Michael Faraday (1791-1867) on luultavasti tunnetaan parhaiten hänen löytö, sähkömagneettinen induktio, hänen panoksensa sähkötekniikka ja sähkökemia tai johtuu siitä, että hän oli vastuussa käyttöön käsite alalla fysiikan kuvaamaan sähkömagneettinen vuorovaikutus. Mutta ehkä se ei ole niin hyvin tiedossa, että hän myös teki perustavaa maksuosuudet sähkömagneettisen teorian valossa.,

Vuonna 1845, vain 170 vuotta sitten, Faraday huomasi, että magneettikenttä vaikuttaa polarisoitunut valo – ilmiö tunnetaan magneto-optinen vaikutus tai Faradayn vaikutus. Tarkemmin, hän havaitsi, että koneen tärinä palkki lineaarisesti polarisoitunut valo tapaus palan lasia pyöritetään, kun magneettikenttä on sovellettu suuntaan eteneminen palkki. Tämä oli ensimmäisiä viitteitä siitä, että sähkömagnetismi ja valo liittyivät toisiinsa., Seuraavana vuonna, Toukokuussa 1846, Faraday julkaisi artikkelin Ajatuksia Ray Tärinää, profeetallinen julkaisu, jossa hän spekuloi, että valo voisi olla tärinä-sähköinen ja magneettinen riviä voimassa.

Faradayn kyseessä ei ole yleinen historia fysiikka: vaikka hänen koulutus oli hyvin yksinkertainen, lait sähkö ja magnetismi johtuu paljon enemmän Faradayn kokeellisen löytöjä kuin muut tiedemies., Hän löysi sähkömagneettisen induktion, joka johti keksinnön dynamo, edelläkävijä sähkö generaattori. Hän selitti, elektrolyysin kannalta sähköiset voimat ja myös käyttöön käsitteitä kuten alalla, ja linjat voima, joka ei vain ollut olennaista ymmärtää sähköiset ja magneettiset vuorovaikutukset, mutta myös muodosti perustan edelleen ennakot fysiikan.

Michael Faraday syntyi Etelä-Lontoossa vaatimattomaan perheeseen. Ainoa muodollinen peruskoulutus, jonka hän sai lapsena, oli lukeminen, kirjoittaminen ja laskutaito., Hän jätti koulun kolmetoistavuotiaana ja alkoi työskennellä kirjansidontaliikkeessä. Hänen intohimonsa tieteeseen oli herännyt kuvaus sähkön hän luki jäljennös Encyclopaedia Britannica hän oli sitova, jonka jälkeen hän aloitti kokeilun vuonna improvisoidun laboratorio. Faraday oli palkattu vuonna 1813 kuin Humphry Davy laboratory assistant at the Royal Institution Lontoossa, jossa hän oli valittu jäseneksi vuonna 1824, jossa hän työskenteli kuolemaansa saakka vuonna 1867, ensin Davy on avustaja, niin kuin hänen avustajansa, ja lopuksi, kun Davyn kuoleman, koska hänen succesor., Faraday teki niin suuren vaikutuksen, Davy, että kun jälkimmäinen oli kysyttiin hänen suurin löytö, Davy vastasi: ”Minun suurin löytö oli Michael Faraday”. Vuonna 1833 hänestä tuli ensimmäinen Fullerialainen kemian professori kuninkaallisessa laitoksessa. Faraday tunnetaan myös tieteen suurena popularisoijana. Vuonna 1826 Faraday perusti Friday Evening Discourses at the Royal Institution, jotka ovat kanava viestinnän tutkijoiden ja maallikoiden., Seuraavana vuonna hän aloitti Joulun Luentoja nuorille -nyt lähettää televisiossa joka vuosi-, a-sarja, jonka tavoitteena on esitellä tiedettä suurelle yleisölle. Faraday itse piti monia näistä luennoista. Molemmat jatkavat tähän päivään.

Faraday teki hänen ensimmäinen löytö sähkömagnetismi vuonna 1821., Hän toisti Ørsted on kokeilla asettamalla pieni magneetti noin virrallisten lanka ja varmistanut, että kohdistama nykyinen magneetti oli pyöreä. Kuten hän selitti vuotta myöhemmin, lanka ympäröi ääretön sarja pyöreä samankeskinen riviä voima, jonka hän kutsutaan magneettikentän nykyinen. Hän otti työn Oersted ja Ampère-magneettisia ominaisuuksia sähkövirtoja lähtökohtana ja vuonna 1831 aikaan sähkövirran muuttuvan magneettikentän, ilmiö tunnetaan nimellä sähkömagneettinen induktio., Hän havaitsi, että kun kelan läpi kulki sähkövirta, läheiseen Kelaan syntyi toinen hyvin lyhyt virta. Tämä löytö merkitsi ratkaisevaa virstanpylvästä paitsi tieteen myös yhteiskunnan edistymisessä, ja sitä käytetään nykyään sähkön tuottamiseen laajamittaisesti voimalaitoksissa. Ilmiö paljastaa jotain uutta sähkö-ja magneettikentistä., Toisin kuin sähköstaattiset kentät tuottama sähkö maksut levossa, joiden liikkeeseen pitkin suljettua polkua on nolla (konservatiivinen kenttä), liikkeeseen sähkökenttiä luoma magneettikenttä on pitkin suljettua polkua muu kuin nolla. Tähän liikkeeseen, joka vastaa aiheuttama sähkömotorinen voima on yhtä suuri muutos magneettivuon läpi pinnan, jonka raja on lanka silmukan (Faradayn induktio)., Faraday keksi ensimmäisen sähkömoottori, ensimmäinen sähkö-muuntaja, ensimmäinen generaattorin ja ensimmäinen dynamo, joten Faradayn voidaan kutsua, ilman mitään epäilystä, isä sähkötekniikka.

