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Michael Faraday, FRS (Newington Butts bei London, 22. September 1791 - Biene Hampton Court Palace, 25. August 1867) war ein britisch Natur- und Chemiker. der Physiker William Henry Bragg, Gewinner des Nobelpreis in 1915Faraday charakterisierte sich wie folgt: "Prometheus hat, heißt es, uns Menschen Feuer gegeben; Faraday verdanken wir den Strom".
Biografie
Faraday war der dritte Sohn von James Faraday, einem armen Mann Hufschmied, und Farmers Tochter Margaret Hastwell und wurde geboren in Newington Butts, Surrey (jetzt ein Bezirk in Südlondon). Er stammte aus einer Familie mit vier Kindern. Vor Michaels Geburt lebten seine Eltern mit der älteren Schwester Elisabeth (1787-1847) und Bruder Robert (1788-1846) in dem kleinen Dorf Outgill im damaligen Landkreis Westmorland Im Norden Englands.
Aber zum Zeitpunkt der Französische Revolution Das Geschäft ging schlecht und die Familie Faraday musste umziehen und beschloss, in der Nähe zu bleiben London live zu gehen. Pater Faraday fand Arbeit beim Hardware-Händler James Boyd in London Westende. Nach Michael wurde die Familie um eine Tochter, Margaret (1802-1862), erweitert. Seine streng religiöse Familie gehörte zu einer kleinen christlichen Gemeinde, der Sandemanen, der als engagierter Christ Faraday zu Lebzeiten die nötige geistliche Unterstützung gegeben hat.
Mit nur der Grundschule trat er im Alter von dreizehn Jahren als Lehrling in die Schule ein Buchbinder George Riebau in der Blandford Street arbeitet. Dort wurde er von der Wissenschaft fasziniert. Er nutzte seine freien Stunden, um die Bücher, die er zur Hand hatte, durchzulesen, vor allem über Physik und Chemie. Er untersuchte die Phänomene, die er auf diese Weise kennengelernt hatte, in allen möglichen Experimenten.
Er wurde Mitglied einer wissenschaftlichen Vereinigung, der Stadtphilosophische Gesellschaft in London, das jede Woche Vorträge, Debatten und Experimente organisierte. Faradays erster Vortrag befasste sich mit der Natur der Elektrizität.
Wissenschaftlicher Werdegang
Von seinem Chef ermutigt, besuchte Michael die Königliche Institution vier Colleges des englischen Chemikers in London Humphry Davy, Vorsitzender des königliche Gesellschaft, und John Tatum. William Dance, einer von Riebaus Kunden, hatte ihm Karten geschenkt, nachdem Dance erfahren hatte, dass sich der junge Faraday für Wissenschaft interessierte.
Er führte genaue Aufzeichnungen über jeden Vortrag und fügte schematische Zeichnungen und Grafiken hinzu. In der Hoffnung, eine Stelle im Institut zu bekommen, schickte er Davy die ordentlich gebundenen Notizen. Faraday wurde zunächst abgelehnt, da Davy bereits einen Assistenten hatte. Aber nachdem er wegen Fahrlässigkeit gefeuert wurde, musste Davy nach einem Ersatz suchen.
Zu seiner großen Freude wurde Faraday 1813 von Davy gebeten, sein persönlicher Assistent zu werden. Obwohl das Gehalt niedriger war als das, was er in der Buchhandlung verdiente, ergriff er die Gelegenheit mit beiden Händen. Ein Jahr nach seiner Ernennung begleitete er Sir Humphry und Lady Davy auf einer großen Europatournee und besuchte Länder wie Frankreich, die Schweiz, Italien und später Belgien. Während der Reise traf er einige der größten Wissenschaftler Europas, wie den italienischen Physiker Alessandro Volta, der französische Physiker und Mathematiker André-Marie Ampère und der französische Chemiker Nicolas-Louis Vauquelin.
Zurück in London beschloss Faraday, zusätzlich zu seiner Arbeit als Assistent von Davy, eigene Recherchen anzustellen. Aufgrund seiner Tätigkeit im Bereich Elektromagnetismus er wurde 1824 gewählt Fellow der Royal Society und im folgenden Jahr – als Nachfolger von Davy – Direktor der Royal Institution in London. Im Labor dieses Instituts machte er viele Entdeckungen und gab auch seine renommierten Weihnachtsvorträge.
Neben seiner Arbeit an der Royal Institution hatte Faraday eine Reihe von offiziellen Anstellungen – wegen des zusätzlichen Einkommens – darunter wissenschaftlicher Berater bei Dreifaltigkeitshaus (1836-1865) und Professor für Chemie an der Königliche Militärakademie (1830-1851) in Wollwich.
