Фарадей

Михаил Фарадей родился 22 сентября 1791 г. в семье кузнеца в Лондоне.

О родителях и детстве Фарадея дошло до нас оченьмало сведений. Известно

только, что отец и мать Михаила, Джеме и Маргарита, происходили из

крестьян. У деда Фарадея, Роберта, было десятеро детей; большинство из них

вынуждено было бросить сельское хозяйство и заняться ремеслом. Так, один из

них — отец Михаила — стал кузнецом, другой сапожником, третий ткачом и т.

д.

В борьбе с нуждой семье Фарадея помогала ее внутренняя сплоченность и

скромный образ жизни, который вели родители Михаила. Они сумели дать детям

такое воспитание, которое приучило их с ранних лет к трудолюбию, взаимно

помощи и сознанию долга. В тринадцать лет мальчик закончил школу,

выучившись писать, читать и считать. За тем работает в книжном магазине,

где книги не только продавались, но и переплетались. Кроме того, хозяин

магазина, по фамилии Рибо, продавал газеты, доставляя их не по почте, а

через рассыльного. Таким газетчиком-рассыльным и был Фарадей в течение

одного года. Этот срок считался испытательным периодом, после чего он

получил возможность поступить учеником в переплетную мастерскую.

Годы, проведенные в переплетной мастерской, совпадают с годами

самообразования,. Именно этим интересен ранний период жизни Фарадея. К

сожалению, дошедшие до нас данные не позволяют встановить картину того, как

Фарадей без всякой подготовки, занятый с утра до вечера работой в

переплетной мастерской, овладел основами грамоты и подошел к углубленному

изучению химии и электричества

Фарадей пользовался вниманием и расположением ученых посетителей

магазина и переплетной мастерской. Один из них, некто Дэне, член

Королевского общества, посоветовал усердному переплетчику посещать

публичные лекции Дэви (1778—1829), который читал их в Королевском

институте, где состоял профессором и директором лаборатории.

Это научное учреждение Великобритании возникло в 1800 г. и было

создано «для распространения научных знаний и содействия повсеместному

введению полезных механических изобретений и улучшений, а также для

доказательства, посредством естественно- научных докладов и экспериментов,

возможности применения научных данных в повседневной жизни».

Одним из источников дохода Института были публичные лекции,

регулярно читавшиеся крупнейшими английскими учеными в большой аудитории.

Фарадей попал на последние четыре лекции Дэви, который к этому времени

приобрел уже мировую славу своими знаменитыми исследованиями в области

химии и электричества. Лекции Дави касались на этот раз лучистой материи,

хлора, горючих газов и металлов. Фарадей тщательно их законспектировал. Том

этих записей сохранился до сих пор и содержит изложение теоретической .

части и описание опытов.

Собственно только в этот период Фарадей очутился в настоящей научной

обстановке и в нем пробудилось страстное желание посвятить себя науке.

Желание заняться научной деятельностью, хотя бы в самом скромном виде,—

рассказывал он потом,— побудило меня еще в бытность мою учеником, при

полном незнании светских обычаев, а также в простоте душевной написать сэру

Джозефу Бенксу, бывшему тогда президентом Королевского общества.

Естественно, что каждый раз» когда я обращался к портье, он сообщал мне:

«ответа нет!».Но благодаря упорству Фарадея следующие попытки увенчались

успехом.

В 1813г. Фарадей получил штатную должность в Королевском институте.

С 1816г. Фарадей занимается самостоятельно наукой и чтением курса в

«Философском обществе» названный им «Описанием свойств, присущих веществу,

видов вещества и ведения о простых телах». В 1832г. Фарадей получает жидкий

хлор, а затем обращает в жидкость аммиак, закись азота, углекислый газ,

двуокись серы, сероводород, и хлористый водород.

Успехи Фарадея сделали его известным в научных кругах и он избирается

в члены высшего научного учреждения Англии- Королевского общества.

В истории науки 1820 г. знаменателен исключительным событием в учении

электричества. В этом году ученому миру стал известен трактат датского

физика Ганца- Христиана Эрстеда, который описал явление, наглядно

показавшего связь между электричеством и и магнетизмом. Замыкая вольтов

столб он заметил , что стоявшая рядом магнитная стрелка отклонилась, и

занялда перпендикулярное положение к проводу. Хотя за долго до Эрстеда в

1802 г. Через два года после изобретения вольтова столба тоже самое и

наблюдал итальянец Джовани Доминико Романьези, о чем он опубликовал в

печати, но в то время открытие Романьези не обратило на себя должного

внимания. Начало учения об электромагнетизме, связывается обычно с именем

Эрстеда.

Статья опубликованная Эрстедом очень заинтересовала Фарадея и он

включился в работу по исследованию электромагнетизма. Но кроме Фарадея

наблюдениями Эрстеда заинтересовались другие ученые из разных стран мира.

