Майкл фарадей достижения в физике. Майкл фарадей краткая биография. Научные исследования Фарадея

Фарадей Майкл (1791-1867), английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле .

Родился 22 сентября 1791 г. в Лондоне в семье кузнеца. Рано начал работать в переплётной мастерской, где увлёкся чтением. Майкла потрясли статьи по электричеству в «Британской энциклопедии»: «Беседы по химии» мадам Марсэ и «Письма о разных физических и философских материях» Л. Эйлера. Он тут же постарался повторить описанные в книгах опыты.

Талантливый юноша привлёк к себе внимание, и его пригласили послушать лекции в Королевском институте Великобритании. Через некоторое время Фарадей стал работать там лаборантом.

С 1820 г. он упорно трудился над идеей объединения электричества и магнетизма. Впоследствии это стало делом всей жизни учёного. В 1821 г. Фарадей впервые осуществил вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, т. е. создал лабораторную модель электродвигателя.

В 1824 г. он был избран членом Лондонского королевского общества. В 1831 г. учёный обнаружил существование электромагнитной индукции, в последующие годы установил законы этого явления. Открыл также экстратоки при замыкании и размыкании электрической цепи, определил их направление.

Опираясь на экспериментальный материал, доказал тождественность «животного» и «магнитного» термоэлектричества, электричества от трения, гальванического электричества. Пропуская ток через растворы щелочей, солей, кислот, сформулировал в 1833 г. законы электролиза (законы Фарадея). Ввёл понятия «катод», «анод», «ион», «электролиз», «электрод», «электролит». Сконструировал вольтметр.

В 1843 г. Фарадей экспериментально доказал идею сохранения электрического заряда и вплотную подошёл к открытию закона о сохранении и превращении энергии, высказав мысль о единстве сил природы и об их взаимном превращении.

Создатель учения об электромагнитном поле, учёный высказал мысль об электромагнитной природе света (мемуары «Мысли о лучевых колебаниях», 1846 г.).

В 1854 г. открыл явление диамагнетизма, а три года спустя - парамагнетизма. Положил начало магнитооптике. Ввёл понятие электромагнитного поля. Эта идея, по мнению А. Эйнштейна, была самым важным открытием со времён И. Ньютона.

Фарадей жил скромно и тихо, предпочитая всему занятия опытами.

Умер 25 августа 1867 г. в Лондоне. Прах покоится на лондонском Хайгетском кладбище. Идеи учёного до сих пор ждут нового гения

Майкл Фарадей краткая биография английского физика-экспериментатора и химика, основоположника учения об электромагнитном поле. Биография поможет написать сообщение о Майкле Фарадее.

Майкл Фарадей краткая биография и его открытия

Родился 22 сентября 1791 года в поселке недалеко от Лондона в семье кузнеца. В семье было пятеро детей, жили они бедно. В 13 лет он вынужден был оставить школу и подрабатывать рассыльным в книжном магазине. А с 14 до 21 — он работал переплетчиком в книжной лавке

Все это время он занимается самообразованием. Любимыми науками Майкла становятся химия и физика. Он обустраивает домашнюю лабораторию, в которой ставит эксперименты, изготавливает электростатические приборы. Тогда же он посещает Городское философское общество, принимает участие в диспутах по физике и астрономии.

В 1812 году произошло незначительное событие, которое стало поворотным в жизни Фарадея. Один из клиентов мастерской отдал молодому переплетчику билеты на лекционные вечера Гемфри Дэви, который выступал в Королевском институте. Несколько раз посетив лекции Дэви, Майкл отправляет ему письмо с просьбой принять его в Королевский институт на работу. Дэви был поражен знаниями молодого человека, но открытых вакансий в институте тогда не было. Майклу пришлось подождать несколько месяцев, а затем он приступил к исполнению обязанностей лаборанта химической лаборатории при институте. Вскоре после этого Дэви, который с женой отправляется в путешествие по Европе, берет с собой и Фарадея. Во время этого путешествия Майкл познакомился с Гей-Люссаком, Ампером, Вольтом и некоторыми другими видными учеными того времени.

В 1815 году, по окончании путешествия, Фарадей начинает очень активно работать, сосредотачиваясь на самостоятельных научных исследованиях. Уже в следующем году в Обществе для самообразования Майкл приступает к чтению курса лекций по химии и физике.

