Անգլիացի ֆիզիկոս Մայքլ Ֆարադեյը, ով մեծացել է աղքատ ընտանիքում, դարձել է մարդկության պատմության մեծագույն գիտնականներից մեկը։ Նրա ակնառու նվաճումները ձեռք բերվեցին այն ժամանակ, երբ արտոնյալ ընտանիքներում ծնված մարդկանց բաժինը գիտությունն էր: Նրա անունով է կոչվում էլեկտրական հզորության միավորը՝ ֆարադը։
Ֆարադայ (ֆիզիկոս). համառոտ կենսագրություն
Մայքլ Ֆարադեյը ծնվել է 1791 թվականի սեպտեմբերի 22-ին Մեծ Բրիտանիայի մայրաքաղաք Լոնդոնում։ Ջեյմս և Մարգարեթ Ֆարադեյների ընտանիքում նա երրորդ երեխան էր։ Նրա հայրը դարբին էր, ով վատառողջ էր։ Մինչ ամուսնությունը նրա մայրն աշխատել է որպես սպասուհի։ Ընտանիքն ապրում էր աղքատության մեջ։
Մինչև 13 տարեկանը Մայքլը հաճախել է տեղի դպրոց, որտեղ ստացել է իր նախնական կրթությունը: Ընտանիքին օգնելու համար նա սկսեց աշխատել գրախանութում որպես սուրհանդակ։ Տղայի աշխատասիրությունը տպավորել է գործատուին։ Մեկ տարի անց նրան շնորհեցին գրքահավաքի աշակերտ։
Գրքահանում և գիտություն
Մայքլ Ֆարադեյը ցանկանում էր ավելին իմանալ աշխարհի մասին. նա չի սահմանափակվել միայն գրքերի վերականգնմամբ. Ամենօրյա ջանասեր աշխատանքից հետո նա իր ամբողջ ազատ ժամանակն անցկացնում էր իր կապած գրքերը կարդալով։
Կամաց-կամաց նա հայտնաբերեց, որ հետաքրքրված է գիտությամբ: Նա հատկապես սիրում էր երկու գիրք՝
- The Encyclopædia Britannica-ն էլեկտրաէներգիայի մասին նրա գիտելիքների աղբյուրն է և շատ ավելին:
- Chemistry Talks - 600 էջ մատչելի քիմիա Ջեյն Մարսեթի կողմից:
Նա այնքան հիացած էր, որ սկսեց իր չնչին եկամտի մի մասը ծախսել քիմիական նյութերի և սարքավորումների վրա՝ հաստատելու իր կարդացածի ճշմարտացիությունը:
Իր գիտական գիտելիքներն ընդլայնելիս նա լսեց, որ հայտնի գիտնական Ջոն Թաթումը պատրաստվում է մի շարք հանրային դասախոսություններ կարդալ բնական փիլիսոփայության (ֆիզիկայի) վերաբերյալ: Դասախոսություններին մասնակցելու համար հարկավոր էր վճարել մեկ շիլլինգ, ինչը չափազանց շատ էր Մայքլ Ֆարադեյի համար: Նրա ավագ եղբայրը՝ դարբին, տպավորված եղբոր աճող նվիրվածությամբ գիտության հանդեպ, նրան տվեց անհրաժեշտ գումարը։
Հանդիպեք Համֆրի Դեյվիին
Ֆարադեյը ևս մեկ քայլ կատարեց դեպի գիտություն, երբ գրախանութի հաճախորդ Ուիլյամ Դանսը հարցրեց Մայքլին, թե արդյոք նա կցանկանար Թագավորական հաստատությունում դասախոսությունների տոմսեր ձեռք բերել:
Դասախոս սըր Համֆրի Դեյվին աշխարհի ամենահայտնի գիտնականներից մեկն էր: Ֆարադեյն օգտվեց հնարավորությունից և մասնակցեց չորս դասախոսությունների՝ քիմիայի նորագույն խնդիրներից մեկի՝ թթվայնության որոշման վերաբերյալ: Նա դիտում էր փորձերը, որոնք Դեյվին անցկացնում էր դասախոսությունների ժամանակ։
