когда придумали, в каком году появилось, история открытия
Электричество представляет собой совокупность явлений, которые обусловлены существованием, взаимодействием и перемещением электрических зарядов. Сегодня сложно представить себе жизнь людей без применения этого открытия. Но далеко не каждый знает, кто конкретно изобрел электричество. Первым этот термин использовал английский ученый Уильям Гильберт. В своей работе он описал ряд экспериментов с наэлектризованными телами.
Содержание
Первое знакомство человека с электричеством
Современные ученые считают, что электричество у людей появилось очень давно. Приблизительно в 600 году до нашей эры людям Древней Греции удалось установить, что трение меха об янтарь приводит к появлению притяжения между ними. Это явление служит демонстрацией статического электричества. Его полностью описали ученые семнадцатого века.
Также в первой половине двадцатого века ученым удалось найти горшки с медными листами внутри.
Они трактовали их использование в качестве древних батарей, которые предназначались для получения света в Древнем Риме. Также устройства также были найдены около Багдада. Это свидетельствует о том, что древние персы тоже могли пользоваться такими батареями.
К семнадцатому веку ученым удалось сделать немало открытий в сфере электричества. К ним относится создание электростатического генератора, разделение зарядов на положительные и отрицательные, разграничение материалов на изоляторы и проводники.
Происхождение слова
Слово «electricus» придумал английский естествоиспытатель Уильям Гилберт. Он использовал этот термин для описания силы, которую создают определенные вещества при трении друг с другом. Несколько позже английский исследователь Томас Браун издал несколько книг, в которых применял термин «электричество».
Там он описывал свои исследования, которые базировались на работе Гилберта.
История открытия
В каком именно году открыли электричество? Этот вопрос интересует многих. Тем не менее, дать однозначный ответ на него сложно. Дело в том, что свой вклад в изучение этого явления внесли многие исследователи. Это привело к появлению многих значимых устройств и приборов.
Труды Уильяма Гилберта
Ульям Гилберт – это придворный медик и физик, который работал при английском дворе в конце семнадцатого века. Источником его вдохновения были работы древнегреческого мыслителя. После чего он начал проводить свои собственные исследования в направлении изучения электричества.
Ученый придумал особый прибор для исследования электричества, который назывался «версор». С помощью этого устройства ученый сумел расширить знания об электрических явлениях. Так ему удалось установить, что похожими на янтарь характеристиками отличаются сланцы, алмаз, опал, карборунд. Также подобные свойства присущи стеклу и аметист.
Помимо этого, Гилберт определил связь между электричеством и огнем. Также он сделал ряд других значимых открытий. Благодаря этому современные исследователи называют его родоначальником электротехники.
В 1663 году бургомистр Магдебурга Отто фон Герике продолжил труды Гилберта. В результате чего им была создана электростатическая машина. Устройство применялось для изучения притягивания и отталкивания различных тел.
Вклад Шарля Франсуа Дюфе
Химик из Франции Шарль Франсуа Дюфе сделал ряд важных открытий начала семнадцатого века. Он создал теорию о двух видах электричества, а именно – смолистом и стекловидном. Сегодня они известны как отрицательный и положительный заряды. К тому же исследователь прояснил ряд важных заблуждений – к примеру, что электрические характеристики объекта имеют связь с его цветом.
Исследования Б. Франклина
В середине семнадцатого века Бенджамин Франклин занимался изучением и выполнял множество экспериментов для лучшего понимания электричества.
В 1748 году он создал электрическую батарею. Для этого он взял несколько стеклянных листов и зажал их между пластинами из свинца. Также ученый открыл закон сохранения заряда.
В 1752 году Франклин выполнил важный эксперимент с применением воздушного змея. Он сумел доказать, что молния представляет собой электричество. Для этого ученый запустил в грозу воздушного змея. Как и ожидалось, змей сумел собрать небольшое количество заряда из грозовых облаков. После чего ток передался веревке. Опыт помог доказать, что молния характеризуется электрической природой. Эксперимент ученого стал основой для создания громоотвода.
Открытия Луиджи Гальвани
Луиджи Гальвани, физик и биолог из Италии, сделал важные открытия в сфере биоэлектромагнетизма. В каком именно году он проводил свои эксперименты? В 1780 году исследователь выполнил несколько опытов на лягушках и установил, что электричество представляет собой среду, через которую нейроны посылают сигналы мышечным тканям.
Изобретение А.
ВольтаИтальянский физик Алессандро Вольта открыл, что в результате ряда химических реакций может синтезироваться постоянный электрический ток. Ученый сконструировал электрическую батарею для получения непрерывного потока электрического заряда. Она состояла из меди и цинка, которые послойно чередовались друг с другом.
