مایکل فارادی و الکتریسیته: داستانی از کشف تا تحول صنعتی مایکل فارادی کیست؟بیوگرافی مایکل فارادیزندگی بزرگسالی مایکل فارادیدستاوردهای علمی  مایکل فارادیمایکل فارادی در موسسه سلطنتی و خدمات عمومیبزرگداشت ها  مایکل فارادیسوالات متداول درباره مایکل فارادیسخن پایانی مقاله ی مایکل فارادی

مایکل فارادی دانشمند انگلیسی بود که در زمینه های الکترومغناطیس و الکتروشیمی مشارکت قابل توجهی داشت. او علیرغم دریافت آموزش رسمی کم ، خود را به عنوان یکی از تأثیرگذارترین دانشمندان تاریخ معرفی کرد. در میان دستاوردهای اصلی خود، فارادی اصول زیربنای القای الکترومغناطیسی، دیامغناطیس و الکترولیز را کشف کرد. او از طریق تحقیقات خود بر روی میدان مغناطیسی اطراف یک هادی حامل جریان مستقیم، مفهوم میدان الکترومغناطیسی را در فیزیک به وجود آورد. او همچنین رابطه بین مغناطیس و پرتوهای نور را کشف کرد.

عکس مایکل فارادی

اختراعات فارادی در مورد دستگاه های چرخشی الکترومغناطیسی پایه و اساس فناوری موتور الکتریکی را تشکیل داد و برق را برای استفاده در فناوری کاربردی کرد. به عنوان یک شیمیدان، فارادی بنزن را کشف کرد، هیدرات کلترات کلر را بررسی کرد و شکل اولیه مشعل Bunsen را اختراع کرد. او همچنین اصطلاحاتی مانند «آند»، «کاتد»، «الکترود» و «یون» را رایج کرد. فارادی در نهایت به اولین و مهمترین استاد شیمی فولر در مؤسسه سلطنتی تبدیل شد، سمت او مادام العمر بود.

فارادی فردی تجربی بود که عقاید خود را به زبانی روشن و ساده بیان می کرد. اگرچه توانایی های ریاضی او محدود بود، جیمز کلرک ماکسول کار خود را همراه با دیگران در مجموعه ای از معادلات خلاصه کرد که اساس نظریه های مدرن پدیده های الکترومغناطیسی را تشکیل می دهند. ماکسول نوشت که استفاده فارادی از خطوط نیرو نشان می دهد که او "در واقع یک ریاضیدان درجه یک بوده است - کسی که ریاضیدانان آینده ممکن است روش های ارزشمند و بارور را از او استخراج کنند." واحد SI ظرفیت خازنی به نام فارادی، فاراد نامگذاری شده است.

آلبرت انیشتین تصویری از فارادی را در کنار تصاویر آرتور شوپنهاور و جیمز کلرک ماکسول روی دیوار اتاق کار خود نگه داشت. فیزیکدان ارنست رادرفورد اظهار داشت که فارادی "یکی از بزرگترین کاشفان علمی تمام دوران" بود و اکتشافات او تأثیر قابل توجهی بر پیشرفت علم و صنعت داشته است.

زندگی بزرگسالی مایکل فارادی

مایکل فارادی در 22 سپتامبر 1791 در نیوینگتون باتس، ساری، که اکنون بخشی از منطقه ساوتوارک لندن است، به دنیا آمد. خانواده او ثروتمند نبودند و پدرش جیمز از اعضای فرقه مسیحیت گلاسیت بود. در سال 1790، جیمز همسرش، مارگارت، و دو فرزندش را از اوتگیل در وست مورلند به لندن نقل مکان کرد، جایی که او شاگرد آهنگر دهکده بود. مایکل پاییز سال بعد به دنیا آمد و سومین فرزند از چهار فرزند بود.

فارادی فقط ابتدایی ترین تحصیلات مدرسه را داشت و باید خودش را آموزش می داد. در ۱۴ سالگی شاگرد جورج ریباو، صحاف و کتابفروش محلی در خیابان بلاندفورد شد. در طول هفت سال کارآموزی، فارادی کتاب‌های زیادی را خواند، از جمله کتاب «بهبود ذهن» اثر آیزاک واتس، و اصول و پیشنهادات موجود در آن را با اشتیاق اجرا کرد. فارادی در این دوره در سخنرانی هایی درباره موضوعات مختلف علمی شرکت کرد و با همتایان خود در انجمن فلسفی شهر گفتگو کرد. او به علم، به ویژه در برق، علاقه پیدا کرد و به ویژه از کتاب مکالمات در مورد شیمی جین مارست الهام گرفت.

