מיכאל פארדיי: ביוגרפיה, ניסויים ותרומות - מַדָע - 2025

מייקל פאראדיי (Newington Butt, 22 בספטמבר 1791 - המפטון קורט, 25 באוגוסט 1867) היה פיזיקאי וכימאי יליד בריטניה שעיקר תרומיו הם בתחומי האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה. בין תרומותיו למדע, ולכן לאנושות, אנו יכולים להדגיש את עבודתו על אינדוקציה אלקטרומגנטית, דיאמגנטיזם ואלקטרוליזה.

בגלל התנאים הכלכליים של משפחתו, פאראדיי קיבל השכלה רשמית מועטה, ולכן מגיל ארבע עשרה הוא היה האחראי למלא את החסרונות הללו על ידי ביצוע כמות גדולה של קריאה במהלך חניכתו כקישור ספרים.

אחד הספרים שקשר שהשפיעו בעיקר על המדען היה שיפור הנפש על ידי אייזק ווטס.

פאראדיי היה נסיין מצוין והעביר את ממצאיו בשפה קלה להבנה. למרות שיכולותיו המתמטיות לא היו הטובות ביותר, ג'יימס קלרק מקסוול סיכם את עבודתו ושל אחרים בקבוצת משוואות.

במילותיו של הפקיד מקסוול: "השימוש בקווי הכוח מראה כי פאראדיי אכן היה מתמטיקאי גדול, שממנו מתמטיקאים עתידיים יכלו להפיק שיטות יקרות ופוריות."

יחידת הקיבולת החשמלית של מערכת היחידות הבינלאומית (SI) נקראת לכבודו פאראד (F).

ככימאי גילה פאראדיי בנזן, ערך מחקר על כלור קלתראט, מערכת מספר החמצון, ויצר את מה שידוע כקודמו של מבער בונסן. בנוסף, הוא פופולרי את המונחים: אנודה, קתודה, אלקטרונים ויון.

בתחום הפיזיקה, המחקר והניסויים שלו התמקדו בחשמל ובאלקטרומגנטיות.

המחקר שלו בשדה המגנטי היה בסיסי להתפתחות מושג השדה האלקטרומגנטי וההמצאה שלו, שנקראה על ידי עצמו בשם "התקני סיבוב אלקטרומגנטיים", היו קודמי המנוע החשמלי הנוכחי.

ביוגרפיה

מייקל פאראדיי נולד ב- 22 בספטמבר 1791, בשכונה בשם Newington Butt, הנמצאת דרומית ללונדון, באנגליה. משפחתו לא הייתה עשירה, ולכן השכלתו הרשמית לא הייתה נרחבת במיוחד.

אביו של מייקל נקרא ג'יימס והוא היה מתרגל תורת הנצרות. מצדה, שמה של אמה היה מרגרט האסטוול ולפני שהתחתנה עם ג'יימס עבדה כעובדת ביתית. למייקל 3 אחים והיה הלפני אחרון של ילדי הנישואין.

כשמייקל היה בן ארבע עשרה הוא עבד לצד ג'ורג 'ריאבו, שהיה מוכר ספרים וכספר ספרים. מיכאל נשאר בעבודה זו במשך שבע שנים, ובמהלכן הצליח להתקרב הרבה יותר לקריאה.

בשלב זה הוא החל להימשך לתופעות מדעיות, בעיקר אלה הקשורות לחשמל.

העמקת האימונים

בגיל 20, בשנת 1812, החל מייקל להשתתף בהרצאות שונות, כמעט תמיד הוזמן על ידי ויליאם דאנס, מוזיקאי אנגלי שהקים את החברה המלכותית הפילהרמונית.

כמה מהדוברים אליהם הגיע למייקל היו ג'ון טאטום, פילוסוף ומדען בריטי, והמפרי דייווי, כימאי ממוצא אנגלי.

מערכת יחסים עם המפרי דייווי

מייקל פאראדיי היה אדם שיטתי מאוד וכתב הערות ספציפיות למדי ששלח לדייווי יחד עם פתק וביקש עבודה.

