Faraday és az elektromágnesesség

1791-ben az olasz anatómus, Luigi Galvani (1737-98) véletlenül felfedezte, hogy a kimetszett béka izmai összehúzódnak, ha egyidejűleg réz- és vasszondákkal érintik őket. Alessandro Volta (1745-1827) olasz fizikus ezt a hatást két különböző fém érintkezésének tulajdonította.

1800-ban, a Royal Society elnökének, Joseph Banksnak (1743-1820) írt levelében Volta bejelentette egy olyan eszköz létrehozását, amely képes egyenáram előállítására. Ez volt az ún Egy "voltaikus oszlop", amely váltakozó cink- és rézkorongokból áll, amelyeket sós vízbe áztatott karton elválasztók választanak el egymástól.

A tudósok azonnal felismerték ennek a találmánynak a fontosságát. Hamarosan az angol Humphrey Davy (1778-1829) kifejlesztett egy erősebb "oszlopot", amelyet galvanikus akkumulátornak neveztek, amely lehetővé tette számára, hogy először izoláljon számos kémiai elemet: nátriumot, káliumot, magnéziumot, kalciumot, stronciumot és báriumot. 1813-ban Davy egy Michael Faraday nevű fiatalembert fogadott be asszisztensnek a Királyi Intézetbe.

Faraday, egy szegény kovács fia, 1791. szeptember 22-én született Newingtonban, Surrey államban.Csak általános iskolai végzettséget szerzett, és 14 évesen az egyik londoni könyvkötőhöz tanult. A könyvkötői szakma lehetőséget adott a fiatalembernek arra, hogy a kezén áthaladó könyveket olvassa. Faradayt különösen lenyűgözte az Encyclopedia Britannica elektromosságról szóló cikke. 1810-ben csatlakozott a város filozófiai társaságához, amely lehetővé tette számára, hogy előadásokat hallgathasson és kísérleteket végezzen.

Amikor 1812-ben inasmunkája véget ért, Faraday felhagyott könyvkötői pályafutásával. Davy, aki átmenetileg megvakult egy robbanás következtében a laborban, asszisztensévé tette. 1813-15-ben Davy elvitte egy franciaországi és olaszországi utazásra, ahol számos kiváló tudóssal találkoztak, köztük Voltával és Ampère-rel.

Elektromosság és mágnesesség

1820-ban Hans Oersted dán fizikus (1777-1851) felfedezte, hogy a vezetéken átfolyó elektromos áram eltéríti az iránytűt. Ez a felfedezés nagy érdeklődést váltott ki, és hamarosan Párizsban Andre Ampere (1775-1836), miután honfitársa, François Arago (1786-1853) bemutatta ezt a kísérletet, hozzálátott az elektromágnesesség alapvető elméletének megalkotásához.

Ampere azt találta, hogy az azonos irányú áramot vivő vezetékek vonzzák, az ellentétes áramot vezető vezetékek taszítják, és egy huzaltekercs, amelyen keresztül áramlik (ezt mágnesnek nevezi), mágnesként viselkedik. Azt is javasolta, hogy egy közeli mágneses tű eltérítését használják az áram nagyságának mérésére – ez az ötlet hamarosan a galvanométer feltalálásához vezetett.

Akkoriban Faraday kifejezte azt az elképzelést, hogy zárt erővonalak alakulnak ki egy áramvezető vezető körül. 1821 októberébenolyan eszközt hoz létre, amely bemutatja a mágnes forgását egy áramvezető vezeték körül, vagy egy vezetéket egy álló mágnes körül. Ez volt az elektromos energia első átalakítása mechanikai energiává.

Jelenlegi generáció
Faraday anélkül, hogy abbahagyta volna a kémiai kutatásokat, rájött, hogyan lehet elektromos áramot létrehozni mágneses tér segítségével. Ezt a felfedezést 1831 augusztusában szinte véletlenül tette.

A mágneses tér és az elektromos áram kapcsolatát próbálta felfedezni, két tekercset egy vasrúd köré tekert, majd az egyiket akkumulátorhoz csatlakoztatta, hogy mágneses teret hozzon létre, a másikat pedig galvanométeren keresztül lezárta. az első tekercsnél nem történt semmi, de Faraday észrevette, hogy a galvanométer tűje megrándult abban a pillanatban, amikor az áram megjelent vagy eltűnt az első tekercsben. Arra a következtetésre jutott, hogy az áram hatására megváltozik a mágneses tér.

1824-ben Arago észrevette, hogy a rézkorong forgása eltéríti a felette található iránytűt. Ennek a hatásnak az oka nem volt ismert. Faraday úgy vélte, hogy a korong mágneses térben való forgása elektromos áram keletkezését okozza benne, ami viszont olyan mágneses teret hozott létre, amely eltéríti a tűt.

1831 októberében konstruált egy hasonló szerkezetet, amelyben egy rézkorong forgott egy patkómágnes pólusai között.

A lemez közepe és széle galvanométerrel volt összekötve, amely az egyenáram áramlását jelezte. Három hónappal a felfedezés után Faraday feltalált egy transzformátort és elektromos generátort, amelyek kialakítása a mai napig nem változott gyökeresen.

Az elektrolízis törvényei

Faraday az elektrolízis alaptörvényeinek megfogalmazásával a kémiában tudta alkalmazni az elektromosságról szerzett ismereteit.Bevezette a tudományos használatba az „anód”, „katód”, „kation”, „elektród” és „elektrolit” kifejezéseket. Az elektrosztatikus kisülések tanulmányozása után kimutatta, hogy azok rövid élettartamú elektromos áramot képviselnek.

1839-ben Faraday egészségi állapota megromlott, és abbahagyta a kutatómunkát, de 1845-ben újrakezdte, a mágneses tér polarizált fényre gyakorolt ​​hatása iránt érdeklődve. Felfedezte, hogy egy erős elektromágnes segítségével el lehet forgatni a polarizációs síkot. Ez késztette a fény elektromágneses elméletének megalkotására, amelyet később James Clerk Maxwell (1831-79) fogalmazott meg matematikai formában.

Faraday 1862-ben szűnt meg a Királyi Intézetben, majd visszavonultan élt a Viktória királynő által neki biztosított szobákban a Hampton Court Palace-ban, ahol 1867. augusztus 25-én halt meg.