Սա այն աշխարհն էր, որտեղ նա ուզում էր ապրել: Ֆարադեյը նշումներ էր անում, այնուհետև այնքան շատ լրացումներ արեց գրառումներին, որ նա պատրաստեց 300 էջանոց ձեռագիր, որն ինքն էլ կապեց և որպես նշան ուղարկեց Դեյվիին։շնորհակալություն։
Այս ժամանակ, գրախանութի բակում, Մայքլը սկսեց ավելի բարդ փորձեր անցկացնել՝ պղնձե մետաղադրամներից և թաց աղի թղթով առանձնացված ցինկե սկավառակներից էլեկտրական մարտկոց ստեղծելու համար: Նա օգտագործում էր այն քայքայելու համար այնպիսի քիմիական նյութեր, ինչպիսին է մագնեզիումի սուլֆատը: Համֆրի Դեյվին քիմիայի այս ոլորտում ռահվիրա էր։
1812 թվականի հոկտեմբերին ավարտվեց Ֆարադեյի աշկերտությունը, և նա սկսեց աշխատել որպես գիրք կազմող մեկ այլ գործատուի մոտ, որը նրան տհաճ էր համարում:
Երջանկություն չէր լինի, բայց դժբախտությունը օգնեց
Եվ հետո տեղի ունեցավ ուրախ իրադարձություն Ֆարադեյի համար: Անհաջող փորձի արդյունքում Համֆրի Դեյվին վիրավորվեց. դա ժամանակավորապես ազդեց նրա գրելու կարողության վրա: Մայքլը կարողացավ մի քանի օր գրառումներ պահել Դեյվիի համար, ով տպավորված էր իրեն ուղարկած գրքով։
Երբ ավարտվեց որպես օգնական աշխատանքի կարճ ժամանակահատվածը, Ֆարադեյը գրություն ուղարկեց գիտնականին՝ խնդրելով նրան աշխատանքի ընդունել որպես իր օգնական: Դրանից անմիջապես հետո Դեյվիի լաբորատորիայի օգնականներից մեկին հեռացրին աշխատանքից ոչ պատշաճ վարքագծի համար, և Համֆրին հարցրեց Մայքլին, թե արդյոք նա կցանկանար լրացնել թափուր տեղը:
Կցանկանա՞ր նա աշխատել Թագավորական ինստիտուտում աշխարհի ամենահայտնի գիտնականներից մեկի հետ: Հռետորական հարց էր։
Կարիերա Թագավորական հաստատությունում
Ֆարադեյը պաշտոնավարեց 1813 թվականի մարտի 1-ին, 21 տարեկանում։
Նրան լավ վարձատրեցին և սենյակ տվեցին թագավորական ինստիտուտի վերնահարկում ապրելու համար: Մայքլը շատ գոհ էր, և նրա կապն այս հաստատության հետ այլևս չկաընդհատվել է 54 տարի, որի ընթացքում հասցրել է դառնալ քիմիայի պրոֆեսոր։
Ֆարադեյի գործն էր պատրաստել սարքավորումներ Թագավորական հաստատությունում փորձերի և դասախոսությունների համար: Սկզբում նա գործ ուներ ազոտի տրիքլորիդի հետ՝ պայթուցիկ, որը վիրավորեց Դեյվիին։ Մայքլը նույնպես կարճ ժամանակով կորցրեց գիտակցությունը հաջորդ պայթյունի ժամանակ, և երբ Համֆրին կրկին վիրավորվեց, այս միացության հետ փորձերը դադարեցվեցին։
Թագավորական հաստատությունում 7 ամիս անց Դեյվին իր հետ տարավ Ֆարադեյին 18-ամսյա շրջագայության Եվրոպայում: Այս ընթացքում Միքայելը հասցրեց հանդիպել այնպիսի մեծ գիտնականների, ինչպիսիք են Անդրե-Մարի Ամպերը Փարիզում և Ալեսանդրո Վոլտան Միլանում: Ինչ-որ կերպ, շրջագայությունը փոխարինեց նրա համալսարանական կրթությունը. Ֆարադեյը շատ բան սովորեց այս ընթացքում:
Շրջագայության մեծ մասում, սակայն, նա դժգոհ էր, քանի որ բացի գիտական և քարտուղարական աշխատանքից, նա պետք է սպասեր Դեյվիին և նրա կնոջը։ Գիտնականի կինը Ֆարադեյին հավասարը չէր համարում իր ծագման պատճառով։
Լոնդոն վերադառնալուց հետո ամեն ինչ իր տեղն ընկավ. Թագավորական ինստիտուտը երկարաձգեց Մայքլի հետ պայմանագիրը և բարձրացրեց նրա վարձատրությունը։ Դեյվին նույնիսկ սկսեց նշել իր օգնությունը գիտական հոդվածներում:
1816 թվականին, 24 տարեկան հասակում, Ֆարադեյը կարդաց իր առաջին դասախոսությունը նյութի հատկությունների մասին։ Այն տեղի ունեցավ Քաղաքի փիլիսոփայական ընկերությունում։ Միևնույն ժամանակ նա հրապարակեց իր առաջին գիտական հոդվածը կալցիումի հիդրօքսիդի վերլուծության վերաբերյալ Science Quarterly-ում։
1821 թվականին, 29 տարեկան հասակում, Ֆարադեյը նշանակվեց թագավորական ինստիտուտի տնային տնտեսության և լաբորատորիայի ղեկավար։ Նույննա ամուսնացավ Սառա Բարնարդի հետ։ Մայքլը և նրա կինը հաջորդ 46 տարիների մեծ մասն ապրել են ինստիտուտում, այլևս ոչ թե ձեղնահարկում, այլ այն հարմարավետ տարածքում, որը ժամանակին զբաղեցնում էր Համֆրի Դեյվին:
1824 թվականին Ֆարադեյի (ֆիզիկա) կենսագրությունը նշանավորվեց նրա ընտրվելով Թագավորական ընկերությունում։ Սա խոստովանություն էր, որ նա նշանավոր գիտնական էր դարձել։
1825 թվականին ֆիզիկոս Ֆարադեյը դարձավ լաբորատորիայի տնօրեն։
1833 թվականին նա դարձավ Ֆուլերի քիմիայի պրոֆեսոր Մեծ Բրիտանիայի թագավորական ինստիտուտում։ Ֆարադեյը այս պաշտոնը զբաղեցրեց իր ողջ կյանքի ընթացքում:
1848 և 1858 թվականներին նրան խնդրեցին գլխավորել Թագավորական ընկերությունը, սակայն մերժեց:
Գիտական նվաճումներ
Ֆարադեյի բացահայտումները ֆիզիկայում նկարագրելու համար կպահանջվի մեկից ավելի գիրք: Պատահական չէ, որ Ալբերտ Էյնշտեյնը իր աշխատասենյակում պահում էր միայն երեք գիտնականների՝ Իսահակ Նյուտոնի, Ջեյմս Մաքսվելի և Մայքլ Ֆարադեյի լուսանկարները։
Բավական տարօրինակ է, բայց թեև «ֆիզիկոս» բառը սկսել է գործածվել գիտնականի կյանքի օրոք, նա ինքն էլ այն դուր չի եկել, և նա իրեն միշտ փիլիսոփա է անվանել։ Ֆարադեյը մի մարդ էր, ով բացահայտումներ էր անում փորձերի միջոցով, և նա հայտնի էր նրանով, որ երբեք չհրաժարվեց գիտական ինտուիցիայի միջոցով իր ստեղծած գաղափարներից:
Եթե նա կարծում էր, որ գաղափարն արժեր, նա շարունակում էր փորձերը, չնայած բազմաթիվ անհաջողություններին, մինչև հասավ իր ակնկալածին կամ մինչև համոզվեց, որ մայր բնությունն ապացուցեց, որ նա սխալ է, ինչը չափազանց հազվադեպ էր:
Այսպիսով, ի՞նչ է հայտնաբերել Ֆարադեյը ֆիզիկայում: Ահա նրա ամենանշանավորներից մի քանիսըձեռքբերումներ.