Faraday hylätty nesteen teoria selittää sähkö-ja magnetism ja käyttöön käsitteet kenttä ja kenttäviivat, liikkuvan pois mekanistinen selitys luonnon ilmiöt kuin Newtonin toimia-at-a-etäisyys., Faradayn käyttöön käsite kentän fysiikka on ehkä hänen tärkein panos oli kuvattu Einstein suuren muutoksen fysiikka, koska se tarjosi sähkö, magnetismi ja optiikka, jossa on yhteinen kehys, fyysisiä teorioita. Faradayn voimalinjat hyväksyttiin kuitenkin vasta useita vuosia myöhemmin, kun James Clerk Maxwell astui kuvaan.,

Kuten edellä alussa tämän artikkelin, toinen ja ehkä vähemmän tunnettu vaikutus löysi Faraday oli alaisena magneettikentän polarisoitunut valo, ilmiö tunnetaan Faradayn vaikutus tai magneto-optinen vaikutus. Faradayn utelias mieli ei tyytynyt vain selvittämään sähkön ja magnetismin suhdetta. Hän halusi myös selvittää, vaikuttavatko magneettikentät optisiin ilmiöihin. Hän uskoi kaikkien luonnonvoimien ja erityisesti valon, sähkön ja magnetismin yhtenäisyyteen., Syyskuun 13. päivänä, 1845 hän totesi, että kone polarisaatio lineaarisesti polarisoitunut valo on kääntää, kun tämä valo kulkee läpi materiaalin, joka on vahva magneettikenttä on sovellettu suuntaan eteneminen valoa., Faraday kirjoitti kohdassa #7504 hänen Meijeri:

”Tänään työskennellyt linjat magneettinen voima, kulkee niitä eri elinten (avoin eri suuntiin) ja samalla ohimennen polarisoitu valonsäde läpi (…) ei ollut vaikutusta tuotettujen polarisoitunut ray, ja siten magneettinen voima ja valo olivat osoittautuneet suhteessa toisiinsa”.,

– Tämä oli varmasti ensimmäinen selkeä osoitus siitä, että magneettinen voima ja valo olivat toisiinsa, ja se myös osoitti, että valo on liittyvät sähkö ja magnetismi. Suhteessa tämä ilmiö Faraday kirjoitti myös samassa kohdassa:

”Tämä seikka on todennäköisesti osoittautua erittäin hedelmällistä ja arvokkaita tutkimuksia sekä edellytyksiä luonnon voima”.

Hän ei ollut väärässä. Tämä vaikutus on yksi sähkömagneettisen valon teorian kulmakivistä.,

Royal Laitoksen perjantai-Iltana Diskurssi toimitetaan huhtikuuta 1846, Faraday arveltu, että valo voisi olla jonkinlainen häiriö lisäys pitkin kentän viivoja. Totuus on, että juuri tänä perjantaina Charles Wheatstonen oli määrä pitää puhe kronoskoopistaan. Wheatstone joutui kuitenkin viime hetkellä lavakammon kohteeksi,ja Faraday piti Wheatstonen puheen., Koska hän valmistui etuajassa, hän täytti jäljellä olevat minuutit paljastamalla ajatuksensa valon luonteesta. Faradayn puhe julkaistiin samana vuonna filosofisessa lehdessä nimellä Thoughts on Ray-Vibrations. Faraday edes uskaltanut kyseenalaistaa olemassaolon luminiferous aether –tieteellinen harhaoppia tuolloin–, jonka piti olla keskipitkän valon eteneminen niin tyylikkäästi Fresnel oli kuvattu hänen aalto teorian valossa. Hän ehdotti, että valo ei voisi olla seurausta eetterin värähtelyistä, vaan fyysisten voimalinjojen värähtelyistä., Faraday yritti jättää eetterin pois, mutta hän piti värähtelyt. Melkein anteeksipyytävä sävy, Faraday päättyy hänen paperi, jossa todetaan seuraavaa:

”en usko, että olen tehnyt paljon virheitä edellisessä sivuja, sillä jopa itseni, ajatukseni tässä kohdassa näkyvät vain varjo spekulointia”.

Kuitenkin, tämä ajatus Faraday sai paljon epäilyksiä ja hylkäsi kaikki, kunnes Maxwellin artikkeli otsikolla A Dynamical Theory of the electromagnetic Field julkaistiin vuonna 1865., Tässä paperi, Maxwell ei kuvaa vain hänen uraauurtava sähkömagneettisen teorian valossa –yksi virstanpylväitä juhlittu tässä International Year of Light 2015– mutta myös attribuutteja ajatuksia, jotka lopulta muodostivat perustan hänen teoria Faradayn ajatuksia ray tärinää., Sivulla 466 hänen paperi, ja vaatimattomuus, joka on aina tunnettu siitä, Maxwell, hän viittaa Faradayn 1846 kirjassa seuraavasti:

”käsitys eteneminen poikittainen magneettisia häiriöitä lukuun ottamatta normaali niistä on selvästi esitetty Professori Faraday hänen ’Ajatuksia Ray Tärinää’. Sähkömagneettisen teorian valossa ehdottaman häntä , on samaa ainetta kuin se, joka minulla on alkanut kehittyä tässä kirjassa, paitsi että vuonna 1846 ei ollut tietoja, laskea nopeuden lisääminen”.,

Ja sivulla 461 hänen 1865 kirjassa Maxwell viittaa myös magneto-optinen vaikutus, jossa todetaan seuraavaa:

”Faraday huomasi, että kun kone polarisoitunut ray transverses läpinäkyvä diamagneettisia keskipitkän suuntaan linjat magneettinen voima on valmistettu magneetit tai virtaukset naapurustossa, kone polarisaatio on aiheuttanut kiertää”.

kaikissa Michael Faraday mainitaan kuusi kertaa ja mainitaan kolme kertaa Maxwellin vuoden 1865 lehdessä., Kuitenkin, tämä ei ole yllättävää ottaen huomioon, että suuri määrä Maxwellin työ perustuu Faradayn työn ja Maxwell matemaattisesti mallinnettu suurin osa Faraday löytöjä sähkömagnetismi osaksi teoriaa, että tiedämme tänään.

sähkömagneettiset aallot, joiden olemassaolosta Faraday spekuloi vuonna 1846 ajatuksillaan ray-värähtelyistä, ja jotka Maxwell ennusti matemaattisesti vuonna 1865, saatiin lopulta aikaan Hertzin laboratoriossa vuonna 1888. Loppu on historiaa., On selvää, että Maxwell avasi oven kahdennenkymmenennen vuosisadan fysiikkaan, mutta on yhtä selvää, että Faraday antoi Maxwellille joitakin hänen käyttämiään avaimia.

Vuonna 1676 Newton lähetti kirjeen hänen kilpailijansa Hooke, jossa hän kirjoitti: ”Jos olen nähnyt pidemmälle, se on seistä Jättiläisten olkapäillä” (*). Kaksisataa viisikymmentä vuotta myöhemmin, erään Einsteinin Cambridgessa Yhdistyneessä kuningaskunnassa tekemien vierailujen aikana, joku huomautti: ”olet tehnyt suuria asioita, mutta seisot Newtonin harteilla”. Einstein vastasi: ”Ei, seison Maxwellin harteilla”., Jos joku olisi sanonut saman Maxwellille, hän olisi todennäköisesti sanonut seisovansa Faradayn harteilla.

(*) Vaikka tämä lause on tulkittu jotkut kirjoittajat, kuten sarkastinen huomautus suunnattu Hooke on kyttyräselkä ulkonäkö, nykyään sanontaa käytetään yleensä positiivisella tavalla. Nyt Newtonin kommentti on väite, miten tiede on sarja vähitellen ennakot päästä, joka on rakennettu aiemmin saavutettu (ks., esimerkiksi, Stephen Hawkingin kirjan nimeltä Jättiläisten Olkapäillä).,

Augusto Beléndez

Full Professor of Applied Physics, University of Alicante (Espanja) ja jäsen espanjan Kuninkaallisen Fysiikka Yhteiskunnassa,

Kirjallisuus

• A. Díaz-Hellín, Faraday: El gran cambio en la Física (Nívola. Madrid, 2001).
• Ordóñez, V. Navarro ja J. M. Sánchez Ron, Historia de la ciencia (Espasa Calpe. Madrid, 2013).
• Forbes ja B. Mahon, Faraday, Maxwell, ja Sähkömagneettinen Kenttä: Miten Kaksi Miestä Mullisti Fysiikan (Prometheus Books. New York, 2014).,
• Zajonc, Catching the Light: The Entwined History of Light and Mind (Oxford University Press. New York, 1995)
• Hawking, Giants: the Great Works of Physics and Astronomy (Running Press. Philadelphia, 2002)
• Mansuripur, Klassinen optiikka ja sen Sovellukset (Cambridge University Press. Cambridge, 2002)