عالم الفيزياء الإنجليزي مايكل فاراداي ، الذي نشأ في أسرة فقيرة ، أصبح أحد أعظم العلماء في تاريخ البشرية. تم تحقيق إنجازاته البارزة في وقت كان فيه العلم هو الكثير من الأشخاص الذين ولدوا في أسر متميزة. سميت وحدة السعة الكهربائية فاراد باسمه
فاراداي (فيزيائي): سيرة ذاتية قصيرة
ولد مايكل فاراداي في 22 سبتمبر 1791 في العاصمة البريطانية لندن. كان الطفل الثالث في عائلة جيمس ومارجريت فاراداي. كان والده حدادًا وكان في حالة صحية سيئة. قبل الزواج ، كانت والدته تعمل خادمة. عاشت الأسرة في فقر
حتى سن 13 ، التحق مايكل بمدرسة محلية حيث تلقى تعليمه الابتدائي. لمساعدة الأسرة ، بدأ العمل كرسول في محل لبيع الكتب. اجتهاد الصبي أثار إعجاب صاحب العمل. بعد عام ، تمت ترقيته إلى مبتدئ في مجال تجليد الكتب.
تجليد الكتب والعلوم
أراد مايكل فاراداي معرفة المزيد عن العالم ؛ لم يقتصر على ترميم الكتب. بعد العمل اليومي الدؤوب ، قضى كل وقت فراغه في قراءة الكتب التي قام بتغليفها.
ببطء اكتشف أنه مهتم بالعلوم. أحب بشكل خاص كتابين:
- Encyclopædia Britannica هو مصدر معرفته بالكهرباء وأكثر من ذلك بكثير.
- محادثات الكيمياء - 600 صفحة من الكيمياء التي يمكن الوصول إليها بواسطة جين مارست.
كان مفتونًا جدًا لدرجة أنه بدأ في إنفاق جزء من دخله الضئيل على المواد الكيميائية والأجهزة لتأكيد حقيقة ما قرأه.
أثناء توسيع معرفته العلمية ، سمع أن العالم الشهير جون تاتوم كان على وشك إلقاء سلسلة من المحاضرات العامة حول الفلسفة الطبيعية (الفيزياء). لحضور المحاضرات ، كان على المرء أن يدفع رسمًا قدره شلن واحد - الكثير جدًا لمايكل فاراداي. أخوه الأكبر حدادًا أعجب بتكريس أخيه المتزايد للعلم فأعطاه المبلغ اللازم.
قابل همفري ديفي
اتخذ فاراداي خطوة أخرى نحو العلم عندما سأل ويليام دانس ، أحد عملاء المكتبات ، مايكل عما إذا كان يرغب في الحصول على تذاكر للمحاضرات في المعهد الملكي.
المحاضر ، السير همفري ديفي ، كان من أشهر علماء العالم في ذلك الوقت. انتهز فاراداي الفرصة وحضر أربع محاضرات حول واحدة من أحدث المشاكل في الكيمياء - تحديد الحموضة. شاهد التجارب التي أجراها ديفي في محاضرات
هذا هو العالم الذي أراد أن يعيش فيه. احتفظ فاراداي بالملاحظات ، ثم قام بالعديد من الإضافات إلى الملاحظات حتى أنه أنتج مخطوطة من 300 صفحة ، قام هو نفسه بتغليفها وإرسالها إلى ديفي كعلامةشكرا
في هذا الوقت ، في الفناء الخلفي لمتجر لبيع الكتب ، بدأ مايكل في إجراء تجارب أكثر تعقيدًا لإنشاء بطارية كهربائية من العملات النحاسية وأقراص الزنك مفصولة بورق الملح الرطب. استخدمها لتحطيم المواد الكيميائية مثل كبريتات المغنيسيوم. كان همفري ديفي رائداً في هذا المجال من الكيمياء.
في أكتوبر 1812 ، انتهت فترة تدريب فاراداي وبدأ العمل كمجلد كتب لدى صاحب عمل آخر وجده مقيتًا.
لن تكون هناك سعادة لكن المصيبة ساعدت
ثم كان هناك حدث سعيد لفارادي. نتيجة لتجربة غير ناجحة ، أصيب همفري ديفي: أثر هذا مؤقتًا على قدرته على الكتابة. تمكن مايكل من تدوين الملاحظات لعدة أيام لديفي ، الذي أعجب بالكتاب الذي أرسله إليه.
