Майкл Фарадей – первооткрыватель электромагнитного поля, физик-экспериментатор, химик. Создатель первой модели электродвигателя и трансформатора.
Будущий первооткрыватель электромагнитной индукции родился 22 сентября 1791 года в небольшом городке Ньюингтон-Баттс, рядом с Лондоном в семье кузнеца Джеймса Фарадея. Образовательные учреждения мальчику заменил лондонский книжный магазин французского эмигранта Рибо, куда Майкла устроили работать посыльным.
Попав в магазин Рибо, Майкл получил возможность читать многочисленные книги, наиболее интересными из которых считал научные, а со временем он сосредоточился на работах, посвященных химии, физике и электричеству.
Вскоре ему самому захотелось провести эксперимент, чтобы убедиться, что в книге все описано правильно. Он придумал первый источник тока, который получил название «Лейденская банка». Поддержку Майкл нашел в лице отца и брата.
Удостоверившись, что мальчик справляется с должностью посыльного, Рибо научил его переплетному делу.
В 1810-м, в возрасте 19-ти лет молодой человек вступил в философский клуб, и постоянно присутствовал на лекциях по астрономии и физике, которые проводили британские светила науки в Королевском институте, библиотеках и даже собственных домах. Эпоха Просвещения еще не подошла к концу, и миссию приобщать простых граждан к достижениям науки многие ученые считали священной.
Майкл Фарадей не боялся высказывать свое мнение по поводу предмета лекций, и именно этим обратил на себя внимание членов ученого сообщества. Один из постоянных покупателей книжной лавки – Уильям Денс, подарил Фарадею билет, дававший право посещать лекции по физике и химии, которые читал Гемфри Дэви. Дэви в свое время основал электрохимию, открыл такие химические элементы, как Кальций, Калий, Натрий, Бор, Барий.
Позаимствовав у брата, неплохо зарабатывавшего кузнечным делом, несколько шиллингов, Майкл Фарадей посетил и старательно законспектировал тринадцать лекций философа и серебряных дел мастера Джона Тейтума, посвященных электричеству. Конспекты этих лекций общим объемом в 300 страниц, богатые рисунками гальванических батарей и простейших электрических приборов, хранятся в Королевском институте Великобритании.
Когда цикл выступлений Тейтума закончился, а научный голод Фарадея остался неутоленным, молодой переплетчик стал посещать лекции Гемфри Дэви. Фарадей тщательно записал лекции Дэви, потом сделал для них красивый переплет и отправил автору в подарок. В сопроводительном письме к подарку он попросил ученого найти для него любую работу в Королевском институте.
Дэви не остался равнодушным к талантливому юноше, и спустя некоторое время Майкла приняли лаборантом в химическую лабораторию. На тот момент Фарадею исполнилось 22 года, и он имел только начальное образование.
«Когда понадобятся какие-либо инструменты или приборы, — наблюдать за их осторожной переноской из модельной, кладовой и лаборатории в аудиторию; чистить их и, по минованию надобности, снова доставлять на место. Докладывать руководителю о повреждениях и для этой цели вести постоянный журнал. Один день в неделю заниматься чисткой моделей в „Репозиториуме“ и не реже одного раза в месяц чистить и обтирать пыль со всех инструментов в стеклянных ящиках», — так звучали обязанности Фарадея в 1813 году.
Помощником у Дэви он проработал несколько лет, совершив вместе с ученым долгое путешествие по Европе: три года Майкл помогал старшему коллеге готовить выступления в разных городах континента, а также — неизбежно — отвечал за бытовую сторону поездки. За это время Майкл узнал многих светил науки – Жозефа Луи Гей-Люссака, Андре-Мари Ампера, Алессандро Вольта.
Когда Майкл Фарадей сумел сконструировать собственное устройство, ставшее первым в мире электромотором, Гемфри Дэви поспешил избавиться от ученика, который вот-вот превзойдет учителя. Майкла отправили в стеклодувную мастерскую, чтобы он раскрыл секрет знаменитого баварского стекла — будучи ответственным работником, он потратил многие месяцы на безуспешные эксперименты.
В 1816-м Фарадей выпустил свою первую печатную книгу, спустя три года его копилка насчитывала сорок печатных работ. Все эти работы посвящались химии.
В 1820-м ученый проводил многочисленные эксперименты с металлами, и оказалось, что если в сталь добавить никель, то такой сплав не окисляется. В то время металлурги не отреагировали на открытие Фарадея, а нержавеющая сталь появилась намного позже. В 1820-м Майкл получил должность технического смотрителя Королевского института. Спустя год ученый немного отошел от химии, и все свое время посвящает физике. В то время его уже воспринимали как состоявшегося ученого, его слово имело вес среди других представителей научного сообщества. Он издал статью, в которой описывал принцип действия электродвигателя, ставшего началом для промышленной электротехники.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
В 1820-м ученый начал ставить опыты, чтобы выяснить, как взаимодействует электричество и магнитное поле. На то время уже существовало понятие «источник постоянного тока», описанное Вольтом, знали, что такое электрическая дуга, электролиз и электромагнит. В это время происходит бурное развитие электростатики и электродинамики, широко известными были результаты опытов Савара, Био, Лапласа, касающиеся магнетизма и электричества. Напечатали научный труд Ампера по исследованиям электромагнетизма.
Опыт Фарадея — электромагнитная индукция
В 1821-м Фарадей опубликовал свой труд под названием «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма». В нем освещались результаты опытов с использованием магнитной стрелки, которая вращается вокруг одного полюса. По сути дела ученый доказал, что электрическая энергия может запросто превращаться в механическую.
