فارادی چه چیزی اختراع کرد؟ دانشمندان بزرگ

(1791-1867) فیزیکدان انگلیسی، خالق دکترین عمومی الکترومغناطیس

فیزیکدان مشهور آینده انگلیسی در سپتامبر 1791 در لندن در خانواده آهنگر جیمز فارادی متولد شد. کمبود بودجه مانع از دریافت آن شد یک آموزش خوب. مایکل فارادی گفت که تحصیلات او "بسیار معمولی" بود و شامل مهارت های ابتدایی خواندن، نوشتن و حساب بود که در یک مدرسه روزانه عادی به دست آورده بود. از کودکی عشق به کار، صداقت و غرور در او تلقین شد.

هنگامی که مایکل 12 ساله بود، شاگرد صاحب یک کتابفروشی و کارگاه صحافی، ژرژ ریبات شد. در اینجا ابتدا به تحویل کتاب و روزنامه مشغول شد و بعداً صحافی را به کمال رساند. در حین کار در کارگاه، فارادی زیاد و با ولع مطالعه می کرد و سعی می کرد کاستی های تحصیلی خود را جبران کند. او به ویژه شیفته برق و شیمی بود. مایکل یک آزمایشگاه شیمیایی و فیزیکی خانگی را سازماندهی کرد و خودش شروع به انجام آزمایشاتی کرد که در کتاب ها توضیح داده شده بود.

او یک کودک استثنایی نبود. او که سرزنده و اجتماعی بود، با سایر پسران هم سن و سالش فقط در کنجکاوی کمی بیشتر، بی اعتمادی به کلمات و سرسختی نسبت به شخصیت مستقل خود تفاوت داشت. صاحب فروشگاه Ribot به هر طریق ممکن میل پرشور مایکل را برای خودآموزی تشویق کرد.

آقای دین، یکی از اعضای انجمن سلطنتی لندن، اغلب به صحافی می آمد. توجه به صحاف جوان که مشتاقانه کتاب می خواند و درسش را تمام می کند آخرین شمارهجدی مجله علمیاو از او دعوت کرد تا به مجموعه ای از سخنرانی های دوستش، استاد شیمی سر همفری دیوی گوش دهد. مایکل مجذوب این سخنرانی ها شد و با دقت یادداشت برداری کرد. به توصیه دن، فارادی یادداشت ها را به طور کامل کپی کرد، آنها را به زیبایی صحافی کرد و آنها را به همراه نامه ای برای فرصت های تحقیق برای دیوی فرستاد.

دیوی در ابتدا مایکل را به دلیل نداشتن جای خالی رد کرد، اما او مورد خاصبه فارادی کمک کرد. در طی یکی از آزمایش‌ها در آزمایشگاه، چشمان دیوی در اثر انفجار فلاسک سوخت و او نه می‌توانست بنویسد و نه بخواند. سپس دانشمند مشهور از مایکل دعوت کرد تا به طور موقت به عنوان منشی کار کند. مدتی بعد، در مارس 1813، فارادی 22 ساله دستیار آزمایشگاه دیوی در موسسه سلطنتی لندن شد. وقتی از دیوی در آینده در مورد مهمترین دستاوردش سوال می شود، او پاسخ می دهد که مهم ترین کشف او کشف فارادی بوده است.

در پاییز همان سال، مایکل به عنوان دستیار آزمایشگاه و نوکر به همراه جی دیوی و همسرش به یک سال و نیم سفر به دور اروپا رفت. این سفر کمک زیادی به شکل گیری دیدگاه های علمی او کرد. او در پاریس، و سپس سوئیس، ایتالیا و آلمان، با بسیاری از نمایندگان برجسته علم اروپایی، از جمله گی-لوساک و ولتا ملاقات کرد و به عنوان یک آزمایشگر آموزش عالی دید. مایکل در طول سخنرانی ها به دیوی در آزمایش های خود کمک کرد و در گفتگو با دانشمندان شرکت کرد. فارادی شروع به صحبت روان فرانسوی و آلمانی می کند و متعاقباً با برخی از دانشمندان مکاتبه می کند.

در تابستان 1815، با بازگشت به انگلستان، به عنوان دستیار آزمایشگاه در مؤسسه سلطنتی به کار خود ادامه داد. اما این فارادی متفاوت است، دانشمندی بالغ تر، شاید بتوان گفت. او که خودآموخته بود، از سال 1815 تا 1822 عمدتاً به تحقیق در شیمی مشغول بود. مایکل به سرعت مسیر خلاقیت مستقل را در پیش می گیرد و غرور دیوی اغلب از موفقیت دانش آموز رنج می برد. اولین اثر مایکل فارادی در سال 1816 به چاپ رسید.

در آگوست 1820، او از کشف اورستد مطلع شد و از آن لحظه به بعد افکارش توسط الکتریسیته و مغناطیس تسخیر شد. او تحقیقات تجربی معروف خود را آغاز می کند و در دفتر خاطرات خود می نویسد: "مغناطیس را به الکتریسیته تبدیل کنید." این دانشمند مشهور تقریباً 10 سال طول کشید تا این مشکل را حل کند.

در تابستان 1821، زمانی که همکارانش به تعطیلات رفتند، فارادی موفق شد آزمایشی را با چرخاندن آهنربا به دور یک هادی با جریان و رسانایی با جریان در اطراف آهنربا انجام دهد و بدین ترتیب یک مدل آزمایشگاهی از یک موتور الکتریکی ایجاد کرد. در سال 1825، او به عنوان مدیر آزمایشگاه مؤسسه سلطنتی منصوب شد و به جای جی دیوی در این سمت منصوب شد. سال قبل، او وارد نخبگان علمی انگلیسی شد و به عضویت انجمن سلطنتی لندن درآمد و در سال 1830 به عضویت آکادمی علوم سن پترزبورگ انتخاب شد. در سال 1827، فارادی در مؤسسه سلطنتی به مقام استادی رسید و از سال 1833 تا 1860 در بخش شیمی استاد بود.

خود کار علمیهمیشه با آزمایش همراه بوده است. او با دقت تمام آزمایش‌های خود، از جمله آزمایش‌های ناموفق را، در یک دفتر خاطرات ویژه ثبت کرد که آخرین پاراگراف آن به شماره 16041 بود. مکانیسم پدیده، نه یک دستگاه ریاضی. در طول آزمایشات، مایکل فارادی به خود رحم نکرد. او به جیوه ریخته شده در آزمایشات توجهی نکرد. هنگام کار با گازهای مایع نیز انفجار دستگاه ها رخ داد. همه اینها زندگی او را به طور جدی کوتاه کرد. او در یکی از نامه های خود نوشت که در حین آزمایش انفجاری رخ داد که چشمانش را زخمی کرد. سی تکه شیشه از آنها بیرون آوردند.

در 17 اکتبر 1831، کار سخت ده ساله فارادی پاداش گرفت - پدیده القای الکترومغناطیسی کشف شد. برای توضیح استقرا، او مفهوم میدان را که برای فیزیک بسیار مهم است، بیشتر معرفی می‌کند و نمایش بصری آن را با استفاده از خطوط نیرو ارائه می‌کند.

در نوامبر 1831، مایکل فارادی شروع به انتشار دفتر خاطرات خود در قالب یک اثر گسترده به نام تحقیقات تجربی در مورد الکتریسیته کرد که شامل 30 سری بیش از 3000 پاراگراف است. این مجموعه ها منعکس کننده بیست و چهار سال کار، زندگی، افکار و دیدگاه های دانشمند است. این اثر یادگاری باشکوه برای خلاقیت علمی فارادی است. آخرین سری سی ام در سال 1855 منتشر شد.

در سال 1833، او یک سری مطالعات در مورد الکتروشیمی انجام داد و قوانین الکترولیز را به نام قوانین فارادی وضع کرد. او مفاهیمی مانند کاتد، آند، یون ها، الکترولیز، الکترودها، الکترولیت ها را وارد فیزیک کرد.

در سال 1835 او شروع به مطالعه مسائل الکترواستاتیک کرد. در سال 1837، فارادی تأثیر دی الکتریک ها را بر برهمکنش الکتریکی، یعنی قطبش دی الکتریک ها، کشف کرد و مفهوم ثابت دی الکتریک را معرفی کرد.

اعتقاد بر این است که در نتیجه مسمومیت با بخار جیوه در سال 1840، سلامتی فارادی به شدت بدتر شد و او مجبور شد کار خود را به مدت چهار سال قطع کند. در بازگشت به فعالیت علمی، در سال 1845 پدیده دیامغناطیس و پدیده چرخش صفحه قطبش نور در ماده ای که در یک میدان مغناطیسی قرار گرفته بود را کشف کرد. این اکتشافات او را به تفکر در مورد ماهیت الکترومغناطیسی نور سوق می دهد. در سال 1847 او پدیده پارامغناطیس را کشف کرد.

زندگی به ظاهر یکنواخت فارادی در تنش خلاقانه اش قابل توجه است. در مجموع، از 1816 تا 1860 او 220 اثر منتشر کرد. بیش از 60 انجمن علمی و آکادمی او را به عضویت خود انتخاب کردند.

مایکل فارادی با مهربانی، فروتنی، خیرخواهی، نجابت و صداقت فوق العاده مشخص می شد. فارادی قد متوسطی داشت، سرزنده، شاد بود، حرکاتش سریع و مطمئن بود. مهارت در هنر آزمایش باورنکردنی است. دقیق، تمیز، همه چیز در مورد فداکاری به وظیفه... او در آزمایشگاه خود، در میان ابزار خود زندگی می کرد. او صبح به آنجا رفت و عصر با دقت تاجری که روز را در دفترش می گذراند، آنجا را ترک کرد. او تمام زندگی خود را وقف اجرای آزمایش‌های جدید و بیشتر کرد و در بیشتر موارد دریافت که گفتن طبیعت آسان‌تر از باز کردن آن است.

نوع اخلاقی که در شخص فارادی ظاهر شد واقعاً یک پدیده نادر است. سرزندگی و شادی او یادآور ایرلندی ها است. ذهن بازتابنده او، قدرت منطق او یادآور فیلسوفان اسکاتلندی است. لجبازی او یادآور مردی انگلیسی بود که سرسختانه هدفش را دنبال می کرد...»

کار سخت من را شکسته است قدرت ذهنیفارادی. و او مجبور شد تمام فعالیت های دیگر را رها کند و خود را کاملاً وقف علم کند. او به طور فزاینده ای از ضعیف شدن حافظه شکایت می کند، از این واقعیت که "فراموش می کند کدام حروف را برای این یا آن کلمه نشان دهد." در این حالت او سال های زیادی را صرف می کند و دایره فعالیت های خود را محدود می کند. او که یک استاد زبردست است، در 70 سالگی مؤسسه را ترک می کند.