1821. էլեկտրամագնիսական պտույտի հայտնաբերում
Դա նախանշանն էր, թե ինչն ի վերջո կհանգեցնի էլեկտրական շարժիչի ստեղծմանը: Բացահայտումը հիմնված է էլեկտրական հոսանք կրող մետաղալարի մագնիսական հատկությունների մասին Օերսթեդի տեսության վրա։
1823. Գազի հեղուկացում և սառեցում
1802 թվականին Ջոն Դալթոնը առաջարկեց, որ բոլոր գազերը կարող են հեղուկացվել ցածր ջերմաստիճանի կամ բարձր ճնշման դեպքում: Ֆիզիկոս Ֆարադեյը դա ապացուցեց էմպիրիկ կերպով։ Նա սկզբում քլորն ու ամոնիակը վերածեց հեղուկի։
Հեղուկ ամոնիակը նույնպես հետաքրքիր էր, քանի որ, ինչպես նշեց Մայքլ Ֆարադեյը, նրա գոլորշիացման գործընթացի ֆիզիկան սառեցում էր առաջացրել: Արհեստական գոլորշիացման միջոցով հովացման սկզբունքը հրապարակայնորեն ցուցադրել է Ուիլյամ Քալենը Էդինբուրգում 1756 թվականին: Գիտնականը, օգտագործելով պոմպ, իջեցրեց ճնշումը կոլբայի մեջ եթերով, ինչի արդյունքում այն արագորեն գոլորշիացավ: Սա սառեցրեց, և կոլբայի արտաքին մասում օդի խոնավությունից սառույց առաջացավ:
Ֆարադեյի հայտնագործության կարևորությունն այն էր, որ մեխանիկական պոմպերը կարող էին գազը վերածել հեղուկի սենյակային ջերմաստիճանում: Այնուհետև հեղուկը գոլորշիացավ՝ սառեցնելով շուրջբոլորը, ստացված գազը կարող էր հավաքվել և պոմպի միջոցով նորից սեղմվել հեղուկի մեջ՝ կրկնելով ցիկլը: Ահա թե ինչպես են աշխատում ժամանակակից սառնարաններն ու սառցարանները։
1862 թվականին Լոնդոնի Համաշխարհային ցուցահանդեսում Ֆերդինանդ Կարեն ցուցադրեց աշխարհում առաջին առևտրային սառույց պատրաստող մեքենան: Մեքենան որպես հովացուցիչ նյութ օգտագործել է ամոնիակ, և դասառույց է արտադրվում ժամում 200 կգ արագությամբ։
1825. Բենզոլի հայտնաբերում
Պատմականորեն բենզոլը դարձել է քիմիայի ամենակարևոր նյութերից մեկը՝ և՛ գործնական իմաստով, այսինքն՝ օգտագործվում է նոր նյութեր ստեղծելու, և՛ տեսական իմաստով՝ քիմիական կապը հասկանալու համար։ Գիտնականը բենզոլ է հայտնաբերել Լոնդոնի լուսավորության գազի արդյունահանման օբյեկտի յուղոտ մնացորդում։
1831. Ֆարադայի օրենք, բանաձև, էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆիզիկա
Սա չափազանց կարևոր հայտնագործություն էր գիտության և տեխնիկայի ապագայի համար: Ֆարադեյի օրենքը (ֆիզիկա) ասում է, որ փոփոխական մագնիսական դաշտը առաջացնում է էլեկտրական հոսանք շղթայում, և առաջացած էլեկտրաշարժիչ ուժն ուղիղ համեմատական է մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը։ Նրա հնարավոր գրառումներից մեկն է |E|=|dΦ/dt|, որտեղ E-ն EMF-ն է, իսկ Ф-ն՝ մագնիսական հոսքը։
Օրինակ՝ պայտի մագնիսը մետաղալարի երկայնքով շարժելով, առաջանում է էլեկտրական հոսանք, քանի որ մագնիսի շարժումն առաջացնում է փոփոխվող մագնիսական դաշտ: Մինչ այս հոսանքի միակ աղբյուրը մարտկոցն էր։ Մայքլ Ֆարադեյը, որի բացահայտումները ֆիզիկայում ցույց տվեցին, որ շարժումը կարող է վերածվել էլեկտրականության, կամ, ավելի գիտական առումով, կինետիկ էներգիան կարող է վերածվել էլեկտրական էներգիայի, հետևաբար պատասխանատու է այն փաստի համար, որ մեր տներում էներգիայի մեծ մասը արտադրվում է. այս սկզբունքը։
Ռոտացիան (կինետիկ էներգիա) էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի միջոցով վերածվում է էլեկտրականության։ Իսկ ռոտացիան իր հերթին ստացվում է տուրբինների վրա բարձր գոլորշու ազդեցությամբ։ճնշումը, որն առաջանում է ածխի, գազի կամ ատոմի էներգիայի կամ հիդրոէլեկտրակայանների ջրի ճնշման կամ հողմակայաններում օդի ճնշման արդյունքում:
1834. էլեկտրոլիզի օրենքներ
Ֆարադեյ ֆիզիկոսը մեծ ներդրում է ունեցել էլեկտրաքիմիայի նոր գիտության ստեղծման գործում: Այն բացատրում է, թե ինչ է տեղի ունենում էլեկտրոդի և իոնացված նյութի միջերեսում: Էլեկտրաքիմիայի շնորհիվ մենք օգտագործում ենք լիթիում-իոնային մարտկոցներ և կուտակիչներ, որոնք ապահովում են ժամանակակից բջջային տեխնոլոգիաները: Ֆարադեյի օրենքները կարևոր են էլեկտրոդների ռեակցիաների մեր ըմբռնման համար:
1836. պաշտպանված տեսախցիկի գյուտ
Ֆիզիկոս Ֆարադեյը հայտնաբերել է, որ երբ էլեկտրական հաղորդիչը լիցքավորվում է, ամբողջ ավելորդ լիցքը կուտակվում է նրա արտաքին կողմում: Սա նշանակում է, որ սենյակի կամ մետաղից պատրաստված վանդակի ներսում լրացուցիչ վճար չի հայտնվում։ Օրինակ՝ Ֆարադեյի կոստյում հագած, այսինքն՝ մետաղական աստառով մարդը չի ենթարկվում արտաքին էլեկտրականության։ Բացի մարդկանց պաշտպանելուց, Ֆարադեյի վանդակը կարող է օգտագործվել էլեկտրական կամ էլեկտրաքիմիական փորձեր անցկացնելու համար, որոնք զգայուն են արտաքին միջամտության նկատմամբ: Պաշտպանված տեսախցիկները կարող են նաև մեռյալ գոտիներ ստեղծել բջջային կապի համար:
1845. Ֆարադայի էֆեկտի հայտնաբերում - մագնիս-օպտիկական էֆեկտ
Գիտության պատմության մեջ ևս մեկ կարևոր փորձ առաջինն է ապացուցել էլեկտրամագնիսականության և լույսի կապը, որը 1864 թվականին ամբողջությամբ նկարագրվել է Ջեյմս Քլերք Մաքսվելի հավասարումներով։ Ֆիզիկոս Ֆարադեյը հաստատել է, որ լույսը էլեկտրամագնիսական ալիք է. «ԵրբՀակառակ մագնիսական բևեռները նույն կողմում էին, սա ազդեցություն ունեցավ բևեռացված ճառագայթի վրա, որն այսպիսով ապացուցում է մագնիսական ուժի և լույսի կապը…
1845. Դիամագնիսականության բացահայտում որպես ամբողջ նյութի հատկություն
Մարդկանց մեծամասնությունը ծանոթ է ֆերոմագնիսականությանը, օգտագործելով սովորական մագնիսները որպես օրինակ: Ֆարադեյը (ֆիզիկոս) հայտնաբերեց, որ բոլոր նյութերը դիամագնիսական են՝ մեծ մասամբ թույլ, բայց կան նաև ուժեղներ: Դիամագնիսականությունը հակառակ է կիրառվող մագնիսական դաշտի ուղղությանը։ Օրինակ, եթե հյուսիսային բևեռը տեղադրեք ուժեղ դիամագնիսական նյութի մոտ, ապա այն վանելու է: Դիամագնիսականությունը նյութերում, որը առաջացել է շատ ուժեղ ժամանակակից մագնիսներով, կարող է օգտագործվել լևիտացիայի հասնելու համար: Նույնիսկ գորտերի նման կենդանի էակները դիամագնիսական են և կարող են լողալ ուժեղ մագնիսական դաշտում:
Վերջ
Մայքլ Ֆարադեյը, ում բացահայտումները ֆիզիկայում հեղափոխեցին գիտությունը, մահացավ 1867 թվականի օգոստոսի 25-ին Լոնդոնում 75 տարեկան հասակում։ Նրա կինը՝ Սառան, ավելի երկար ապրեց։ Զույգը երեխա չուներ։ Նա իր ողջ կյանքում հավատացյալ քրիստոնյա էր և պատկանում էր մի փոքր բողոքական աղանդի, որը կոչվում էր Սանդեմանյաններ:
Նույնիսկ իր կենդանության օրոք Ֆարադեյին առաջարկեցին թաղել Վեսթմինսթերյան աբբայությունում՝ Մեծ Բրիտանիայի թագավորների և թագուհիների և Իսահակ Նյուտոնի նման գիտնականների հետ միասին: Նա հրաժարվեց ավելի համեստ արարողությունից: Նրա գերեզմանը, որտեղ նույնպես թաղված է Սառան, կարելի է գտնել Լոնդոնի Հայգեյթ գերեզմանատանը:
