Рефераты. Життя і творчість Майкла Фарадея

Життя і творчість Майкла Фарадея

РЕФЕРАТ

Життя і творчість Майкла Фарадея

Перший етап життя

Майкл Фарадей народився 22 вересня 1791 року в Лондоні, в одному з найбідніших його кварталів. Його батько був ковалем, а мати -- дочкою землероба-орендаря. Квартира, в якій з'явився на світ і провів перші роки свого життя великий учений, знаходилася на задньому дворі і поміщалася над стайнями.

Коли Фарадей досяг шкільного віку, його віддали в початкову школу. Курс, пройдений Майклом, був дуже вузький і обмежувався тільки навчанням читанню, листу і початкам рахунку.

В декількох кроках від будинку, в якому жила сім'я Фарадєєв, знаходилася книжкова лавка, яка разом, з тим була і палітурним закладом. Сюди-то і потрапив Фарадей, закінчивши курс початкової школи, коли виникло питання про вибір професії для нього. Фарадею в цей час минуло тільки 13 років.

Саме собою розуміє, що, користуючись для читання таким випадковим джерелом, як палітурна майстерня, Фарадей не міг дотримуватися якої-небудь системи, а повинен був читати все, що попадеться під руку. Але вже в юнацькому віці, коли Фарадей тільки починав свою самоосвіту, він прагнув спиратися виключно на факти і перевіряти повідомлення інших власними дослідами. Ці прагнення виявлялися в ньому все життя як основні риси його наукової діяльності.

Фізичні і хімічні досліди Фарадей став проробляти ще хлопчиком при першому ж знайомстві з фізикою і хімією. Оскільки він не одержував за свою роботу в палітурній майстерні ніякої винагороди, то його засоби були більш ніж нікчемні, утворюючись з випадкового заробітку, що перепадав на його частку.

Деякі із замовників його господаря, що належали до наукового світу і відвідуючі палітурну майстерню, зацікавилися зрадженим науці учнем палітурника і, бажаючи дати йому можливість отримати хоч якісь систематичні пізнання в улюблених науках -- фізиці і хімії, -- влаштували йому доступ на лекції тодішніх учених, що призначалися для публіки.

Одного разу Майкл Фарадей відвідав одну з лекцій Хемфрі Деві, великого англійського фізика, винахідника безпечної лампи для шахтарів. Фарадей зробив докладний запис лекції, переплів її і відіслав Деві. Той був настільки уражений, що запропонував Фарадею працювати з ним як секретар. Незабаром Деві відправився в подорож по Європі і узяв з собою Фарадея. За два роки вони відвідали найбільші європейські університети.

Повернувшися до Лондона в 1815 році, Фарадей почав працювати асистентом в одній з лабораторій Королівського інституту в Лондоні. У той час це була одна з кращих фізичних лабораторій миру. З 1816 по 1818 рік Фарадей надрукував ряд дрібних заміток і невеликих мемуарів по хімії. До 1818 року відноситься перша робота Фарадея по фізиці, присвячена дослідженню співаючого полум'я.

За великим рахунком, цей період був для Фарадея лише підготовчою школою. Він не стільки працював самостійно, скільки вчився і готувався до тих блискучих робіт, які склали епоху в історії фізики і хімії.

12 червня 1821 року Майкл одружується на міс Бернард. Її сімейство було давно і дружньо знайомо з Фарадеямі; воно належало до тієї ж секти «зандеманів», членами якої був і Фарадей. З своєю нареченою Фарадей був в якнайкращих відносинах ще з дитинства. Одруження скоїлося без жодної пишноти -- відповідно характеру «зандеманства», рівно як і характеру самого Фарадея. Брак Фарадея був дуже щасливий. Незабаром після шлюбу Фарадей зробився головою общини «зандеманів».

Матеріальне положення його до цього часу також, було зміцнене, його вибрали доглядачем удома Королівського інституту, а потім директором хімічної лабораторії з відповідним змістом. Разом з тим це обрання давало йому тепер прекрасну можливість працювати для науки без жодних перешкод і утруднень.

Спираючись на досліди своїх попередників, він скомбінував декілька власних дослідів, а до вересня 1821 року Майкл надрукував «Історію успіхів електромагнетизму». Вже в цей час він склав цілком правильне поняття про єство явища відхилення магнітної стрілки під дією струму. Домігшися цього успіху» Фарадей на цілі десять років залишає заняття в області електрики, присвятивши себе дослідженню цілого ряду предметів іншого роду.

