Michael Faraday (Newington Butt, 22. September 1791 - Hampton Court, 25. August 1867) war ein in Großbritannien geborener Physiker und Chemiker, dessen Hauptbeiträge in den Bereichen Elektromagnetismus und Elektrochemie liegen. Unter seinen Beiträgen zur Wissenschaft und damit zur Menschheit können wir seine Arbeiten zur elektromagnetischen Induktion, zum Diamagnetismus und zur Elektrolyse hervorheben..
Aufgrund der wirtschaftlichen Verhältnisse seiner Familie erhielt Faraday nur eine geringe formale Ausbildung. Ab seinem vierzehnten Lebensjahr war er dafür verantwortlich, diese Lücken zu schließen, indem er während seiner Ausbildung zum Buchbinder eine große Anzahl von Lesungen durchführte..
Eines der Bücher, die er gebunden hat und die den Wissenschaftler am meisten beeinflussten, war Die Verbesserung des Geistes (Die Verbesserung des Geistes) von Isaac Watts.
Faraday war ein ausgezeichneter Experimentator und vermittelte seine Ergebnisse in einer leicht verständlichen Sprache. Obwohl seine mathematischen Fähigkeiten nicht die besten waren, fasste James Clerk Maxwell seine Arbeit und die anderer in einer Gruppe von Gleichungen zusammen.
Mit den Worten von Clerk Maxwell: "Die Anwendung der Kraftlinien zeigt, dass Faraday in der Tat ein großartiger Mathematiker war, von dem zukünftige Mathematiker wertvolle und fruchtbare Methoden ableiten konnten."
Die Einheit der elektrischen Kapazität des Internationalen Einheitensystems (SI) heißt zu seinen Ehren Farad (F).
Als Chemiker entdeckte Faraday Benzol, erforschte Chlorklathrat, das Oxidationszahlensystem, und schuf das, was als Vorgänger des Bunsenbrenners bekannt wurde. Außerdem hat er die Begriffe Anode, Kathode, Elektron und Ion populär gemacht.
Auf dem Gebiet der Physik konzentrierten sich seine Forschungen und Experimente auf Elektrizität und Elektromagnetismus..
Seine Untersuchung des Magnetfeldes war von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung des Konzepts des elektromagnetischen Feldes, und seine Erfindung, die er selbst als "Elektromagnetische Rotationsgeräte" bezeichnete, war der Vorläufer des gegenwärtigen Elektromotors..
Artikelverzeichnis
Michael Faraday wurde am 22. September 1791 in einem Viertel namens Newington Butt südlich von London in England geboren. Seine Familie war nicht reich, so dass seine formale Ausbildung nicht sehr umfangreich war.
Michaels Vater hieß James und er praktizierte eine Lehre des Christentums. Der Name ihrer Mutter war Margaret Hastwell und bevor sie James heiratete, arbeitete sie als Dienstmädchen. Michael hatte 3 Geschwister und war das vorletzte der Kinder der Ehe.
Als Michael vierzehn Jahre alt war, arbeitete er mit George Riebau zusammen, der Buchhändler und Buchbinder war. Michael blieb sieben Jahre in dieser Arbeit. Während dieser Zeit konnte er dem Lesen viel näher kommen..
Zu dieser Zeit begann er sich für wissenschaftliche Phänomene zu interessieren, insbesondere für solche, die mit Elektrizität zu tun hatten..
Im Alter von 20 Jahren, 1812, begann Michael verschiedene Vorträge zu besuchen, fast immer eingeladen von William Dance, einem englischen Musiker, der die Royal Philharmonic Society gegründet hatte..
Einige der Redner, zu denen Michael Zugang hatte, waren John Tatum, ein britischer Philosoph und Wissenschaftler, und Humphry Davy, ein in England geborener Chemiker..
Michael Faraday war ein sehr methodischer Mann und schrieb ganz bestimmte Notizen, die er zusammen mit einer Notiz, in der er um einen Job bat, an Davy schickte..
Diese Notizen machten ein Buch von ungefähr 300 Seiten aus und Davy mochte sie sehr. Letzterer erlitt einige Zeit später im Labor einen Unfall, der sein Sehvermögen schwer beeinträchtigte..
In diesem Zusammenhang stellte Davy Faraday als seinen Assistenten ein. Zur gleichen Zeit - am 1. März 1813 - gelang es Faraday, Chemieassistent an der Royal Institution zu werden.
Zwischen 1813 und 1815 reiste Humphry Davy durch verschiedene Länder in Europa. Der Diener, den er zu dieser Zeit hatte, beschloss, nicht an der Reise teilzunehmen, also war Faraday derjenige, der die Aufgaben des Dieners erfüllen musste, obwohl seine Funktion die eines chemischen Assistenten war..