در سال 1860، فارادی به دلیل بیماری عملاً فعالیت علمی را رها کرد و بقیه عمر خود را در املاک همپتون کورت گذراند.

مایکل فارادی در 25 آگوست 1867 در سن 75 سالگی درگذشت. خاکستر او در گورستان هایگیت لندن قرار دارد.

زندگی او پر از محتوای عمیق درونی بود، نام او به عنوان واحد ظرفیت الکتریکی و یکی از ثابت های فیزیکی اساسی تبدیل شد، اعمال او جاودانه است.

22 سپتامبر 2011 مصادف با دویستمین سالگرد تولد مایکل فارادی (1791-1867)، فیزیکدان تجربی انگلیسی بود که مفهوم "میدان" را وارد علم کرد و پایه های مفهوم واقعیت فیزیکی میدان های الکتریکی و مغناطیسی را بنا نهاد. . این روزها مفهوم رشته برای هر دانش آموز دبیرستانی آشناست. اطلاعات اولیه در مورد میدان های الکتریکی و مغناطیسی و روش های توصیف آنها با استفاده از خطوط نیرو، کشش، پتانسیل و غیره از دیرباز در کتاب های درسی فیزیک مدارس گنجانده شده است. در همین کتاب های درسی می توانید بخوانید که یک رشته است شکل خاصماده، اساساً با ماده متفاوت است. اما با توضیح اینکه این "ویژگی" دقیقاً از چه چیزی تشکیل شده است ، مشکلات جدی ایجاد می شود. طبیعتاً نمی توان مؤلفان کتاب های درسی را در این زمینه مقصر دانست. به هر حال، اگر این فیلد به موجودیت‌های ساده‌تر دیگر قابل تقلیل نباشد، چیزی برای توضیح وجود ندارد. شما فقط باید واقعیت فیزیکی میدان را به عنوان یک واقعیت تجربی ثابت شده بپذیرید و یاد بگیرید که با معادلاتی که رفتار این جسم را توصیف می کند کار کنید. به عنوان مثال، ریچارد فاینمن در سخنرانی‌های خود به این امر اشاره می‌کند و خاطرنشان می‌کند که دانشمندان برای مدت طولانی سعی کردند میدان الکترومغناطیسی را با استفاده از مدل‌های مکانیکی مختلف توضیح دهند، اما سپس این ایده را رها کردند و در نظر گرفتند که فقط سیستم معادلات معروف ماکسول که این میدان را توصیف می‌کند، دارای یک معنای فیزیکی

آیا این بدان معناست که ما باید به طور کامل از تلاش برای فهمیدن اینکه رشته چیست دست برداریم؟ به نظر می رسد که کمک قابل توجهی در پاسخ به این سؤال می تواند با آشنایی با "مطالعات تجربی در الکتریسیته" اثر مایکل فارادی - یک اثر بزرگ سه جلدی که این آزمایشگر درخشان برای بیش از 20 سال خلق کرده است، ارائه دهد. اینجاست که فارادی مفهوم میدان را معرفی می کند و گام به گام ایده واقعیت فیزیکی این شی را توسعه می دهد. توجه به این نکته مهم است که "تحقیقات تجربی" فارادی - یکی از بزرگترین کتاب‌های تاریخ فیزیک - به زبان عالی نوشته شده است، حاوی یک فرمول واحد نیست و برای دانش‌آموزان کاملاً قابل دسترس است.

معرفی میدان. فارادی، تامسون و ماکسول

اصطلاح "میدان" (به طور دقیق تر: "میدان مغناطیسی"، "میدان نیروهای مغناطیسی") توسط فارادی در سال 1845 در جریان تحقیق در مورد پدیده دیامغناطیس معرفی شد (اصطلاحات "دیامغناطیس" و "پارامغناطیس" نیز توسط فارادی معرفی شدند). - اثر دافعه ضعیف توسط یک آهنربا توسط دانشمند تعدادی از مواد کشف شده است. در ابتدا، میدان توسط فارادی به عنوان یک مفهوم صرفا کمکی در نظر گرفته شد، که اساساً یک شبکه مختصات تشکیل شده توسط خطوط مغناطیسی نیرو و برای توصیف ماهیت حرکت اجسام در نزدیکی آهنربا استفاده می شود. بنابراین، قطعاتی از مواد دیامغناطیس، به عنوان مثال بیسموت، از مناطق متراکم خطوط میدان به مناطق نادر آنها حرکت کردند و عمود بر جهت خطوط قرار گرفتند.

کمی بعد، در سال‌های 1851-1852، هنگام توصیف ریاضی نتایج برخی از آزمایش‌های فارادی، اصطلاح "میدان" گهگاه توسط فیزیکدان انگلیسی ویلیام تامسون (1824-1907) استفاده شد. در مورد خالق نظریه میدان الکترومغناطیسیجیمز کلرک ماکسول (1831-1879)، سپس در آثار خود اصطلاح "میدان" نیز در ابتدا ظاهر نمی شود و فقط برای تعیین بخشی از فضا استفاده می شود که در آن می توان تشخیص داد. نیروهای مغناطیسی. فقط در کار "تئوری دینامیکی میدان الکترومغناطیسی" منتشر شده در 1864-1865، که در آن سیستم "معادلات ماکسول" برای اولین بار ظاهر شد و امکان وجود را پیش بینی کرد. امواج الکترومغناطیسیبا انتشار با سرعت نور، از میدان به عنوان یک واقعیت فیزیکی صحبت می شود.

این تاریخچه مختصری از معرفی مفهوم "میدان" در فیزیک است. از آن واضح است که در ابتدا این مفهوم به عنوان یک مفهوم کاملا کمکی در نظر گرفته می شد و به سادگی به بخشی از فضا (می تواند نامحدود باشد) اشاره می کند که در آن نیروهای مغناطیسی را می توان تشخیص داد و توزیع آنها را می توان با استفاده از خطوط نیرو به تصویر کشید. (اصطلاح "میدان الکتریکی" تنها پس از نظریه میدان الکترومغناطیسی ماکسول مورد استفاده قرار گرفت.)

تأکید بر این نکته مهم است که نه خطوط نیروی شناخته شده برای فیزیکدانان قبل از فارادی، و نه میدان "متشکل" از آنها توسط جامعه علمی قرن نوزدهم به عنوان یک واقعیت فیزیکی در نظر گرفته نشده است (و نمی تواند در نظر گرفته شود!). تلاش های فارادی برای صحبت در مورد مادی بودن خطوط نیرو (یا ماکسول - در مورد مادی بودن میدان) توسط دانشمندان کاملاً غیرعلمی تلقی شد. حتی تامسون، دوست قدیمی ماکسول، که خودش کارهای زیادی برای توسعه مبانی ریاضی فیزیک میدانی انجام داد (این تامسون بود، و نه ماکسول، که اولین کسی بود که امکان «ترجمه» زبان خطوط نیروی فارادی را نشان داد. زبان معادلات دیفرانسیل جزئی)، نظریه میدان الکترومغناطیسی را "نیهیلیسم ریاضی" نامید و برای مدت طولانی از تشخیص آن خودداری کرد. واضح است که تامسون تنها زمانی می توانست این کار را انجام دهد که دلایل بسیار جدی برای این کار داشته باشد. و چنین دلایلی داشت.

میدان نیرو و نیروی نیوتن

دلیل اینکه تامسون نمی تواند واقعیت خطوط و میدان های نیرو را بپذیرد ساده است. خطوط نیروی میدان های الکتریکی و مغناطیسی به عنوان خطوط پیوسته ای که در فضا ترسیم می شوند تعریف می شوند به طوری که مماس ها بر آنها در هر نقطه نشان دهنده جهت نیروهای الکتریکی و مغناطیسی اعمال شده در آن نقطه است. قدر و جهت این نیروها با استفاده از قوانین کولن، آمپر و بیوت-ساوارت-لاپلاس محاسبه می شود. با این حال، این قوانین بر اساس اصل عمل دوربرد است که امکان انتقال آنی عمل یک جسم به جسم دیگر را در هر فاصله ای فراهم می کند و در نتیجه وجود هر گونه واسطه مادی بین بارهای متقابل، آهنرباها را مستثنی می کند. و جریانات

لازم به ذکر است که بسیاری از دانشمندان در مورد این اصل که اجسام می توانند به نحوی مرموزی در جایی که وجود ندارند، عمل کنند، تردید داشتند. حتی نیوتن که اولین کسی بود که از این اصل در استنتاج قانون گرانش جهانی استفاده کرد، معتقد بود که نوعی ماده می تواند بین اجسام متقابل وجود داشته باشد. اما دانشمند نمی خواست در مورد آن فرضیه بسازد و ترجیح داد توسعه دهد نظریه های ریاضیقوانین مبتنی بر واقعیات ثابت شده پیروان نیوتن نیز همین کار را کردند. به گفته ماکسول، آنها به معنای واقعی کلمه "از فیزیک خارج کردند" انواع جوهای نامرئی و جریان های خروجی که با آن طرفداران مفهوم کنش کوتاه برد آهنرباها و بارها را در قرن 18 احاطه کردند. با این وجود، در فیزیک قرن نوزدهم، علاقه به ایده های به ظاهر فراموش شده به تدریج شروع به احیا می کند.

یکی از مهمترین پیش نیازهای این احیا، مشکلاتی بود که هنگام تلاش برای توضیح پدیده های جدید - در درجه اول پدیده های الکترومغناطیس - بر اساس اصل عمل دوربرد به وجود آمد. این توضیحات به طور فزاینده ای مصنوعی شد. بنابراین، در سال 1845، فیزیکدان آلمانی ویلهلم وبر (1804-1890) قانون کولمب را با معرفی اصطلاحاتی که وابستگی نیروی برهمکنش بارهای الکتریکی را به سرعت و شتاب نسبی آنها تعیین می کند، تعمیم داد. معنای فیزیکیچنین وابستگی غیرقابل درک بود و اضافات وبر به قانون کولن به وضوح در ماهیت فرضیه ای بود که برای توضیح پدیده های القای الکترومغناطیسی ارائه شده بود.

در اواسط قرن نوزدهم، فیزیکدانان به طور فزاینده ای دریافتند که در مطالعه پدیده های الکتریسیته و مغناطیس، آزمایش و نظریه شروع به صحبت کردند. زبانهای مختلف. در اصل، دانشمندان آماده بودند تا با ایده وجود ماده ای که تعامل بین بارها و جریان ها را با سرعت محدودی منتقل می کند موافقت کنند، اما نمی توانستند ایده واقعیت فیزیکی میدان را بپذیرند. . اولاً به دلیل تضاد درونی این ایده. واقعیت این است که در فیزیک نیوتنی نیروی به عنوان عامل شتاب یک نقطه مادی معرفی شده است. قدر (نیروی) آن، همانطور که مشخص است، برابر است با حاصل ضرب جرم این نقطه و شتاب. بنابراین، نیروی کمیت فیزیکیدر نقطه و در لحظه عمل آن تعیین می شود. ماکسول نوشت: «نیوتن خود به ما یادآوری می‌کند که یک نیرو فقط تا زمانی وجود دارد که عمل کند. اثر آن ممکن است باقی بماند، اما خود نیرو به عنوان چنین چیزی اساساً یک پدیده گذرا است.