Ученый также отличал электрический потенциал и заряд. Исследователь описывал, что эти явления пропорциональны для рассматриваемого объекта. Современные ученые называют это законом емкости Вольта. Именно поэтому единица измерения электрического потенциала получила название в честь исследователя.
Исследования, проведенные Вольтом, заинтересовали других ученых и побудили их провести похожие исследования. Это в результате стало причиной возникновения нового направления в области физической химии, которая называется электрохимией.
Впоследствии Георгу Ому удалось установить связь между сопротивлением электрической цепи, напряжением и силой тока.
Это произошло в 1826 году. Это помогло сделать существенный вклад в развитие науки. Сегодня открытое ученым явлением именуют законом Ома.
Открытие магнитных полей
В первой половине девятнадцатого века датский физик Ханс Эрстед выявил прямую взаимосвязь между магнетизмом и электричеством. В 1820 году он сделал публикацию и описал, как стрелка компаса может под влиянием электротока отклоняться. Разработки Эрстеда легли в основу работ французского ученого Андре-Мари Ампера.
В 1822 году ученому удалось открыть магнитный эффект у соленоида во время протекания электрического тока по нему. Исследователь предложил применять стальной сердечник для усиления магнитного поля. Его помещали в соленоид.
В двадцатые годы девятнадцатого века Ампер придумал много приборов. Среди наиболее известных устройств стоит выделить электромагнит и электрический телеграф.
Практичное применение электричества от Фарадея
Фарадей считается автором концепции электромагнитного поля. Он установил, что световые лучи находятся под влиянием магнетизма. Он придумал электромагнитные вращательные приборы, которые стали основой технологии электрических двигателей.
Затем Фарадей разработал электрическую динамомашину. Это случилось в 1831 году. Новое устройство давало возможность постоянно трансформировать механическую энергию вращения в электрическую. Благодаря этому удалось производить электричество.
После своих экспериментов исследователь в течение 10 лет старался преобразовать магнетизм в электрический ток. К тому же Фарадею удалось создать базу для возникновения новой научной отрасли – радиотехники.
Теория Максвелла
Британский исследователь Джеймс Максвелл сумел решить задачу создания математической теории, которая объединяла концепции силовых линий и дальнодействия. Физик записал уравнения, которые определяли взаимодействия токов и зарядов.
Это случилось в 1873 году.
Благодаря этому удалось установить, что электрическое поле, которое со временем меняется, приводит к возникновению магнитного поля. В свою очередь, это приводит к появлению электрического пола. Такое взаимодействие способствует распространению электромагнитных волн в пространстве со скоростью света.
Впоследствии Генрих Герц доказал эту теорию касательно электрического тока. После чего знаменитый итальянец Маркони воспользовался явлением волн и придумал радио.
Коммерческая революция Эдисона
Важным изобретением Томаса Эдисона считается лампочка, которая могла служить довольно долго. Это приспособление было придумано в 1879 году. Следующим изобретением ученого стало создание электросистемы, которая могла обеспечивать людей энергией для работы таких ламп. В 1882 году исследователь построил электростанцию, которая могла синтезировать электроэнергию и перемещать ее в жилища людей. Она располагалась в Лондоне.
Через несколько месяцев исследователь создал еще одну электростанцию.
Она располагалась в Нью-Йорке и могла обеспечивать электричеством часть Манхэттена. При этом 85 потребителей смогли получить достаточное количество энергии, чтобы зажечь 5 тысяч ламп.
На заводе ученого применялись возвратно-поступательные двигатели, которые позволяли включать генераторы постоянного тока. В 1906 году Эдисон начал изготавливать лампы накаливания, дополненные вольфрамовой нитью.
Переменный ток Теслы
Многих людей интересует, когда конкретно появилось новое явление переменного тока. Важные изменения в развитии электричества начались, когда Никола Тесла поступил на службу к Эдисону. Спустя полгода ученый уволился из Edison Machine Works из-за бонусов, которые были ему не выплачены. В скором времени Тесла смог создать новый тип двигателя, в основе которого лежала технология переменного тока. Также исследователь обнаружил особую технологию распространения электроэнергии.
В результате ученый объединился с Вестингаузом для получения патента на новую систему переменного тока.
Он хотел обеспечить страну высококачественной электрической энергией. Энергосистема, придуманная Теслой, получила широкое распространение в США и в Европе. Это было связано с рядом преимуществ. Прежде всего, они касались передаче электроэнергии на значительные расстояния.
Под руководством Теслы была построена гидроэлектростанция. Она располагалась в Ниагарском водопаде и позволяла перемещать электроэнергию больше, чем на 200 миль. При этом созданная Эдисоном электростанция постоянного тока давала возможность перемещать электричество не больше, чем на 1 милю.
Сейчас выработкой переменного тока занимается большинство электростанций. Его применяют практически все системы распределения электрической энергии.
Герц и электромагнитные волны
Пока Тесла изобретал и распределял переменный ток, Генрих Герц занимался экспериментами по изучению электромагнитных волн. В 1887 году исследователь имел возможность видеть фотоэлектрический эффект. Оно представляет собой явление, при котором происходит испускание электронов при попадании на материал электромагнитного излучения.
В 1905 году Эйнштейн описал фотоэлектрические эффекты. Он предположил, что перемещение световой энергии осуществляется дискретными квантованными пакетами. Это стало важным моментом в формировании и изучении квантовой механики. Именно за это исследование Эйнштейну выдали Нобелевскую премию. Это произошло в 1921 году.
Фотоэлектрический эффект часто применяется в солнечных батареях. Они синтезируют напряжение и подают электроток, когда туда попадает солнечный свет. Сегодня в мире активно применяется солнечная энергия, и при этом ее объем постоянно нарастает.
Сложно представить себе жизнь современных людей без электричества. При этом сложно сказать, кто из ученых открыл это явление. Вклад в его изучение внесло довольно много людей. К тому же они проводили свои разработки параллельно. В любом случае работы исследователей позволили придумать много интересных устройств и приборов, которые существенно облегчили жизнь людей. При этом разработки в этой сфере не прекращаются и сегодня.
кто впервые открыл и начал использовать электроэнергию
На чтение 11 мин Просмотров 598 Опубликовано Обновлено
Содержание
- Этапы развития электричества
- Первые опыты с электричеством
- Физик который ввел понятие электрический ток
- Кто открыл электрическое поле
- Какой год считается «изобретением» электричества
- Первая электростатическая машина
- Первый электроприбор
- Противостояние переменного и постоянного тока
- Когда началась электрификация России
- Заключение или как электричество изменило мир
Электричество давно и глубоко вошло в повседневную жизнь людей, и у многих возникает вопрос – а кто же изобрел это чудо? На самом деле вопрос, кто изобрел электричество, поставлен не очень корректно – электрические явления существовали всегда, независимо от наших знаний о нем.
Этапы развития электричества
Электричество всегда существовало в природе параллельно с человечеством и даже до его появления на Земле. Грозы, электрические скаты, искрение в темноте при натирании тканей – все это заставляло пытливые умы задуматься об объяснении этих явлений.
Первые опыты с электричеством
Точная дата открытия электричества неизвестна, но первые упоминания об изучении электростатических явлений относятся к древнегреческому периоду истории. Считается, что ученый и философ Малес Милетский открыл явление электризации предметов трением. С тех пор наука постепенно развивалась, делались определенные открытия. Так, в 18 веке французский исследователь Шарль Дюфе обнаружил, что трением можно получить два типа зарядов, которые сейчас называются положительным и отрицательным.
Явление притяжения при электризации было известно еще в Древней ГрецииЭффект притяжения и отталкивания наэлектризованных предметов широко применяется и в настоящее время – в лазерных принтерах и копировальных аппаратах.
Физик который ввел понятие электрический ток
Шли десятилетия и столетия, знания об электричестве постепенно накапливались и систематизировались. Серьезный прорыв в изучении электрических явлений совершил французский физик-электротехник Андре Мари Ампер. По результатам своих опытов он ввел понятие электрического тока, как направленного движения носителей заряда.
В знак признания вклада ученого в развитие электротехники, международная единица измерения силы тока в СИ названа Ампером.
Андре Мари АмперКто открыл электрическое поле
«Превратил магнетизм в электричество» — написано на могиле Майкла Фарадея. Этот ученый впервые ввел в научный язык понятие поля. Новый термин сначала носил вспомогательный характер, но затем теория поля стала одной из основ современной физики. Развили эту теорию англичане Томсон и Максвелл.
Сначала физики с осторожностью восприняли подобный подход.
Согласно ему, тела могли взаимодействовать даже через пустое пространство, что было непривычно. Но, по мере дальнейшего изучения электромагнетизма, выяснилось, что без понятия поля объяснить многие явления затруднительно. По мере накопления фактов прочие теории становились все более противоречивыми и искусственными. В итоге в умах ученых произошел переворот, теория поля получила полнейшее признание. А подготовил этот переворот Фарадей своими блестящими научными экспериментами и их теоретическим обоснованием.
Какой год считается «изобретением» электричества
В заголовке слово «изобретение» взято в кавычки неслучайно. Совершенно непонятно, что можно считать датой открытия того, что существует помимо наших знаний о нем. Поэтому моментом «изобретения» можно считать год, когда был впервые применен термин «электричество». Этот год известен точно – 1600. Английский физик Уильям Гилберт, изучавший электризацию трением янтарных палочек, применил к разделу физики греческое слово «электрон», означающее янтарь.