Es wird gesagt, dass die englische Gesellschaft dieser Zeit extrem klassisch war, weshalb Faraday als ein Mann mit minderwertigen Eigenschaften angesehen wurde..
Sogar Davys Frau bestand darauf, Faraday wie einen Diener zu behandeln und sich zu weigern, ihn in ihrem Wagen aufzunehmen oder ihn mit ihnen essen zu lassen..
Obwohl diese Reise aufgrund der ungünstigen Behandlung für Faraday eine sehr schlechte Zeit bedeutete, bedeutete dies gleichzeitig, dass er direkten Kontakt zu den wichtigsten wissenschaftlichen und akademischen Bereichen in Europa haben konnte..
Bereits 1821 widmete sich Michael Faraday ganz dem Studium von Elektrizität, Magnetismus und den Möglichkeiten beider Elemente..
1825 war Davy schwer krank, weshalb Faraday sein Nachfolger im Labor wurde. Dies war die Zeit, als er einige seiner Theorien vorschlug.
Eine der relevantesten war die Vorstellung, dass sowohl Elektrizität als auch Magnetismus und Licht als Triade mit einheitlichem Charakter fungierten..
Im selben Jahr begann Faraday Vorlesungen an der Royal Institution, genannt Weihnachtsvorträge der Royal Institution, Diese richteten sich vor allem an Kinder und befassten sich mit den wichtigsten wissenschaftlichen Fortschritten der Zeit sowie mit verschiedenen Anekdoten und Geschichten aus dem Bereich der Wissenschaft.
Die Absicht dieser Gespräche war es, die Wissenschaft den Kindern näher zu bringen, die nicht die Möglichkeit hatten, an formalen Studien teilzunehmen, wie es ihm passiert war.
1821 heiratete Faraday Sarah Barnard. Ihre Familien besuchten dieselbe Kirche und dort trafen sie sich.
Faraday war zeitlebens ein sehr religiöser Mann und Anhänger der Sandemaniana-Kirche, die von der Church of Scotland abgeleitet wurde. Er beteiligte sich aktiv an seiner Kirche, da er zwei Jahre hintereinander Diakon und sogar Priester wurde.
Aus der Ehe zwischen Faraday und Barnard wurden keine Kinder geboren.
Faradays Folgejahre waren voller Erfindungen und Experimente. 1823 entdeckte er den Prozess der Verflüssigung von Chlor (Wechsel vom gasförmigen oder festen in den flüssigen Zustand) und zwei Jahre später, 1825, den gleichen Prozess, jedoch für Benzol.
1831 entdeckte Faraday die elektromagnetische Induktion, aus der das sogenannte Faradaysche Gesetz oder Gesetz der elektromagnetischen Induktion erzeugt wurde. Ein Jahr später, 1832, erhielt er die ehrenamtliche Ernennung von D.oktor des Zivilrechts im Auftrag der University of Oxford.
Vier Jahre später entdeckte Faraday einen Mechanismus, der als Schutzbox für Elektroschocks fungierte. Diese Box wurde Faradayscher Käfig genannt und wurde später bis heute zu einer der am häufigsten verwendeten Erfindungen.
1845 entdeckte er den Effekt, der eine klare Wechselwirkung zwischen Licht und Magnetismus widerspiegelt; Dieser Effekt wurde Faraday-Effekt genannt.
Die Monarchie von England bot Faraday die Ernennung von an Herr, zu dem er sich mehrmals weigerte, weil er es seinen religiösen Überzeugungen widersprach; Faraday verband diesen Termin mit der Suche nach Anerkennung und mit der Eitelkeit.
Die Royal Society schlug auch vor, sein Präsident zu sein, und Faraday lehnte dieses Angebot ab, das bei zwei verschiedenen Gelegenheiten gemacht wurde..
Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften ernannte ihn 1838 zu einem ausländischen Mitglied. Ein Jahr später erlitt Faraday einen Nervenzusammenbruch. Nach kurzer Zeit setzte er sein Studium fort.
1844 nahm ihn die französische Akademie der Wissenschaften in ihre ausländischen Mitglieder auf, die nur 8 Persönlichkeiten waren.
1848 erhielt Michael Faraday ein Haus der Gnade und Gunst, das dem englischen Staat gehörte und den relevanten Persönlichkeiten des Landes kostenlos angeboten wurde, mit der Absicht, ihnen für die für die Nation erbrachten Leistungen zu danken.
Dieses Haus befand sich in Middlesex, in Hampton Court, und Faraday lebte ab 1858 darin. In diesem Haus starb er später.