دانشمندان با تلاش برای در نظر گرفتن میدان نه به عنوان یک تصویر مناسب از ماهیت توزیع نیروها در فضا، بلکه به عنوان یک جسم فیزیکی، با درک اولیه نیرو که این جسم بر اساس آن ساخته شده بود، در تضاد قرار گرفتند. در هر نقطه، میدان با بزرگی و جهت نیروی وارد بر بدنه آزمایش (بار، قطب مغناطیسی، سیم پیچ با جریان) تعیین می شود. در اصل، میدان فقط از نیروها تشکیل می شود، اما نیرو در هر نقطه بر اساس قوانینی محاسبه می شود که طبق آنها در مورد میدان به عنوان صحبت می کنیم. شرایط فیزیکییا فرآیند بی معنی است. میدانی که به عنوان یک واقعیت در نظر گرفته می شود، به معنای واقعیت نیروهای موجود خارج از هر عملی است که کاملاً بر خلاف تعریف اولیه نیرو است. ماکسول نوشته است که در مواردی که در مورد "پایداری نیرو" و غیره صحبت می کنیم، بهتر است از اصطلاح "انرژی" استفاده کنیم. این قطعا درست است، اما انرژی میدان چقدر است؟ زمانی که ماکسول خطوط فوق را نوشت، از قبل می دانست که چگالی انرژی، برای مثال، یک میدان الکتریکی با مجذور شدت این میدان، یعنی باز هم نیروی توزیع شده در فضا، متناسب است.

مفهوم کنش آنی در فاصله با درک نیوتن از نیرو پیوند ناگسستنی دارد. از این گذشته، اگر جسمی بر جسمی دیگر، دوردست، و نه فوراً عمل کند (در اصل فاصله بین آنها را از بین می برد)، باید نیروی حرکت در فضا را در نظر بگیریم و تصمیم بگیریم که چه "بخشی" از نیرو باعث شتاب مشاهده شده و چه چیزی می شود. معنی پس مفهوم "نیرو" است. یا باید فرض کنیم که حرکت نیرو (یا میدان) به روش خاصی رخ می دهد که در چارچوب مکانیک نیوتنی نمی گنجد.

در سال 1920، آلبرت انیشتین (1879-1955) در مقاله "اتر و نظریه نسبیت" نوشت که با صحبت در مورد میدان الکترومغناطیسی به عنوان یک واقعیت، ما باید وجود یک جسم فیزیکی خاص را فرض کنیم، که در اصل نمی تواند وجود داشته باشد. به عنوان متشکل از ذراتی تصور می شود که رفتار هر یک از آنها در طول زمان قابل مطالعه است. انیشتین بعدها ایجاد نظریه میدان الکترومغناطیسی را به عنوان بزرگترین انقلاب در دیدگاه ما در مورد ساختار واقعیت فیزیکی از زمان نیوتن توصیف کرد. به لطف این انقلاب، فیزیک، همراه با ایده‌هایی درباره برهمکنش نقاط مادی، ایده‌هایی درباره میدان‌ها به عنوان موجودیت‌های غیرقابل تقلیل به هر چیز دیگری را در بر گرفت.

اما چگونه این تغییر در دیدگاه ها نسبت به واقعیت امکان پذیر بود؟ چگونه فیزیک توانست از مرزهای خود فراتر برود و چیزی را ببیند که قبلاً برای آن به عنوان یک واقعیت وجود نداشت؟

آزمایش های چندین ساله فارادی با خطوط برق نقش بسیار مهمی در آماده سازی این انقلاب ایفا کرد. به لطف فارادی، این خطوط که برای فیزیکدانان شناخته شده بودند، از راهی برای به تصویر کشیدن توزیع نیروهای الکتریکی و مغناطیسی در فضا به نوعی «پل» تبدیل شدند، که در امتداد آن می‌توان به دنیایی نفوذ کرد که «پشت نیرو» وارد دنیایی شد که در آن نیروها مظهر میدان‌های خواص شدند. واضح است که چنین تحولی مستلزم نوع خاصی از استعداد است، استعدادی که مایکل فارادی در اختیار داشت.

آزمایشگر بزرگ

مایکل فارادی در 22 سپتامبر 1791 در خانواده آهنگری لندنی به دنیا آمد که به دلیل کمبود بودجه نتوانستند برای فرزندان خود تحصیل کنند. مایکل - فرزند سوم خانواده - به پایان نرسید و دبستانو در 12 سالگی در یک کارگاه صحافی شاگردی کرد. او در آنجا فرصت یافت تا کتاب های بسیاری از جمله علوم عامه را بخواند و خلأهای تحصیلی خود را پر کند. فارادی به زودی شروع به شرکت در سخنرانی های عمومی کرد که به طور منظم در لندن برگزار می شد تا دانش را در بین عموم مردم گسترش دهد.

در سال 1812، یکی از اعضای انجمن سلطنتی لندن، که به طور مرتب از خدمات صحافی استفاده می کرد، از فارادی دعوت کرد تا به سخنرانی های فیزیکدان و شیمیدان معروف هامفری دیوی (1778-1829) گوش دهد. این لحظه به نقطه عطفی در زندگی فارادی تبدیل شد. مرد جوان کاملاً به علم علاقه مند شد و از آنجایی که زمان حضورش در کارگاه رو به پایان بود، فارادی این خطر را پذیرفت که برای دیوی در مورد تمایل خود به تحقیق بنویسد و یادداشت های سخنرانی دانشمند را با دقت صحافی شده به نامه ضمیمه کند. دیوی که خود فرزند یک منبت کار فقیر بود، نه تنها به نامه فارادی پاسخ داد، بلکه به او سمتی به عنوان دستیار در موسسه سلطنتی لندن پیشنهاد داد. بنابراین شروع شد فعالیت علمیفارادی که تقریباً تا زمان مرگ او که در 25 اوت 1867 اتفاق افتاد ادامه یافت.

تاریخ فیزیک بسیاری از آزمایشگران برجسته را می شناسد، اما، شاید، فقط فارادی را آزمایشگر با حرف بزرگ می نامیدند. و این فقط دستاوردهای عظیم او نیست، از جمله اکتشافات قوانین الکترولیز و پدیده های القای الکترومغناطیسی، مطالعات خواص دی الکتریک ها و آهن رباها و موارد دیگر. اغلب اکتشافات مهم کم و بیش تصادفی انجام می شد. همین را نمی توان در مورد فارادی گفت. تحقیقات او همیشه به طرز چشمگیری سیستماتیک و هدفمند بوده است. بنابراین، در سال 1821، فارادی در دفتر خاطرات کاری خود نوشت که در حال شروع جستجو برای ارتباط بین مغناطیس و الکتریسیته و اپتیک است. او اولین اتصال را 10 سال بعد (کشف القای الکترومغناطیسی) و دومی - 23 سال بعد (کشف چرخش صفحه قطبش نور در یک میدان مغناطیسی) را کشف کرد.

مطالعات تجربی فارادی در الکتریسیته شامل حدود 3500 پاراگراف است که بسیاری از آنها شامل شرح آزمایشاتی است که وی انجام داده است. و این تنها چیزی است که فارادی صلاح دید که منتشر کند. در خاطرات چند جلدی فارادی که از سال 1821 نگهداری می کرد، حدود 10 هزار آزمایش شرح داده شده است و دانشمند بسیاری از آنها را بدون کمک کسی انجام داد. جالب اینجاست که در سال 1991 که دنیای علمیدر جشن دویستمین سالگرد تولد فارادی، مورخان فیزیک انگلیسی تصمیم گرفتند برخی از معروف ترین آزمایشات او را تکرار کنند. اما حتی بازتولید ساده هر یک از این آزمایشات مستلزم تیمی از متخصصان مدرن حداقل یک روز کار بود.

با صحبت در مورد شایستگی های فارادی، می توان گفت که دستاورد اصلی او تبدیل فیزیک تجربی به یک زمینه مستقل تحقیقاتی بود که نتایج آن اغلب می تواند سال ها جلوتر از توسعه نظریه باشد. فارادی تمایل بسیاری از دانشمندان را برای حرکت هر چه سریعتر از داده‌های به‌دست‌آمده در آزمایش‌ها به تعمیم نظری آنها بسیار بی‌ثمر می‌دانست. برای فارادی مثمر ثمرتر به نظر می رسید که ارتباط طولانی مدت با پدیده های مورد مطالعه را حفظ کند تا بتواند همه ویژگی های آنها را به تفصیل تجزیه و تحلیل کند، صرف نظر از اینکه این ویژگی ها با نظریه های پذیرفته شده مطابقت دارند یا نه.

فارادی این رویکرد را به تجزیه و تحلیل داده‌های تجربی به آزمایش‌های معروف روی هم‌ترازی براده‌های آهن در امتداد خطوط میدان مغناطیسی گسترش داد. البته، دانشمند به خوبی می دانست که الگوهای تشکیل دهنده براده های آهن را می توان به راحتی بر اساس اصل عمل دوربرد توضیح داد. با این حال، فارادی معتقد بود در این موردآزمایشگران نباید از مفاهیمی که توسط نظریه پردازان اختراع شده اند، بلکه از پدیده هایی که به عقیده او حاکی از وجود آهنرباها و جریانات حالت های خاصی در فضای اطراف است که آماده عمل هستند، عمل کنند. به عبارت دیگر، خطوط نیرو، به گفته فارادی، نشان می دهد که نیرو را نه تنها باید به عنوان یک عمل (در یک نقطه مادی)، بلکه به عنوان توانایی عمل نیز در نظر گرفت.

تاکید بر این نکته ضروری است که فارادی، پیرو روش شناسی خود، سعی نکرد هیچ فرضیه ای در مورد ماهیت این توانایی عمل ارائه دهد، و ترجیح می دهد به تدریج تجربه را در حین کار با خطوط نیرو انباشته کند. این کار در مطالعات او درباره پدیده های القای الکترومغناطیسی آغاز شد.

