Mwanafizikia wa Kiingereza Michael Faraday, ambaye alikulia katika familia maskini, alikua mmoja wa wanasayansi wakubwa zaidi katika historia ya wanadamu. Mafanikio yake bora yalifanywa wakati sayansi ilikuwa sehemu kubwa ya watu waliozaliwa katika familia zilizobahatika. Kitengo cha uwezo wa umeme, farad, kimepewa jina lake.
Faraday (mwanafizikia): wasifu fupi
Michael Faraday alizaliwa mnamo Septemba 22, 1791 katika mji mkuu wa Uingereza London. Alikuwa mtoto wa tatu katika familia ya James na Margaret Faraday. Baba yake alikuwa mhunzi ambaye alikuwa na afya mbaya. Kabla ya ndoa, mama yake alifanya kazi kama mjakazi. Familia iliishi katika umasikini.
Hadi umri wa miaka 13, Michael alihudhuria shule ya eneo ambako alipata elimu yake ya msingi. Ili kusaidia familia, alianza kufanya kazi kama mjumbe katika duka la vitabu. Bidii ya mvulana huyo ilimvutia mwajiri wake. Mwaka mmoja baadaye, alipandishwa cheo na kuwa mwanafunzi mfunga vitabu.
Uwekaji vitabu na Sayansi
Michael Faraday alitaka kujua zaidi kuhusu ulimwengu; hakuwa mdogo kwenye urejeshaji wa vitabu. Baada ya kufanya kazi kwa bidii kila siku, alitumia muda wake wote wa bure kusoma vitabu ambavyo alifunga.
Polepole, aligundua kuwa anavutiwa na sayansi. Alipenda sana vitabu viwili:
- The Encyclopædia Britannica ndio chanzo cha maarifa yake ya umeme na mengine mengi.
- Mazungumzo ya Kemia - kurasa 600 za kemia inayoweza kufikiwa na Jane Marset.
Alivutiwa sana hadi akaanza kutumia sehemu ya mapato yake duni kununua kemikali na vifaa ili kuthibitisha ukweli wa alichokisoma.
Wakati akipanua maarifa yake ya kisayansi, alisikia kwamba mwanasayansi mashuhuri John Tatum alikuwa karibu kutoa mihadhara ya umma juu ya falsafa ya asili (fizikia). Ili kuhudhuria mihadhara, ilimbidi mtu alipe ada ya shilingi moja - kiasi kikubwa sana kwa Michael Faraday. Kaka yake mkubwa, mhunzi, alivutiwa na bidii ya kaka yake katika sayansi, alimpa kiasi kinachohitajika.
Kutana na Humphrey Davy
Faraday alichukua hatua nyingine kuelekea sayansi wakati William Dance, mteja wa duka la vitabu, alipomuuliza Michael kama angependa kupata tikiti za mihadhara katika Royal Institution.
Mhadhiri, Sir Humphry Davy, alikuwa mmoja wa wanasayansi maarufu duniani wa siku hizo. Faraday aliruka nafasi hiyo na kuhudhuria mihadhara minne juu ya mojawapo ya matatizo mapya zaidi katika kemia - uamuzi wa asidi. Alitazama majaribio ambayo Davy alifanya katika mihadhara.
Huu ndio ulimwengu ambao alitaka kuishi ndani yake. Faraday aliweka maandishi, kisha akaongeza maandishi mengi hivi kwamba akatoa maandishi ya kurasa 300, ambayo yeye mwenyewe alifunga na kutuma kwa Davy kama ishara.asante.
Kwa wakati huu, katika uwanja wa nyuma wa duka la vitabu, Michael alianza kufanya majaribio changamano zaidi ya kuunda betri ya umeme kutoka kwa sarafu za shaba na diski za zinki zilizotenganishwa na karatasi ya chumvi iliyolowa. Aliitumia kuvunja kemikali kama sulfate ya magnesiamu. Humphry Davy alikuwa mwanzilishi katika taaluma hii ya kemia.
Mnamo Oktoba 1812, uanafunzi wa Faraday uliisha na akaanza kufanya kazi kama mfunga vitabu kwa mwajiri mwingine ambaye hakumchukiza.
Hakutakuwa na furaha, lakini bahati mbaya ilisaidia
Kisha kulikuwa na tukio la furaha kwa Faraday. Kama matokeo ya jaribio lisilofanikiwa, Humphry Davy alijeruhiwa: hii iliathiri kwa muda uwezo wake wa kuandika. Michael alifanikiwa kuweka kumbukumbu kwa siku kadhaa kwa Davy, ambaye alifurahishwa na kitabu alichomtumia.