В 1821 году Фарадей создает первую модель электродвигателя. На протяжении последующего десятилетия ученый исследует взаимосвязь магнитных явлений и электричества. В 1824 году Майкла избирают членом Королевского общества.

В 1831 году в результате многолетней работы Фарадей открывает явление электромагнитной индукции. Вскоре ученый выводит основные законы явления. Сегодня все генераторы переменного и постоянного тока работают именно благодаря открытиям Фарадея.

В 1833 году он сформулировал законы электролиза, известные также как «Законы Фарадея». Явления диамагнетизма и парамагнетизма были открыты ученым в 1850-е годы.

Майкл Фарадей умер в августе 1867 года в Лондоне в своем доме за письменным столом.

В этот день умер великий английский физик и химик Майкл Фарадей (Michael Faraday, 1791-1867). Он вошел также и в историю анестезиологии, благодаря описанию аналгетического, эйфорического и снотворного эффекта ингаляции серного эфира, аналогичному действию закиси азота. Сообщение Фарадея об этом было опубликовано в 1818 г. в «Ежекваратальном журнале науки и искусства» («Quarterly Journal of Science and the Arts Miscellanea»).

Майкл Фарадей

Детство и юность Фарадея. Знакомство с Гемфри Дэви.

ФАРАДЕЙ, МАЙКЛ (Michael Faraday, 1791-1867), английский физик и химик. Родился 22 сентября 1791 г. в предместье Лондона в семье кузнеца и горничной. В многочисленных биографиях ученого обычно упоминается, что Фарадей родился в провинциальной деревушке, называвшейся «Ньюингтонские полигоны». Этот взгляд так устоялся и укоренился, что многие биографы просто не замечают, что «Ньюингтонские полигоны» находились как раз в месте расположения известного лондонского вокзала Ватерлоо, практически в самом сердце современного Лондона.
Он рано узнал нужду. В девять лет, когда цены в Лондоне на продукты резко подскочили, каравай хлеба был ему недельной нормой пищи. Образование Майкла Фарадея, по его же собственным словам, «было самым заурядным и включало в себя начальные навыки чтения, письма и арифметики, полученные в обычной дневной школе» . Возможно, он так бы никогда и не стал великим ученым, если бы пошел, например, в ученики кузнеца к своему отцу. Но Фарадею повезло.
С 12 лет Майкл начал работать разносчиком газет, а затем учеником в переплетной мастерской при книжном магазине Жоржа Рибо. Это ремесло и познакомило его с печатным словом и открыло широкий простор для самообразования. Он получил возможность держать в руках тысячи книг, и не только держать, но и читать. Фарадей жадно прочитывал все журналы и книги, которые переплетал.
В переплетной мастерской Фарадей познакомился с книгами, навсегда поразившими его воображение и изменившими его судьбу: «Британской энциклопедией», «Беседами о химии» - сочинением мадам Марсэ (верность всех опытов была собственноручно проверена юным Фарадеем) и «Письмами о разных физических и философских материях, писанных к некоторой немецкой принцессе» русского академика Леонарда Эйлера, возникшими в большей мере под впечатлением долгой и плодотворной переписки автора с Ломоносовым. Последняя книга оставила особенно глубокий след: Эйлер, как и Ломоносов, считал, что все явления в своей основе едины и взаимосвязанны. Мы увидим потом, как подобная точка зрения помогла Фарадею сделать свои великие открытия.
Нельзя не удивляться тому, как усердно заучивал он сведения, добываемые из чтения журналов по химии, когда сама терминология должна была ставить его довольно часто в тупик.
Фарадей тратил много денег на постановку опытов, описывавшихся в «Энциклопедии». Чувство глубокой симпатии вызывает место из его письма к приятелю: «Первая построенная мною батарея состояла из несметного числа пар пластин!!! из семи пар. Каждая пластина - непомерной величины!!! с полупенсовик. Я, милостивый государь, сам, собственноручно, вырезал эти пластины...»
Но книги были не самым главным сокровищем лавки месье Рибо, беглого француза. Лавку посещало большое число образованных людей того времени, а завсегдатаи, естественно, не могли не приметить в лавке молодого (тем временем Фарадею уже исполнилось 19 лет) переплетчика, жадно любившего книги.
В 1813 г. некий мистер Денс (Dance), член Королевского института в Лондоне, принес ему для переплета стопку журналов по химии. Увлекшись их чтением, Фарадей просрочил выполнение переплетов и вызвал неудовольствие заказчика. Зато, когда Денс узнал причину опоздания и увидел, до какой степени серьезно этот переплетчик изучает химические журналы, он расстрогался и предложил ему взять в подарок одну из книг по собственному выбору. Фарадей выбрал книгу Гемфри Дэви (Humphry Davy, 1778-1829). Тогда Денс пригласил Фарадея послушать одну из ближайших публичных лекций своего друга Дэви, что окончательно вскружило голову юноше и предопределило всю его дальнейшую блестящую научную карьеру.
Под влиянием лекций Дэви Майкл решил навсегда связать свою жизнь с наукой. Сначала он написал наивное письмо о своем решении и желании самому президенту Лондонского Королевского общества сэру Джозефу Бэнксу (Joseph Banks). Письмо, само собой разумеется, осталось без ответа. Вот что писал по этому поводу сам Фарадей: «Когда я был подмастерьем, мне посчастливилось прослушать четыре последние лекции сэра Г. Дэви... Я сделал краткие записи этих лекций, а затем переписал их целиком, снабдив такими рисунками, какие сумел сделать. Желание заниматься научной работой, хотя бы и самой примитивной, побудило меня, новичка, не знакомого со светскими правилами, написать по душевной простоте сэру Джозефу Бэнксу, в то время президенту Лондонского Королевского общества. Вполне естественно было затем узнать у привратника, что моя просьба оставлена без ответа» .
Однако через несколько месяцев по совету Дэнса Фарадей повторяет тот же эксперимент с письмом, но на сей раз отправляет его лично сэру Гемфри Дэви, который и сам вышел из средних слоев английского общества. Майкл приложил к письму конспект лекций Дэви, разумеется, отлично переплетенный. Ответ пришел уже через 5 дней в большом конверте с пометкой золотыми буквами: «Королевский институт Великобритании».
Фарадей написал об этом в своих воспоминаниях: «Воодушевляемый мистером Дэнсом (который был членом Королевского института и достал мне билеты на лекции Дэви), я написал сэру Гемфри Дэви, послав в качестве доказательства серьезности моих намерений сделанные мною записи его последних четырех лекций. Ответ пришел немедленно, доброжелательный и благоприятный» .
Ответ был вежливым, но, в общем, скорее отрицательным - возможности принять Фарадея на работу не было - не было вакансии. Но Фарадею снова повезло, на этот раз за счет бедного сэра Гемфри. Во время одного из опытов в лаборатории произошел взрыв и осколки разорвавшейся колбы попали Дэви в глаза; в результате сэр Гемфри не мог ни читать, ни писать, потому-то сэр Гемфри, вспомнив про старательного переплетчика, решил взять его к себе до выздоровления секретарем, а заодно и поближе познакомиться с ним.