Другими важными вехами в развитии электротехники можно считать:
- 1729 год – Стивен Грей доказал, что электричество можно передавать на расстояние;
- 1785 год – Шарль Кулон открыл один из знаковых законов электротехники;
- 1800 год – Алессандро Вольта изобрел химический источник тока.
Эти и другие важные даты в равной степени могут претендовать на год открытия электричества, но Уильям Гилберт был первым в хронологическом порядке.
Первая электростатическая машина
Для демонстрации электрического разряда в опытах используют электростатическую (электрофорную) машину. Такое устройство представляет собой генератор высокого напряжения малой мощности (соответственно, и ток будет небольшим). «Отцом» такого аппарата считается изобретатель из Англии Джеймс Уимхерст. Однако он, скорее всего, модифицировал машину, разработанную ранее в Германии. Независимо друг от друга электрофорный аппарат создали Август Теплер и Вильгельм Гольц.
Электростатический аппарат ГольцаОдин из ранних электрофорных аппаратовПринцип действия таких устройств – преобразование механической энергии в статическое электричество.
При вращении машины диски электризуются за счет терния либо за счет индукции. Получаемый заряд накапливается, и, по достижении определенного уровня, его можно применять для демонстрационных целей. Для промышленного получения электроэнергии такие приборы казались малопригодными.
Первый электроприбор
Понятие «электроприбор» очень широкое. Поэтому первым электрическим прибором можно назвать и вольтов столб, и установки Ампера и Эрстеда для изучения связи магнетизма и электричества и многое другое. Но большая часть людей под электрическим прибором понимают различные бытовые устройства, питающиеся электроэнергией.
Поэтому по праву первым бытовым электроприбором можно считать электрическую лампочку накаливания. Изобретение этой лампочки связывается с именем Эдисона, запатентовавшего свое изделие. На самом деле, Эдисон стоял лишь на вершине пирамиды разработки, вклад в построение которой вносили множество других ученых электротехников. Так, англичанин Де ла Рю впервые опубликовал результаты опытов еще в 1840 году.
Большой шаг в развитии электрического освещения внес российский электротехник Лодыгин. В 1874 году он запатентовал первую в мире электрическую лампочку с угольной нитью. Заслуга Эдисона в том, что он в результате сотен экспериментов подобрал материал нити так, что срок службы лампочки значительно повысился. Лампа стала пригодной к практическому применению. Свой патент он получил в 1879 году.
В настоящее время лампочка накаливания вытесняется практически из всех сфер светодиодными устройствами. Работа этих светоизлучающих элементов основана на иных физических принципах, радикально отличающихся от принципов работы лампы накаливания.
Большой вклад в развитие электрического освещения внес русский ученый Яблочков. Дуговые лампы, изобретенные им, долго освещали улицы городов мира, пока постепенно их не вытеснили лампы накаливания.
Дуговая лампа – «свеча Яблочкова»Рекомендуем прочесть: История электрического освещения
Противостояние переменного и постоянного тока
В быту и промышленности в настоящее время используется как постоянный, так и переменный ток.
Почему не выработан единый стандарт? Потому, что у каждого рода тока есть свои преимущества, позволяющие использовать каждый вид в определенных сферах.
Главное преимущество переменного тока в том, что его легко можно преобразовать в ток с другим уровнем напряжения посредством трансформации. Это качество очень важно при транспортировке электроэнергии на большие расстояния. Чем больше расстояние, тем выше с экономической (да и с технической) точки зрения должно быть напряжение. Когда электроэнергия доходит до крупных узловых потребителей (промышленных центров, населенных пунктов и т.п.) напряжение можно снизить с помощью тех же трансформаторов.
Этот трансформатор преобразует переменное напряжение 6000 вольт в 380 вольтС помощью трехфазного переменного тока можно создать вращающееся магнитное поле, которое служит причиной вращения роторов асинхронных двигателей. Двигатели подобной конструкции являются наиболее простыми, недорогими и надежными, почему и получили широкое распространение.
Кроме того, генераторы переменного тока также проще по конструкции и, соответственно, дешевле в производстве и эксплуатации.
У постоянного тока есть свои плюсы. Так, при использовании постоянного тока не возникает реактивной мощности, это означает, что потребляется вся выработанная электроэнергия (за минусом потерь в проводах). Существенным преимуществом является тот факт, что постоянный ток протекает по всему сечению проводника. Переменный же вытесняется на поверхность провода, и этот эффект (скин-эффект) проявляет себя все больше с ростом частоты. Поэтому при использовании постоянного тока сечения проводов можно выбирать меньше при той же передаваемой мощности. Двигатели постоянного тока имеют более сложную конструкцию, зато регулировать их частоту вращения (если есть такая необходимость), технически проще.
Когда началась электрификация России
Существует мнение, что эпоха электрификации в Росси началась после революции 1917 года, после активации плана ГОЭЛРО. На самом деле, выработка и потребление электроэнергии началась намного раньше.
Россия вообще является страной, где практическое применение электричества началось впервые в мире. В 1838 году в Петербурге появился первый телеграф. Электрификация в современном понимании в России началась несколько позже многих стран.
Но уже в 1900 году в Москве и Петербурге электрическое освещение улиц перестало быть диковинкой. Общая мощность государственных электростанций на тот момент превышало 30 кВт, что в то время было серьезной цифрой. От созданной сети питалось более 600 ламп уличного освещения. Электрификация же частного характера давала еще более впечатляющие цифры. Тем не менее, обеспечение электричеством промышленности существенно отставало от ситуации в развитых государствах (хотя Россия и находилась на 5 месте в мире по этому показателю).
Первый киевский электрический трамвайТолчок электрификации дал план ГОЭЛРО, принятый в 1917 году. Согласно этому плану было построено около 30 тепловых и гидроэлектростанций. Выработка электроэнергии увеличилась в 7 раз (по сравнению с 1913 годом).
Выполнение плана ГОЭЛРО дало мощный толчок развитию промышленности СССР.
Заключение или как электричество изменило мир
Возможность использовать электричество в своих целях явило, пожалуй, наибольший переворот в технике и промышленности (после, может быть, изобретения колеса). Оно стало основой современного производства, науки и быта. Люди пользуются им везде, и уже невозможно представить улицы, дома, промышленные здания без электрического освещения. Не менее широко применяется тепловая и механическая энергия, преобразованные из электроэнергии – ведь ее можно доставить куда угодно.
И даже читающий эти строки не смог бы этого сделать без электричества – компьютеры без него не работают. Поэтому человек, который на самом деле придумал бы электричество, по праву получил звание самого выдающегося ученого на Земле. Но открытие и применение на практике электрических явлений стало результатом многовековых исследований многих талантливых людей, перечисление которых заняло бы гораздо больше места, чем этот обзор.
Кто открыл электричество? (с картинками)
`;
Наука
Факт проверен
Диана Бокко
Хотя можно проследить историю использования электроэнергии и определить людей, ответственных за различные прорывы на этом пути, трудно назвать имя человека, который первым открыл электричество. В самом начале человеческой истории люди могли видеть молнии, очевидное природное явление, но не могли их объяснить. Известная история электричества восходит как минимум к 620–550 годам до нашей эры, когда в Древней Греции было обнаружено, что трение меха о янтарь вызывает притяжение между ними.
Ранние эксперименты
Бенджамин Франклин
В 1750 году он попытался доказать, что молния вызывается электричеством, описав эксперимент, в котором электрический проводник использовался для извлечения энергии из грозового облака. Похоже, что прежде чем он смог это осуществить, французский экспериментатор по имени Тома-Франсуа Далибар, читавший труды Фраклина по этому вопросу, в мае успешно получил электрический разряд из грозового облака с помощью 40-футового (12,2-метрового) металлического шеста. 1752. Франклину приписывают проведение аналогичного эксперимента в июне того же года, в котором он запустил воздушного змея с прикрепленным к нему металлическим ключом в подходящее облако. Точные исторические подробности неясны, но он, возможно, затем извлек ключ и разрядил из него электричество.
Связь между освещением и электричеством была подтверждена, и он изобрел громоотвод — металлический столб, который безопасно отводит электричество от здания во время грозы. Франклин наблюдал и документировал другие электрические явления, но другим оставалось определить истинную природу электричества и использовать его силу.Гальвани, Вольта и изобретение батареи
В 1780 году Гальвани открыл то, что он назвал «животным электричеством», когда обнаружил, что лягушачья лапка будет сокращаться, если ее соединить с двумя разными металлами. Позже Вольта продемонстрировал, что «животная» часть не нужна и что пары различных металлов, таких как цинк и медь, могут производить ток, если их погружать в электролит, например, в соленую воду. Это устройство известно как гальванический элемент. Вольта создал «вольтов столб», состоящий из чередующихся слоев меди и цинка, разделенных бумагой, смоченной в соленой воде. Это генерировало больший ток и считается первой батареей.
Было высказано предположение, что артефакт, обнаруженный в Ираке и предположительно датируемый периодом между 224 и 640 годами н.э., мог быть типом батареи. Он состоял из небольшого терракотового горшка с медной трубкой, окружающей железный стержень. Если он заполнен электролитом, например, виноградным соком, он может производить электрический ток. Однако большинство ученых считают, что горшки использовались для хранения свитков и что их способность генерировать ток является чистой случайностью.
Майкл Фарадей
В 1831 году английский ученый Майкл Фарадей обнаружил, что электрический ток может индуцироваться в медной проволоке движущимся магнитным полем. Это привело к двум важным изобретениям: динамо-машине и электродвигателю. Динамо генерирует электрический ток за счет относительного движения катушек из медной проволоки и магнитов и является основным методом, используемым сегодня для производства электроэнергии для бытового и промышленного использования.