Weihnachtsvorlesungen der Royal Institution
Faraday war nicht nur ein begnadeter Experimentalphysiker, sondern auch ein geschickter Lehrer, der seinen Unterricht auf ansprechende Weise präsentierte. Seine jährlichen öffentlichen Vorträge mit Weihnachten, einschließlich spektakulärer Demonstrationen, waren berühmt und wurden von zahlreichen Prominenten wie Mitgliedern des britischen Königshauses besucht: mehrmals besucht Königin Victoria und ihr Ehemann Prinz Albert Faradays Vorlesungen bei. Er gilt damit als der Mann, der 1825 den Grundstein für das legte, was heute als Weihnachtsvorträge der Royal Institution, noch jährlich in London gehalten von der Königliche Institution von Großbritannien. 1827, 1829, 1832, 1835, 1837, 1841, 1843, 1845, 1848 und von 1851 bis 1860 sprach er selbst über die Themen Chemie und Elektrizität.
Arbeit und Entdeckungen
Chemie
In den 1810er und 1820er Jahren arbeitete Faraday als Labor Assistent für Professor Davy und seinen Nachfolger William Thomas Brande. Innerhalb weniger Wochen vertraute ihm Mentor Davy die Vorbereitung gefährlicher instabiler chemischer Verbindungen, wie z Stickstofftrichlorid. Vermutlich erhielt Faraday während ihrer Tour durch Europa täglich Privatunterricht von Davy. Unterwegs führten sie Tests durch. Unter dem wachsamen Auge von Louis Gay-Lussac sie haben es isoliert Element das Blei und in der Accademia del Cimento in Florenz sie brannten mit a Linse Ein Diamant in Sauerstoffgas zu Kohlendioxid. Damit haben sie gezeigt, dass Diamant a . ist Aussehen von Kohlenstoff ist.
Zurück in London stand er Davy bei dieser De Bergbaulampe (1816) und die Kathodenschutz erfunden. Bis 1819 war Faraday in England zum führenden Chemiker aufgestiegen. Zwischen 1818 und 1822 arbeitete er eng mit dem medizinischen Instrumentenhersteller James Stoddart zusammen, um die Qualität des Stahls zu verbessern.
In 1823 er entdeckte, wie das chemische Element Chlor verflüssigt, ein Gas, von dem angenommen wurde, dass es nicht verflüssigt ist. Und in 1825 er hat die bisher unbekannte Verbindung entdeckt Benzol (C6huh6), die erste und einfachste Form von vielen aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen die gefunden wurden.
Eine Faradaysche Leistung, die weniger oft erwähnt wird, ist, dass er auch den Gummi verwendet hat Luftballon erfunden. Faradays Ballons waren hygienischer als Tierdärme, die seit Hunderten von Jahren zur Herstellung von Ballons verwendet wurden: Sie bestanden aus zwei zu einer Tüte „zusammengeschweißten“ Gummiplatten. Gefüllt mit Wasserstoffgas er benutzte es in seinen Experimenten an der Royal Institution. 1832 und 1838 erhielt er den Copley-Medaille. Weitere zweimal (1835 und 1846) die Königliche Medaille und 1846 die Rumford-Medaille.
Elektromagnetismus
In 1820 entdeckte den dänischen Physiker Hans Christian rsted dass eine Magnetnadel ihre Richtung ändert, sobald sie in die Nähe eines stromdurchflossenen Leiters gebracht wird. Mit diesem Phänomen begann Faraday, Experimente durchzuführen und entdeckte die Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus. Er selbst nahm an, dass dies daran lag, dass der elektrische Strom kreisförmige magnetische Kraftlinien um den Draht herum erzeugte.
Durch einen stromführenden Draht zwischen den Polen von a Hufeisenmagnet er zeigte, wie sich elektrische und magnetische Kräfte verändern. Die wechselwirkenden Kräfte bringen den Draht zum Spinnen – das Grundprinzip der Elektromotor. 1821 entdeckte und demonstrierte er den ersten Elektromotor: den homopolarer Motor.
Faraday war überzeugt, dass Magnetismus Elektrizität erzeugen kann. An 29. August 1831[1] er entschlüsselte das Phänomen der elektromagnetischen Induktion oder die Erzeugung von elektrischem Strom in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt. Dafür benutzte er zwei um einen Ring von weiches Eisen gewickelte Drahtspulen. Mit einer Batterie an einer Spule und einer Batterie an der anderen Galvanometer (ein Instrument zum Messen des Stroms), das Messgerät gab nur einen Messwert aus, wenn es den Strom in der ersten Spule ein- oder ausschaltete.
Faraday bemerkte, dass ein elektrischer Strom erzeugt wurde, wenn die Stärke eines Magnetfelds zu- oder abnahm. Mit anderen Worten: Eine Änderung der magnetischen Stärke erzeugt einen Strom. Basierend auf Faradays Experimenten entwarf der Franzose Hippolyte Pixii 1832 das erste brauchbare Dynamo, während der Amerikaner Charles Grafton-Seite stellte 1837 eine verbesserte Version des Elektromotors vor.