Гемфри Дэви (Humphry Davy, 1778-1829)
Портрет работы Джеймса Лонсдэйла.

«Везение» Фарадея продолжалось всего несколько дней - глаза Дэви постепенно зажили, и Дэви с сожалением расстался с понравившимся ему своими глубокими знаниями и старательностью юношей. Расстался всего на несколько недель - в лаборатории Дэви освободилась должность лаборанта. Протокол Королевского института от 1 марта 1813 г. сухо сообщает: «Сэр Гемфри Дэви имеет честь информировать директоров, что нашел человека, которого желательно назначить на должность... Его имя - Майкл Фарадей... Его данные кажутся хорошими, его характер активный и бодрый, а образ действий разумный. Решено: Майкл Фарадей займет место, ранее занимавшееся мистером Пейном, на тех же условиях» .
И вот, что пишет об этом Фарадей: «Когда я был еще журнальным переплетчиком, я уже интересовался химией и имел отвращение к торговым делам. Случилось, что мистер Денс, член Royal Institution, взял меня, чтобы послушать одну из лекций Гемфри Дэви. Мое желание уйти из торговли, которую я считал делом порочным и эгоистичным и стремление пойти на службу науки, которая, как мне казалось, двигается прямо и свободно, толкнули меня сделать смелый и простой шаг, - написать сэру Гемфри Дэви и просить его, не сможет ли он помочь осуществить мою идею. Когда при личном свидании он согласился на мою просьбу и взял меня работать в его лаборатории, он нашел нужным заметить, что наука - ревнивая любовница, которая приносит мало денежного благополучия тому, кто собирается жить с ней».