باز شدن با تاخیر

در بسیاری از کتاب های درسی و کتاب های مرجع می توانید بخوانید که در 29 اوت 1831، فارادی پدیده القای الکترومغناطیسی را کشف کرد. مورخان علم به خوبی می دانند که اکتشافات تاریخ گذاری پیچیده و اغلب کاملاً گیج کننده است. کشف القای الکترومغناطیسی نیز از این قاعده مستثنی نیست. از خاطرات فارادی مشخص است که او این پدیده را در سال 1822 در طی آزمایشاتی با دو مدار رسانا که روی یک هسته آهنی نرم قرار داده شده بود مشاهده کرد. مدار اول به منبع جریان و مدار دوم به یک گالوانومتر که وقوع جریان های کوتاه مدت را هنگام روشن یا خاموش شدن جریان در مدار اول ثبت می کرد. بعدها معلوم شد که دانشمندان دیگری نیز پدیده‌های مشابهی را مشاهده کرده‌اند، اما، مانند فارادی در ابتدا، آنها را یک خطای آزمایشی در نظر گرفتند.

واقعیت این است که در جستجوی پدیده های تولید الکتریسیته توسط مغناطیس، هدف دانشمندان کشف اثرات پایدار بود، به عنوان مثال، شبیه به پدیده عمل مغناطیسی جریان که توسط ارستد در سال 1818 کشف شد. فارادی با دو شرایط از این "کوری" عمومی نجات یافت. اولاً به هر پدیده طبیعی توجه کنید. فارادی در مقاله‌های خود از آزمایش‌های موفق و ناموفق گزارش می‌دهد و معتقد است که یک آزمایش ناموفق (که اثر مورد نظر را تشخیص نمی‌دهد)، اما یک آزمایش معنی‌دار حاوی اطلاعاتی در مورد قوانین طبیعت است. ثانیاً، اندکی قبل از کشف، فارادی آزمایش های زیادی با تخلیه خازن انجام داد که بدون شک توجه او را به اثرات کوتاه مدت جلب کرد. این دانشمند با مرور منظم خاطرات روزانه خود (برای فارادی این جزء ثابت تحقیقات بود)، ظاهراً دانشمند نگاهی تازه به آزمایشات سال 1822 انداخت و با بازتولید آنها متوجه شد که او نه با تداخل، بلکه با پدیده ای که او درگیر است. به دنبال تاریخ این تحقق 29 اوت 1831 بود.

سپس، تحقیقات فشرده آغاز شد، که طی آن فارادی پدیده های اساسی القای الکترومغناطیسی، از جمله وقوع جریان های القایی در طول حرکت نسبی هادی ها و آهنرباها را کشف و توصیف کرد. بر اساس این مطالعات، فارادی به این نتیجه رسید که شرط تعیین کننده برای وقوع جریان های القایی دقیقاً تقاطعرسانایی از خطوط نیروی مغناطیسی و نه انتقال به مناطق با نیروهای بیشتر یا کمتر. در این مورد، برای مثال، وقوع یک جریان در یک هادی هنگامی که جریان در یک هادی دیگر، واقع در نزدیکی روشن می شود، فارادی همچنین در نتیجه عبور هادی از خطوط برق توضیح داد: "به نظر می رسد منحنی های مغناطیسی حرکت می کنند (به اصطلاح ) در سراسر سیم القایی، از لحظه ای که شروع به رشد می کنند و تا لحظه ای که جریان مغناطیسی می رسد بالاترین ارزش; به نظر می رسد که آنها به طرفین سیم پخش می شوند و بنابراین، خود را در ارتباط با سیم ثابت در همان موقعیتی می یابند که گویی در جهت مخالف در سراسر آنها حرکت می کند.

اجازه دهید توجه کنیم که فارادی چند بار در قسمت بالا از کلمات "انگار" استفاده می کند و همچنین به این واقعیت که او هنوز فرمول کمی معمول قانون القای الکترومغناطیسی را ندارد: قدرت جریان در یک مدار رسانا. متناسب با سرعت تغییر در تعداد خطوط مغناطیسی نیرویی است که از این مدار عبور می کنند. فرمول نزدیک به این در فارادی تنها در سال 1851 ظاهر شد و فقط در مورد حرکت یک رسانا در یک میدان مغناطیسی ساکن کاربرد دارد. به گزارش فرادید، اگر هادی در چنین میدانی با سرعت ثابت، سپس قدرت جریان الکتریکی ایجاد شده در آن متناسب با این سرعت است و مقدار الکتریسیته در حرکت متناسب با تعداد خطوط میدان مغناطیسی است که توسط هادی عبور می کند.

احتیاط فارادی در فرمول‌بندی قانون القای الکترومغناطیسی، قبل از هر چیز به این دلیل است که او می‌توانست از مفهوم خط نیرو فقط در رابطه با میدان‌های ساکن به درستی استفاده کند. در مورد میدان های متغیر، این مفهوم یک ویژگی استعاری به دست آورد، و جملات پیوسته "انگار" هنگام صحبت در مورد خطوط متحرک نیرو نشان می دهد که فارادی این را کاملاً درک کرده است. او همچنین نمی‌توانست انتقاد آن دسته از دانشمندانی را که به او تذکر داده‌اند که خط نیرو، به بیان دقیق‌تر، یک شی هندسی است که حرکت آن بی‌معنی است، در نظر نگیرد. علاوه بر این، در آزمایش‌ها با اجسام باردار، هادی‌های حامل جریان و غیره سروکار داریم و نه با انتزاع‌هایی مانند خطوط نیرو. بنابراین، فارادی باید نشان می داد که هنگام مطالعه حداقل برخی از کلاس ها از پدیده ها، نمی توان خود را به در نظر گرفتن هادی های حامل جریان محدود کرد و فضای اطراف آنها را در نظر نگرفت. از این رو، فارادی در اثری که به مطالعه پدیده‌های خود القای اختصاص دارد، بدون ذکر خطوط نیرو، داستانی درباره آزمایش‌های خود می‌سازد، به گونه‌ای که خواننده به تدریج به این نتیجه می‌رسد که علت واقعی پدیده‌های مشاهده‌شده است. نه هادی های حامل جریان، بلکه چیزی در فضای اطراف آنها قرار دارد.

میدان مانند یک پیشگویی است. تحقیق در مورد پدیده های خود القایی

در سال 1834، فارادی بخش نهم از تحقیقات تجربی خود را منتشر کرد که عنوان آن "در مورد تأثیر القایی یک جریان الکتریکی بر خود و به طور کلی بر عملکرد القایی جریان ها" بود. در این کار، فارادی پدیده‌های خود القایی را که در سال 1832 توسط فیزیکدان آمریکایی جوزف هنری (1878-1797) کشف شد، مورد بررسی قرار داد و نشان داد که آنها نمونه خاصی از پدیده‌های القای الکترومغناطیسی را نشان می‌دهند که او قبلاً مطالعه کرده بود.

فارادی کار خود را با توصیف یک سری پدیده آغاز می کند که شامل این واقعیت است که وقتی یک مدار الکتریکی حاوی هادی های بلند یا یک سیم پیچ آهنربا باز می شود، جرقه ای در نقطه ای که تماس قطع می شود ظاهر می شود یا اگر یک شوک الکتریکی احساس می شود. تماس با دست جدا می شود. در عین حال، فارادی خاطرنشان می کند که اگر هادی کوتاه باشد، هیچ حقه ای نمی تواند جرقه یا شوک الکتریکی ایجاد کند. بنابراین، مشخص شد که وقوع جرقه (یا ضربه) نه به شدت جریان عبوری از هادی قبل از قطع شدن تماس، بلکه به طول و پیکربندی این هادی بستگی دارد. بنابراین، فارادی قبل از هر چیز به دنبال این است که نشان دهد، اگرچه علت اولیه جرقه جریان است (اگر اصلاً جریانی در مدار وجود نداشته باشد، طبیعتاً جرقه ای وجود نخواهد داشت)، اما قدرت جریان وجود ندارد. تعیین کننده برای انجام این کار، فارادی دنباله ای از آزمایش ها را توصیف می کند که در آن ابتدا طول هادی افزایش می یابد و در نتیجه جرقه قوی تری علی رغم ضعیف شدن جریان در مدار به دلیل افزایش مقاومت، ایجاد می شود. سپس این هادی پیچ خورده است تا جریان فقط از قسمت کوچکی از آن عبور کند. جریان به شدت افزایش می یابد، اما جرقه با باز شدن مدار ناپدید می شود. بنابراین، نه خود هادی و نه قدرت جریان در آن را نمی توان علت جرقه در نظر گرفت، بزرگی که، همانطور که معلوم می شود، نه تنها به طول هادی، بلکه به پیکربندی آن نیز بستگی دارد. بنابراین، هنگامی که هادی به صورت مارپیچ نورد می شود، و همچنین هنگامی که یک هسته آهنی به این مارپیچ وارد می شود، اندازه جرقه نیز افزایش می یابد.

در ادامه بررسی این پدیده ها، فارادی یک هادی کوتاه کمکی را به موازات محل باز شدن کنتاکت وصل کرد که مقاومت آن به طور قابل توجهی بیشتر از هادی اصلی، اما کمتر از شکاف جرقه یا بدنه بود. شخصی که مخاطب را باز می کند در نتیجه، جرقه با باز شدن کنتاکت ناپدید شد و یک جریان کوتاه مدت قوی در هادی کمکی ایجاد شد (فارادی آن را جریان اضافی می نامد) که جهت آن خلاف جهت جریان است. از طریق آن از منبع جریان می یابد. فارادی می نویسد: «این آزمایش ها تفاوت قابل توجهی بین جریان اولیه یا مهیج و جریان اضافی در رابطه با کمیت، شدت و حتی جهت ایجاد می کنند. آنها من را به این نتیجه رساندند که جریان اضافی با جریان القایی که قبلاً توضیح دادم یکسان است.

فارادی با ارائه ایده ارتباط بین پدیده های مورد مطالعه و پدیده های القای الکترومغناطیسی، سپس یک سری آزمایش های مبتکرانه ای را انجام داد که این ایده را تأیید می کند. در یکی از این آزمایش ها، در کنار یک مارپیچ متصل به منبع جریان، یک مارپیچ باز دیگر قرار داده شد. هنگامی که از منبع فعلی جدا شد، اولین مارپیچ جرقه ای قوی داد. با این حال، اگر انتهای مارپیچ دیگر بسته می شد، جرقه عملاً ناپدید می شد و در مارپیچ دوم یک جریان کوتاه مدت ایجاد می شد که در صورت باز شدن مدار، جهت آن با جهت جریان در مارپیچ اول منطبق بود. و اگر مدار بسته بود مخالف آن بود.