Электродвигатель работает по тому же принципу: ток, протекающий в магнитном поле, вызывает движение.
Томас Эдисон и Никола Тесла
После изобретения в 1860 году британским физиком Джозефом Суоном электрической лампочки у американского изобретателя Томаса Эдисона в конце 1800-х годов возникла идея передавать электричество по кабелям в каждый дом для освещения. Эдисон планировал использовать постоянный ток (DC), вырабатываемый генераторами, доступными в то время. Это, однако, означало бы размещение генераторов через частые промежутки времени, так как много энергии терялось из-за сопротивления кабелей.
Никола Тесла, инженер и изобретатель сербского происхождения, который какое-то время работал с Эдисоном, разработал новый тип генератора, который производил ток, меняющий направление много раз в секунду, известный как переменный ток (AC). Это имело то преимущество, что напряжение и ток можно было изменять с помощью трансформатора. Потери мощности можно свести к минимуму, передавая электричество при низком токе и высоком напряжении, затем уменьшая напряжение и увеличивая ток для бытового использования. Несмотря на ожесточенное сопротивление Эдисона, переменный ток был принят, и именно такой ток сегодня используется в домах.
Вам также может понравиться
Рекомендуется
ПОКАЗАНО НА:
Майкл Фарадей | Биография, изобретения и факты
Майкл Фарадей
Смотреть все медиа
- Дата рождения:
- 22 сентября 1791 г. Лондон Ньюингтон Англия
- Умер:
- 25 августа 1867 г. (75 лет) Ричмонд-апон-Темза Англия
- Награды и награды:
- Медаль Копли (1838 г.
)
Медаль Копли (1832 г.)
- Предметы изучения:
- Закон индукции Фарадея бензол конденсация электромагнитная индукция галоидоуглерод
Просмотреть весь связанный контент →
Самые популярные вопросы
Почему Майкл Фарадей важен?
Английский физик и химик Майкл Фарадей был одним из величайших ученых XIXвек. Его многочисленные эксперименты внесли большой вклад в понимание электромагнетизма.
Каким было детство Майкла Фарадея?
Отец Майкла Фарадея был кузнецом. Его мать была деревенской женщиной большого спокойствия и мудрости. Фарадей был одним из четырех детей, которые часто голодали, так как их отец часто болел и не мог стабильно работать. В раннем возрасте Фарадей начал зарабатывать деньги, разнося газеты для книготорговца и переплетчика.
Где учился Майкл Фарадей?
Майкл Фарадей получил базовое образование в воскресной школе.
Когда он был учеником переплетчика, ему предложили билет на химические лекции Хамфри Дэви. Лекции вдохновили Фарадея стать ученым. В конце концов он стал лаборантом Дэви, что позволило ему изучать химию у одного из величайших практиков того времени.
Что открыл Майкл Фарадей?
В 1820 году Майкл Фарадей получил первые известные соединения углерода и хлора. В 1825 году он выделил и описал бензол. Более того, в 1821 году он изобрел первый электродвигатель, а в начале 1830-х открыл способ преобразования механической энергии в электричество в больших масштабах, создав первый электрический генератор.
Сводка
Прочтите краткий обзор этой темы
Майкл Фарадей (родился 22 сентября 1791, Ньюингтон, Суррей, Англия — умер 25 августа 1867, Хэмптон-Корт, Суррей), английский физик и химик, чьи многочисленные эксперименты внесли большой вклад в понимание электромагнетизма.
Фарадей, ставший одним из величайших ученых 19 века, начинал свою карьеру как химик. Он написал руководство по практической химии, свидетельствующее о его мастерстве в технических аспектах своего искусства, открыл ряд новых органических соединений, в том числе бензол, и первым осуществил сжижение «постоянного» газа (т. быть неспособным к разжижению). Однако его главный вклад был в область электричества и магнетизма. Он первым произвел электрический ток из магнитного поля, изобрел первый электродвигатель и динамо-машину, продемонстрировал связь между электричеством и химической связью, открыл влияние магнетизма на свет, а также открыл и назвал диамагнетизм — своеобразное поведение некоторых веществ в сильных магнитных полях. Он обеспечил экспериментальную и большую часть теоретической основы, на которой Джеймс Клерк Максвелл построил классическую теорию электромагнитного поля.
Майкл Фарадей родился в деревне Ньюингтон, графство Суррей, ныне часть Южного Лондона. Его отец был кузнецом, мигрировавшим с севера Англии в начале 1791 года в поисках работы.