Совместное путешествие с Гемфри Дэви по Европе.

Гемфри Дэви только что женился и собирался в свадебное путешествие на континент. А так как, увлеченный научными исследованиями, он даже при таких обстоятельствах не хотел прерывать своих опытов, то ему пришло в голову захватить с собой портативную химическую лабораторию. Фарадей, который был на тринадцать лет моложе своего хозяина, должен был сопровождать его в качестве лакея, служителя для мытья химической посуды и секретаря. Он с радостью согласился, и осенью 1813 г. они уехали в Европу почти на два года.
Это путешествие сыграло огромную роль в становлении Фарадея как ученого. Фарадей вместе с сэром Гемфри и его молодой женой побывал во Франции, Италии, Германии, Бельгии, познакомился со многими выдающимися учеными Европы. «Это утро - начало новой эпохи в моей жизни. До сих пор, насколько мне помнится, я не отъезжал от Лондона на расстояние больше двенадцати миль» - вспоминал он о начале этого путешествия. В Париже они встречались с Ампером, Гей-Люссаком, Гумбольдтом. На глазах Фарадея Дэви сделал в Париже одно из своих блестящих открытий - он признал в неизвестном веществе, переданном ему Ампером, новый химический элемент - йод.
Химик Дюма писал, что «Фарадей оставил о себе самые приятные, никогда не увядающие воспоминания, которых не мог бы вызвать его шеф. Мы восхищались Дэви, но мы любили Фарадея» . В Генуе Фарадей помогал Дэви проводить опыты с электрическим скатом. Задача опытов - выяснить, не вызывает ли электрический разряд ската разложения воды.
Во Флоренции они провели сжигание алмаза в атмосфере кислорода и окончательное доказательство единой природы алмаза и графита. При этом Деэи воспользовался уникальной по величине линзой, принадлежавшей великому герцогу Тосканскому. С ее помощью Дэви вместе с Фарадеем направили лучи солнца на алмаз, лежащий в платиновой чашечке под стеклянным колпаком, заполненным кислородом. Фарадей вспоминал: «Сегодня мы выполнили великий эксперимент, заставив гореть алмаз, и, несомненно, то, что мы наблюдали, было исключительно интересным и красивым... Сэр Г. Дэви заметил внезапно, что алмаз явно горит. Когда алмаз убрали из фокуса линзы, он продолжал быстро сгорать. Сверкающий алмаз светился багровым светом, переходящим в пурпурный, и, помещенный в темноту, горел еще около четырех минут» .
В академии Чименто Фарадей и Дэви с восхищением осматривают уникальные экспонаты - бумажный телескоп самого Галилея и магнитный камень, поднимающий 150 фунтов.
В Риме они наблюдали, но без особого доверия, за опытами Моричини, пытающегося намагнитить стальные иголки с помощью солнечных лучей и считающего, что это ему блестяще удается.
В Милане - следующая запись: «Пятница 17 июня 1814 г. Милан. Видел Вольта, который пришел к сэру Г. Дэви: он бодрый старик, на груди - красная ленточка, очень легок в разговоре».
В Женеве - знакомство с членом правительства республики, врачом и физиком Шарлем де-ля Ривом и его сыном Огюстом, которому было в то время всего 13 лет (через шесть лет Огюст, девятнадцатилетний профессор, покажет Араго, Марсе, Пикте и другим известным лицам опыты Эрстеда, что повлечет за собой цепь великих событий).
Во время путешествия Фарадей начал довольно бегло говорить по-французски и по-немецки. И наконец, самое главное последствие общения Фарадея и Дэви -трудно себе представить более великолепную школу для Фарадея, глубоко преданного науке, но все же пока еще дилетанта. Очень скоро оказалось, что этот юноша-переплетчик, которого Дэви брал для услуг и в качестве служителя лаборатории, проявил такие яркие самостоятельные исследовательские способности и такую научную инициативу, что временами создавались довольно неприятные коллизии. Дэви умел, по-видимому, сдерживать свои дурные чувства и зарождавшуюся подозрительность по отношению к своему служителю и ассистенту. Кроме того, «растирание красок для великого художника» является, пожалуй, обязательной и лучшей школой для ученого, тем более что для Фарадея это «растирание красок» вылилось в совместные исследования со всемирно известным ученым и знакомство с наиболее заметными проблемами и людьми науки того времени. Фарадей писал в одном из своих писем из-за границы: «Я мог бы высказать тысячу жалоб, но, размышляя обо всем трезво и объективно, я думаю, что мне вообще нет никакой нужды жаловаться на кого бы то ни было» .
В связи с этим несколько удивляют сетования некоторых биографов Фарадея, подчеркивающих «несчастную судьбу» Майкла Фарадея, отправившегося «не по своей воле» в Европу в унизительном положении «слуги» сэра Гемфри, особо упирая на то, что Фарадей, мол, жестоко страдал, мучимый своенравной супругой Дэви. Действительно, жена Дэви, в отличие от своего супруга, явно не умела побороть в себе все возраставшую неприязнь к любознательности и научным успехам молодого лабораторного служителя. Она устраивала мужу сцены и отказывалась от визитов к европейским ученым, когда вместе с ними бывал приглашен к обеду и Фарадей, как это случилось в Женеве у физика де-ля Рив. Но тут надо твердо оговорить, что в конфликтах между Фарадеем и леди Джейн не последняя в них обычно одерживала верх. «...Леди Джейн... любит показать свою власть, и я с самого начала обнаружил с ее стороны серьезные намерения подавить меня. Случайные ссоры между нами, в каждой из которых я оказывался победителем, происходили так часто, что я перестал обращать на них внимание. Ее авторитет ослабевал, и после каждой ссоры она вела себя мягче» , - писал впоследствии Фарадей.
Хотя леди Джейн удалось в конечном счете добиться своего. Настороженность Дэви по отношению к помощнику усилилась, когда при личном знакомстве Фарадею оказывали открытые признаки внимания такие ученые, как Ампер, Шеврель и Гей-Люссак, заметившие необыкновенные исследовательские способности молодого лаборанта.
Надо сказать, что в блестящей карьере и яркой биографии Гемфри Дэви оказалось все же темное пятно. Это его дальнейшее неприязненное отношение к Фарадею, о чем мы расскажем несколько позже.

