Вернувшись домой, он все еще питал чувство уважения к сэру Хамфри как к человеку науки, но теперь личные качества его характера не вызывали у него восторга. Во время путешествия великий ученый вел себя очень несдержанно, проявлял тщеславие, нечестность и злость. Фарадей с радостью вернулся в родной семейный круг, а также посетил свою старую церковь, чтобы поучиться мудрости у простых прихожан.
По возвращении в Королевский Институт Фарадей решил продолжить свое научное образование. Шли годы, и передовые ученые начали понимать, что этот незаметный, молодой человек, работавший под покровительством Дэви, был не простым ассистентом. К тридцати годам он сделал много важных открытий (в том числе синтез бензола). Его авторитет быстро поднимался. Без сомнения, самой примечательной чертой Фарадея-ученого являлось то, что он был мыслителем. Он считал себя больше философом, чем просто химиком, и старался, прежде всего, объяснить суть, а не произвести эффект.
1. 4) «Ум с человеком в придачу»
Когда Фарадей просил руки Сарры Бернард, двадцатилетней дочери одного из церковных старейшин, она сказала ему, что смотрит с некоторым опасением на его «ум с человеком в придачу». Тем не менее, их брак оказался одним из самых счастливых союзов среди знаменитых супружеских пар. До самой его смерти, которая наступила спустя сорок семь лет после свадьбы, они были связаны узами редкого взаимопонимания, преданности и любви.
Через месяц после бракосочетания ученый открыто заявил о решении стать членом церкви. Он рассказал собравшимся братьям и сестрам о том, что получил от Господа прощение грехов через молитву покаяния, и посвятил Ему целиком всю жизнь. Еще с детства Фарадей посещал церковь, однако до тридцати лет, пока не преодолел бурную пору сомнений и не испытал на личном опыте реальность Христа, не решался присоединиться к церкви.
Через три года после брака Фарадей приступил к поискам получения электроэнергии без химических батарей. В то время электрический ток получали в лабораториях с помощью простейших устройств с трущимися пластинами, либо с помощью громоздких дорогостоящих химических батарей. И вот в 1831 году Фарадей сделал свое великое открытие. Он начал экспериментировать со стальным кольцом шести дюймов в диаметре, обмотанным двумя изолированными проводами. Он хотел проверить, будет ли влиять провод, подключенный к батарее, на другой провод, оставшийся свободным. Будет ли «живой» проводник производить электрический ток в «мертвом»?
Через десять дней непрерывного поиска он добился полного успеха и изобрел первую в мире действующую динамо-машину. Он нашел способ получения электричества без использования батарей, и таким образом, заложил основу современному веку электричества. Великий мыслитель заметил то, чего не замечали другие: он обратил внимание на пространство около магнита, и таким образом увидел возможность существования магнитного поля и силовых линий.
1846 году Фарадей пришел к пониманию природы света, намного опередив свое время. Позже его идеями воспользовался Джеймс Кларк Максвелл, а затем и Альберт Эйнштейн. Обладая гениальным предвидением, Фарадей писал: «Моя точка зрения, которую я высказываю со всей уверенностью, заключается в том, что световое излучение представляет собой разновидность высокочастотных колебаний силовых линий, связывающих частицы, а также материю, обладающую массой».
1.5) Ученый проповедник
Фарадея мало интересовали повадки великосветского общества. Его личная жизнь была сосредоточена вокруг церкви и семьи. Церковное здание на Аллее св. Павла было типичным для нонконформистов «молитвенным домом». Это было простое прямоугольное здание, напротив входной двери возвышалась массивная деревянная кафедра, а по обеим сторонам и у входа в зал был расположен балкон. Двадцать с небольшим семей, входивших в церковный список, избрали Фарадея одним из своих служителей, когда ему было почти пятьдесят лет. Каждую неделю, с неизменным постоянством он проповедовал в церкви, пользуясь конспектами, написанными на небольших листках бумаги. Его друзья ученые часто заходили в церковь, чтобы посмотреть на то, во что верил Фарадей, и что делало его человеком, столь высоко почитаемым в научных кругах. Его проповеди говорили о доскональном знании Библии, так как он цитировал ее много и точно. «Всю свою жизнь, — сказал лорд Кельвин, его коллега по науке, — Фарадей твердо держался своей веры».
