytelenek maradtak.

10. Chladni-ábrák • 1831 tavaszán a hang elméletével (másik rezgési jelenség) kezdett foglalkozni C. Wheatstone társaságában. Különösen elbűvölték a Chladni-ábrák:

11. (ezek a minták a vaslemezre szórt könnyű porban alakulnak ki, ha a lemezt egy hegedűvonóval rezgésbe hozzák.) • Még inkább megragadta az a megfigyelés, hogy a minták úgy is előállíthatók egy lemezen, hogy egy másik lemezt rezgetnek meg a közelében.(Ez az akusztikus indukció húzódik meg Faraday leghíresebb kísérlete mögött.)

12. (…) • (1831. augusztus 29-én egy vastag vasgyűrű egyik oldalára szigetelt huzalt tekercselt, és ezt egy telephez kötötte. A gyűrű másik oldalára tekercselt huzalhoz galvanométert kapcsolt. Arra számított, hogy a telepre kapcsolt áramkör zárásakor "hullám" keletkezik, és ennek a hatására a második áramkörben a galvanométer kitér. Zárta az első áramkört, örömmel és megelégedéssel látta a galvanométer mutatójának kilendülését. Az első, primer tekercs áramot indukált a második, szekunder tekercsben. Az áramkör megszakításakor viszont Faraday meglepetéssel tapasztalta a galvanométer mutatójának ellenkező irányú kimozdulását. Valamiért az áram kikapcsolása is áramot indukált a szekunder körben, ennek a nagysága egyenlő, iránya ellentétes volt az eredeti áraméval. Faraday ennek a jelenségnek az alapján vetette fel a huzalban levő részecskék "elektrotonikus" állapotának a létezését; ezt egyfajta feszültségállapotnak tekintette. Úgy vélte, az áram képes ilyen feszültség létrehozására és megszüntetésére. Ámbár nem talált bizonyítékot az elektrotonikus állapot létezésére, de teljesen sohasem adta fel ezt az elképzelést, s ez kihatott legtöbb későbbi munkájára)

13. Áramgenerátor • Faraday 1831 őszén megpróbálta meghatározni az indukált áram keletkezésnek módját. • Felfedezte, hogy egy állandó mágnes ki-be mozgatásának hatására a tekercsben áram indukálódik. Hamarosan felfedezte a mágnesekkel való áramkeltés törvényét: az áram nagysága a vezető által időegység alatt átmetszett vonalak számától függ. • Azonnal felismerte, hogy egy erős mágnes pólusai közé helyezett rézkorong forgatásával – (ha a korong peremére és a közepére vezetékeket kötnek) – folyamatosan lehet áramot előállítani. • (Első áramgenerátor, az elektromotor elődje).

14. Eredményeit a tudományos világ elé tárta • Sokan kételkedtek abban, hogy az elektromosság különböző észlelt megjelenései azonosak-e. • 1832-ben megkezdett kísérleteitől azt várta: igazolni fogják, hogy különböző elektromosságoknak pontosan azonosak a tulajdonságai, ugyanazokat a hatásokat váltják ki • A problémában elmélyülve két meglepő felfedezésre jutott: • ----1 Az elektromos erők nem a távolból hatva okozzák a molekulák felbomlását, hanem az váltja ki, hogy az elektromosság folyékony vezető közegen halad át. • ----2 A bomlás mértéke egyszerű kapcsolatban áll a folyadékon áthaladó elektromosság mennyiségével.

15. Törvényei: • Kísérletei alapján fogalmazta meg Faraday az elektrokémia két alaptörvényét. • ----1 Az elektrolitikus cella elektródjain kiváló anyag mennyisége egyenesen arányos a cellán áthaladó elektromosság mennyiségével. • ----2 A második törvény szerint egy adott mennyiségű elektromosság hatására kivált különböző elemek mennyiségei úgy aránylanak egymáshoz, mint kémiai egyenértéksúlyaik.