Начало научной карьеры Фарадея. Открытие наркотизирующих свойств серного эфира.

Майкл Фарадей в начале своей научной карьеры.
Портрет работы Чарльза Тёрнера (Charles Turner, 1773-1857).

Майкл Фарадей вернулся из путешествия зрелым, самостоятельно мыслящим ученым. По возращении в Англию Фарадей приступил к обширным и чрезвычайно плодотворным исследованиям в лаборатории Королевского института сначала в области химии, а затем и по электричеству. Как-то из Флоренции пришла посылка с образцами тосканского известняка - герцогиня, во время поездки познакомившаяся с Дэви, просила сделать анализ минерала, видимо, на предмет оценки принадлежащих ей природных богатств. Дэви, занятый в то время отработкой конструкции знаменитой безопасной шахтерской лампы, предложил выполнить достаточно тривиальную работу Фарадею. Тот скоро окончил анализы, передал результаты Дэви и был несказанно удивлен, когда последний отдал материал в научный журнал в качестве оригинальной статьи, первой научной статьи Майкла Фарадея - «О химическом анализе едкой тосканской извести» (1816).
Уже в первой статье четко прослеживаются основные черты Фарадея-исследователя: глубина, редкое упорство в достижении цели, исчерпывающая полнота, спокойствие, свойственное лишь великим умам. Следует упомянуть об убежденности Фарадея во всеобщей связи явлений - убежденности, разделявшейся тогда далеко не всеми. Восхищает любовь Фарадея к порядку и полной определенности - он не признавал непроверенных фактов, а манера точно составлять отчеты неоднократно приводила в восторг директоров института.
До 1821 г. Фарадей опубликовал около 40 научных работ по химии. Для нас, анестезиологов, конечно же, в первую очередь огромный интерес представляет его статья, посвященная свойствам серного эфира. Во время работы над изучением свойств сгущенных газов и паров жидкостей Фарадей установил с н о т в о р н о е действие паров эфира. Это было в 1818 г. и Фарадей напечатал об этом в «Ежекваратальном журнале науки и искусства» («Quarterly Journal of Science and the Arts Miscellanea»). Вот этот текст:

«V. Эффекты ингаляции паров серного эфира.