عندما انتهت الفترة القصيرة من العمل كمساعد ، أرسل فاراداي ملاحظة إلى العالم يطلب منه تعيينه كمساعد له. بعد ذلك بوقت قصير ، طُرد أحد مساعدي مختبر ديفي لسوء السلوك ، وسأل همفري مايكل عما إذا كان يرغب في ملء الوظيفة الشاغرة.
هل يود العمل في المعهد الملكي مع أحد أشهر العلماء في العالم؟ كان سؤال بلاغي
مهنة في المعهد الملكي
تولى فاراداي منصبه في 1 مارس 1813 ، عن عمر يناهز 21 عامًا.
حصل على أجر جيد وأعطي غرفة للعيش في علية المعهد الملكي. كان مايكل سعيدًا جدًا ولم يعد ارتباطه بهذه المؤسسةتوقف لمدة 54 عاما ، تمكن خلالها من أن يصبح أستاذا للكيمياء.
كانت مهمة فاراداي تجهيز المعدات للتجارب والمحاضرات في المعهد الملكي. في البداية ، تعامل مع ثلاثي كلوريد النيتروجين ، وهو متفجر أصاب ديفي. كما فقد مايكل وعيه لفترة وجيزة أثناء الانفجار التالي ، وعندما أصيب همفري مرة أخرى ، توقفت التجارب على هذا المركب.
بعد 7 أشهر في المعهد الملكي ، اصطحب ديفي فاراداي معه في جولة في أوروبا لمدة 18 شهرًا. خلال هذا الوقت ، تمكن مايكل من مقابلة علماء عظماء مثل Andre-Marie Ampère في باريس وأليساندرو فولتا في ميلانو. بطريقة ما ، استبدلت الجولة تعليمه الجامعي - لقد تعلم فاراداي الكثير خلال هذا الوقت.
مع ذلك ، بالنسبة لمعظم الجولة ، كان غير سعيد ، فبالإضافة إلى العمل العلمي وأعمال السكرتارية ، كان عليه انتظار ديفي وزوجته. لم تعتبر زوجة العالم فاراداي مساويا لأصله.
بعد العودة إلى لندن ، سقط كل شيء في مكانه. جدد المعهد الملكي عقد مايكل وزاد أجره. حتى أن ديفي بدأ يذكر مساعدته في الأوراق العلمية.
في عام 1816 ، في سن ال 24 ، ألقى فاراداي محاضرته الأولى عن خصائص المادة. حدث ذلك في جمعية المدينة الفلسفية. في الوقت نفسه ، نشر مقالته العلمية الأولى عن تحليل هيدروكسيد الكالسيوم في مجلة Science Quarterly.
في عام 1821 ، في سن 29 ، تمت ترقية فاراداي إلى رئيس الأسرة والمختبر في المعهد الملكي. في نفستزوج من سارة برنارد. عاش مايكل وزوجته في المعهد معظم السنوات الـ 46 التالية ، ولم يعد في العلية ، ولكن في المساحة المريحة التي كان يشغلها في السابق همفري ديفي.
في عام 1824 ، تميزت سيرة فاراداي (الفيزياء) بانتخابه للجمعية الملكية. كان هذا اعترافًا بأنه أصبح عالمًا بارزًا.
في عام 1825 ، أصبح الفيزيائي فاراداي مديرًا للمختبر.
في عام 1833 أصبح أستاذ فولر للكيمياء في المعهد الملكي لبريطانيا العظمى. شغل فاراداي هذا المنصب لبقية حياته
في عامي 1848 و 1858 طُلب منه رئاسة الجمعية الملكية ، لكنه رفض.
انجازات علمية
قد يستغرق الأمر أكثر من كتاب لوصف اكتشافات فاراداي في الفيزياء. ليس من قبيل المصادفة أن ألبرت أينشتاين احتفظ بصور لثلاثة علماء فقط في مكتبه: إسحاق نيوتن وجيمس ماكسويل ومايكل فاراداي.