16. Új elmélet: • Faraday 1839-re megalkotta az elektromos hatás új, általános elméletét. (Az elektromosság, bármi is az, feszültségeket hoz létre az anyagban. A feszültségek erősödése, gyengülése, újabb erősödése hullámszerűen halad előre a közegben, az ilyen anyagok a vezetők. A szigetelők részecskéi rendkívüli mennyiségű feszültséget képesek elviselni. A szigetelőben az elektrosztatikus töltés egyszerűen a felhalmozódott feszültség mértéke. Minden elektromos hatás a testekben előidézett feszültségek következménye. )

17. Utolsó évek: • 1839-tól egészsége megromlott. (6 évig nem végez alkotómunkát). • Faraday kezdettől hitt a természet erőinek egységében. • Egy ismeretterjesztő előadásában fogalmazta meg először, hogy a pontszerű atomokhoz társuló elektromos és mágneses erővonalak tulajdonképpen azt a közeget jelenthetik, amelyben a fényhullámok terjednek. • Évekkel később Maxwell erre a feltevésre építette elektromágneses térelméletét.

18. Utolsó sikerek: • 1845-től ismét régi problémája, a feltételezett elektrotonikus állapotok foglalkoztatták. • Kísérletei ezúttal sem jártak sikerrel. • Egy ifjú skót, William Thomson (a későbbi Lord Kelvin) azt javasolta Faradaynek, hogy inkább a mágneses erővonalakkal kísérletezzék • Faraday megfogadta a javaslatot. • Az 1820-as években általa kifejlesztett, nagy törésmutatójú optikai üvegen síkpolarizált fényt bocsátott át, majd bekapcsolt egy elektromágnest, amelynek erővonalai párhuzamosak voltak a fénysugárral. A kísérlet sikeres volt. - • Faraday ezúttal is felfigyelt egy váratlan eredményre. A fény irányát megfordítva a rotáció iránya nem változott, ebből helyesen arra következtetett, hogy a feszültség nem az üveg molekuláiban, hanem a mágneses erővonalakban jelentkezik. -

19. Paramágneses, Diamágnesesnek elnevezése. (paramágneses anyagok a környezetüknél jobban, a diamágnesesek rosszabbul vezetik a mágneses erővonalakat.) • 1850-re Faraday radikálisan új tér- és erőfelfogást alakított ki. (A tér nem "semmi", nem a testek és erők puszta helye, hanem olyan közeg, amely képes az elektromos és mágneses erők hatásainak fenntartására. Az energiák nincsenek azokba a részecskékbe szorítva, melyekből kilépnek, inkább a részecskéket körülvevő térben találhatók meg. ) • Maxwell később elismerte, hogy saját, az elektromos és mágneses tereket leíró elméletének alapötletei Faradaytől erednek, ő a klasszikus téregyenletekkel csak matematikai formába öntötte Faraday elképzeléseit

20. 1850-es évek közepén elméje hanyatlani kezd, (időnként még végzett kísérleteket.) • A Royal Society visszautasította negatív eredményeinek közlését. Faradayn • Aggkori gyengeség vett erőt rajta • Viktória királynő a tudománynak szentelt élete jutalmául egy házat adott neki használatra Hampton Courtban, • A lovagi címet is felajánlotta. • Faraday a házat hálásan elfogadta, de a lovagi rangot visszautasította, (élete végéig egyszerűen Mr. Faraday szeretne maradni.).

21. Emlékek róla: • A londoni Highgate temetőben nyugszik

22. Művei: • Chemical Manipulation (Kémiai műveletek; 1827), • Experimental Researches in Electricity (Az elektromosság kísérleti vizsgálata; 1839–55), • A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle (Hat előadás egy gyertya kémiai történetéről; 1861). • Halála után jelent meg az On the Various Forces in Nature (A természet különféle erőiről; 1873) c. kötete.

23. VÉGE • Készítette: Zelei Csenge • 2006. 06. • 10a •  • Bibliográfia: internetes oldalak