با برقراری ارتباط بین دو دسته پدیده، فارادی توانست به راحتی آزمایش های انجام شده را توضیح دهد، یعنی تشدید جرقه زمانی که هادی طولانی می شود، به صورت مارپیچ تا می شود، یک هسته آهنی به آن وارد می شود و غیره. : "اگر اثر القایی سیمی به طول یک پا را در مکانی مشاهده کنید که در نزدیکی آن سیمی وجود دارد که طول آن نیز یک پا است، معلوم می شود که بسیار ضعیف است. اما اگر همان جریان از سیمی به طول پنجاه فوت عبور داده شود، در پنجاه فوت سیم بعدی، در لحظه ایجاد یا قطع یک تماس، جریان بسیار قوی‌تری ایجاد می‌کند، گویی هر فوت اضافی سیم چیزی به آن کمک می‌کند. اثر کل؛ بر اساس قیاس، نتیجه می گیریم که همین پدیده باید زمانی نیز رخ دهد که هادی اتصال همزمان به عنوان رسانایی عمل می کند که در آن جریان القایی تشکیل می شود. بنابراین، فارادی نتیجه می گیرد، افزایش طول هادی، چرخاندن آن به شکل مارپیچ و وارد کردن یک هسته به آن، جرقه را تقویت می کند. عمل هسته مغناطیس زدایی به عمل یک چرخش مارپیچ روی دیگری اضافه می شود. علاوه بر این، مجموع چنین اقداماتی می تواند یکدیگر را جبران کند. به عنوان مثال، اگر یک سیم عایق طولانی را از وسط تا کنید، به دلیل اعمال القایی مخالف دو نیمه آن، جرقه ناپدید می شود، اگرچه در حالت صاف این سیم جرقه قوی می دهد. جایگزینی یک هسته آهنی با یک هسته فولادی که بسیار آهسته مغناطیس زدایی می شود نیز منجر به تضعیف قابل توجه جرقه شد.

بنابراین، فارادی با راهنمایی خواننده از طریق توصیف دقیق مجموعه آزمایش های انجام شده، بدون گفتن کلمه ای در مورد میدان، این ایده را در او، خواننده، شکل داد که نقش تعیین کننده در پدیده های مورد مطالعه، متعلق به هادی های دارای جریان نیست. اما به نوعی نیروی ایجاد شده توسط آنها در فضای اطراف، سپس حالت مغناطیسی یا به طور دقیق تر، سرعت تغییر این حالت. با این حال، این سؤال که آیا واقعاً این حالت وجود دارد و آیا می تواند موضوع تحقیقات تجربی باشد، باز باقی ماند.

مشکل واقعیت فیزیکی خطوط نیرو

فارادی در سال 1851، زمانی که ایده تعمیم مفهوم خط میدان را مطرح کرد، موفق شد گام مهمی در اثبات واقعیت خطوط میدان بردارد. فارادی نوشت: «خط مغناطیسی نیرو ممکن است به عنوان خطی تعریف شود که یک سوزن مغناطیسی کوچک هنگامی که در یک جهت در جهت طول خود حرکت می‌کند، به طوری که سوزن مماس بر حرکت باقی می‌ماند، توصیف می‌کند. زمان؛ یا به عبارت دیگر، این خطی است که سیم عرضی را می توان در هر جهتی حرکت داد و هیچ تمایلی برای ایجاد جریان در آن ظاهر نمی شود، در حالی که هنگام حرکت آن در هر جهت دیگری چنین تمایلی وجود دارد.

بنابراین، خط نیرو توسط فارادی بر اساس دو قانون (و درک) متفاوت از عمل نیروی مغناطیسی تعریف شد: اثر مکانیکی آن بر سوزن مغناطیسی و توانایی آن (مطابق با قانون القای الکترومغناطیسی) برای تولید برق. زور. به نظر می‌رسید که این تعریف دوگانه از خط نیرو، آن را «ماده‌ای» می‌کند و به آن معنای جهت‌های ویژه و قابل تشخیص تجربی در فضا می‌دهد. بنابراین، فارادی چنین خطوط نیرویی را "فیزیکی" نامید و معتقد بود که اکنون می تواند به طور قطعی واقعیت آنها را اثبات کند. یک هادی در چنین تعریف دوگانه ای را می توان به صورت بسته و در حال لغزش در امتداد خطوط نیرو تصور کرد به طوری که در حالی که دائماً تغییر شکل می دهد، خطوط را قطع نمی کند. این هادی «تعداد» مشروط مشخصی از خطوط را برجسته می‌کند که هنگام «تغلیظ» یا «نادر شدن» حفظ می‌شوند. چنین لغزشی یک رسانا در میدانی از نیروهای مغناطیسی بدون ظهور جریان الکتریکی در آن می‌تواند به عنوان اثبات تجربی پایستگی تعداد خطوط نیرو در حین "گسترش" آنها، به عنوان مثال، از قطب یک آهنربا، و بنابراین، به عنوان دلیلی بر واقعیت این خطوط.

البته تقریباً غیرممکن است که یک هادی واقعی را جابجا کنید تا از خطوط برق عبور نکند. بنابراین، فارادی فرضیه بقای تعداد آنها را متفاوت توجیه کرد. اجازه دهید یک آهنربا با قطب N و یک هادی آ ب پ تطوری چیده شده اند که بتوانند نسبت به یکدیگر حول یک محور بچرخند آگهی(شکل 1؛ طراحی توسط نویسنده مقاله بر اساس نقاشی های فارادی). در این مورد، بخشی از هادی آگهیاز سوراخ آهنربا عبور می کند و در نقطه تماس آزاد دارد د. تماس شل ایجاد شده و در نقطه ج، بنابراین طرح قبل از میلاد مسیحمی تواند به دور آهنربا بچرخد بدون اینکه مدار الکتریکی متصل شده در نقاط را قطع کند آو ب(همچنین از طریق کنتاکت های کشویی) به گالوانومتر. رهبر ارکستر قبل از میلاد مسیحدر چرخش کامل حول یک محور آگهیتمام خطوط نیرویی که از قطب آهنربا N ساطع می شود را قطع می کند. حالا اجازه دهید هادی با سرعت ثابت بچرخد. سپس، مقایسه قرائت های گالوانومتر در موقعیت های مختلفهادی دوار، به عنوان مثال در موقعیت آ ب پ تو حامله آ ب پ ت، هنگامی که هادی بار دیگر در یک چرخش کامل از تمام خطوط نیرو عبور می کند، اما در مکان هایی که نادرتر هستند، می توانید متوجه شوید که قرائت های گالوانومتر یکسان است. به گفته فارادی، این نشان دهنده حفظ تعداد مشروط خاصی از خطوط نیرو است که می تواند قطب شمال یک آهنربا را مشخص کند (هرچه این "مقدار" بزرگتر باشد، آهنربا قوی تر است).

فارادی با چرخش در نصب خود (شکل 2؛ نقاشی فارادی) نه یک رسانا، بلکه یک آهنربا، به این نتیجه می رسد که تعداد خطوط نیرو در ناحیه داخلی آهنربا حفظ شده است. علاوه بر این، استدلال او بر این فرض استوار است که خطوط نیرو توسط یک آهنربای چرخان منتقل نمی شوند. این خطوط "در جای خود" باقی می مانند و آهنربا در بین آنها می چرخد. در این حالت، شدت جریان برابر با زمان چرخش هادی خارجی است. فارادی این نتیجه را با این توضیح توضیح می دهد که اگرچه قسمت بیرونی هادی خطوط را قطع نمی کند، قسمت داخلی آن ( سی دی) که با آهنربا می چرخد، تمام خطوط عبوری از داخل آهنربا را قطع می کند. اگر قسمت بیرونی هادی ثابت باشد و همراه با آهنربا بچرخد، جریانی ایجاد نمی شود. این را نیز می توان توضیح داد. در واقع، قسمت های داخلی و خارجی هادی از تعداد خطوط نیرویی که در یک جهت هدایت می شوند عبور می کنند، بنابراین جریان های القا شده در هر دو قسمت هادی یکدیگر را خنثی می کنند.

از آزمایشات به دست آمد که در داخل آهنربا، خطوط نیرو از قطب شمال به جنوب نمی روند، بلکه برعکس، منحنی های بسته را با خطوط نیروی خارجی تشکیل می دهند، که به فارادی اجازه می دهد تا قانون بقای نیرو را فرموله کند. تعداد خطوط مغناطیسی نیرو در فضاهای خارجی و داخلی یک آهنربای دائمی: "با این نیروهای توزیع شگفت انگیز که توسط یک هادی متحرک آشکار می شود، آهنربا دقیقاً مانند یک سیم پیچ الکترومغناطیسی است، هم از این نظر که خطوط نیرو در داخل جریان دارند. به شکل دایره های بسته و به تساوی مجموع آنها در داخل و خارج.» بنابراین، مفهوم "تعداد خطوط برق" حقوق شهروندی را دریافت کرد، به همین دلیل فرمول بندی قانون تناسب نیروی محرکه القایی با تعداد خطوط برق عبوری توسط هادی در واحد زمان معنای فیزیکی پیدا کرد.

با این حال، فارادی اعتراف کرد که نتایج او دلیل قطعی برای واقعیت خطوط میدانی نیست. او نوشت: برای چنین اثباتی، لازم است «ارتباط خطوط نیرو با زمان» را ایجاد کنیم، یعنی نشان دهیم که این خطوط می‌توانند با سرعتی محدود در فضا حرکت کنند و بنابراین، توسط برخی قابل تشخیص هستند. روش های فیزیکی

تاکید بر این نکته مهم است که برای فارادی، مشکل "خطوط فیزیکی نیرو" هیچ شباهتی با تلاش برای شناسایی مستقیم خطوط نیروی معمولی نداشت. از زمان کشف القای الکترومغناطیسی، فارادی معتقد بود که هم خطوط معمولی نیرو و هم قوانین الکترومغناطیس مظهر برخی از خواص ویژه ماده، حالت ویژه آن است که دانشمند آن را الکتروتونیک نامید. در عین حال، پرسش از ماهیت این دولت و ارتباط آن با فرم های شناخته شدهفارادی معتقد بود که موضوع باز است: «این وضعیت چیست و به چه چیزی بستگی دارد، اکنون نمی توانیم بگوییم. شاید آن را اتر، مانند یک پرتو نور، مشروط می‌کند... شاید حالتی از کشش، یا حالت ارتعاش، یا حالت دیگری مشابه جریان الکتریکی است، که نیروهای مغناطیسی بسیار نزدیک با آن مرتبط هستند. اینکه آیا وجود ماده برای حفظ این حالت ضروری است یا خیر بستگی به معنای کلمه «ماده» دارد. اگر مفهوم ماده محدود به مواد سنگین یا گرانشی باشد، وجود ماده برای خطوط فیزیکی نیروی مغناطیسی به اندازه پرتوهای نور و گرما کم اهمیت است. اما اگر با اعتراف اتر بپذیریم که این یک نوع ماده است، خطوط نیرو می تواند به هر یک از اعمال آن بستگی داشته باشد.

توجه دقیقی که فارادی به خطوط نیرو کرد در درجه اول به این دلیل بود که او در آنها پلی را دید که کاملاً به برخی از آنها منتهی می شد. دنیای جدید. با این حال، حتی برای چنین آزمایشگر درخشانی مانند فارادی عبور از این پل دشوار بود. در واقع، این مشکل به هیچ وجه اجازه یک راه حل کاملا تجربی را نمی داد. با این حال، می توان سعی کرد از نظر ریاضی به فضای بین خطوط نیرو نفوذ کند. این دقیقا همان کاری است که ماکسول انجام داد. معادلات معروف او به ابزاری تبدیل شد که امکان نفوذ به شکاف های موجود بین خطوط میدان فارادی و در نتیجه کشف واقعیت فیزیکی جدیدی را در آنجا فراهم کرد. اما این داستان دیگری است - داستان نظریه پرداز بزرگ.

این اشاره به کتاب R. Feynman، R. Leighton و M. Sands "Feynman Lectures on Physics" (M.: Mir, 1967) است. توجه داشته باشید ویرایش)
در ترجمه روسی، جلد اول این کتاب در سال 1947، دومین جلد در سال 1951 و سومین جلد در سال 1959 در مجموعه "کلاسیک های علم" (M.: انتشارات آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی) منتشر شد. ( توجه داشته باشید ویرایش)
در سال 1892، ویلیام تامسون عنوان اشراف "لرد کلوین" را برای کارهای اساسی خود در زمینه های مختلف فیزیک، به ویژه کشیدن کابل ماوراء اقیانوس اطلس که انگلستان و ایالات متحده را به هم متصل می کند، اعطا شد.

نام:مایکل فارادی

سن: 75 ساله

فعالیت:فیزیکدان تجربی، شیمیدان

وضعیت خانوادگی:ازدواج کرده بود

مایکل فارادی: بیوگرافی

هرمان هلمهولتز گفت: «تا زمانی که مردم از مزایای برق بهره مند شوند، همیشه نام فارادی را با سپاسگزاری به یاد خواهند آورد.

مایکل فارادی - فیزیکدان تجربی انگلیسی، شیمیدان، خالق دکترین میدان الکترومغناطیسی. او القای الکترومغناطیسی را کشف کرد که اساس آن است تولید صنعتیبرق و کاربردها در شرایط مدرن

دوران کودکی و جوانی

مایکل فارادی در 22 سپتامبر 1791 در نیوینگتون باتس در نزدیکی لندن به دنیا آمد. پدر - جیمز فارادی (1761-1810)، آهنگر. مادر - مارگارت (1764-1838). علاوه بر مایکل، این خانواده شامل برادر رابرت و خواهران الیزابت و مارگارت بودند. آنها بد زندگی می کردند، بنابراین مایکل مدرسه را تمام نکرد و در سن 13 سالگی برای کار در یک کتابفروشی به عنوان یک پسر تحویل گرفت.

من نتوانستم تحصیلاتم را کامل کنم. عطش دانش با خواندن کتاب های فیزیک و شیمی برطرف شد - تعداد زیادی از آنها در کتابفروشی وجود داشت. مرد جوان اولین آزمایش های خود را به دست آورد. او یک منبع فعلی ساخت - "کوزه لیدن". پدر و برادر مایکل او را تشویق به آزمایش کردند.

در سال 1810، یک پسر 19 ساله به عضویت باشگاه فلسفی درآمد، که در آن سخنرانی هایی در مورد فیزیک و نجوم ارائه می شد. مایکل در مجادلات علمی شرکت کرد. این جوان با استعداد توجه جامعه علمی را به خود جلب کرد. خریدار کتابفروشی ویلیام دنز به مایکل هدیه داد - بلیتی برای شرکت در یک سری سخنرانی در مورد شیمی و فیزیک توسط هامفری دیوی (بنیانگذار الکتروشیمی، کاشف). عناصر شیمیاییپتاسیم، کلسیم، سدیم، باریم، بور).

دانشمند آینده که سخنرانی‌های همفری دیوی را رونویسی کرده بود، آن را بست و برای استاد فرستاد و همراه با نامه‌ای از او خواست تا کاری در موسسه سلطنتی بیابد. دیوی در سرنوشت مرد جوان شرکت کرد و پس از مدتی فارادی 22 ساله به عنوان دستیار آزمایشگاه در یک آزمایشگاه شیمیایی مشغول به کار شد.

علم

فارادی در حین انجام وظایف خود به عنوان دستیار آزمایشگاه، فرصت گوش دادن به سخنرانی هایی را که در تهیه آنها شرکت داشت، از دست نداد. همچنین به برکت پروفسور دیوی، این جوان آزمایشات شیمیایی خود را انجام داد. وظیفه شناسی و مهارت او در انجام کارش به عنوان دستیار آزمایشگاه او را به دستیار ثابت دیوی تبدیل کرد.

در سال 1813، دیوی فارادی را به عنوان منشی خود در یک سفر دو ساله اروپایی برد. در طول سفر، دانشمند جوان با مشاهیر علم جهان آشنا شد: آندره ماری آمپر، جوزف لوئیس گی-لوساک، الساندرو ولتا.

در بازگشت به لندن در سال 1815، به فارادی سمت دستیار داده شد. در همان زمان، او آنچه را که دوست داشت ادامه داد - او آزمایشات خود را انجام داد. فارادی در طول زندگی خود 30000 آزمایش انجام داد. در محافل علمی، به دلیل قدمت و سخت کوشی خود، عنوان "پادشاه آزمایشگران" را دریافت کرد. شرح هر تجربه با دقت در خاطرات ثبت شد. بعدها، در سال 1931، این خاطرات منتشر شد.

اولین نسخه چاپی فارادی در سال 1816 منتشر شد. تا سال 1819، 40 اثر منتشر شد. آثار به شیمی اختصاص دارد. در سال 1820، یک دانشمند جوان از یک سری آزمایش با آلیاژها متوجه شد که فولاد آلیاژی با افزودن نیکل اکسید نمی شود. اما نتایج آزمایش ها مورد توجه متالورژیست ها قرار نگرفت. کشف فولاد ضد زنگ خیلی دیرتر به ثبت رسید.

در سال 1820 فارادی سرپرست فنی موسسه سلطنتی شد. در سال 1821، او از شیمی به فیزیک رفت. فارادی به عنوان یک دانشمند تثبیت شده عمل کرد و وزن خود را افزایش داد جامعه علمی. مقاله ای در مورد اصل کار یک موتور الکتریکی منتشر شد که شروع مهندسی برق صنعتی را رقم زد.

میدان الکترومغناطیسی

در سال 1820، فارادی به آزمایش هایی در مورد برهمکنش الکتریسیته و میدان های مغناطیسی علاقه مند شد. در این زمان، مفاهیم "منبع جریان مستقیم" (A. Volt)، "الکترولیز"، "قوس الکتریکی"، "الکترومغناطیس" کشف شده بود. در این دوره، الکترواستاتیک و الکترودینامیک توسعه یافت و آزمایشات بیوت، ساوارت و لاپلاس در مورد کار با الکتریسیته و مغناطیس منتشر شد. کار A. Ampere در مورد الکترومغناطیس منتشر شد.

در سال 1821، کار فارادی "درباره برخی حرکات جدید الکترومغناطیسی و نظریه مغناطیس" منتشر شد. در آن، دانشمند آزمایش هایی را با یک سوزن مغناطیسی که حول یک قطب می چرخید ارائه کرد، یعنی تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را انجام داد. در واقع او اولین موتور الکتریکی دنیا را معرفی کرد، البته بدوی.

شادی کشف با شکایت ویلیام ولاستون (پالادیوم، رودیوم را کشف کرد، یک انکسارسنج و گونیا را طراحی کرد) از بین رفت. دانشمند در شکایتی به پروفسور دیوی، فارادی را به سرقت ایده یک سوزن مغناطیسی چرخان متهم کرد. داستان شخصیتی جنجالی به خود گرفت. دیوی موقعیت ولاستون را پذیرفت. فقط یک ملاقات شخصی بین دو دانشمند و فارادی که موقعیت خود را توضیح می داد، توانست این درگیری را حل کند. ولاستون این ادعا را رها کرد. رابطه بین دیوی و فارادی اعتماد سابق خود را از دست داد. اگرچه اولی به پایان رسیده است روزهای گذشتهاو هرگز از تکرار این که فارادی کشف اصلی او بود خسته نشد.

در ژانویه 1824، فارادی به عضویت انجمن سلطنتی لندن انتخاب شد. پروفسور دیوی رای منفی داد.

در سال 1823 او عضو متناظر آکادمی علوم پاریس شد.

در سال 1825، مایکل فارادی جای دیوی را به عنوان مدیر آزمایشگاه فیزیک و شیمی مؤسسه سلطنتی گرفت.

پس از کشف سال 1821، این دانشمند به مدت ده سال آثاری را منتشر نکرد. در سال 1831 او استاد دانشگاه وولویچ (آکادمی نظامی) و در سال 1833 - استاد شیمی در موسسه سلطنتی شد. مناظره های علمی انجام می داد و در جلسات علمی سخنرانی می کرد.

در سال 1820، فارادی به آزمایش هانس ارستد علاقه مند شد: حرکت در امتداد مدار جریان الکتریکی باعث حرکت یک سوزن مغناطیسی شد. جریان الکتریکی باعث پیدایش مغناطیس شد. فارادی پیشنهاد کرد که بر این اساس، مغناطیس می تواند علت جریان الکتریکی باشد. اولین ذکر این نظریه در سال 1822 در دفتر خاطرات دانشمند ظاهر شد. ده سال آزمایش طول کشید تا راز القای الکترومغناطیسی کشف شود.

پیروزی در 29 اوت 1831 به دست آمد. وسیله ای که به فارادی اجازه داد تا کشف مبتکرانه خود را انجام دهد شامل یک حلقه آهنی و پیچ های زیادی از سیم مسی به دور دو نیمه آن بود. در مدار نیمی از حلقه که با سیم بسته شده بود، یک سوزن مغناطیسی وجود داشت. سیم پیچ دوم به باتری وصل شد. هنگامی که جریان روشن می شد، سوزن مغناطیسی در یک جهت و هنگامی که خاموش می شد در جهت دیگر نوسان می کرد. فارادی به این نتیجه رسید که آهنربا می تواند مغناطیس را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.

پدیده "ظهور جریان الکتریکی در مدار بسته هنگام تغییر شار مغناطیسی عبوری از آن" را القای الکترومغناطیسی می نامیدند. کشف القای الکترومغناطیسی راه را برای ایجاد یک منبع جریان - یک ژنراتور الکتریکی هموار کرد.

این کشف سرآغاز دور پربار جدیدی از آزمایش‌های این دانشمند بود که به جهان «تحقیقات تجربی در مورد الکتریسیته» داد. فارادی به طور تجربی ماهیت یکنواخت تولید انرژی الکتریکی را مستقل از روش تولید جریان الکتریکی ثابت کرد.

در سال 1832 به این فیزیکدان مدال کوپلی اعطا شد.

فارادی نویسنده اولین ترانسفورماتور شد. او صاحب مفهوم "ثابت دی الکتریک" است. در سال 1836، از طریق یک سری آزمایش، او ثابت کرد که بار جریان تنها بر روی پوسته هادی تأثیر می گذارد و اجسام داخل آن را دست نخورده باقی می گذارد. در علم کاربردی، دستگاهی که بر اساس این پدیده ساخته شده است، قفس فارادی نامیده می شود.

اکتشافات و آثار

اکتشافات مایکل فارادی فقط در مورد فیزیک نیست. در سال 1824 بنزن و ایزوبوتیلن را کشف کرد. دانشمند استنباط کرد شکل مایعکلر، سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن، آمونیاک، اتیلن، دی اکسید نیتروژن، سنتز هگزاکلران را به دست آوردند.

در سال 1835، فارادی به دلیل بیماری مجبور به استراحت دو ساله از کار شد. علت این بیماری تماس این دانشمند با بخار جیوه در طول آزمایشات مشکوک بود. پروفسور پس از مدت کوتاهی پس از بهبودی، در سال 1840 دوباره احساس ناراحتی کرد. من دچار ضعف و از دست دادن موقت حافظه بودم. دوره بهبودی 4 سال به طول انجامید. در سال 1841، با اصرار پزشکان، دانشمند به سفری به اروپا رفت.

خانواده تقریباً در فقر زندگی می کردند. به گفته جان تیندال، زندگی نامه نویس فارادی، این دانشمند سالانه 22 پوند مستمری دریافت می کرد. در سال 1841، نخست وزیر ویلیام لمب، لرد ملبورن، تحت فشار عمومی، فرمانی را امضا کرد که به فارادی 300 پوند در سال بازنشستگی ایالتی اعطا کرد.

در سال 1845، دانشمند بزرگ موفق شد با اکتشافات دیگری توجه جامعه جهانی را به خود جلب کند: کشف تغییر صفحه نور قطبی شده در یک میدان مغناطیسی ("اثر فارادی") و دیامغناطیس (مغناطیس کردن یک ماده به یک ماده. میدان مغناطیسی خارجی که بر روی آن تأثیر می گذارد).

دولت انگلستان بیش از یک بار از مایکل فارادی برای حل مشکلات مربوط به مسائل فنی کمک خواست. این دانشمند برنامه ای برای تجهیز فانوس های دریایی، روش هایی برای مبارزه با خوردگی کشتی ها ایجاد کرد و به عنوان کارشناس پزشکی قانونی عمل کرد. او که ذاتاً فردی خوش اخلاق و صلح طلب بود، قاطعانه از شرکت در ساخت سلاح های شیمیایی برای جنگ با روسیه در جنگ کریمه امتناع کرد.

در سال 1848 او خانه ای در ساحل چپ تیمز، همپتون کورت به فارادی داد. ملکه بریتانیا هزینه ها و مالیات های خانواده را پرداخت کرد. دانشمند و خانواده اش به آن نقل مکان کردند و در سال 1858 تجارت را ترک کردند.

زندگی شخصی

مایکل فارادی با سارا بارنارد (1800-1879) ازدواج کرد. سارا خواهر دوست فارادی است. دختر 20 ساله بلافاصله پیشنهاد ازدواج را نپذیرفت - دانشمند جوان باید نگران بود. عروسی آرام در 12 ژوئن 1821 برگزار شد. سالها بعد فارادی نوشت:

"من ازدواج کردم - رویدادی که بیش از هر چیز دیگری به خوشبختی من روی زمین و وضعیت روحی سالم من کمک کرد."

خانواده فارادی، مانند خانواده همسرش، از اعضای جامعه پروتستان ساندمانی هستند. فارادی کار شماس جامعه لندن را انجام داد و بارها به عنوان بزرگ انتخاب شد.

مرگ

مایکل فارادی بیمار بود. در لحظات کوتاهی که بیماری فروکش کرد، دست به کار شد. او در سال 1862 فرضیه ای را در مورد حرکت خطوط طیفی در میدان مغناطیسی مطرح کرد. پیتر زیمن در سال 1897 توانست این نظریه را تأیید کند، که در سال 1902 به همین دلیل " جایزه نوبل" زیمن از فارادی به عنوان نویسنده این ایده نام برد.

مایکل فارادی در 25 آگوست 1867 در سن 75 سالگی پشت میزش درگذشت. او در کنار همسرش در قبرستان هایگیت لندن به خاک سپرده شد. قبل از مرگش، دانشمند خواستار تشییع جنازه ای متواضعانه شد، بنابراین فقط بستگان آمدند. نام دانشمند و سالهای زندگی او بر روی سنگ قبر حک شده است.

• فیزیکدان در کار خود کودکان را فراموش نکرد. سخنرانی برای کودکان "تاریخ یک شمع" (1961) تا به امروز دوباره منتشر می شود.
• پرتره فارادی روی اسکناس 20 پوندی بریتانیا از سال 1991 تا 1999 دیده می شود.
• شایعاتی وجود داشت که دیوی به درخواست فارادی برای کار پاسخ نداد. یک روز، پروفسور که به طور موقت بینایی خود را در یک آزمایش شیمیایی از دست داده بود، به یاد مرد جوان مداوم افتاد. مرد جوان پس از کار به عنوان منشی دانشمند، دیوی را چنان تحت تأثیر دانش خود قرار داد که به مایکل پیشنهاد شغلی در آزمایشگاه داد.
• پس از بازگشت از یک تور اروپایی با خانواده دیوی، فارادی در حالی که منتظر دستیاری در موسسه سلطنتی بود، به عنوان یک ماشین ظرفشویی مشغول به کار شد.

فارادی مایکل (1791-1867)، فیزیکدان انگلیسی، بنیانگذار دکترین میدان الکترومغناطیسی..

در 22 سپتامبر 1791 در لندن در خانواده آهنگر به دنیا آمد. او کار را زود در یک صحافی آغاز کرد و در آنجا به مطالعه علاقه مند شد. مایکل از مقالات مربوط به الکتریسیته در دایره المعارف بریتانیکا شوکه شد: «مکالمات در مورد شیمی» نوشته مادام مارکایس و «نامه‌هایی درباره موضوعات مختلف فیزیکی و فلسفی» نوشته ال. اویلر. او بلافاصله سعی کرد آزمایش هایی که در کتاب ها شرح داده شده است را تکرار کند.

این مرد جوان با استعداد توجه را به خود جلب کرد و برای گوش دادن به سخنرانی در موسسه سلطنتی بریتانیا دعوت شد. پس از مدتی، فارادی در آنجا به عنوان دستیار آزمایشگاه شروع به کار کرد.

از سال 1820 او به شدت روی ایده ترکیب الکتریسیته و مغناطیس کار کرد. پس از آن، این کار زندگی دانشمند شد. در سال 1821، فارادی اولین کسی بود که یک آهنربا را به دور یک هادی حامل جریان و یک هادی حامل جریان را به دور آهنربا چرخاند، یعنی یک مدل آزمایشگاهی از یک موتور الکتریکی ایجاد کرد.

در سال 1824 به عضویت انجمن سلطنتی لندن انتخاب شد. در سال 1831، دانشمند وجود القای الکترومغناطیسی را کشف کرد و در سالهای بعد قوانین این پدیده را تعیین کرد. او همچنین هنگام بستن و باز کردن یک مدار الکتریکی جریان های اضافی را کشف کرد و جهت آنها را تعیین کرد.

بر اساس مواد آزمایشی، او هویت ترموالکتریک «حیوانی» و «مغناطیسی»، الکتریسیته حاصل از اصطکاک و الکتریسیته گالوانیکی را ثابت کرد. او با عبور جریان از محلول های قلیایی، نمک ها و اسیدها، قوانین الکترولیز (قوانین فارادی) را در سال 1833 فرموله کرد. مفاهیم "کاتد"، "آند"، "یون"، "الکترولیز"، "الکترود"، "الکترولیت" را معرفی کرد. یک ولت متر ساخته است.

در سال 1843، فارادی به طور تجربی ایده حفاظت را ثابت کرد شارژ الکتریکیو به کشف قانون حفظ و تبدیل انرژی نزدیک شد و ایده وحدت نیروهای طبیعت و تبدیل متقابل آنها را بیان کرد.

خالق دکترین میدان الکترومغناطیسی، دانشمند ایده ای در مورد ماهیت الکترومغناطیسی نور بیان کرد (خاطرات "اندیشه هایی در مورد نوسانات پرتو"، 1846).

در سال 1854 او پدیده دیامغناطیس و سه سال بعد - پارامغناطیس را کشف کرد. آغاز مگنتواپتیک را گذاشت. مفهوم میدان الکترومغناطیسی را معرفی کرد. این ایده، به گفته A. Einstein، از همه بیشتر بود کشف مهماز زمان I. Newton.

فارادی متواضعانه و بی سر و صدا زندگی می کرد و آزمایش را به هر چیز دیگری ترجیح می داد.

در 25 اوت 1867 در لندن درگذشت. خاکستر در گورستان هایگیت لندن قرار دارد. ایده های این دانشمند هنوز در انتظار یک نابغه جدید است

زندگینامه

سال های اول

مایکل در 22 سپتامبر 1791 در نیوتن باتس (در حال حاضر لندن بزرگ) به دنیا آمد. پدرش آهنگری فقیر از حومه لندن بود. برادر بزرگش رابرت نیز آهنگر بود که به هر طریق ممکن عطش مایکل را برای دانش تشویق می کرد و در ابتدا از او حمایت مالی می کرد. مادر فارادی، زنی سخت کوش و بی سواد، زندگی کرد تا پسرش را به موفقیت و شهرت برساند و به حق به او افتخار می کرد. درآمد اندک خانواده به مایکل اجازه نمی داد حتی از دبیرستان فارغ التحصیل شود؛ در سیزده سالگی به عنوان تهیه کننده کتاب و روزنامه شروع به کار کرد و سپس در سن 14 سالگی برای کار در یک کتابفروشی رفت و در آنجا صحافی خواند. . هفت سال کار در کارگاهی در خیابان بلاندفورد برای این مرد جوان سال‌های خودآموزی شدید شد. در تمام این مدت، فارادی سخت کار کرد - او با اشتیاق تمام داستان هایی را که در هم تنیده بود خواند. آثار علمیدر فیزیک و شیمی، و همچنین مقالاتی از دایره المعارف بریتانیکا، در آزمایشگاه خانگی خود آزمایش هایی را که در کتاب ها در مورد دستگاه های الکترواستاتیک خانگی شرح داده شده است، تکرار کرد. مرحله مهمی در زندگی فارادی، تحصیل او در انجمن فلسفی شهر بود، جایی که مایکل عصرها به سخنرانی‌های علوم عمومی در مورد فیزیک و نجوم گوش می‌داد و در مناظره‌ها شرکت می‌کرد. او پولی (یک شیلینگ برای پرداخت هر سخنرانی) از برادرش دریافت کرد. در سخنرانی‌ها، فارادی آشنایان جدیدی پیدا کرد، و نامه‌های زیادی به آنها نوشت تا شیوه ارائه واضح و مختصر را ایجاد کند. او همچنین سعی در تسلط بر فنون خطابه داشت.

شروع کار در موسسه سلطنتی

فارادی یک سخنرانی عمومی دارد

با توجه به اشتیاق این مرد جوان به علم، در سال 1812 یکی از بازدیدکنندگان کارگاه صحافی، یکی از اعضای انجمن سلطنتی لندن دنولت، به او بلیطی برای یک سری سخنرانی های عمومی توسط فیزیکدان و شیمیدان معروف، کاشف، به او داد. از بسیاری از عناصر شیمیایی، G. Davy در موسسه سلطنتی. مایکل نه تنها با علاقه گوش می داد، بلکه چهار سخنرانی را نیز به تفصیل یادداشت و صحافی کرد، که به همراه نامه ای برای پروفسور دیوی فرستاد و از او خواست که او را در موسسه سلطنتی استخدام کند. این "گام جسورانه و ساده لوحانه"، به گفته خود فارادی، تأثیر تعیین کننده ای بر سرنوشت او داشت. پروفسور از دانش گسترده مرد جوان شگفت زده شد، اما در آن لحظه هیچ جای خالی در موسسه وجود نداشت و درخواست مایکل تنها چند ماه بعد پذیرفته شد. دیوی (نه بدون تردید) از فارادی دعوت کرد تا موقعیت خالی را به عنوان دستیار آزمایشگاه در آزمایشگاه شیمی مؤسسه سلطنتی پر کند، جایی که او سالها در آنجا کار کرد. در همان آغاز این فعالیت در پاییز همان سال به اتفاق استاد و همسرش سفری طولانی به اطراف انجام داد. مراکز علمیاروپا (1813-1815). این سفر برای فارادی بود پراهمیت: او و دیوی از تعدادی آزمایشگاه بازدید کردند و در آنجا با بسیاری از دانشمندان برجسته آن زمان، از جمله A. Ampère، M. Chevrel، J. L. Gay-Lussac و A. Volta ملاقات کرد، که به نوبه خود توجه را به توانایی های درخشان جوانان جلب کرد. انگلیسی

اولین تحقیق مستقل

فارادی در حال آزمایش در آزمایشگاه

به تدریج، تحقیقات تجربی او به طور فزاینده ای به سمت رشته فیزیک سوق یافت. پس از کشف اثر مغناطیسی جریان الکتریکی توسط H.Oersted در سال 1820، فارادی مجذوب مسئله ارتباط بین الکتریسیته و مغناطیس شد.در دفتر خاطرات آزمایشگاهی او مدخلی ظاهر شد: "تبدیل مغناطیس به الکتریسیته". استدلال فارادی به شرح زیر بود: اگر در آزمایش ارستد، جریان الکتریکی دارای نیروی مغناطیسی باشد، و طبق گفته فارادی، همه نیروها قابل تبدیل هستند، آهنرباها باید جریان الکتریکی را تحریک کنند. در همان سال، او تلاش کرد تا اثر قطبش جریان بر نور را بیابد. او با عبور نور پلاریزه از آب واقع در بین قطب های آهنربا، سعی کرد دپلاریزاسیون نور را تشخیص دهد، اما آزمایش نتیجه منفی داد.

در سال 1823، فارادی به عضویت انجمن سلطنتی لندن درآمد و به عنوان مدیر آزمایشگاه‌های فیزیکی و شیمیایی مؤسسه سلطنتی منصوب شد و در آنجا آزمایش‌های خود را انجام داد.

در سال 1825، در مقاله "جریان الکترومغناطیسی (تحت تاثیر یک آهنربا)"، فارادی آزمایشی را توصیف می کند که به نظر او باید نشان دهد که جریانی که روی آهنربا اثر می گذارد توسط آن خنثی می شود. همین تجربه در دفتر خاطرات فارادی به تاریخ 28 نوامبر 1825 شرح داده شده است. طرح آزمایش به این شکل بود. دو سیم که توسط یک لایه کاغذ دوتایی از هم جدا شده بودند به موازات یکدیگر قرار گرفتند. در این مورد، یکی به یک سلول گالوانیکی و دومی به یک گالوانومتر متصل شد. به گزارش فرادید، زمانی که جریانی در سیم اول می‌گذرد، باید جریانی در سیم دوم ایجاد شود که توسط گالوانومتر ثبت می‌شود. با این حال، این آزمایش نیز نتیجه منفی داد.

در سال 1831، پس از ده سال جستجوی مداوم، فارادی سرانجام راه حلی برای مشکل خود یافت. این فرض وجود دارد که فارادی با پیامی از مخترع جوزف هنری، که آزمایش‌های القایی را نیز انجام داد، به این کشف واداشته شد، اما آنها را منتشر نکرد، آنها را ناچیز دانست و سعی کرد به نتایج خود مقداری سیستماتیک بدهد. با این حال هنری پیامی منتشر کرد مبنی بر اینکه موفق به ایجاد آهنربای الکتریکی با قابلیت بلند کردن یک تن شده است. این به دلیل استفاده از عایق سیم امکان پذیر شد که امکان ایجاد یک سیم پیچ چندلایه را فراهم کرد که به طور قابل توجهی میدان مغناطیسی را افزایش می دهد.

فارادی اولین آزمایش موفق خود را شرح می دهد:

دویست و سه فوت سیم مسی در یک تکه دور یک طبل چوبی بزرگ پیچیده شده بود. دویست و سه فوت دیگر از همان سیم به صورت مارپیچی بین پیچ های سیم پیچ اول قرار داشت، تماس فلزی در همه جا با استفاده از یک بند ناف از بین می رفت. یکی از این مارپیچ ها به یک گالوانومتر و دیگری به یک باتری خوب شارژ شده متشکل از صد جفت صفحه چهار اینچی مربعی با صفحات دوبل مسی متصل بود. هنگامی که کنتاکت بسته شد، یک اثر ناگهانی اما بسیار ضعیف بر روی گالوانومتر ایجاد می‌شود، و اثر ضعیف مشابهی هنگام باز شدن تماس با باتری رخ می‌دهد.

در سال 1832، فارادی قوانین الکتروشیمیایی را کشف کرد که اساس شاخه جدیدی از علم - الکتروشیمی است که امروزه مقدار زیادیکاربردهای تکنولوژیکی

انتخاب برای انجمن سلطنتی

در سال 1824، علیرغم مخالفت فعال دیوی، که رابطه فارادی با او تا آن زمان کاملاً پیچیده شده بود، فارادی به عضویت انجمن سلطنتی انتخاب شد، اگرچه دیوی دوست داشت این را تکرار کند که در بین تمام اکتشافاتش، مهم‌ترین آنها «کشف فارادی» بود. " دومی همچنین به دیوی ادای احترام کرد و او را "مرد بزرگ" خواند. یک سال پس از انتخابش به انجمن سلطنتی، فارادی به عنوان مدیر آزمایشگاه مؤسسه سلطنتی منصوب شد و به مقام استادی در این مؤسسه رسید.

فارادی و دین

مایکل فارادی یک مسیحی مؤمن بود و حتی پس از اطلاع از کار داروین به این اعتقاد ادامه داد. او متعلق به ساندیمانیان بود ( انگلیسی) فرقه ای که اعضای آن کتاب مقدس را به معنای واقعی کلمه تفسیر می کردند. این دانشمند در سال 1840 به عنوان یکی از بزرگان این فرقه انتخاب شد، اما در سال 1844 به همراه 13 نفر دیگر به دلایل نامعلومی از این فرقه اخراج شد. با این حال، در عرض چند هفته فارادی دوباره پذیرفته شد. علیرغم این واقعیت که در سال 1850 او دوباره در آستانه اخراج از فرقه قرار گرفت که طبق قوانین آن به معنای طرد مادام العمر بود، در سال 1860 فارادی برای دومین بار به عنوان پیر انتخاب شد. او این سمت را تا سال 1864 حفظ کرد.

آثار در ترجمه روسی

• فارادی ام.آثار برگزیده در مورد برق. M.-L.: GONTI، 1939. سری: کلاسیک علوم طبیعی. (مجموعه آثار و قطعات مختلف).
• فارادی ام.نیروهای ماده و روابط آنها M.: GAIZ، 1940.
• فارادی ام.تحقیق تجربی در برق. در 3 جلد م.: انتشارات. آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، 1947، 1951، 1959. ( اسم اصلی: تحقیقات تجربی در برق).

همچنین ببینید

	مایکل فارادیدر ویکی نقل قول
	در ویکی‌نبشته
	مایکل فارادیدر ویکی‌مدیا کامانز

یادداشت

ادبیات

• رادوفسکی ام. آی.فارادی. م.: انجمن مجله و روزنامه، 1936. سری: زندگی افراد قابل توجه، شماره 19-20 (91-92).

پیوندها

دسته بندی ها:

• شخصیت ها به ترتیب حروف الفبا
• دانشمندان بر اساس حروف الفبا
• متولد 22 سپتامبر
• متولد 1791
• در لندن به دنیا آمد
• در 25 اوت درگذشت
• در سال 1867 درگذشت
• مرگ و میر در پرینستون
• فیزیکدانان به ترتیب حروف الفبا
• شیمیدانان به ترتیب حروف الفبا
• فیزیکدانان بریتانیایی
• شیمیدانان انگلستان
• شیمی دانان فیزیک انگلستان
• دانشمندانی که واحدهای فیزیکی اندازه گیری به نام آنها نامگذاری شده است
• اعضای انجمن سلطنتی لندن
• اعضای آکادمی علوم فرانسه
• اعضای افتخاری آکادمی علوم سن پترزبورگ
• اعضا و اعضای مرتبط آکادمی ملی علوم ایالات متحده
• دریافت کنندگان مدال کپلی
• مهندسان مکانیک

بنیاد ویکی مدیا 2010.