הרשימות הללו בנו ספר של כ -300 עמודים ודייווי אהב אותם מאוד. האחרון עבר תאונה במעבדה זמן מה לאחר מכן, מה שפגע קשה בראייתו.

בהקשר זה דייווי שכר את פאראדיי כעוזרו. במקביל - ב -1 במרץ 1813 - פאראדיי הפך לעוזר בכימיה במכון המלכותי.

טיול לאירופה

בין 1813 ל- 1815 המפרי דייווי טייל ברחבי מדינות שונות באירופה. המשרת שהיה לו באותה תקופה החליט שלא להגיע לטיול, ולכן פאראדיי היה זה שהיה צריך למלא את משימותיו של המשרת, למרות שתפקידו היה של עוזר כימי.

נאמר שהחברה האנגלית באותה תקופה הייתה מכוונת מעמד בצורה קיצונית, וזו הסיבה שנתפס בפרדאי כאדם בעל מאפיינים נחותים.

אפילו אשתו של דייווי התעקשה להתייחס לפרדאי כמו משרתת, מסרבת לקבל אותו בכרכרה או לאכול אותו איתם.

אף על פי שמסע זה התכוון לזמן מאוד גרוע עבור פאראדיי כתוצאה מהטיפול הלא-הנגיד שקיבל, אך יחד עם זאת השתמע שהוא יכול היה להיות בקשר ישיר עם התחומים המדעיים והאקדמיים החשובים ביותר באירופה.

הקדשה לחשמל

כבר בשנת 1821 מייקל פאראדיי התמסר כולו ללימודי חשמל, מגנטיות ואפשרויות של שני האלמנטים.

בשנת 1825 דייווי היה חולה קשה, וזו הסיבה שפאראדיי הפך להיות מחליפו במעבדה. זו הייתה התקופה בה הציע כמה מתורותיו.

אחד הרלוונטיים ביותר היה הרעיון כי גם חשמל וגם מגנטיות ואור תפקדו כשלשה עם אופי אחיד.

באותה שנה החל פאראדיי הרצאות במכון המלכותי, המכונה הרצאות חג המולד של רויאל מוסד, אשר כוונו במיוחד לילדים ועסקו בהתקדמות המדעית החשובה ביותר באותה תקופה, כמו גם אנקדוטות וסיפורים שונים מתחום מַדָע.

כוונת השיחות הללו הייתה לקרב את המדע לאותם ילדים שלא הייתה להם הזדמנות להשתתף בלימודים פורמליים, כפי שקרה לו.

נישואים

בשנת 1821 נישא פאראדיי לשרה ברנרד. משפחותיהם למדו באותה הכנסייה ושם הם נפגשו.

פאראדיי היה אדם דתי מאוד לאורך חייו והיה חסיד של כנסיית סנדמניאנה, שהופקה מכנסיית סקוטלנד. הוא השתתף באופן פעיל בכנסייתו, מאז שהפך לדיאקון ואפילו כומר במשך שנתיים ברציפות.

לא נולדו ילדים מנישואיהם בין פאראדיי לברנארד.

שנים של המצאות

השנים הבאות של פאראדיי היו מלאות בהמצאות וניסויים. בשנת 1823 הוא גילה את תהליך נזילת הכלור (מעבר ממצב הגזי או המוצק למצב הנוזלי) ושנתיים לאחר מכן, בשנת 1825, הוא גילה את אותו התהליך אך עבור בנזן.

בשנת 1831 גילה פאראדיי אינדוקציה אלקטרומגנטית, ממנה נוצר מה שנקרא החוק של פאראדיי או חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית. שנה לאחר מכן, בשנת 1832, הוא קיבל את מינוי הכבוד של דוקטור למשפט אזרחי מאוניברסיטת אוקספורד.

ארבע שנים לאחר מכן גילה פאראדיי מנגנון שתפקד כקופסת מגן בפני זעזועים חשמליים. תיבה זו נקראה כלוב פאראדיי והפכה לימים לאחת ההמצאות הנפוצות ביותר, גם בימינו.

בשנת 1845 גילה את האפקט המשקף אינטראקציה ברורה בין אור למגנטיות; השפעה זו נקראה אפקט פאראדיי.