Die Theorien, die er über die Induktion formulierte, legten nahe, dass die Schotten Maxwell im Jahr 1865 in der Lage, seine zusammenzufassen Maxwells Gesetze zu postulieren. Unterdessen setzte Faraday seine elektrischen Experimente fort. 1832 zeigte er, dass durch einen Magneten induzierte voltaische Elektrizität von a Batterie und statische Elektrizität waren alle ein und dasselbe.
Von großer Bedeutung waren seine Untersuchungen zur Kapazität von Kondensatoren. Unter anderem deshalb ist die Kapazitätseinheit, die Farad, nach ihm benannt.
Elektrochemie
Faraday legte auch den Grundstein für die Elektrochemie mit einigen Experimenten mit Elektrolyse. Bereits 1833 beschrieb er die beiden nach ihm benannten Gesetze der Elektrolyse. Durch akribische Recherchen hat er die Mengen verstanden, in denen die verschiedenen Stoffe durch Elektrolyse gespalten werden. Er hielt es für wichtig, dass die Geräte für Elektrolyse-Tests einheitliche Namen erhielten und fragte den Philosophen und Mathematiker William Whewell in Cambridge um Rat. Wir verwenden immer noch die Namen, die der klassisch ausgebildete Whewell zusammen mit Faraday eingeführt hat: Ion, Elektrode, Anode und Kathode.
Faraday-Effekt
Mitte der 1840er Jahre begann Faraday eine Reihe von Experimenten, in denen er herausfinden wollte, ob Elektromagnetismus die Polarisation von Licht durch transparente Substanzen beeinflussen kann. Nach Experimenten mit verschiedenen Glasarten entdeckte er, dass Magnetismus bei Bleiglas tatsächlich die Polarisation des Lichts beeinflusst. Dies magnetooptischer Effekt wurde nach ihm benannt: it Faraday-Effekt. Mit seinem Experiment zeigte er zum ersten Mal in der Geschichte, dass es einen Zusammenhang zwischen Licht, Magnetismus und Elektrizität gibt, allgemein bekannt als elektromagnetische Strahlung.
Faradayscher Käfig
Die Faradayscher Käfig ist eine Konstruktion aus elektrisch leitfähigem Material, die statische elektrische Felder außerhalb des Käfigs hält. Statische Magnetfelder können in den Käfig eindringen.
Persönlich
Faraday heiratete Sarah Barnard (1800-1879), die er am 12. Juni 1821 bei einem Treffen der Sandemanian Church kennengelernt hatte. Die Ehe würde kinderlos bleiben.[2] Trotz seiner großen wissenschaftlichen Leistungen entschied sich Faraday für ein sehr einfaches und frommes Leben. Er lehnte viele der Ehrungen, die andere ihm wünschten, demütig ab. Konsequent, aber höflich lehnte er einen Ritterschlag von Königin Victoria ab, weil er "nur Mr. Faraday" genannt werden wollte.
Anfang 1855 verschlechterte sich seine psychische Verfassung. Sein Gedächtnis verschlechterte sich dann so schnell, dass er immer weniger recherchieren konnte. 1865 ging er offiziell in den Ruhestand. Er konnte jedoch nicht auf Ersparnisse zurückgreifen, da seine Religion es den Menschen nicht erlaubte, Geld zu sparen. Das gesamte verdiente Geld sollte unter den bedürftigen Mitgliedern der Sandemanian Church verteilt werden. Für seine Verdienste um das britische Königreich Prinz Albert Faraday das Recht, es kostenlos zu nutzen Gnaden- und Gunsthaus bei Hampton Court Palace, in West-London
In den letzten Jahren seines Lebens konnte sich Faraday kaum bewegen oder sprechen. Er starb am 25. August 1867. Er hatte sich eine letzte Ruhestätte im Westminster Abbey, bevorzugte aber eine einfache Bestattung am Highgate Friedhof im Norden Londons.
Arbeiten
Faraday ist Autor der folgenden wissenschaftlichen Arbeiten:
- Experimentelle Forschungen in Elektrizität und Magnetismus (3 Bde., 1839; 1844; 1855)
- Chemische Manipulationen (1842)
- Inhalt eines Kurses von sechs Vorlesungen zu den nichtmetallischen Elementen (1853)
- Experimentelle Forschungen in Chemie und Physik (1859)
- Die chemische Geschichte einer Kerze (1861, Bericht über die Weihnachtslesung 1848)
- Die Kräfte der Materie
Nach ihm benannte Gesetze und Konzepte
- Faradaysches Induktionsgesetz
- Faradaysches Elektrolysegesetz
- Faradays Konstante, die Größe der elektrischen Ladung pro Mol Elektronen.
- Faradayscher Käfig
- Farad, die Einheit von elektrische Kapazität.
Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise
Externe Links
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