Говорили, что если кому посчастливилось подружиться с Фарадеем, тот имел настоящего друга. Те, кто принадлежал к семейному кругу Фарадея, были предметом его попечения, заботы, внимания и ежедневных молитв. Те, кто находился в его компании, видели в нем «нравственный стимулятор».
1. 6) Человек, знающий счастье
Фарадей пришел к пониманию смысла жизни через Библию, которую он изучал, в которую веровал и которую преподавал другим, а также через опыт личного познания Иисуса Христа. К концу своей жизни, он писал: «Мои земные силы слабеют изо дня в день. И наше счастье в том, что истинное благо — не в них. По мере того, как наши силы тают, пусть они сделают нас похожими на маленьких детей, которые доверяют себя Отцу милосердия, принимая Его невыразимый дар. Я преклоняюсь перед Тем, Кто есть Господь всего».
Фарадей умер в 1867 году. К этому моменту он был обладателем 97 почетных титулов от Академий наук разных стран, причем ни одного не было получено за соавторство. Замечательно, что не только Фарадей, но и другие передовые ученые, продолжившие его исследования, также искренне веровали в одну и ту же весть о спасении. Кларк Максвелл, лорд Кельвин и сэр Джон Амброз Флеминг — все они твердо держались таких же убеждений, и со смирением говорили о той великой перемене, которую они пережили в результате своего личного обращения к Богу
II. 2. Начало работы в Королевском институте.
2.1) Избрание в Королевское общество. Профессура
Один из клиентов переплетной мастерской, член Лондонского королевского общества Дено, заметив интерес Фарадея к науке, помог ему попасть на лекции выдающегося физика и химика Г. Дэви в Королевском институте. Фарадей тщательно записал и переплел четыре лекции и вместе с письмом послал их лектору. Этот «смелый и наивный шаг», по словам самого Фарадея, оказал на его судьбу решающее влияние. В 1813 Дэви (не без некоторого колебания) пригласил Фарадея на освободившееся место ассистента в Королевский институт, а осенью того же года взял его в двухгодичную поездку по научным центрам Европы. Это путешествие имело для Фарадея большое значение: он вместе с Дэви посетил ряд лабораторий, познакомился с такими учеными, как А. Ампер, М. Шеврель, Ж. Л. Гей-Люссак, которые в свою очередь обратили внимание на блестящие способности молодого англичанина.
Первые самостоятельные исследования. Научные публикации После возвращения в 1815 в Королевский институт Фарадей приступил к интенсивной работе, в которой все большее место занимали самостоятельные научные исследования. В 1816 он начал читать публичный курс лекций по физике и химии в Обществе для самообразования. В этом же году появляется и его первая печатная работа.
В 1821 в жизни Фарадея произошло несколько важных событий. Он получил место надзирателя за зданием и лабораториями Королевского института (т. е. технического смотрителя) и опубликовал две значительные научные работы (о вращениях тока вокруг магнита и магнита вокруг тока и о сжижении хлора). В том же году он женился и, как показала вся его дальнейшая жизнь, был весьма счастлив в браке.
В период до 1821 Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным образом по химии. Постепенно его экспериментальные исследования все более переключались в область электромагнетизма. После открытия в 1820 Х. Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом. В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество». Однако Фарадей продолжал и другие исследования, в том числе в области химии. Так, в 1824 ему первому удалось получить хлор в жидком состоянии.
В 1824 Фарадей был избран членом Королевского общества, несмотря на активное противодействие Дэви, отношения с которым стали у Фарадея к тому времени довольно сложными, хотя Дэви любил повторять, что из всех его открытий самым значительным было «открытие Фарадея». Последний также воздавал должное Дэви, называя его «великим человеком».
Спустя год после избрания в Королевское общество Фарадея назначают директором лаборатории Королевского института, а в 1827 он получает в этом институте профессорскую кафедру.
2.2) Первые самостоятельные исследования
После возвращения в 1815 в Королевский институт Фарадей приступил к интенсивной работе, в которой всё большее место занимали самостоятельные научные исследования. В 1816 он начал читать публичный курс лекций по физике и химии в Обществе для самообразования. В этом же году появляется и его первая печатная работа. В 1820 Фарадей провёл несколько опытов по выплавке сталей, содержащих никель. Эта работа считается открытием нержавеющей стали, которое не заинтересовало в то время металлургов. В 1821 в жизни Фарадея произошло несколько важных событий. Он получил место надзирателя за зданием и лабораториями Королевского института (то есть технического смотрителя) и опубликовал две значительные научные работы (о вращениях тока вокруг магнита и магнита вокруг тока и о сжижении хлора). В том же году он женился и, как показала вся его дальнейшая жизнь, был весьма счастлив в браке.
В период до 1821 Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным образом по химии. В 1824 ему первому удалось получить хлор в жидком состоянии, а в 1825 г он впервые синтезирует гексахлоран — вещество, на основе которого в XX веке изготовлялись различные инсектициды.
Постепенно его экспериментальные исследования всё более переключались в область электромагнетизма. После открытия в 1820 Х.Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом. В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество». В 1831 г. Фарадей экспериментально открыл явление электромагнитной индукции — возникновение электрического тока в проводнике, движущемся в магнитном поле. Фарадей также дал математическое описание этого явления, лежащего в основе современного электромашиностроения.
В 1832 г. Фарадей открывает электрохимические законы, которые ложатся в основу нового раздела науки — электрохимии, имеющего сегодня огромное количество технологических приложений.
2.3) Клетка Фарадея
Кле́тка Фараде́я (или «щит Фарадея») — специальное устройство, изобретённое английским физиком и химиком Майклом Фарадеем в 1836 году для экранирования аппаратуры от внешних электромагнитных полей. Обычно представляет собой заземлённую клетку из мелкой сетки, выполненной из хорошо проводящего материала.
Для того, чтобы клетка Фарадея эффективно работала, прутья должны быть достаточно тонкими, а размер ячейки сетки значительно меньше длины волны излучения, защиту от которого требуется обеспечить. Принцип действия устройства основан на перераспределении электронов в проводнике под воздействием электромагнитного поля.
2.4) Фарад
Фара́д (обозначение: Ф, F) — единица измерения электрической ёмкости в системе СИ (ранее называлась фара́да).
1 фарад равен электрической ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между обкладками конденсатора напряжение 1 вольт.
Ф = Кл/В = A·c/B
Единица названа в честь английского физика Майкла Фарадея
Фарад — очень большая ёмкость. Емкостью 1Ф обладал бы уединенный шар, радиус которого был бы равен 13 радиусам Солнца. Для сравнения, ёмкость Земли (шара размером с Землю, как уединенного проводника) составляет всего около 700 микрофарад.
Промышленно выпускаемые конденсаторы обычно имеют номиналы измеряемые в микро- и пикофарадах.
Впрочем, ёмкость т. н. ионисторов (конденсаторов с двойным электрическим слоем) может достигать нескольких килофарад.