הכרה

המלוכה באנגליה הציעה לפרדאי את מינויו של אדוני, אליו סירב מספר פעמים, בהתחשב בכך בניגוד לאמונתו הדתית; פאראדיי קישר את המינוי הזה לחיפוש אחר הכרה ועם יהירות.

האגודה המלכותית גם הציעה שהוא יהיה נשיאה ופראדיי דחה את ההצעה הזו, שהועברה בשתי הזדמנויות שונות.

האקדמיה המלכותית השבדית למדעים מינתה אותו לחבר זר בשנת 1838. שנה לאחר מכן ספג פאראדיי התמוטטות עצבים; לאחר תקופה קצרה המשיך בלימודיו.

בשנת 1844 שילבה האקדמיה הצרפתית למדעים אותה בחבריה הזרים שהיו 8 אנשים בלבד.

שנות גמר

בשנת 1848 השיג מייקל פאראדיי בית חסד וחסד, שהיו אותם בתים שהיו שייכים למדינה האנגלית והוצעו ללא תשלום לאותם אנשים רלוונטיים במדינה, מתוך כוונה להודות על השירותים שניתנו לאומה.

בית זה היה במידלסקס, במפטון קורט, ופאראדיי התגורר בו משנת 1858. בבית הזה הוא נפטר מאוחר יותר.

במהלך שנים אלה ממשלת אנגליה פנתה אליו וביקשה ממנו לתמוך בהם בתהליך ייצור נשק כימי במסגרת מלחמת קרים, שהתרחשה בין 1853 ל- 1856. פאראדיי סירב ל הצעה זו, בהתחשב בכך שהיא חשבה בלתי מוסרית להשתתף בתהליך זה.

מוות

מייקל פאראדיי נפטר ב- 25 באוגוסט 1867, כשהיה בן 75. אנקדוטה מוזרה לרגע זה היא שהוצעו לו אתר קבורה במנזר ווסטמינסטר הנודע, אתר שהוא סירב לו.

עם זאת, בתוך הכנסייה הזו תוכלו למצוא לוח המכבד את פאראדיי ונמצא בסמוך לקברו של אייזק ניוטון. גופתו שוכנת באזור הבודד בבית העלמין בהיידגייט.

ניסויים

חייו של מייקל פאראדיי היו מלאים בהמצאות וניסויים. בשלב הבא נפרט שניים מהניסויים החשובים ביותר שהוא ביצע והיו נשגבים על האנושות.

החוק של פאראדיי

כדי להפגין את מה שמכונה חוק פאראדיי או חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית, מייקל פאראדיי לקח קרטון בצורת צינור שאליו הוא פצע חוט מבודד; בדרך זו הוא יצר סליל.

בהמשך, הוא לקח את הסליל וחיבר אותו עם מד מתח כדי למדוד את הכוח האלקטרומוטיבי המושרה תוך כדי העברת מגנט דרך הסליל.

כתוצאה מניסוי זה, קבע פאראדיי שמגנט במנוחה אינו מסוגל לייצר כוח אלקטרומוטיבי, אם כי במנוחה הוא מייצר שדה מגנטי גבוה. הדבר בא לידי ביטוי בכך שדרך הסליל השטף אינו משתנה.

כשהמגנט מתקרב לסליל, השטף המגנטי גדל במהירות עד שהמגנט נמצא ביעילות בתוך הסליל. ברגע שהמגנט עבר דרך הסליל, שטף זה נופל.

כלוב פאראדיי

כלוב פאראדיי היה המבנה דרכו הצליח מדען זה להגן על אלמנטים מפני פריקות חשמל.

פאראדיי ביצע ניסוי זה בשנת 1836, כשהבין כי המטען העודף של מוליך השפיע על מה שמחוצה לו ולא על מה שסגור המוליך האמור.

כדי להדגים זאת, פאראדיי ריפד את קירות החדר בנייר אלומיניום ויצר פריקות מתח גבוה דרך גנרטור אלקטרוסטטי מחוץ לחדר.