Эрстед и его последователи в том числе Ампер и Араго, изучали

притягательное и отталкивательное взаимодействие электричества и

магнетизма. Фарадей же искал и добился того, что магнитная стрелка

непрерывно вращалась вокруг проводника с током. Это открытие представляло

собой чрезвычайно важный вклад в науку об электричестве и доставило Фа

радею мировую известность.

Практическое значение открытия выяснилось, конечно, гораздо позднее.

Во времена Фарадея оно рассматривалось лишь как значительное, но чисто

теоретическое достижение. Фарадей, несомненно, понимал, что открытое им

явление далеко не заурядно, тем не менее он чрезвычайно скромно

характеризовал свой вклад в науку. Следующими словами он начинает описание

открытия электромагнитного вращения.

«Когда в начале прошлой недели я производил опыты по определению

положения магнитной стрелки по отношению соединительного провода

волтаического устройства, я был приведен к ряду опытов, которые, как мне

кажется, открывают некоторые новые виды на электромагнитное действие и на

магнетизм вообще, а также вносят большую определенность и ясность в уже

имеющиеся представления. Столько выдающихся людей уже экспериментировало по

данному вопросу, что мне следовало бы сомневаться в моей способности

сделать что-либо новое или интересное, если бы мне не казалось, что мои

опыты могут значительно примирить существующие на этот счет противоположные

мнения. По этой причине я решаюсь опубликовать их в надежде, что они могут

сделать эту важную отрасль более совершенной».

Открытие Фарадея было новым шагом, продвинувшим значительно вперед

учение об электромагнетизме. Сам Фарадей понимал, к каким великим выводам

ведут добытые им данные.

Однако ценнейшее открытие Фарадея принесло ему не только славу.

Крупная победа была отравлена горькими обидами, причиненными ему

клеветниками, вмешавшимися в это большое дело. Не без участия Дэви был

пущен слух, что трактат Фарадея «О некоторых новых электромагнитных

движениях и о теории магнетизма», — так назвал Фарадей свою работу, —

является плагиатом: открытие электромагнитного вращения якобы Принадлежит

не Фарадею, а Волластону, которого ассистент Дэви просто обокрал.

Поводом к подобному утверждению послужило следующее обстоятельство. Д-

р Волластон, видный английский ученый, член Королевского общества, в апреле

1821 г. высказал мысль, что отклонение магнитной стрелки под влиянием

проходимого вблизи электрического тока можно превратить в непрерывное

вращение- Тиндаль Утверждает, что Волластон даже надеялся добиться

обращения этого явления, т. е. возможности заставить проводник вращаться

вокруг магнитной стрелки. Свое предположение Волластон высказал Дэви и

предпринял ряд опытов в лаборатории Королевского института. Опыты оказались

неудачными и никакого эффекта не дали. Фарадей не присутствовал при этих

опытах и только из беседы Дэви и Волластона узнал об идее последнего чего

он, Фарадей, никогда не отрицал. Мысль Волластона могла лишь побудить его

приступить к экспериментированию в области электромагнитного вращения.

Решающую же роль здесь сыграли занятия Фарадея историей электромагнетизма.

Именно изучение работ других ученых побудило его к новым шагам в учении об

электричестве. За первый из этих шагов Фарадею при шлось заплатить очень

дорого. Клевета приняла так» размеры, что он почти очутился в положении

затравленного человека. Конец 1821 г. был для него чрезвычайно тягостным.

В октябре Фарадей обратился с пространным письмом к своему другу

Стодарту. В этом письме он изложил все обстоятельства крайне досадного

инцидента s негодованием и горячностью несправедливо обвиненного человека и

по пунктам разбил все возведенные на нег обвинения. Стодарт, как и

большинство друзей Фарадея считал, что вокруг этого дела не следует

создавать лишнего шума. Фарадей сперва был склонен последовать совету своих

друзей, но затем отверг все эти сове ты и решил апеллировать

непосредственно к благородству и лояльности самого Волластона. «Я полагаю

сэр, — писал он Волластону, прося о свидании, — что поврежу себе в ваших

глазах, прибегнув к наиболее простым и прямым средствам для выяснения

возникшей недоразумения...»…

Переговоры с Волластоном принесли Фарадею, полное удовлетворение, так

как первый признал, что ничего предосудительного в действиях молодого

ученого не было. Считая, что недоразумение с Волластоном совершенно забыто,

Фарадей спокойно продолжал свои исследования, сосредоточив все внимание на

вопросах, связанных с явлениями электромагнитного вращения. Особенно

интересовала его попытка заставить проволоку по которой течет электрический

ток, вращаться под действием земного магнетизма. После ряда опытов старания

Фарадея увенчались успехом. Как и во всех случаях, когда он ставил перед

собой какую-либо задачу, oн страстно и упорно добивался цели. И когда,

наконец ему в последних числах декабря 1821 г. удалось получить желаемый

результат, он с чисто детским восторгом радовался своему успеху. Шурин

Фарадея, Джорж Барнард, присутствовавший как раз в это время в лаборатории,

рассказывал, что когда проволока начала вращаться, то Фарадей взволнованно

воскликнул: «Ты видишь, ты видишь, ты видишь, Джордж!». «Никогда, —

подчеркивает Джордж, — не забуду я энтузиазма, выражавшегося на его лице, и

блеска его глаз».

