Биография Майкла Фарадея

Вслед за открытием электромагнитной индукции Фарадей проверяет новую идею. Если движение магнита относительно проводника создает электричество, то, видимо, движение проводника относительно магнита должно приводить к такому же следствию. Значит, есть возможность создать генератор электрического тока, обеспечив непрерывное относительное движение проводника и магнита. Фарадей быстро строит и испыт

ывает новое простое устройство: между полюсами подковообразного магнита вращается медный диск, с которого при помощи скользящих контактов (один на оси, другой на периферии) снимается напряжение. Это был первый генератор электрического тока!

С ноября 1831 г. Фарадей начал систематически печатать свои "Экспериментальные исследования по электричеству", составившие 30 серий более чем из 3000 параграфов. Это великолепный памятник научного творчества Фарадея. Первая серия посвящена электромагнитной индукции; последняя (тридцатая) - законам намагничивания (вышла в свет в 1855 г). В этих сериях отражена двадцатичетырехлетняя работа Фарадея, в них жизнь, мысли и воззрения ученого.

Вторая серия (январь 1832 г.) также посвящена электромагнитной индукции. Разрабатывая теорию электромагнитной индукции, Фарадей пришел к идее электромагнитных волн, считая ее очень важной. Свои наблюдения над "индукционной волной электричества" он зафиксировал в письме от 12 марта 1833 г. и в запечатанном виде передал для хранения в архив Королевского общества. Письмо было обнаружено через 106 лет, в 1938 г. Поразительны своей проницательностью основные мысли письма: на распространение магнитного взаимодействия требуется время, есть возможность теорию колебаний применить к распространению электромагнитной индукции, процесс распространения ее похож на колебания взволнованной водной поверхности или же на звуковые колебания частиц воздуха. Великолепно! Ведь мысли Фарадея перекликаются с идеями электромагнитной теории, разработанной позднее Максвеллом.

В третьей серии (1833 г) Фарадей доказывает тождественность различных видов электричества: обыкновенного, гальванического, животного, индукционного. "Отдельные виды электричества тождественны по своей природе, каков бы ни был их источник". Следующие серии (5-8) "Экспериментальных исследований" посвящены химическому действию тока и явлению электролиза. Мы не будем здесь говорить о законах электролиза, открытых Фарадеем, об их огромном практическом значении. Это стало общеизвестным. Подчеркнем лишь одну важную мысль, которая следовала из этих законов, мысль об атомарности (дискретности) электричества, об элементарном заряде.

В десятой серии Фарадей описывает явление самоиндукции, проводит аналогию между самоиндукцией и инерцией в механике, указывает на то, что индуктивность проводника зависит от его формы и особенно возрастает, если проводник свернуть в спираль. Как всегда, Фарадей очень подробно описывает и всю экспериментальную установку.

Исследуя диэлектрики (11-я серия), Фарадей вновь возвращается к мысли о существенной роли среды в электрических взаимодействиях. В двадцатой серии он описывает явления намагничивания различных веществ, открывает диа- и парамагнетизм. К 1851 г. он уже четко формулирует идею магнитного поля, разрабатывает методику его экспериментального исследования с помощью пробной катушки и гальванометра, вводит метод его изображения с помощью силовых линий: "Я, изучая . общий характер магнитных явлений, больше склоняюсь к мысли, что передача силы представляет собой . явление, протекающее вне магнита; я считаю невероятным, что эти явления представляют собой простое отталкивание и притяжение на расстоянии. При этой точке зрения на магнит среда или пространство, его окружающее, играет столь существенную роль, как и самый магнит". Для Фарадея поле - это то, что излучается, распространяется с конечной скоростью в пространстве, взаимодействует с веществом. Так новая форма материи - поле - входила в физику благодаря работам Фарадея.

От опытов с диэлектриками Фарадей переходит к изучению электрического разряда в газах. Сделав очень многое в этой области, он считал, что "результаты, связанные с различными явлениями положительного и отрицательного разряда, повлияют на теорию электричества сильнее, чем мы теперь думаем". Сказано пророчески: ведь изучение газового разряда привело к открытию рентгеновских лучей, к современной физике атома, к газовым лазерам.

И еще на одном великом предвидении Фарадея невозможно не остановиться: это касается спора между сторонниками контактной и химической теории электрического тока. Первые находят, что источник мощности заключается в контакте разнородных проводников, вторые видят его причину "в химической силе" или, по-нашему, "в химической энергии". Являясь сторонником химической теории, Фарадей пишет: "Контактная теория допускает, что сила . может будто бы возникнуть из ничего, что без всякого изменения действующей материи и без расхода какой-либо производящей силы может производиться ток, который будет вечно идти против постоянного сопротивления. Это было бы поистине сотворением силы. Мы много имеем процессов, при которых форма силы может претерпевать такие изменения, что происходит явное превращение ее в другую. Так, мы можем превратить химическую силу в электрический ток или ток в химическую силу. Прекрасные опыты Зеебека и Пельтье показывают взаимную превращаемость теплоты и электричества, а опыты Эрстеда и мои собственные показывают взаимную превращаемость электричества и магнетизма. Но ни в одном случае, даже с электрическим угрем и скатом, нет чистого сотворения силы, нет производства силы без соответствующего израсходования чего-либо, что питает ее".

Трудно без восхищения гением Фарадея читать эти строки, представляющие, по сути дела, качественную формулировку закона сохранения и превращения энергии. Ведь это было написано в конце 1839 - начале 1840 г., когда закон сохранения и превращения энергии не был еще открыт.

Отдавая себя безраздельно науке и сознавая, что силы его не беспредельны, Фарадей вынужден был отказаться от всех остальных занятий.

Фарадей умер 25 августа 1867 г. Тихая и скромная жизнь ученого была полна глубокого внутреннего содержания. Прах Фарадея покоится на Хайгетском кладбище в Лондоне, имя и дела его бессмертны.

 Скачать реферат