הודות לאימות באמצעות אלקטרוסקופ, פאראדיי הצליח לאמת שאכן לא היו מטענים חשמליים מכל סוג שהוא בחדר.

ניתן לשמור על עיקרון זה כיום בכבלים ובסורקים, וישנם חפצים אחרים אשר כשלעצמם פועלים ככלובי פאראדיי, כמו מכוניות, מעליות או אפילו מטוסים.

תרומות עיקריות

בניית התקנים "סיבוב אלקטרומגנטי"

לאחר שהפיזיקאי והכימאי הדני גילה האנס כריסטיאן ארסטד את תופעת האלקטרומגנטיות, המפרי דייווי וויליאם הייד וולסטון ניסו ולא הצליחו לתכנן מנוע חשמלי.

פאראדיי, לאחר שהתווכח עם שני המדענים על כך, הצליח ליצור שני מכשירים שהובילו למה שכינה "סיבוב אלקטרומגנטי".

אחד המכשירים הללו, שכונה כיום "מנוע הומופולרי", יצר תנועה מעגלית רציפה, שנוצרה על ידי הכוח המגנטי המעגלי סביב חוט, שהשתרע למיכל כספית עם מגנט בפנים. על ידי אספקת זרם לחוט עם סוללה כימית, הוא יסתובב סביב המגנט.

ניסוי זה סיפק את הבסיס לתיאוריה אלקטרומגנטית מודרנית. כזה היה ההתרגשות של פאראדיי לאחר גילוי זה, כי הוא פרסם את התוצאות מבלי להתייעץ עם וולסטון או דייווי, והביא למחלוקת בתוך החברה המלכותית ומשימתו של פאראדיי לפעילויות שאינן אלקטרומגנטיות.

סילוק גז וקירור (1823)

בהתבסס על התיאוריה של ג'ון דלטון, בה הצהיר כי ניתן להביא את כל הגזים למצב נוזלי, פאראדיי הוכיח את אמיתותה של תיאוריה זו באמצעות ניסוי, בנוסף על כך שהניח את הבסיסים איתם עובדים מקררים ומקפיאים מודרניים. .

על ידי חיטוי או נוזל (הגברת הלחץ והורדת הטמפרטורה של הגזים) של כלור ואמוניה במצב הגזי, הצליח פאראדיי להביא את החומרים הללו למצב נוזלי, שנחשב "למצב גזי קבוע".

בנוסף, הוא הצליח להחזיר את האמוניה למצב הגזי שלה, מתוך הבחנה כי במהלך תהליך זה נוצר קירור.

תגלית זו הדגימה כי משאבה מכנית יכולה להפוך גז בטמפרטורת החדר לנוזל, לייצר קירור על ידי חזרה למצב הגזי שלה, ולהידחס שוב לנוזל.

גילוי בנזן (1825)

פאראדיי גילה את מולקולת הבנזן בכך שהוא בודד וזיהה אותו משקע שומני, שמקורו בייצור גז תאורה, אליו נתן את השם "Bicarburet of מימן".

בהנחה שגילוי זה הוא הישג חשוב של הכימיה, בגלל היישומים המעשיים של בנזן.

גילוי אינדוקציה אלקטרומגנטית (1831)

אינדוקציה אלקטרומגנטית הייתה התגלית הגדולה של פאראדיי, אותה השיג באמצעות חיבור שני סולנואידים תיל סביב קצוות מנוגדים של טבעת ברזל.

פאראדיי חיבר סולנואיד אחד לגלוונומטר וצפה בו מתחבר ומנתק את השני מהסוללה.

על ידי ניתוק וחיבור הסולנואיד, הוא הצליח לראות שכאשר העביר זרם דרך סולנואיד אחד, זרם אחר הושרש באופן זמני באחר.

הסיבה להשראה זו נובעת מהשינוי בשטף המגנטי שהתרחש בעת ניתוק וחיבור הסוללה.

ניסוי זה ידוע כיום בשם "אינדוקציה הדדית", המתרחשת כאשר שינוי הזרם במשרן אחד משרה מתח במשרן סמוך אחר. זה המנגנון שבעזרתו עוברים רובוטריקים.