Его мать была очень спокойной и мудрой деревенской женщиной, которая эмоционально поддерживала своего сына в трудное детство. Фарадей был одним из четырех детей, всем из которых было трудно прокормиться, так как их отец часто болел и не мог стабильно работать. Позже Фарадей вспоминал, что ему дали одну буханку хлеба, которой ему хватило на неделю. Семья принадлежала к небольшой христианской секте, называемой сандеманианцами, которая обеспечивала духовную поддержку Фарадея на протяжении всей его жизни. Это было единственное самое важное влияние на него и сильно повлияло на то, как он подходил к природе и интерпретировал ее.
Фарадей получил лишь зачатки образования, научившись читать, писать и считать в церковной воскресной школе. В раннем возрасте он начал зарабатывать деньги, разнося газеты для книготорговца и переплетчика, а в 14 лет поступил к этому человеку в ученики. В отличие от других учеников, Фарадей воспользовался возможностью, чтобы прочитать некоторые книги, принесенные для переплета.
Статья об электричестве в третьем издании Британской энциклопедии особенно очаровала его. Используя старые бутылки и пиломатериалы, он сделал грубый электростатический генератор и провел простые эксперименты. Он также построил слабый гальванический столб, с которым проводил эксперименты по электрохимии.
Викторина «Британника»
Физика и естественное право
Прекрасная возможность для Фарадея представилась, когда ему предложили билет на химические лекции сэра Хамфри Дэви в Королевском институте Великобритании в Лондоне. Фарадей пошел, посидел, погрузившись во все это, записал лекции в свои конспекты и вернулся к переплетному делу с, казалось бы, несбыточной надеждой попасть в храм науки. Он отправил переплетенную копию своих заметок Дэви вместе с письмом с просьбой о приеме на работу, но его не открыли. Однако Дэви не забыл, и когда одного из его лаборантов уволили за драку, он предложил Фарадею работу. Фарадей начинал как лаборант Дэви и изучал химию у локтя одного из величайших практиков того времени.
С некоторой долей правды говорят, что Фарадей был величайшим открытием Дэви.
Когда Фарадей присоединился к Дэви в 1812 году, Дэви находился в процессе революции в химии того времени. Антуан-Лоран Лавуазье, француз, которого обычно считают основателем современной химии, в 1770-х и 1780-х годах провел реорганизацию химических знаний, настаивая на нескольких простых принципах. Среди них было то, что кислород был уникальным элементом, поскольку он был единственным сторонником горения, а также элементом, лежащим в основе всех кислот. Дэви, обнаружив натрий и калий с помощью мощного тока гальванической батареи для разложения оксидов этих элементов, обратился к разложению соляной (соляной) кислоты, одной из самых сильных известных кислот. Продуктами разложения были водород и зеленый газ, который поддерживал горение и при соединении с водой образовывал кислоту. Дэви пришел к выводу, что этот газ был элементом, которому он дал название хлор, и что в соляной кислоте вообще не было кислорода.
Следовательно, кислотность была результатом не присутствия кислотообразующего элемента, а какого-то другого условия. Чем еще могло быть это состояние, как не физической формой самой молекулы кислоты? Затем Дэви предположил, что химические свойства определяются не только конкретными элементами, но и тем, как эти элементы расположены в молекулах. Придя к этой точке зрения, он находился под влиянием атомной теории, которая также имела важные последствия для мысли Фарадея. Эта теория, предложенная в 18 веке Руджеро Джузеппе Босковичем, утверждала, что атомы представляют собой математические точки, окруженные чередующимися полями сил притяжения и отталкивания. Истинный элемент состоял из одной такой точки, а химические элементы состояли из нескольких таких точек, относительно которых результирующие силовые поля могли быть весьма сложными. Молекулы, в свою очередь, были построены из этих элементов, а химические свойства как элементов, так и соединений были результатом окончательных моделей сил, окружающих сгустки точечных атомов.
Следует особо отметить одно свойство таких атомов и молекул: они могут подвергаться значительному напряжению или натяжению до того, как «связи», удерживающие их вместе, будут разорваны. Эти напряжения должны были стать центральными в идеях Фарадея об электричестве.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Второе ученичество Фарадея под руководством Дэви подошло к концу в 1820 году. К тому времени он изучил химию так тщательно, как никто другой. У него также были широкие возможности практиковать химические анализы и лабораторные методы до полного мастерства, и он развил свои теоретические взгляды до такой степени, что они могли направлять его в его исследованиях. Затем последовал ряд открытий, поразивших научный мир.
Фарадей рано прославился как химик. Его репутация химика-аналитика привела к тому, что его вызвали в качестве свидетеля-эксперта на судебные процессы, а также к созданию клиентуры, чьи гонорары помогли поддержать Королевский институт.