В тому ж році, ще працюючи над питанням про обертання магнітної стрілки під впливом струму, він випадково натрапив на явище випаровування ртуті при звичайній температурі. Пізніше Фарадей присвятив немало уваги вивченню цього предмету і, грунтуючись на своїх дослідженнях, встановив абсолютно новий погляд на єство випаровування. Тепер же він залишив це питання, захоплюючись все новими предметами досліджень. Так, незабаром він став займатися дослідами над складом сталі і згодом любив одаровувати своїх друзів сталевими бритвами з відкритого ним сплаву.

В 1823 році Фарадєєм було проведене одне з найважливіших відкриттів в області фізики -- він вперше добився зріджування газу і разом з тим встановив простий, але дійсний метод обігу газів в рідину.

В 1824 році Фарадей встановив, що світло впливає на колір скла, змінюючи його. Наступного року Фарадей знову звертається від фізики до хімії, і результатом його робіт в цій області є відкриття бензину і сірчано-нафталінової кислоти.

В 1831 році Фарадей опублікував трактат «Об особливого роду оптичному обмані», що послужив підставою прекрасного і цікавого оптичного снаряда, іменованого «хромотропом». В тому ж році вийшов трактат Фарадея «Про вібруючі пластинки».

Відкриття електромагнітної індукції

Дослідження в області електромагнетизму і індукційної електрики, складові найцінніший алмаз у вінці слави Фарадея, поглинули велику частину його життя і його сил. По своєму звичаю Фарадей почав ряд дослідів, які повинні були з'ясувати суть справи. На одну і ту ж дерев'яну качалку Фарадей намотав паралельно один одному дві ізольовані дроту; кінці одного дроту він з'єднав з батареєю з десяти елементів, а кінці іншої -- з чутливим гальванометром. Виявилося, що в той момент, коли в перший дріт пропускається струм, а також коли це пропускання припиняється, в другому дроті також збуджується струм, що має в першому випадку протилежний напрям з першим струмом і однакове з ним в другому випадку і що продовжується всього одна мить.

Ці вторинні миттєві струми, що викликаються впливом первинних індукцією, названі Фарадєєм індуктивними, і ця назва збереглася за ними досі. Будучи миттєвими, вмить зникаючи вслід за своєю появою, індуктивні струми не мали б ніякого практичного значення, якби Фарадей не знайшов спосіб за допомогою дотепного пристосування (комутатора) безупинно переривати і знову проводити первинний струм, що йде від батареї по першому дроту. Завдяки цьому в другому дроті безперервно збуджуються всі нові і нові індуктивні струми, що стають, таким чином, постійними. Так був знайдено нове джерело електричної енергії, крім раніше відомих (тертя і хімічних процесів), -- індукція, і новий вид цієї енергії -- індукційна електрика.

Ці відкриття спричинили за собою нові. Якщо можна викликати індуктивний струм замиканням і припиненням гальванічного струму, то чи не вийде той же результат від намагнічення і розмагнічування заліза?

Він проводить досвід такого роду: навкруги залізного кільця були обмотані дві ізольовані дроту; причому один дріт був обмотаний навкруги однієї половини кільця, а інша -- навкруги іншої. Через один дріт пропускався струм від гальванічної батареї, а кінці іншої були сполучені з гальванометром. І ось, коли струм замикався або припинявся і коли, отже, залізне кільце намагнічувалося або розмагнічувалося, стрілка гальванометра швидко коливалася і потім швидко зупинялася, тобто в нейтральному дроті збуджувалися всі ті ж миттєві індуктивні струми -- цього разу вже під впливом магнетизму. Таким чином, тут вперше магнетизм був перетворений на електрику.

Фарадей також помітив, що дія магніту виявляється і на деякій відстані від нього. Це явище він назвав магнітним полем.

Експериментальні дослідження по електриці

Перша серія

Властиве електриці напруги властивість створювати поблизу себе протилежний електричний стан отримала загальну назву індукції. Оскільки воно увійшло до наукової мови, назвою цією можна з повною підставою користуватися в такому ж загальному значенні і в тому випадку, якщо б електричні струми виявилися здатними переводити ту, що знаходиться в безпосередній близькості від них матерію в деякий особливий стан, який до того був байдужим. В цьому саме значенні я і припускаю використовувати цей термін в справжньому докладі.