Когда пары эфира, смешанные с обыкновенным воздухом, подвергаются ингаляции, они производят эффект, весьма схожий с тем, который производится закисью азота. Для того, чтобы убедиться в этом действии, надо провести трубку в верхнюю часть бутылки, содержащей эфир, и дышать через нее. Стимулирующий эффект отмечается прежде всего с надгортанника, но вскоре он весьма сильно снижается. Вслед за этим обычно ощущается чувство наполнения в голове и последовательные эффекты, сходные с теми, кои производятся закисью азота.
Опуская трубку глубже внутрь бутылки, можно вдыхать больше эфира при каждой инспирации, эффект наступает более быстро, а ощущения получаются более отчетливыми в их сходстве с теми, которые бывают при газе.
Испытывая эффекты эфирных паров на лицах, которые особенно поддаются закиси азота, было обнаружено неожиданное тождество производимых ощущений. Одно лицо, которое уже испытало душевную депрессию при ингаляции газа, получило ощущения сходного рода при ингаляции паров (эфира).
Необходимо применять осторожность, производя эксперименты этого рода. Путем неразумной инспирации эфира некий джентльмен был повержен в совершенно летаргическое состояние, которое продолжалось с некоторыми периодами интермиссии более 30 часов при большом угнетении духа. В течение нескольких дней пульс был так замедлен, что создались значительные опасения за его жизнь».

Итак, наркотическое действие паров эфира, аналогичное закиси азота, было установлено и четко записано Майклом Фарадеем ещё в 1818 г. Но подобно тому, как в свое время записи его учителя Гемфри Дэви об обезболивающем действии закиси азота остались никем практически не использованными, так и теперь наблюдениям Майкла Фарадея суждено было кануть в Лету. Только через сорок лет за океаном другие люди, ничего не зная ни о Дэви, ни о Фарадее, испробовали и закись азота, и серный эфир целеустремленно, с прямой задачей хирургического обезболивания.
Можно бы задуматься, почему, отметив совершенно ясное сходство снотворного и обезболивающего действия закиси азота и эфира, оба молодых ученых совместно и при взаимной поддержке не довели дела до заметных практических результатов. Может быть потому, что к 1818 г. Дэви давно уже покончил со своими увлечениями «пневматической медициной» и был поглощен совсем иными проблемами, которые сулили ему гораздо более реальные успехи.

Достижения Майкла Фарадея в химии.

В настоящее время Майкл Фарадей известен прежде всего как выдающийся физик. К числу его фундаментальных достижений в этой области относятся открытие явлений электромагнитной индукции (1831), диамагнетизма (1845), парамагнетизма (1847), вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (1845). Менее известны, хотя исключительно велики заслуги Фарадея в области химии, тем более, что ранняя слава пришла к Фарадею именно как к химику.

Майкл Фарадей в химической лаборатории Королевского института.
Рисунок Гэрриета Мура (Harriet Moore).

В 1815-1818 гг. он занимался химическим анализом известняка; с целью улучшения качества стали исследовал сплавы железа; изучал влияние различных добавок на качество стали. В 1821 г. он получил ряд хлорпроизводных углеводородов, в том числе гексахлорэтан C 2 Cl 6 . В 1824 г. Фарадей впервые получил в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота, указав при этом общий метод сжижения газов. Он получил также в жидком виде также арсин, фосфин, бромоводород и иодоводород, этилен.

Майкл Фарадей демонстрирует своему другу
опыт по получению жидкого хлора.

В 1825 г. он заменил тяжело больного Гемфри Дэви в руководстве химической лабораторией института. В этом же году он открыл изобутилен и бензол, изучив его физические и некоторые химические свойства.

Одна из первых проб бензола, полученного Фарадеем.
Экспонат музея Фарадея, открытого в Королевском институте в 1973 г.
с высочайшего повеления Её Величества Королевы Англии.

Фарадей был одним из пионеров исследования каталитических реакций. В 1825 г. он пытался синтезировать аммиак из азота и водорода действием едкого калия в присутствии металлов. Он рассматривал адсорбцию на поверхности твердых катализаторов как чисто физическое явление. В 1826 г. он получил альфа- и бета-сульфокислоты нафталина и приготовил 15 их солей, а также положил начало исследованиям натурального каучука.
В 1828 г. впервые получил этилсерную кислоту взаимодействием этилена и
серной кислоты и показал возможность фотохимического хлорирования этилена за 15 лет до осуществленного Ж. Дюма открытия реакции металепсии.
В 1824-1830 гг. проводил работы по улучшению качества оптического стекла и предложил тяжелое свинцовое стекло, с помощью которого впоследствии, в 1845г., открыл явление магнитного вращения плоскости поляризации (эффект Фарадея).