در 20 سالگی، در سال 1812، مایکل فارادی در سخنرانی هامفری دیوی شیمیدان برجسته انگلیسی از مؤسسه سلطنتی و انجمن سلطنتی و جان تاتوم، بنیانگذار انجمن فلسفی شهر شرکت کرد. فارادی بسیاری از بلیت های این سخنرانی ها را از ویلیام دنس، یکی از بنیانگذاران انجمن سلطنتی فیلارمونیک دریافت کرد. او متعاقباً کتابی 300 صفحه‌ای را بر اساس یادداشت‌هایی که در طول این سخنرانی‌ها گرفته بود برای دیوی فرستاد و دیوی تحت تأثیر قرار گرفت و فارادی را به عنوان دستیار خود در سال 1813 پس از آسیب دیدگی بینایی خود در تصادف با تری کلرید نیتروژن منصوب کرد.

فارادی در 12 ژوئن 1821 با سارا بارنارد ازدواج کرد که او را از طریق خانواده هایشان در کلیسای ساندمانیان ملاقات کرد. آنها فرزندی نداشتند. فارادی یک مسیحی معتقد بود و فرقه ساندمانیایی او شاخه ای از کلیسای اسکاتلند بود. 

زندگی بعدی

در ژوئن 1832، دکترای افتخاری حقوق مدنی توسط دانشگاه آکسفورد به مایکل فارادی اعطا شد. علیرغم اینکه فارادی به پاس کمک‌هایش به علم به او نشان شوالیه پیشنهاد شد، اما به دلایل مذهبی آن را رد کرد و ترجیح داد تا «آقای فارادی ساده» باقی بماند. او در سال 1824 به عضویت انجمن سلطنتی انتخاب شد و در سال 1833 اولین استاد شیمی فولر در مؤسسه سلطنتی شد.

فارادی در سال 1832 به عنوان عضو افتخاری خارجی آکادمی علوم و هنر آمریکا، عضو خارجی آکادمی سلطنتی علوم سوئد در سال 1838 و عضو انجمن فلسفی آمریکا در سال 1840 انتخاب شد. او همچنین به عنوان عضو مرتبط انتخاب شد. به مؤسسه سلطنتی هلند در سال 1849، که بعداً به آکادمی سلطنتی هنر و علوم هلند تبدیل شد و متعاقباً به عضویت خارجی درآمد.

فارادی در سال 1839 دچار حمله عصبی شد اما در نهایت به تحقیقات خود در مورد الکترومغناطیس بازگشت. در سال 1848 به او یک خانه در همپتون کورت در میدلسکس اعطا شد، بدون هیچگونه هزینه و نگهداری. این خانه استاد میسون بود که بعدها خانه فارادی نامیده شد و اکنون شماره 37 جاده همپتون کورت. در سال 1858، فارادی بازنشسته شد تا در آنجا زندگی کند.

هنگامی که دولت بریتانیا از فارادی خواست تا در مورد تولید سلاح های شیمیایی برای استفاده در جنگ کریمه مشاوره دهد، وی به دلایل اخلاقی از شرکت در آن خودداری کرد. او در 25 آگوست 1867 در خانه اش در همپتون دادگاه درگذشت. اگرچه او پیشنهاد دفن در کلیسای وست مینستر را پس از مرگش رد کرده بود، فارادی در آنجا، نزدیک آرامگاه ایزاک نیوتن، یک پلاک یادبود دارد. او در بخش مخالفان (غیرانگلیسی) قبرستان هایگیت به خاک سپرده شد.

مایکل فارادی سهم قابل توجهی در زمینه شیمی داشت. او به عنوان دستیار همفری دیوی کار کرد و در مطالعه کلر شرکت داشت و دو ترکیب جدید کلر و کربن را کشف کرد: هگزا کلرواتان و تتراکلرید کربن. او همچنین اولین آزمایشات خشن را در مورد انتشار گازها انجام داد و موفق شد چندین گاز از جمله کلر را به مایع تبدیل کند. فارادی بنزن را کشف کرد و شکل اولیه مشعل Bunsen را اختراع کرد که امروزه هنوز در آزمایشگاه های علمی مورد استفاده قرار می گیرد.

دستاوردهای علمی مایکل فارادی

فارادی مسئول تعیین قوانین الکترولیز و رایج کردن اصطلاحات مانند آند، کاتد، الکترود و یون بود. او همچنین خواص نوری کلوئیدهای طلا و اثرات اندازه کوانتومی را کشف کرد که تولد علم نانو محسوب می شود. کار فارادی به ایجاد مفهوم تجمع مولکولی و درک اینکه گازها بخار مایعات با نقطه جوش بسیار پایین هستند کمک کرد. او همچنین چندین نوع شیشه جدید تولید کرد که برای اهداف نوری در نظر گرفته شده بود، از جمله نمونه‌ای که توسط قطب‌های آهنربا دفع می‌شد، که از نظر تاریخی مهم بود.

علم شیمی مایکل فارادی

فارادی به‌خاطر کمک‌های قابل‌توجهش در زمینه الکتریسیته و مغناطیس شناخته شده است. او اولین آزمایش ثبت شده خود را با ساخت یک شمع ولتایی با استفاده از سکه، دیسک های روی و کاغذ آغشته به آب شور انجام داد. با این توده، او با موفقیت سولفات منیزیا را در سال 1812 تجزیه کرد.

در سال 1821، پس از کشف الکترومغناطیس توسط هانس کریستین اورستد، فارادی دو دستگاه برای تولید چرخش الکترومغناطیسی ساخت که به موتور هم قطبی معروف است. این آزمایش اولین نمایش تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت را نشان داد و پایه و اساس فناوری الکترومغناطیسی مدرن را تشکیل داد. اگرچه او نتایج خود را بدون تایید کار خود با همکارانش دیوی و ولاستون منتشر کرد، آزمایش ها و اختراعات او برای کشف خواص الکترومغناطیسی مواد، از جمله کشف القای الکترومغناطیسی در سال 1831 ادامه یافت.

فناوری الکترومغناطیسی

پیشرفت فارادی زمانی اتفاق افتاد که او دو سیم پیچ عایق بندی شده از سیم را به دور یک حلقه آهنی پیچید و القای متقابل را کشف کرد، جایی که یک جریان لحظه ای در یک سیم پیچ با عبور جریان از سیم پیچ دیگر القا می شد. او همچنین دریافت که یک میدان مغناطیسی در حال تغییر یک میدان الکتریکی تولید می‌کند که توسط جیمز کلرک ماکسول به‌عنوان قانون فارادی مدل‌سازی شده است. او بعداً از این اصول برای ساخت دینام الکتریکی و موتور الکتریکی استفاده کرد.

در سال 1832، فارادی به این نتیجه رسید که تقسیم‌بندی بین انواع مختلف الکتریسیته توهمی است و در عوض پیشنهاد کرد که یک "الکتریسیته" وجود دارد و مقادیر متغیر کمیت و شدت پدیده‌های متفاوتی را ایجاد می‌کند. او همچنین پیشنهاد کرد که نیروهای الکترومغناطیسی به فضای خالی اطراف رسانا گسترش می‌یابند که در ابتدا توسط دانشمندان همکارش رد شد.

میراث فارادی شامل مفهوم خطوط شار او می‌شود که راهی برای تجسم میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی فراهم می‌کند، که برای توسعه دستگاه‌های الکترومکانیکی که بر مهندسی و صنعت در قرن نوزدهم تسلط داشتند، بسیار مهم است.

الکترومغناطیسی مایکل فارادی

در سال 1845، فارادی دیامغناطیس را کشف کرد، یک دافعه ضعیف از یک میدان مغناطیسی که توسط بسیاری از مواد به نمایش گذاشته می شود.

فارادی همچنین مشاهده کرد که صفحه قطبش نور قطبی شده خطی را می توان با اعمال میدان مغناطیسی خارجی موازی با جهت حرکت نور چرخاند. این پدیده اکنون به عنوان اثر فارادی شناخته می شود. در سپتامبر 1845، او در دفتر یادداشت خود ثبت کرد که با موفقیت یک منحنی مغناطیسی یا خط نیرو را روشن کرده و یک پرتو نور را مغناطیسی کرده است.

در سال 1862، فارادی از یک طیف سنجی برای جستجوی تغییر متفاوت نور، تغییر خطوط طیفی توسط یک میدان مغناطیسی اعمال شده استفاده کرد. با این حال، تجهیزات در دسترس او در آن زمان برای تعیین قطعی تغییرات طیفی کافی نبود. پیتر زیمن بعداً از یک دستگاه بهبودیافته برای مطالعه همان پدیده استفاده کرد و نتایج خود را در سال 1897 منتشر کرد و جایزه نوبل فیزیک در سال 1902 را برای کار خود دریافت کرد. زیمن هم در مقاله خود در سال 1897 و هم در سخنرانی خود برای پذیرش نوبل، اهمیت کار فارادی را تصدیق کرد.

کار فارادی روی الکتریسیته ساکن شامل آزمایش سطل یخ بود، که نشان داد بار فقط در قسمت بیرونی یک هادی باردار قرار دارد و هیچ تاثیری بر چیزی که درون هادی محصور شده است ندارد. این به دلیل توزیع مجدد هزینه های خارجی بود که منجر به لغو میادین داخلی ناشی از آنها شد. امروزه این اثر محافظ به قفس فارادی معروف است.

در ژانویه 1836، فارادی یک قاب چوبی به ابعاد 12 فوت مربع روی چهار تکیه‌گاه شیشه‌ای ساخت که دیوارهای کاغذی و مش سیمی به آن اضافه شده بود. سپس وارد آن شد و آن را برق انداخت و نشان داد که الکتریسیته یک نیرو است و نه یک سیال غیرقابل نفوذ، همانطور که قبلاً تصور می شد. وقتی از قفس برقی خارج شد، فارادی ماهیت واقعی برق را به دنیا نشان داده بود.

فناوری الکترومغناطیسی

فارادی ارتباط طولانی و برجسته ای با موسسه سلطنتی بریتانیای کبیر داشت. او در سال 1821 تصدی خود را به عنوان دستیار سرپرست خانه مؤسسه سلطنتی آغاز کرد و در سال 1824 به عضویت انجمن سلطنتی انتخاب شد. در سال 1825 مدیر آزمایشگاه مؤسسه سلطنتی شد و در سال 1833 به عنوان مدیر آزمایشگاه منصوب شد. اولین استاد شیمی فولر در مؤسسه سلطنتی بریتانیای کبیر، سمتی که او مادام العمر بدون اجبار به ارائه سخنرانی در این سمت بود. حامی و مربی او برای این سمت، جان «جک دیوانه» فولر بود.

تحقیقات علمی فارادی در مؤسسه سلطنتی شامل زمینه هایی مانند شیمی، الکتریسیته و مغناطیس بود. او همچنین پروژه‌های خدماتی متعددی را برای شرکت‌های خصوصی و دولت بریتانیا انجام داد، از جمله تحقیقات انفجار معدن زغال‌سنگ، خدمت به عنوان شاهد متخصص در دادگاه، و تهیه شیشه‌های نوری با کیفیت بالا. فارادی همچنین در پروژه های مربوط به منافع دریایی مانند ساخت و بهره برداری از فانوس های دریایی و محافظت از کف کشتی ها در برابر خوردگی شرکت داشت.

فارادی همچنین در چیزی که امروزه علم یا مهندسی محیط زیست نامیده می شود، فعال بود. او آلودگی صنعتی در سوانسی را بررسی کرد و در مورد آلودگی هوا در ضرابخانه سلطنتی با او مشورت شد. او همچنین در سال 1855 نامه ای به تایمز در مورد وضعیت نابسامان رودخانه تیمز نوشت که منجر به یک کارتون اغلب تجدید چاپ شده در پانچ شد.

حوزه های خدماتی فارادی همچنین شامل مشاوره به گالری ملی در مورد تمیز کردن و حفاظت از مجموعه هنری آن، سخنرانی در مورد آموزش در موسسه سلطنتی، و سنجیدن شیفتگی مردم به سفره گردانی، مسحورسازی، و سانس بود.

فارادی یک سری از نوزده سخنرانی کریسمس برای جوانان در موسسه سلطنتی از سال 1827 تا 1860 با هدف ارائه علم به عموم مردم و ایجاد درآمد برای موسسه سلطنتی ارائه کرد. سخنرانی‌های او رویدادهای قابل‌توجهی در تقویم اجتماعی در میان نجیب‌زاده‌های لندن و عمیقاً فلسفی بود و مخاطبانش را ترغیب می‌کرد تا مکانیک آزمایش‌های او را در نظر بگیرند. موضوعات در سخنرانی های او شامل شیمی و الکتریسیته بود و از سال به سال متفاوت بود و موضوعاتی مانند شیمی احتراق، نیروهای مختلف ماده و خواص فلزی را پوشش می داد.

از مایکل فارادی، دانشمند مشهوری که به خاطر مشارکت هایش در زمینه الکترومغناطیسی شهرت دارد، به طرق مختلف در سراسر جهان بزرگداشت برگزار می شود. در لندن، مجسمه ای از فارادی در خارج از موسسه مهندسی و فناوری قرار دارد، در حالی که یادبود مایکل فارادی، طراحی شده توسط رادنی گوردون، در سیستم چرخشی فیل و قلعه در نزدیکی زادگاه فارادی در نیوینگتون باتس قرار دارد. مدرسه فارادی و باغ‌های فارادی نیز در منطقه ساوت‌وارک لندن واقع شده‌اند.

چندین مؤسسه آموزشی ساختمان ها را به نام فارادی نام گذاری کرده اند، از جمله بال فارادی در دانشگاه لندن جنوبی بانک، سالنی در دانشگاه لافبورو و ساختمان اصلی مهندسی در دانشگاه سوانسی. نام او همچنین در خیابان‌های چندین شهر بریتانیا و همچنین در فرانسه، آلمان، کانادا، ایالات متحده و نیوزلند دیده می‌شود.

یادبود فارادی در تمبرهای پستی و اسکناس های منتشر شده توسط بانک انگلستان برگزار می شود. در سال 2002، پس از رای گیری در سراسر بریتانیا، او در فهرست 100 بریتانیایی بزرگ بی بی سی در رتبه 22 قرار گرفت. موسسه فارادی برای علم و دین و موسسه فارادی، یک موسسه تحقیقاتی مستقل ذخیره انرژی، هر دو به نام او نامگذاری شدند. زندگی و مشارکت های فارادی همچنین در قسمتی از مجموعه مستند علمی آمریکایی در سال 2014، کیهان: ادیسه فضا-زمان به نمایش گذاشته شد.

میراث فارادی توسط چهره‌های برجسته‌ای مانند آلدوس هاکسلی و مارگارت تاچر تجلیل شده است که از او به عنوان "قهرمان" خود یاد می‌کنند و مجسمه مجسمه‌اش را از موسسه سلطنتی به امانت گرفته‌اند تا در سالن 10 خیابان داونینگ قرار دهند.

مجسمه فارادی

1- مایکل فارادی چه کسی بود؟

مایکل فارادی (Michael Faraday)، دانشمند انگلیسی در زمینه های شیمی، الکتریسیته و مغناطیس بود. او به عنوان یکی از مؤسسان الکترودینامیک و الکتروشیمی شناخته می‌شود.

2- چه کارهایی را مایکل فارادی در رابطه با الکتریسیته و مغناطیس انجام داد؟

مایکل فارادی در زمینه الکتریسیته و مغناطیس بسیار فعال بود. او در مورد پدیده هایی همچون الکترومغناطیس، الکترواستاتیک، الکترولیز و اندازه گیری جریان الکتریکی تحقیق کرد. همچنین، او پدیده الکترومغناطیسی را کشف کرد و ایده نوآورانه تولید برق از طریق مغناطیس را مطرح کرد.

3- آیا فارادی دستاوردهایی در زمینه شیمی داشت؟

بله، فارادی در زمینه شیمی نیز فعالیت داشت. او بسیاری از تجربیات و تحقیقات شیمیایی را انجام داد، از جمله تحقیقاتی که منجر به کشف مواد شیمیایی جدید شد. همچنین در زمینه هایی همچون ترمودینامیک و اسیدها و بازها تحقیق کرد.

4- چه کارهای دیگری در زمینه های مختلف به غیر از علوم و مغناطیس انجام داد؟

علاوه بر فعالیت هایش در زمینه الکتریسیته، مغناطیس و شیمی، فارادی در زمینه های دیگری نیز فعالیت داشت. او به عنوان یک دانشمند چندگانه شناخته می‌شود و در زمینه هایی همچون نور، گرما، هواشناسی و رادیواکتیویته نیز تحقیق کرده است.

مایکل فارادی با کشف‌ها و کشف‌های خیره‌کننده‌اش در زمینه الکتریسیته و مغناطیس، جایگاه ویژه‌ای در تاریخ علم دارد. مساهمات او در الکتریسیته و مغناطیسم، اساس تکنولوژی‌های الکترومغناطیسی مدرن را به وجود آورده و بر پیشرفت‌های علمی و صنعتی بسیاری تأثیر فراوانی گذاشته است.

از مساهمات مهم فارادی می‌توان به کشف الکتریسیته و مغناطیس، القای الکتریکی در پیمانه‌های مختلف، توسعهٔ موتورهای الکتریکی و استفاده از اصول الکترومغناطیسی در تولید انرژی الکتریکی اشاره کرد. همچنین، مدلی که فارادی از خطوط جریان مغناطیسی و الکتریکی ارائه کرد، تصویرسازی نوآورانه‌ای از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی فراهم کرد و در توسعهٔ دستگاه‌های الکترومکانیکی نقش بسیار مهمی ایفا کرد.

 گرد آوری:بخش علمی بیتوته