חוקי אלקטרוליזה (1834)

מייקל פאראדיי היה גם אחד האחראים העיקריים ליצירת מדע האלקטרוכימיה, המדע שאחראי ליצירת הסוללות המשמשות כיום מכשירים ניידים.

תוך כדי מחקר על אופי החשמל, ניסח פאראדיי את שני חוקי האלקטרוליזה שלו.

הראשון מבין אלה קובע כי כמות החומר המופקדת על כל אלקטרודה של תא אלקטרוליטי עומדת ביחס ישיר לכמות החשמל העוברת בתא.

השני בחוקים אלה קובע כי כמויות האלמנטים השונים המופקדים בכמות מסוימת של חשמל הם בשיעור משקלם הכימי השווה.

גילוי אפקט פאראדיי (1845)

ידוע גם בשם סיבוב פאראדיי, אפקט זה הוא תופעה מגנטית-אופטית, שהיא האינטראקציה בין אור לשדה מגנטי במדיום.

אפקט פאראדיי גורם לסיבוב של מישור קיטוב, שהוא ביחס ליניארי לרכיב השדה המגנטי בכיוון ההתפשטות.

פאראדיי האמין בתוקף שאור הוא תופעה אלקטרומגנטית ועל כן עליו להיות מושפע מכוחות אלקטרומגנטיים.

אז לאחר סדרה של ניסויים לא מוצלחים, הוא המשיך לבחון חתיכת זכוכית מוצקה המכילה שרידי עופרת, אותו עשה בימי ייצור הזכוכית שלו.

באופן זה הוא ציין שכאשר קרן אור מקוטבת עברה דרך הזכוכית, בכיוון של כוח מגנטי, האור הקוטב הסתובב בזווית פרופורציונלית לחוזק השדה המגנטי.

לאחר מכן הוא בדק זאת בעזרת מוצקים, נוזלים וגזים שונים על ידי קבלת אלקטרומגנטים חזקים יותר.

גילוי יהלום (1845)

פאראדיי גילה שלכל החומרים יש דחיה חלשה כלפי שדות מגנטיים, אותם כינה דיאמגנטיזם.

כלומר, הם יוצרים שדה מגנטי המושרה בכיוון ההפוך לשדה מגנטי מיושם חיצוני, ונדחף על ידי השדה המגנטי המופעל.

הוא גילה גם כי חומרים פרמגנטיים מתנהגים בצורה הפוכה, ונמשכים על ידי שדה מגנטי חיצוני מיושם.

פאראדיי הראה כי מאפיין זה (דימגנטי או פרמגנטי) קיים בכל החומרים. ניתן לייצר ריחוף באמצעות דיאמגנטיות הנגרמת באמצעות מגנטים חזקים במיוחד.

הפניות

1. מייקל פאראדיי. (2017, 9 ביוני). התאושש מ- en.wikipedia.org.
2. מייקל פאראדיי. (2017, 8 ביוני). התאושש מ- en.wikipedia.org.
3. בֶּנזִין. (2017, 6 ביוני) התאושש מ- en.wikipedia.org.
4. ניזוק גז. (2017, 7 במאי) התאושש מ- en.wikipedia.org.
5. חוקי האלקטרוליזה של פאראדיי. (2017, 4 ביוני). התאושש מ- en.wikipedia.org.
6. כלוב פאראדיי. (2017, 8 ביוני). התאושש מ- en.wikipedia.org.
7. ניסוי דלי הקרח של פאראדיי. (2017, 3 במאי). התאושש מ- en.wikipedia.org.
8. אפקט פאראדיי. (2017, 8 ביוני). התאושש מ- en.wikipedia.org.
9. אפקט פאראדיי. (2017, 10 במאי). התאושש מ- en.wikipedia.org.
10. מיהו מייקל פאראדיי? מה התגלית שלו בתחומי המדע? (2015, 6 ביוני). התאושש מ- quora.com
11. עשר התרומות העיקריות של מייקל פאראדיי למדע. (2016, 16 בדצמבר). התאושש מ- learningodo-newtonic.com.