Während dieser Jahre kontaktierte ihn die englische Regierung und bat ihn, sie bei der Herstellung chemischer Waffen im Rahmen des Krimkrieges zu unterstützen, der zwischen 1853 und 1856 stattfand. Faraday lehnte dieses Angebot ab, da er es für unethisch hielt an diesem Prozess teilnehmen.
Michael Faraday starb am 25. August 1867, als er 75 Jahre alt war. Eine merkwürdige Anekdote dieses Augenblicks ist, dass ihm eine Grabstätte in der renommierten Westminster Abbey angeboten wurde, die er ablehnte.
In dieser Kirche befindet sich jedoch eine Gedenktafel, die Faraday ehrt und sich in der Nähe des Grabes von Isaac Newton befindet. Sein Körper liegt im abweichenden Bereich des Highgate Cemetery..
Michael Faradays Leben war voller Erfindungen und Experimente. Als nächstes werden wir zwei der wichtigsten Experimente beschreiben, die er durchgeführt hat und die für die Menschheit transzendent waren.
Um das sogenannte Gesetz von Faraday oder das Gesetz der elektromagnetischen Induktion zu demonstrieren, nahm Michael Faraday einen Karton in Form eines Rohrs, auf das er isolierten Draht wickelte; auf diese Weise bildete sich eine Spule.
Anschließend nahm er die Spule und verband sie mit einem Voltmeter, um die induzierte elektromotorische Kraft zu messen, während ein Magnet durch die Spule lief..
Infolge dieses Experiments stellte Faraday fest, dass ein Magnet in Ruhe keine elektromotorische Kraft erzeugen kann, obwohl er in Ruhe ein hohes Magnetfeld erzeugt. Dies spiegelt sich in der Tatsache wider, dass der Fluss durch die Spule nicht variiert.
Wenn sich der Magnet der Spule nähert, steigt der Magnetfluss schnell an, bis sich der Magnet tatsächlich in der Spule befindet. Sobald der Magnet die Spule passiert hat, fällt dieser Fluss ab.
Der Faradaysche Käfig war die Struktur, durch die es diesem Wissenschaftler gelang, Elemente vor elektrischen Entladungen zu schützen.
Faraday führte dieses Experiment 1836 durch und stellte fest, dass die überschüssige Ladung eines Leiters sich auf das auswirkte, was sich außerhalb des Leiters befand und nicht auf das, was von diesem Leiter eingeschlossen war.
Um dies zu demonstrieren, zeichnete Faraday die Wände eines Raumes mit Aluminiumfolie aus und erzeugte Hochspannungsentladungen durch einen elektrostatischen Generator außerhalb des Raumes..
Dank der Überprüfung mit einem Elektroskop konnte Faraday überprüfen, ob tatsächlich keine elektrischen Ladungen im Raum vorhanden waren.
Dieses Prinzip kann heute in Kabeln und Scannern beobachtet werden, und es gibt andere Objekte, die an sich als Faradaysche Käfige fungieren, wie Autos, Aufzüge oder sogar Flugzeuge..
Nachdem der dänische Physiker und Chemiker Hans Christian Ørsted das Phänomen des Elektromagnetismus entdeckt hatte, versuchten Humphry Davy und William Hyde Wollaston, einen Elektromotor zu entwickeln, und scheiterten daran..
Nachdem Faraday mit den beiden Wissenschaftlern darüber gestritten hatte, gelang es ihm, zwei Geräte zu entwickeln, die zur Erzeugung einer sogenannten "elektromagnetischen Rotation" führten..
Eine dieser Vorrichtungen, die derzeit als "homopolarer Motor" bekannt ist, erzeugte eine kontinuierliche Kreisbewegung, die durch die kreisförmige Magnetkraft um einen Draht erzeugt wurde, der sich zu einem Quecksilberbehälter mit einem Magneten im Inneren erstreckte. Wenn der Draht mit einer chemischen Batterie mit Strom versorgt wird, dreht er sich um den Magneten.
Dieses Experiment bildete die Grundlage für die moderne elektromagnetische Theorie. Faradays Aufregung nach dieser Entdeckung war so groß, dass er die Ergebnisse ohne Rücksprache mit Wollaston oder Davy veröffentlichte, was zu Kontroversen innerhalb der Royal Society und Faradays Zuordnung zu anderen Aktivitäten als Elektromagnetismus führte..
Basierend auf John Daltons Theorie, in der er erklärte, dass alle Gase in einen flüssigen Zustand gebracht werden könnten, demonstrierte Faraday die Richtigkeit dieser Theorie durch ein Experiment und nahm die Grundlage an, auf der moderne Kühl- und Gefriergeräte arbeiten..
Durch Verflüssigen oder Verflüssigen (Erhöhen des Drucks und Verringern der Temperatur der Gase) von Chlor und Ammoniak im gasförmigen Zustand gelang es Faraday, diese Substanzen in einen flüssigen Zustand zu bringen, der als "permanent gasförmig" angesehen wurde..
Außerdem gelang es ihm, das Ammoniak in seinen gasförmigen Zustand zurückzubringen, wobei er beobachtete, dass während dieses Prozesses eine Abkühlung erzeugt wurde.
Diese Entdeckung zeigte, dass eine mechanische Pumpe ein Gas bei Raumtemperatur in eine Flüssigkeit umwandeln, eine Abkühlung erzeugen kann, wenn es in seinen gasförmigen Zustand zurückkehrt, und wieder zu Flüssigkeit komprimiert werden kann..
Faraday entdeckte das Benzolmolekül, indem er es aus einem öligen Rückstand isoliert und identifiziert hatte, der aus der Produktion von Beleuchtungsgas stammt und dem er den Namen "Bicarburet of Hydrogen" gab..
Unter der Annahme, dass diese Entdeckung aufgrund der praktischen Anwendung von Benzol eine wichtige Errungenschaft der Chemie darstellt.
Die elektromagnetische Induktion war Faradays große Entdeckung, die er durch das Verbinden von zwei Drahtmagneten um gegenüberliegende Enden eines Eisenrings erzielte..
Faraday verband einen Magneten mit einem Galvanometer und beobachtete, wie er den anderen von der Batterie verband und trennte.
Durch Trennen und Anschließen des Magneten konnte er beobachten, dass beim Durchleiten von Strom durch einen Magneten vorübergehend ein anderer Strom in dem anderen induziert wurde..
Die Ursache für diese Induktion liegt in der Änderung des Magnetflusses, die beim Trennen und Anschließen der Batterie aufgetreten ist.
Dieses Experiment ist jetzt als "gegenseitige Induktion" bekannt, die auftritt, wenn die Stromänderung in einem Induktor eine Spannung in einem anderen nahe gelegenen Induktor induziert. Dies ist der Mechanismus, nach dem Transformatoren arbeiten.
Michael Faraday war auch einer der Hauptverantwortlichen für die Entwicklung der Wissenschaft der Elektrochemie, der Wissenschaft, die für die Entwicklung der Batterien verantwortlich ist, die derzeit von Mobilgeräten verwendet werden..
Während Faraday Forschungen über die Natur der Elektrizität durchführte, formulierte er seine beiden Gesetze der Elektrolyse.
Die erste besagt, dass die auf jeder Elektrode einer Elektrolysezelle abgelagerte Substanzmenge direkt proportional zur Elektrizitätsmenge ist, die durch die Zelle fließt..
Das zweite dieser Gesetze besagt, dass die Mengen verschiedener Elemente, die durch eine bestimmte Elektrizitätsmenge abgeschieden werden, im Verhältnis zu ihrem äquivalenten chemischen Gewicht stehen.
Dieser Effekt, auch als Faraday-Rotation bekannt, ist ein magnetisch-optisches Phänomen, bei dem es sich um die Wechselwirkung zwischen Licht und einem Magnetfeld in einem Medium handelt.
Der Faraday-Effekt bewirkt die Drehung einer Polarisationsebene, die in Ausbreitungsrichtung linear proportional zur Komponente des Magnetfeldes ist..
Faraday war fest davon überzeugt, dass Licht ein elektromagnetisches Phänomen ist und daher von elektromagnetischen Kräften beeinflusst werden sollte..
Nach einer Reihe erfolgloser Versuche testete er ein Stück festes Glas mit Spuren von Blei, das er in seiner Glasherstellung hergestellt hatte..
Auf diese Weise beobachtete er, dass sich das polarisierte Licht in einem Winkel proportional zur Stärke des Magnetfelds drehte, wenn ein polarisierter Lichtstrahl in Richtung einer Magnetkraft durch das Glas trat..
Anschließend testete er dies mit verschiedenen Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen, indem er stärkere Elektromagnete erhielt..
Faraday entdeckte, dass alle Materialien eine schwache Abstoßung gegenüber Magnetfeldern aufweisen, die er Diamagnetismus nannte..
Das heißt, sie erzeugen ein induziertes Magnetfeld in der entgegengesetzten Richtung zu einem extern angelegten Magnetfeld, das durch das angelegte Magnetfeld abgestoßen wird.
Er entdeckte auch, dass sich paramagnetische Materialien umgekehrt verhalten und von einem angelegten externen Magnetfeld angezogen werden..
Faraday zeigte, dass diese Eigenschaft (diamagnetisch oder paramagnetisch) in allen Substanzen vorhanden ist. Mit extra starken Magneten induzierter Diamagnetismus kann zur Erzeugung von Levitation verwendet werden.
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