Фарадей і електромагнетизм

У 1791 році італійський анатом Луїджі Гальвані (1737-98) випадком, але знайшов, що м`язи розсіченою жаби скорочуються, якщо до них відразу доторкнутися латунним і сталевим зондами. Італійський фізик Алессандро Вольта (1745-1827) розтлумачив цей ефект контактом 2-ух різних металів. У 1800 р в листі президенту Королівського товариства Джозефу Бенксу (1743-1820) Вольта доповідає про розробку приладу, здатного виробляти незмінний електричний струм. Це був т. Зв. «Вольтів стовп», що складається з чергуються цинкових і мідних дисків, розбитих картонними прокладками, змоченими солоною водою.
Вчені відразу зрозуміли значимість цього винаходу. Скоро британець Хамфрі Деві (1778-1829) розробив більш потужний «стовп», який отримав назву гальванічної батареї, який дозволив йому в перший раз виділити ряд хімічних елементів: натрій, калій, магній, кальцій, стронцій і барій. У 1813 р Деві прийняв на посаду помічника в Царський інститут молодої людини на ім`я Майкл Фарадей.
Майкл Фарадей
Фарадей, син бідного коваля, народився 22 вересня 1791 року в м Ньюінгтоні (графство Суррей). Він зумів отримати лише початкову освіту і в 14 років вступив в учні до одного з англійських палітурників. Професія палітурника давала юнакові можливість читати книжки, що проходять через його руки. Особливо Фарадея вразила стаття про електрику в «Британської енциклопедії». У 1810 він вступив в Міське філософське товариство, що дозволило йому слухати лекції і проводити досліди.
Коли в 1812 р учнівство підійшло до кінця, Фарадей відмовився від кар`єри палітурника. Деві, який в цей час в результаті вибуху в лабораторії на час осліп, зробив його своїм асистентом. У 1813-15 рр. Деві взяв його з собою в поїздку по Франції та Італії, де вони зустрілися з багатьма видатними вченими, включаючи Вольту і Ампера.
Електрика і магнетизм
У 1820 р датський фізик Ханс Ерстед (1777-1851) знайшов, що протікає по дроті електричний струм відхиляє стрілку компаса. Це відкриття викликало великий ентузіазм і скоро в Парижі Андре Ампер (1775-1836), побачивши демонстрацію цього досвіду, проведену його співвітчизником Франсуа Араго (1786-1853), приступив до створення базової теорії електромагнетизму.
Ампер встановив, що провідники, струми в яких орієнтовані в одну сторону, притягуються, провідники з назад спрямованими струмами відштовхуються, а котушка з дроту, по якій протікає струм (він назвав її соленоидом), веде себе як магніт. Крім того, він запропонував використовувати для вимірювання величини струму відхилення розташованої поруч магнітної стрілки - думка, яка скоро привела до винаходу гальванометра.
В цей час Фарадей висловив думку, що навколо дроти з струмом утворюються замкнуті силові лінії. У жовтні 1821 року він зробив пристрій, яке демонструє обертання магніту навколо дроту, по якому тече електричний струм, або дроти навколо недвижного магніту. Це було 1-е перетворення електричної енергії в механічну.
генерування струму
Не припиняючи хім дослідних робіт, Фарадей встановив, яким чином за допомогою магнітного поля можна зробити електричний струм. Це відкриття він зробив в серпні 1831 р майже випадково. Намагаючись знайти зв`язок магнітного поля і електричного струму, він намотав навколо 1-го сталевого стрижня дві котушки, а потім приєднав одну з їх до батареї, щоб зробити магнітне поле, а іншу замкнув через гальванометр. Поки в першій котушці протікав струм, нічого не відбувалося, але Фарадей побачив, що стрілка гальванометра смикалася в момент появи або зникнення струму в першій котушці. Він зробив висновок, що струм викликає зміна магнітного поля.
У 1824 р Араго побачив, що обертання мідного диска відхиляє розташовану над ним стрілку компаса. Причина цього ефекту була невідома. Фарадей вважав, що обертання диска в магнітному полі призводить до появи в ньому електричного струму, який, в свою чергу, робить магнітне поле, що відхиляє стрілку. У жовтні 1831 він сконструював аналогічний пристрій, в якому мідний диск крутився між полюсами подковообразного магніту. Центр і край диска були з`єднані з гальванометром, який показав перебіг незмінного струму. Через три місяці після чого відкриття Фарадей винайшов трансформатор і електронний генератор, конструкція яких принципово змінилася до наших днів.
закони електролізу
Фарадей зміг застосувати свої пізнання електрики до хімії, сформулювавши фундаментальні закони електролізу. Він ввів в науковий обіг визначення «анод», «катод», «катіон», «електрод» і «електроліт». Вивчивши електростатичні розряди, він показав, що вони представляють собою короткостроковий електричний струм. У 1839 р здоров`я Фарадея погіршилося, і він закінчив дослідницьку роботу, але в 1845 році він відновив її, зацікавившись впливом магнітного поля на поляризоване світло. Він знайшов, що за допомогою масивного електромагніту можна крутити площину поляризації. Це привело його до створення електричної теорії світла, яка пізніше була сформульована в математичній формі Джеймсом Клерком Максвеллом (1831-79).
Фарадей закінчив роботу в Царському інституті в 1862 р, після цього жив самотньо в кімнатах, наданих йому королевою Вікторією в палаці Хемптонкорт, де і загинув 25 серпня 1867 р