В 1820 году он произвел первые известные соединения углерода и хлора, C 2 Cl 6 и C 2 Cl 4 . Эти соединения были получены путем замены водорода на хлор в «олефиновом газе» (этилене), что вызвало первые реакции замещения. (Позднее такие реакции поставят под сомнение господствующую теорию химических соединений, предложенную Йонсом Якобом Берцелиусом.) В 1825 году в результате исследований светящихся газов Фарадей выделил и описал бензол. В 1820-х годах он также проводил исследования стальных сплавов, помогая заложить основы научной металлургии и металлографии. Выполняя задание Лондонского королевского общества по улучшению качества оптического стекла для телескопов, он изготовил стекло с очень высоким показателем преломления, что привело его в 1845 году к открытию диамагнетизма. В 1821 году он женился на Саре Барнард, поселился на постоянной основе в Королевском институте и начал серию исследований по электричеству и магнетизму, которые произвели революцию в физике.
В 1820 году Ганс Христиан Эрстед объявил об открытии того, что протекание электрического тока по проводу создает магнитное поле вокруг провода. Андре-Мари Ампер показал, что магнитная сила, по-видимому, была круговой, создавая на самом деле цилиндр магнетизма вокруг провода. Такой круговой силы никогда прежде не наблюдалось, и Фарадей был первым, кто понял, что она означает. Если бы магнитный полюс можно было изолировать, он должен был бы постоянно двигаться по окружности вокруг провода с током. Изобретательность и лабораторные навыки Фарадея позволили ему сконструировать аппарат, подтверждающий этот вывод. Это устройство, которое преобразовывало электрическую энергию в механическую, было первым электродвигателем.
Это открытие привело Фарадея к размышлениям о природе электричества. В отличие от своих современников, он не был убежден, что электричество — это материальная жидкость, которая течет по проводам, как вода по трубе. Вместо этого он думал об этом как о вибрации или силе, которая каким-то образом передавалась в результате натяжения, создаваемого в проводнике.
Одним из его первых экспериментов после открытия им электромагнитного вращения было пропускание луча поляризованного света через раствор, в котором происходило электрохимическое разложение, чтобы обнаружить межмолекулярные напряжения, которые, по его мнению, должны быть вызваны прохождением электрического тока. В течение 1820-х годов он постоянно возвращался к этой идее, но всегда безрезультатно.
Весной 1831 года Фарадей начал работать с Чарльзом (впоследствии сэром Чарльзом) Уитстоном над теорией звука, еще одного вибрационного явления. Он был особенно очарован узорами (известными как фигуры Хладни), образующимися из легкого порошка, нанесенного на железные пластины, когда эти пластины приводились в вибрацию скрипичным смычком. Здесь была продемонстрирована способность динамической причины создавать статический эффект, что, по его убеждению, происходило в проводе с током. Еще большее впечатление на него произвел тот факт, что такие узоры можно было наводить на одной тарелке, наклоняя рядом другую.
Такая акустическая индукция, по-видимому, лежала в основе его самого известного эксперимента. 29 августаВ 1831 году Фарадей обмотал толстое железное кольцо с одной стороны изолированным проводом, который был соединен с батареей. Затем он обмотал противоположную сторону проводом, подключенным к гальванометру. Он ожидал, что «волна» будет производиться, когда цепь батареи будет замкнута, и что волна проявит себя как отклонение гальванометра во второй цепи. Он замкнул первичную цепь и, к своему удовольствию и удовольствию, увидел, как подскочила стрелка гальванометра. Ток индуцировался во вторичной обмотке током в первичной. Однако, когда он разомкнул цепь, он был поражен, увидев скачок гальванометра в противоположном направлении. Каким-то образом отключение тока также создало индуцированный ток, равный и противоположный первоначальному току, во вторичной цепи. Это явление побудило Фарадея предложить то, что он назвал «электротоническим» состоянием частиц в проводе, которое он рассматривал как состояние напряжения.
Таким образом, течение представлялось установлением такого состояния напряжения или разрушением такого состояния. Хотя он не мог найти экспериментальных доказательств электротонического состояния, он никогда полностью не отказывался от этой концепции, и она сформировала большую часть его более поздних работ.
Осенью 1831 года Фарадей попытался определить, как возникает индуцированный ток. Его первоначальный эксперимент включал мощный электромагнит, созданный обмоткой первичной катушки. Теперь он попытался создать ток с помощью постоянного магнита. Он обнаружил, что, когда постоянный магнит перемещали в катушку с проволокой и из нее, в катушке индуцировался ток. Он знал, что магниты окружены силами, которые можно сделать видимыми, просто посыпав железными опилками карту, которую держат над ними. Фарадей видел «силовые линии», обнаруживаемые таким образом как линии напряжения в среде, а именно в воздухе, окружающей магнит, и вскоре открыл закон, определяющий производство электрических токов магнитами: величина тока зависела от числа силовых линий, пересекаемых проводником в единицу времени.