Он стал создателем самого примитивного, но зато самого первого электрического двигателя. Триумф Фарадея был испорчен жалобой Уильяма Волластона, первооткрывателя Родия, Палладия, автора гониометра и рефрактометра. Он пожаловался Дэви на его ученика Майкла, обвинив последнего в краже его открытия. Уильям утверждал, что именно он открыл вращающуюся магнитную стрелку. История вышла скандальной, причем профессор выступил в поддержку Волластона. Чтобы прояснить ситуацию, Майклу пришлось лично встретиться с Уильямом, и разъяснить тому свою позицию. Самолюбие Волластона было удовлетворено, он больше не высказывал никаких претензий к Фарадею. Зато после этого Майкл перестал относиться к Дэви с прежним доверием, хотя профессор всегда утверждал, что это он открыл миру ученого Фарадея.
В 1823-м Фарадея избрали членом-корреспондентом в Парижскую Академию наук. В начале 1824 года Майкл пополнил ряды членов Лондонского королевского общества. Во время голосования Дэви был в числе противников. Спустя год Фарадея назначили на место профессора Дэви, и он возглавил лабораторию физики и химии Королевского института.
Вернуться в Лондонское королевское общество и продолжить исследовать природу электричества он смог только после смерти Дэви в 1829 году.
Лишь после этого Майкл Фарадей наконец сумел показать миру все то, что было в его бумагах, все те открытия, которые он доказал многочисленными экспериментами. 1830-е годы стали пиком его карьеры, моментом наибольшего признания: Фарадей открыл электромагнитную индукцию и, соответственно, смог вызвать движение предметов с помощью электрического тока.
Появление электрогенератора стало сенсацией в научном мире. Основываясь на простейших катушках британского исследователя-энтузиаста, ученые по всему свету принялись строить более совершенные генераторы. Спустя считанные десятилетия это привело к полному приручению электричества, изменившему жизнь всей планеты.
Сам Майкл Фарадей, не имея полноценного образования и не обладая достаточной математической грамотностью, не мог развивать свои открытия и теоретизировать их. Эксперименты — вот чему он был предан без остатка, но для подлинного прорыва одних описаний наблюдаемых явлений недостаточно. Сформулировать фарадеевские открытия и придать им форму настоящих научных постулатов будет суждено Джеймсу Максвеллу.
В 1832-м Фарадей получил свою первую награду – медаль Копли.
Майклу принадлежит первенство в создании первого трансформатора, он открыл такое понятие, как «Диэлектрическая проницаемость». В 1836-м, после целого ряда опытов и исследований, он сумел доказать, что заряд тока воздействует исключительно на оболочку, покрывающую проводник, а объекты, которые внутри этой оболочки, остаются нетронутыми.
ОТКРЫТИЯ И ТРУДЫ
Опыты известного ученого коснулись не только физики. В 1824-м он стал первооткрывателем изобутилена и бензола, ему принадлежит открытие формулы жидкой формы хлора. Благодаря разработкам Фарадея появился диоксид углерода, сероводород, этилен, аммиак, диоксид азота и гексахлоран.
В 1835-м ученый почувствовал себя хуже. Причиной недомогания мог быть тесный контакт ученого с парами ртути, используемой для опытов. После выздоровления он проработал совсем мало, и снова заболел. В 1840-м состояние его ухудшилось, он почувствовал слабость, у него случилась кратковременная потеря памяти. На этот раз ученый выздоравливал целых четыре года. Доктора советовали ему сменить обстановку, и в 1841-м Фарадей отбывает в Европу.
Майкл Фарадей бедствовал всю жизнь. Его доходом была крошечная пенсия в 22 фунта в год. В 1841-м общественность обратилась к премьер-министру Уильяму Лэму, и он вынужден был подписать указ о назначении ученому более достойной пенсии – 300 фунтов в год.
В 1845-м ученый порадовал мировую общественность несколькими новыми открытиями. Так появился знаменитый «эффект Фарадея», который демонстрировал как изменяется плоскость поляризованного света в магнитном поле. Ему принадлежит и открытие диамагнетизма.
Фарадей часто получал просьбы от правительства Англии, заключавшиеся в необходимости решить тот или иной технический вопрос. Майкл занимался решением проблемы освещения маяков, придумывал способы, как бороться с коррозией на кораблях, выступал в качестве судебного эксперта. Добродушный и миролюбивый, Фарадей наотрез отказался разрабатывать химическое оружие, которое хотели применить во времена Крымской войны по отношению к России.
В 1848-м Майкл получил настоящий королевский подарок. Это был дом Хэмптон-Корт, располагавшийся на левом берегу реки Темзы. Королева Британии Виктория сама оплачивала содержание дома и все налоги. В 1858-м, когда ученый отошел от дел, он поселился в этом доме.
Фарадей часто и серьезно болел. В те месяцы, когда болезнь не так сильно донимала его, он возобновлял работу. В 1862-м он выступил с гипотезой движения спектральных линий в магнитном поле, но ничем ее не подтвердил. Доказать правильность этой теории удалось только в 1897-м, ученому Питеру Зееману. Это открытие принесло ему Нобелевскую премию 1902 года. Питер честно признался, что автор идеи – Фарадей.
НАУЧНЫЕ ТРУДЫ
- Силы природы и их соотношения
- Силы материи и их взаимоотношения
- Избранные работы по электричеству
- Экспериментальные исследования по электричеству, в трёх томах
За всю свою жизнь Майкл поставил порядка тридцати тысяч научных экспериментов. Он прославился своей педантичностью и трудолюбием, современники звали его «королем экспериментаторов». Фарадей тщательно записывал ход и результаты всех своих опытов в дневник. Таких дневников накопилось несколько десятков, они увидели свет в 1931 году.
По материалам сайтов: Вокруг света, Биограф