Этот эксперимент оказался исключитеольно важным для практического

применения электричества. Фарадей впервые осуществил непррывное превращение

электрической энергии в механическую. Именно 1821 г. надо считать годом

возникновения электродвигателя., как устройства, превращающего энергию

электрическую в механическую. Возникновение электродвигателей связано с

именем Фарадея: он выяснил их физические основы тем самым раскрыл

неограниченные просторы для технического творчества многочисленных

изобретателей, создавших современные электрические машины.

В литературе принято делить научное творчество Фарадея на три

периода.

Первый начинается с момента опубликования Фа радеем его первой

научной работы и кончается 1830-в годом т. е. простирается вплоть до

открытия электромагнитной индукции.

Второй, это—период знаменитых «Опытных исследований по

электричеству», т. е. время с 1830-го по 1840-3 год, когда вследствие

расстройства здоровья Фарадея его научное творчество приостанавливается на

четыре года.

И, наконец, третий период начинается с 1844 г. когда Фарадей,

оправившись от недуга,, снова приступил к работе.

Самым знаменательным событием первого периоды было несомненно,

открытие явления электромагнитного вращения. Но за первые пятнадцать лет

своей научной деятельности Фарадей обогатил науку и рядом другие открытий и

ценных исследованию. К концу 1830 г. опубликовал до 60 оригинальных работ,

не считая множества заметок и мелких сообщений.

В 1825 г. Фарадей был назначен директором лаборатории Королевского

института.

Но важнейшим этапом достижения связанные с именем Фарадея относятся

ко второму периоду его деятельности, связанному с « Опытными исследованиями

по электричеству»

Как уже было сказано, мысль об обратимости явления Эрстеда зародилась

у Фарадея еще в 1822 г.. С тех пор он, не переставая, думал над этой

проблемой. Говорили, что он носил в жилетном кармане маленький магнит,

который должен был напомнить ему о поставлена себе задаче — превратить

магнетизм в электричество.

Хотя 1822— 1831 гг. были полны кипучей научной деятельности в самых

различных областях, тем не менее записной книжке Фарадея мы тогда же

находим описание опытов «для получения электричества от магнетизма»,

правда, неизменно заканчивавшихся выводом: «безрезультатно».

Плодотворные результаты были достигнуты только в 1831 г. Летом этого

года Фарадей стал усиленно обдумывать свою идею. Он решил отстраниться от

всяко другой работы и все внимание посвятить новым экспериментам. В июле,

получил снова предложение от Совета Королевского общества заняться

оптическим стеклом, он ответил отказом и целиком занялся, как он это

отмечал в лабораторном журнале, «опытом для получения электричества от

магнетизма».

Уже 29 августа 1831 г. Фарадей, экспериментируя с прототипом

современного трансформатора (рис. 1), наблюдал появление индуктированного

электрического тока.

Рис 1

Решающим днем опытов было 17 октября 1831 г. Опыты этого дня

завершились получением электрического тока от приближения магнита к

проводнику (проволоке). Это и было собственно центральным моментом во всей

серии опытов: задача «превратить магнетизм в электричество» была разрешена.

Все неудачи, которые Фарадей терпел до этого времени, объясняются тем, что

в опытах и магнит и проводник оставались в состоянии покоя. Как говорит

Сильванус Томпсон (один из биографов Фарадея), магнит мог лежать близ

проводника преспокойно сто лет и никакого действия не произвел бы.

«Цилиндрический полосовой магнит, — гласит запись этого дня, — диаметром в

три четверти дюйма и длиной в восемь с половиной дюймов одним концом был

вставлен в конец цилиндра с соленоидом (Рис. 2), затем он был быстро

внесен

Рис. 2. Соленоид и цилиндрический магнит (схематическое изображение)

внутрь во всю свою длину, и стрелка гальванометра отклонилась; далее он был

удален, и стрелка снова отклонилась, но в противоположном направлении. Этот

эффект повторялся каждый раз, когда магнит вносили или удаляли. Из этого

следует, что волна электричества создавалась от простого приближения

магнита, а не от его нахождения in situ2».

Из дальнейшего наибольший интерес представляют опыты, относящиеся к

Страницы: 1, 2