Цілий ряд дій, що викликаються індукцією електричних струмів, був знайдений і описаний раніше, якось: намагнічення, досліди Ампера з тим, що підніс мідного диска до плоскої спіралі, повторення ним за допомогою електромагнітів чудових дослідів Араго і, можливо, деякі інші. Проте здавалося неймовірним, щоб цим вичерпувалися всі дії, які може проводити індукція струмів, тим паче, що у відсутності заліза майже всі ці явища відпадають, тоді як є незліченна безліч тіл, що знаходять певні явища індукції від електрики напруги, і тіла ці дотепер ще не були піддані дії індукції від електрики в русі.

Далі: чи приймемо ми прекрасну теорію Ампера або яку-небудь іншу, або в думках відмовимося від теорій, все ж таки представляється вельми надзвичайним, щоб, з одного боку, всякий електричний струм супроводився магнітною дією відповідної інтенсивності, направленою під прямим кутом до струму, і щоб в той же час в добрих провідниках електрики, поміщених в сферу цієї дії, зовсім не індукувався струм, не виникала яка-небудь відчутна дія, еквівалентна по силі такому струму.

Ці міркування і витікаюча з них як наслідок надія отримати електрику за допомогою звичайного магнетизму в різні часи спонукали мене експериментально вивчити індуктивну дію електричних струмів. Недавно я добився позитивних результатів, і при цьому не тільки виправдалися мої надії, але я отримав в руки ключ, який, як мені здається, відкриває двері до повного пояснення магнітних явищ Араго, а також до відкриття деякого нового стану, який, мабуть, грає велику роль в деяких найважливіших діях електричних струмів.

Ці результати я припускаю описати не в тому порядку, в якому вони були отримані, а так, щоб дати саме стисле утворення їх в цілому.

Про індукцію електричних струмів

Близько двадцяти шести футів мідного дроту діаметром в одну двадцяту дюйма було намотане на дерев'яний циліндр у вигляді спіралі; окремі витки спіралі оберігалися від торкання прокладеним між ними тонким шнурком. Ця спіраль була покрита коленкором, а потім таким же способом був навитий другий дріт. Цим шляхом були навито одна на одну дванадцять спіралей завдовжки в середньому по двадцять сім футів дроту кожна, і все в одному напрямі. Перша, третя, п'ята, сьома, дев'ята і одинадцята спіралі були сполучені кінець з кінцем так, що утворили одну загальну катушку; інші були сполучені таким же способом; таким чином вийшли дві основні, тісно переплетені один з одним спіралі, мають однаковий напрям, ніде не дотичні і містять кожна по сто п'ятдесят п'ять футів дроту.

Одна з цих спіралей була сполучена з гальванометром, інша -- з добре зарядженою гальванічною батареєю з десяти пар пластин в чотири квадратні дюйми кожна, причому мідні пластини були подвійні; проте не вдалося спостерігати анінайменшого відхилення стрілки гальванометра.

Була виготовлена подібна ж складова катушка, що складається з шести відрізків мідного дроту і шести відрізків дроту з м'якого заліза. Отримана таким чином залізна катушка містила двісті чотирнадцять футів дроту, а мідна -- двісті вісім; проте, незалежно від того, як проходив струм батареї: через мідну або через залізну катушку, -- гальванометром не вдавалося знайти ніякої дії на іншу катушку.

В цих, як і багатьох подібних, дослідах між залізом і іншими металами не було знайдено ніякої різниці у дії.

Двісті три фути мідного дроту в одному шматку були намотано на великий дерев'яний барабан; інші двісті три фути такого ж дроту були прокладено у вигляді спіралі між витками першої обмотки, причому металевий контакт був скрізь усунений за допомогою шнурка. Одна з цих спіралей була сполучена з гальванометром, а інша -- з добре зарядженою батареєю із ста пар пластин в чотири квадратні дюйми з подвійними мідними пластинами. При замиканні контакту спостерігалася раптова, але дуже слаба дія на гальванометр, і подібна ж слаба дія мала місце при розмиканні контакту з батареєю. Але надалі, при проходженні гальванічного струму по одній із спіралей, не вдавалося знайти відхилення гальванометра або іншої дії на другу спіраль, схожого на індукцію, хоча потужність батареї і була явно велика, про що можна було судити по нагріванню всієї приєднаної до неї спіралі і по яскравості розряду, якщо він пропускався через деревне вугілля.

Страницы: 1, 2, 3