Kipindi kifupi cha kazi kama msaidizi kilipoisha, Faraday alituma barua kwa mwanasayansi huyo akimtaka kumwajiri kama msaidizi wake. Muda mfupi baadaye, mmoja wa wasaidizi wa maabara ya Davy alifukuzwa kazi kwa utovu wa nidhamu, na Humphrey akamuuliza Michael kama angependa kujaza nafasi hiyo.
Je, angependa kufanya kazi katika Taasisi ya Kifalme na mmoja wa wanasayansi maarufu duniani? Lilikuwa swali la kejeli.
Kazi katika Taasisi ya Kifalme
Faraday alichukua ofisi mnamo Machi 1, 1813, akiwa na umri wa miaka 21.
Alilipwa vizuri na akapewa chumba cha kuishi kwenye dari ya Taasisi ya Kifalme. Michael alifurahishwa sana na ushirika wake na taasisi hii haupo tenaalikatizwa kwa miaka 54, ambapo alifanikiwa kuwa profesa wa kemia.
Kazi ya Faraday ilikuwa kuandaa vifaa kwa ajili ya majaribio na mihadhara katika Taasisi ya Kifalme. Mwanzoni, alishughulikia trikloridi ya nitrojeni, kilipuzi ambacho kilimjeruhi Davy. Michael pia alipoteza fahamu kwa muda wakati wa mlipuko uliofuata, na Humphrey alipojeruhiwa tena, majaribio ya kiwanja hiki yalisimamishwa.
Baada ya miezi 7 katika Taasisi ya Kifalme, Davy alimchukua Faraday kwa ziara ya miezi 18 barani Ulaya. Wakati huu, Michael alifanikiwa kukutana na wanasayansi wakubwa kama vile Andre-Marie Ampère huko Paris na Alessandro Volta huko Milan. Kwa namna fulani, ziara hiyo ilichukua nafasi ya elimu yake ya chuo kikuu - Faraday alijifunza mengi wakati huu.
Kwa muda mwingi wa ziara hiyo, hata hivyo, hakuwa na furaha, kwani pamoja na kazi ya kisayansi na ukatibu, ilimbidi kuwasubiri Davy na mkewe. Mke wa mwanasayansi huyo hakumchukulia Faraday kuwa sawa kwa sababu ya asili yake.
Baada ya kurudi London, kila kitu kilienda sawa. Taasisi ya Royal ilisasisha mkataba wa Michael na kuongeza malipo yake. Davy hata alianza kutaja msaada wake katika karatasi za kisayansi.
Mnamo 1816, akiwa na umri wa miaka 24, Faraday alitoa somo lake la kwanza kuhusu sifa za maada. Ilifanyika katika Jumuiya ya Falsafa ya Jiji. Wakati huo huo, alichapisha makala yake ya kwanza ya kisayansi kuhusu uchanganuzi wa hidroksidi ya kalsiamu katika Robo ya Robo ya Sayansi.
Mnamo 1821, akiwa na umri wa miaka 29, Faraday alipandishwa cheo na kuwa mkuu wa kaya na maabara ya Taasisi ya Kifalme. Katika sawaalimuoa Sarah Barnard. Michael na mkewe waliishi katika taasisi hiyo kwa muda mrefu wa miaka 46 iliyofuata, hawakuwa tena kwenye dari, lakini katika chumba cha starehe ambacho kiliwahi kukaliwa na Humphry Davy.
Mnamo 1824, wasifu wa Faraday (fizikia) uliwekwa alama kwa kuchaguliwa kwake katika Jumuiya ya Kifalme. Hii ilikuwa ni kukiri kwamba amekuwa mwanasayansi mashuhuri.
Mnamo 1825, mwanafizikia Faraday alikua mkurugenzi wa maabara.
Mnamo 1833 alikua profesa wa kemia wa Fuller katika Taasisi ya Kifalme ya Uingereza. Faraday alishikilia wadhifa huu kwa maisha yake yote.
Mnamo 1848 na 1858 aliombwa kuongoza Jumuiya ya Kifalme, lakini akakataa.
Mafanikio ya kisayansi
Itachukua zaidi ya kitabu kimoja kuelezea uvumbuzi wa Faraday katika fizikia. Sio bahati mbaya kwamba Albert Einstein aliweka picha za wanasayansi watatu tu katika ofisi yake: Isaac Newton, James Maxwell na Michael Faraday.