2.5) Закон электромагнитной индукции. Электролиз
В 1830, несмотря на стесненное материальное положение, Фарадей решительно отказывается от всех побочных занятий, выполнения любых научно-технических исследований и других работ (кроме чтения лекций по химии), чтобы целиком посвятить себя научным изысканиям. Вскоре он добивается блестящего успеха: 29 августа 1831 открывает явление электромагнитной индукции — явление порождения электрического поля переменным магнитным полем. Десять дней напряженнейшей работы позволили Фарадею всесторонне и полностью исследовать это явление, которое без преувеличения можно назвать фундаментом, в частности, всей современной электротехники. Но сам Фарадей не интересовался прикладными возможностями своих открытий, он стремился к главному — исследованию законов Природы. Открытие электромагнитной индукции принесло Фарадею известность. Но он по-прежнему был очень стеснен в средствах, так что его друзья были вынуждены хлопотать о предоставлении ему пожизненной правительственной пенсии. Эти хлопоты увенчались успехом лишь в 1835. Когда же у Фарадея возникло впечатление, что министр казначейства относится к этой пенсии как к подачке ученому, он направил министру письмо, в котором с достоинством отказался от всякой пенсии. Министру пришлось просить извинения у Фарадея. В 1833-34 Фарадей изучал прохождение электрических токов через растворы кислот, солей и щелочей, что привело его к открытию законов электролиза. Эти законы (Фарадея законы) впоследствии сыграли важную роль в становлении представлений о дискретных носителях электрического заряда. До конца 1830-х гг. Фарадей выполнил обширные исследования электрических явлений в диэлектриках.
Болезнь Фарадея. Последние экспериментальные работы Постоянное огромное умственное напряжение подорвало здоровье Фарадея и вынудило его в 1840 прервать на пять лет научную работу. Вернувшись к ней вновь, Фарадей в 1848 открыл явление вращения плоскости поляризации света, распространяющегося в прозрачных веществах вдоль линий напряженности магнитного поля (Фарадея эффект). По-видимому, сам Фарадей (взволнованно написавший, что он «намагнитил свет и осветил магнитную силовую линию») придавал этому открытию большое значение. И действительно, оно явилось первым указанием на существование связи между оптикой и электромагнетизмом. Убежденность в глубокой взаимосвязи электрических, магнитных, оптических и других физических и химических явлений стала основой всего научного миропонимания Фарадея.
Другие экспериментальные работы Фарадея этого времени посвящены исследованиям магнитных свойств различных сред. В частности, в 1845 им были открыты явления диамагнетизма и парамагнетизма. В 1855 болезнь вновь заставила Фарадея прервать работу. Он значительно ослабел, стал катастрофически терять память. Ему приходилось записывать в лабораторный журнал все, вплоть до того, куда и что он положил перед уходом из лаборатории, что он уже сделал и что собирался делать далее. Чтобы продолжать работать, он должен был отказаться от многого, в том числе и от посещения друзей; последнее, от чего он отказался, были лекции для детей.
III Заключение
Даже далеко не полный перечень того, что внес в науку Фарадей, дает представление об исключительном значении его трудов. В этом перечне, однако, отсутствует то главное, что составляет громадную научную заслугу Фарадея: он первым создал полевую концепцию в учении об электричестве и магнетизме. Если до него господствовало представление о прямом и мгновенном взаимодействии зарядов и токов через пустое пространство, то Фарадей последовательно развивал идею о том, что активным материальным переносчиком этого взаимодействия является электромагнитное поле. Об этом прекрасно написал Д. К. Максвелл, ставший его последователем, развивший далее его учение и облекший представления об электромагнитном поле в четкую математическую форму: «Фарадей своим мысленным оком видел силовые линии, принизывающие все пространство. Там, где математики видели центры напряжения сил дальнодействия, Фарадей видел промежуточный агент. Где они не видели ничего, кроме расстояния, удовлетворяясь тем, что находили закон распределения сил, действующих на электрические флюиды, Фарадей искал сущность реальных явлений, протекающих в среде».
Точка зрения на электродинамику с позиций концепции поля, основоположником которой был Фарадей, стала неотъемлемой частью современной науки. Труды Фарадея ознаменовали наступление новой эры в физике.
IV Список используемой литературы
1. Кудрявцев П. С. Фарадей. – М., 1969.
2. Радовский М. И. Михаил Фарадей. Библиографический очерк. – М., 1946.
3. Радовский М. И. Фарадей. – М., 1936.
4. Фарадей М. Экспериментальные исследования по электричеству. Пер с англ. Е.А. Чернышевой и Я.Р. Шмидт – Чернышевой. – АН СССР. 1947.
Страницы: 1, 2