الغريب ، على الرغم من أن كلمة "فيزيائي" بدأ استخدامها خلال حياة العالم ، إلا أنه لم يعجبها ، وكان دائمًا يطلق على نفسه اسم فيلسوف. كان فاراداي رجلاً قام باكتشافات من خلال التجارب ، وكان معروفًا أنه لم يتخل أبدًا عن الأفكار التي توصل إليها من خلال الحدس العلمي.
إذا كان يعتقد أن الفكرة تستحق العناء ، فقد استمر في التجربة على الرغم من العديد من الإخفاقات حتى حقق ما توقعه أو حتى اقتنع بأن الطبيعة الأم أثبتت خطأه ، وهو أمر نادر للغاية.
إذن ماذا اكتشف فاراداي في الفيزياء؟ وهنا بعض من أبرز لهإنجازات
1821: اكتشاف الدوران الكهرومغناطيسي
كان نذيرًا لما سيؤدي في النهاية إلى إنشاء المحرك الكهربائي. اعتمد الاكتشاف على نظرية Oersted للخصائص المغناطيسية لسلك يحمل تيارًا كهربائيًا.
1823: تسييل الغاز والتبريد
في عام 1802 ، اقترح جون دالتون أن جميع الغازات يمكن تسييلها في درجات حرارة منخفضة أو ضغوط عالية. أثبت الفيزيائي فاراداي ذلك تجريبياً. قام أولاً بتحويل الكلور والأمونيا إلى سائل
كانت الأمونيا السائلة مثيرة للاهتمام أيضًا لأن فيزياء عملية التبخر ، كما لاحظ مايكل فاراداي ، تسببت في التبريد. أوضح ويليام كولين مبدأ التبريد عن طريق التبخير الاصطناعي في إدنبرة عام 1756. وباستخدام مضخة ، خفض العالم الضغط في القارورة باستخدام الأثير ، مما أدى إلى تبخره سريعًا. تسبب هذا في التبريد ، وتشكل الجليد على السطح الخارجي للقارورة من الرطوبة في الهواء.
تكمن أهمية اكتشاف فاراداي في أن المضخات الميكانيكية يمكن أن تحول الغاز إلى سائل في درجة حرارة الغرفة. ثم يتبخر السائل ، ويبرد كل شيء حوله ، ويمكن تجميع الغاز الناتج وضغطه في سائل مرة أخرى عن طريق مضخة ، وتكرار الدورة. هكذا تعمل الثلاجات والمجمدات الحديثة
في عام 1862 ، في المعرض العالمي في لندن ، عرض فرديناند كاريه أول آلة صنع ثلج تجارية في العالم. السيارة تستخدم الأمونيا كمبرد ، وهيينتج ثلج بمعدل 200 كجم في الساعة
1825: اكتشاف البنزين
تاريخياً ، أصبح البنزين أحد أهم المواد في الكيمياء ، سواء من الناحية العملية ، أي أنه يستخدم لإنشاء مواد جديدة ، ومن الناحية النظرية ، لفهم الرابطة الكيميائية. اكتشف عالم البنزين في البقايا الزيتية لمنشأة إنتاج غاز الإضاءة في لندن.
1831: قانون فاراداي ، معادلة ، فيزياء الحث الكهرومغناطيسي
كان هذا اكتشافًا مهمًا للغاية لمستقبل العلوم والتكنولوجيا. ينص قانون فاراداي (فيزياء) على أن المجال المغناطيسي المتناوب يحرض تيارًا كهربائيًا في الدائرة ، والقوة الدافعة الكهربائية المتولدة تتناسب طرديًا مع معدل تغير التدفق المغناطيسي. أحد إدخالاته المحتملة هو | E |=| dΦ / dt | ، حيث E هو EMF و هو التدفق المغناطيسي.
على سبيل المثال ، يؤدي تحريك مغناطيس حدوة حصان على طول السلك إلى إنتاج تيار كهربائي ، حيث تؤدي حركة المغناطيس إلى مجال مغناطيسي متناوب. قبل ذلك ، كان المصدر الوحيد للتيار هو البطارية. مايكل فاراداي ، الذي أظهرت اكتشافاته في الفيزياء أن الحركة يمكن تحويلها إلى كهرباء ، أو ، بمصطلحات علمية أكثر ، يمكن تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية ، مسؤول عن حقيقة أن معظم الطاقة في منازلنا اليوم تنتج من هذا المبدأ.
يتم تحويل الدوران (الطاقة الحركية) إلى كهرباء عن طريق الحث الكهرومغناطيسي. ويتم الحصول على الدوران ، بدوره ، بفعل البخار العالي على التوربينات.الضغط الناتج عن طاقة الفحم أو الغاز أو الذرة ، أو ضغط الماء في محطات الطاقة الكهرومائية ، أو ضغط الهواء في مزارع الرياح.
1834: قوانين التحليل الكهربائي
فاراداي قدم الفيزيائي مساهمة كبيرة في إنشاء علم جديد للكيمياء الكهربائية. يشرح ما يحدث عند السطح البيني بين القطب الكهربي والمادة المتأينة. بفضل الكيمياء الكهربية ، نستخدم بطاريات ومراكم الليثيوم أيون التي تشغل تكنولوجيا الهاتف المحمول الحديثة. قوانين فاراداي مهمة لفهمنا لتفاعلات القطب.
1836: اختراع الكاميرا المحمية
اكتشف الفيزيائي فاراداي أنه عندما يتم شحن موصل كهربائي ، تتراكم كل الشحنة الزائدة على جانبه الخارجي. هذا يعني أنه داخل غرفة أو قفص مصنوع من المعدن ، لا تظهر أي رسوم إضافية. على سبيل المثال ، الشخص الذي يرتدي بدلة فاراداي ، أي ببطانة معدنية ، لا يتعرض للكهرباء الخارجية. بالإضافة إلى حماية الأشخاص ، يمكن استخدام قفص فاراداي لإجراء تجارب كهربائية أو كهروكيميائية حساسة للتداخل الخارجي. يمكن للكاميرات المحمية أيضًا إنشاء مناطق ميتة للاتصالات المتنقلة.
1845: اكتشاف تأثير فاراداي - التأثير المغناطيسي البصري
تجربة أخرى مهمة في تاريخ العلم كانت أول تجربة أثبتت الصلة بين الكهرومغناطيسية والضوء ، والتي تم وصفها بالكامل في عام 1864 بواسطة معادلات جيمس كليرك ماكسويل. أثبت الفيزيائي فاراداي أن الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية: متىكانت الأقطاب المغناطيسية المتقابلة على نفس الجانب ، وكان لهذا تأثير على الشعاع المستقطب ، مما يثبت العلاقة بين القوة المغناطيسية والضوء …
1845: اكتشاف النفاذية المغناطيسية كخاصية لكل مادة
معظم الناس على دراية بالمغناطيسية باستخدام المغناطيس العادي كمثال. اكتشف فاراداي (عالم فيزياء) أن جميع المواد نفاذية مغناطيسية - ضعيفة في معظمها ، ولكن هناك أيضًا مواد قوية. نفاذية المغناطيسية هي عكس اتجاه المجال المغناطيسي المطبق. على سبيل المثال ، إذا وضعت القطب الشمالي بالقرب من مادة مغناطيسية قوية ، فسوف يتنافر. يمكن استخدام نفاذية المغناطيسية في المواد ، الناتجة عن مغناطيسات حديثة قوية جدًا ، لتحقيق الارتفاع. حتى الكائنات الحية مثل الضفادع هي مغناطيسية ويمكن أن تطفو في مجال مغناطيسي قوي.
نهاية
توفي مايكل فاراداي ، الذي أحدثت اكتشافاته في الفيزياء ثورة في العلوم ، في 25 أغسطس 1867 في لندن عن عمر يناهز 75 عامًا. عاشت زوجته سارة فترة أطول. لم يكن للزوجين أطفال. لقد كان مسيحيًا متدينًا طوال حياته وينتمي إلى طائفة بروتستانتية صغيرة تسمى سانديمانيان.
حتى خلال حياته ، عُرض على فاراداي الدفن في وستمنستر أبي ، جنبًا إلى جنب مع ملوك وملكات بريطانيا العظمى وعلماء مثل إسحاق نيوتن. امتنع عن حفل أكثر تواضعا. قبره ، حيث دفنت سارة أيضًا ، يمكن العثور عليه في Highgate Cemetery في لندن.