Cha ajabu japo neno "fizikia" lilianza kutumika enzi za uhai wa mwanasayansi, yeye mwenyewe hakupenda, na siku zote alijiita mwanafalsafa. Faraday alikuwa mtu ambaye aligundua uvumbuzi kupitia majaribio, na alijulikana kwa kutokukata tamaa juu ya mawazo aliyokuja nayo kupitia uvumbuzi wa kisayansi.
Iwapo alifikiri kuwa wazo hilo lilikuwa la thamani, aliendelea kufanya majaribio licha ya kushindwa mara nyingi hadi kufikia kile alichotarajia au hadi aliposadikishwa kwamba Mama Nature alimthibitisha kuwa amekosea, jambo ambalo lilikuwa nadra sana.
Kwa hivyo Faraday aligundua nini katika fizikia? Hapa kuna baadhi ya wake mashuhuri zaidimafanikio.
1821: ugunduzi wa mzunguko wa sumakuumeme
Ilikuwa ni kielelezo cha kile ambacho hatimaye kingesababisha kuundwa kwa injini ya umeme. Ugunduzi huo ulitokana na nadharia ya Oersted ya sifa za sumaku za waya inayobeba mkondo wa umeme.
1823: Kimiminiko cha gesi na friji
Mnamo 1802, John D alton alipendekeza kuwa gesi zote zinaweza kuyeyushwa kwa joto la chini au shinikizo la juu. Mwanafizikia Faraday alithibitisha hili kwa nguvu. Kwanza aligeuza klorini na amonia kuwa kioevu.
Amonia ya kioevu pia ilivutia kwa sababu, kama Michael Faraday alivyobainisha, fizikia ya mchakato wake wa uvukizi ilisababisha kupoeza. Kanuni ya kupoeza kwa njia ya uvukizi wa bandia ilionyeshwa hadharani na William Cullen huko Edinburgh mwaka wa 1756. Mwanasayansi, akitumia pampu, alipunguza shinikizo kwenye chupa na ether, kama matokeo ambayo ilipuka haraka. Hii ilisababisha kupoa, na barafu ikatokea nje ya chupa kutokana na unyevu hewani.
Umuhimu wa ugunduzi wa Faraday ulikuwa kwamba pampu za mitambo zinaweza kugeuza gesi kuwa kioevu kwenye joto la kawaida. Kisha kioevu kilichopuka, baridi kila kitu kilichozunguka, gesi iliyosababisha inaweza kukusanywa na kushinikizwa kwenye kioevu tena kwa njia ya pampu, kurudia mzunguko. Hivi ndivyo friji za kisasa na vibaridi hufanya kazi.
Mnamo 1862, katika Maonyesho ya Dunia huko London, Ferdinand Carré alionyesha mashine ya kwanza ya kibiashara ya kutengeneza barafu duniani. Gari lilitumia amonia kama kipozezi, na hivyoilizalisha barafu kwa kasi ya kilo 200 kwa saa.
1825: Ugunduzi wa benzene
Kihistoria, benzene imekuwa mojawapo ya dutu muhimu zaidi katika kemia, katika hali ya vitendo, yaani, inatumiwa kuunda nyenzo mpya, na kwa maana ya kinadharia, kuelewa kifungo cha kemikali. Mwanasayansi amegundua benzene katika mabaki ya mafuta ya kituo cha kuzalisha gesi ya kuwasha London.
1831: Sheria ya Faraday, fomula, fizikia ya induction ya sumakuumeme
Huu ulikuwa uvumbuzi muhimu sana kwa mustakabali wa sayansi na teknolojia. Sheria ya Faraday (fizikia) inasema kwamba uwanja wa sumaku unaobadilishana hushawishi mkondo wa umeme katika mzunguko, na nguvu ya umeme inayozalishwa inalingana moja kwa moja na kiwango cha mabadiliko ya flux ya sumaku. Mojawapo ya maingizo yake yanayowezekana ni |E|=|dΦ/dt|, ambapo E ni EMF na Ф ni mtiririko wa sumaku.
Kwa mfano, kusogeza sumaku ya kiatu cha farasi kando ya waya hutoa mkondo wa umeme, kwani kusogea kwa sumaku husababisha uga wa sumaku unaopishana. Kabla ya hili, chanzo pekee cha sasa kilikuwa betri. Michael Faraday, ambaye uvumbuzi wake katika fizikia ulionyesha kuwa mwendo unaweza kubadilishwa kuwa umeme, au, kwa maneno ya kisayansi zaidi, nishati ya kinetic inaweza kubadilishwa kuwa nishati ya umeme, kwa hivyo anawajibika kwa ukweli kwamba nishati nyingi katika nyumba zetu leo hutolewa kutoka. kanuni hii.
Mzunguko (nishati ya kinetic) hubadilishwa kuwa umeme kwa induction ya sumakuumeme. Na mzunguko, kwa upande wake, unapatikana kwa hatua ya mvuke ya juu kwenye turbines.shinikizo linalotokana na nishati ya makaa ya mawe, gesi au atomi, au shinikizo la maji katika mitambo ya kuzalisha umeme kwa maji, au shinikizo la hewa katika mashamba ya upepo.
1834: sheria za uchanganuzi wa umeme
Faraday mwanafizikia alitoa mchango mkubwa katika uundaji wa sayansi mpya ya kemia ya kielektroniki. Inaelezea kile kinachotokea kwenye kiolesura kati ya elektrodi na dutu ya ionized. Shukrani kwa kemia ya kielektroniki, tunatumia betri za lithiamu-ioni na vikusanyiko vinavyotumia teknolojia ya kisasa ya rununu. Sheria za Faraday ni muhimu kwa uelewa wetu wa miitikio ya elektrodi.
1836: uvumbuzi wa kamera yenye ngao
Mwanafizikia Faraday aligundua kuwa kondakta ya umeme inapochajiwa, chaji yote ya ziada hujilimbikiza kwenye upande wake wa nje. Hii ina maana kwamba ndani ya chumba au ngome iliyofanywa kwa chuma, hakuna malipo ya ziada yanayoonekana. Kwa mfano, mtu aliyevaa suti ya Faraday, yaani, na bitana ya chuma, haipatikani na umeme wa nje. Mbali na kulinda watu, ngome ya Faraday inaweza kutumika kufanya majaribio ya umeme au electrochemical ambayo ni nyeti kwa kuingiliwa kwa nje. Kamera zinazolindwa pia zinaweza kuunda maeneo yasiyofaa kwa mawasiliano ya simu.
1845: ugunduzi wa athari ya Faraday - athari ya magneto-optical
Jaribio lingine muhimu katika historia ya sayansi lilikuwa la kwanza kuthibitisha uhusiano kati ya sumaku-umeme na mwanga, ambalo mnamo 1864 lilielezewa kikamilifu na milinganyo ya James Clerk Maxwell. Mwanafizikia Faraday alithibitisha kwamba mwanga ni wimbi la sumakuumeme: “Wakatinguzo za sumaku zilizo kinyume zilikuwa upande huo huo, hii ilikuwa na athari kwenye boriti iliyogawanywa, ambayo kwa hivyo inathibitisha uhusiano kati ya nguvu ya sumaku na mwanga…
1845: ugunduzi wa diamagnetism kama mali ya vitu vyote
Watu wengi wanafahamu ferromagnetism kwa kutumia sumaku za kawaida kama mfano. Faraday (mwanafizikia) aligundua kuwa vitu vyote ni vya diamagnetic - dhaifu kwa sehemu kubwa, lakini pia kuna nguvu. Diamagnetism ni kinyume na mwelekeo wa uwanja wa sumaku uliotumika. Kwa mfano, ikiwa utaweka pole ya kaskazini karibu na dutu yenye nguvu ya diamagnetic, basi itakataa. Diamagnetism katika nyenzo, inayochochewa na sumaku zenye nguvu sana za kisasa, inaweza kutumika kufikia utelezi. Hata viumbe hai kama vile vyura vina sumaku na vinaweza kuelea kwenye uwanja wenye nguvu wa sumaku.
Mwisho
Michael Faraday, ambaye uvumbuzi wake katika fizikia ulileta mapinduzi makubwa katika sayansi, alikufa mnamo Agosti 25, 1867 huko London akiwa na umri wa miaka 75. Mkewe Sara aliishi muda mrefu zaidi. Wenzi hao hawakuwa na watoto. Alikuwa Mkristo mcha Mungu maisha yake yote na alikuwa mfuasi wa madhehebu ndogo ya Kiprotestanti inayoitwa Wasandeman.
Hata wakati wa uhai wake, Faraday alipewa nafasi ya kuzikwa huko Westminster Abbey, pamoja na wafalme na malkia wa Uingereza na wanasayansi kama Isaac Newton. Alikataa kwa sherehe ya kawaida zaidi. Kaburi lake, ambapo Sarah pia alizikwa, linapatikana katika Makaburi ya Highgate huko London.