Стекло, полученное М.Фарадеем.

В 1833-1834 гг. он установил количественные законы электролиза (законы Фарадея) и ввел термины «электролиз», «электрод», «катод», «анод», «катион», «анион», «ион», «электролит», «электрохимический эквивалент». В 1833 г. он стал Фуллеровским профессором химии Королевского института и занимал эту должность, созданную специально для него до 1862 г.

Прибор, изготовленный Фарадеем для проведения опытов по электролизу.
Экспонат музея Фарадея в Королевском институте.

Коллоидный раствор золота.
Экспонат музея Фарадея в Королевском институте .

Первые шаги Майкла Фарадея в изучении электромагнетизма.

Начав свою научную деятельность как химик, Майкл Фарадей постепенно обратил свои интересы на физику, а именно, на проблемы электромагнетизма. Перемена в тематике его занятий случилась в августе 1820 г. - в это время по Европе рассылался Эрстедом (Hans Christian Orsted) его знаменитый труд «О воздействии электрического конфликта на магнитную стрелку».
В августе Дэви получил по почте только что напечатанную в Англии работу Эрстеда. Дэви и Фарадей немедленно повторили эксперимент Эрстеда и с восхищением убедились, что Эрстед прав - протекание тока в проводе неизбежно вызывает отклонение размещенной поблизости магнитной стрелки.
И знаменитый Дэви, и еще неопытный Фарадей с внезапной ясностью ощутили, как и все, видевшие опыт, что рушится стена между двумя дотоле никак, казалось, не связанными друг с другом силами природы - электричеством и магнетизмом. Стена начала рушиться, и обнаружились неведомые связи, повеяло свежим воздухом новых открытий.

Фарадей демонстрирует опыт с прототипом электродвигателя.

Был август. Потрясенный Араго уже интенсивно работает, развивая опыты Эрстеда, показанные ему молодым де-ля Ривом; он замечает, что не только стрелки компаса, но и железные опилки легко «чувствуют» наличие электрического тока - они облепляют проволочку с током; при выключении тока опилки опадают черными хлопьями...
Был август. Только в сентябре об опытах Эрстеда узнает Ампер (Andre-Marie Ampere), которому суждено первому понять и истолковать их. Ампер, «этот докучливый умник Ампер», опередил всех, развив свою стройную теорию образования магнетизма за счет электричества и потратив всего две недели (плюс, разумеется, всю предыдущую жизнь).
Фарадею и Дэви это не удалось. Все произошло слишком быстро. В августе они узнали об опытах Эрстеда, а уже в сентябре Ампер предложил стройную теорию, объясняющую непонятные опыты.
Нельзя сказать, что Дэви и Фарадей были в восторге от теории Ампера. Но разрушить изящное здание было трудно: с какой бы стороны к нему ни подобраться, оно оказывалось безупречным. Шли месяцы, а Дэви и Фарадей не могли предложить ничего, что могло бы заменить теорию Ампера.
Кончилась осень, прошла зима, наступила весна 1821 года. Дэви постепенно отдалялся от задач, связанных с электричеством, Фарадей был упорен, но тоже никаких опровержений теории Ампера не находил.
Прошла весна, наступило лето, коллеги Фарадей разъехались кто куда. Дэви, как и его друг Волластон, известный химик и физик (он открыл палладий и родий, а также линии, которые впоследствии несправедливо назовут фраунгоферовыми, а не волластоновыми), уехал на курорт, а Фарадей остался в душном Лондоне и упорно работал над новыми проблемами связи электричества и магнетизма.
В то время произошло важное для Фарадея и его открытий событие. Редактор научного журнала «Философские анналы» доктор Филиппс предложил Фарадею написать обзорный очерк истории электромагнетизма. Предложение было весьма почетным, но в какой-то мере, по-видимому, объяснялось и тем, что Дэви и Волластона в Лондоне в то время не было.
Фарадей с жаром принялся за дело. Будучи, как уже говорилось, человеком пунктуальным, привыкшим все делать с исчерпывающей полнотой, привыкшим проверять всех и вся - «люди склонны ошибаться», - он решает лично проделать все опыты, которые привели к пониманию электромагнетизма. Он стал возвращаться домой еще на два часа позже, чтобы суметь выполнить многочисленные эксперименты. Под занавес (хочется говорить театральным языком: история возвышения Фарадея пока еще напоминает жизнеописания великих актеров и актрис, завоевавших сцену после того, как их случайно выпускали на публику из-за болезни «кумира» или другой неожиданности) Фарадей решил осуществить опыт, о котором как-то месяца 2 назад говорили в его присутствии Дэви и Волластон. Идея опыта была, по-видимому, ими еще недостаточно отработана - речь шла о том, что проволока, через которую пропущен ток, как будто должна под действием магнита вращаться вокруг своей оси.
В самом указании на возможность электромагнитного вращения нового ничего не было - о нем говорил еще Ампер. Но идея эксперимента была новой.
Установка состояла из серебряной чаши с ртутью, посреди которой ставился на торец брусковый магнит. В ртути плавала пробка, проткнутая медной проволокой; другой конец проволоки шарнирно укреплялся над магнитом и подсоединялся к полюсу вольтова столба. Другой полюс столба подсоединялся непосредственно к серебряному сосуду.
Таким образом образовалась электрическая цепь:

• «плюс» вольтова столба;
• серебряная чаша;
• ртуть;
• проволочка;
• «минус» вольтова столба;
• «вольтов столб»;
• «плюс» вольтова столба.

Когда цепь замыкалась и по ней тек электрический ток, появилась возможность изучить взаимодействие тока с магнитным полем брускового магнита. Поскольку проволочка могла легко передвигаться, можно было надеяться, что те «магнитные» силы, которые отклоняют магнитную стрелку в опытах Эрстеда, заставят вращаться и проволочку.
Действительно, при включении тока проволочка начала быстро вращаться вокруг магнита. Поменяв «плюс» с «минусом» или переставив магнитик «с ног на голову» (выставив из ртути наружу, скажем, северный полюс вместо южного), можно было добиться, чтоб направление вращения изменялось.
Таким образом, Фарадей создал первый в мире электродвигатель. Думаем ли мы теперь, глядя на впечатляющие махины гидрогенераторов, электродвигателей судов и электровозов, что они с их исполинской мощью суть порождения несложного прибора Фарадея, в котором впервые в мире взаимодействие поля и тока дало вращение легчайшей проволочке!
Итак, очерк по истории электромагнетизма, заказанный Фарадею, определенно «вытанцовывался» да еще столь эффектным образом! Впрочем, была одна заминка: как быть с тем, что Фарадей идею опыта фактически заимствовал из разговора, при котором случайно присутствовал (хотя, как выяснилось впоследствии, Фарадей понял основную роль опыта неправильно!).
Лучше всего было бы показать статью Дэви, но того не было в Лондоне, Волластон тоже уехал к морю, а редактор срочно требовал статью. И Фарадей сдал статью в номер.
Когда Дэви и Волластон вернулись из отпуска, их ожидал уже номер журнала со статьей Фарадея, где ни словом не упоминалось о Волластоне или Дэви... Статья была подписана одной буквой «М», а дополнения с описанием электромагнитного вращения - полным именем Фарадея.
По Королевскому институту поползли слухи...
Под, угрозу стал не только приоритет Фарадея в осуществлении электромагнитного вращения, но и вся его научная карьера - что может быть страшнее для ученого, чем обвинение в научной недобросовестности!
Фарадей решает поговорить с Волластоном начистоту. Он пишет ему обстоятельное и откровенное послание и через некоторое время получает ответ: «Сэр! Мне кажется, что Вы находитесь в заблуждении, преувеличивая силу моих чувств по поводу тех обстоятельств, о которых Вы пишете. Что касается мнения, которое другие лица могут иметь о Ваших поступках, то это дело целиком Ваше и меня не касается, но если Вы считаете, что не заслужили упрека в недобросовестном пользовании чужими мыслями, то Вам, как мне кажется, не следует придавать большого значения всему этому происшествию.
Однако, если Вы тем не менее не отказались от желания иметь беседу со мной и если Вам удобно зайти ко мне завтра утром, между десятью и 10,5 часами, то можете быть уверены, что застанете меня дома.
Ваш покорный слуга У.Х. Волластон».
Встреча состоялась, причем, по-видимому, Волластон принял во внимание обстоятельства, из-за которых его имя не было упомянуто в статье, и с высоты своих научных заслуг решил отказаться от каких-либо претензий к Фарадею, молодому, симпатичному ему ученому, не числящему еще за собой каких-либо серьезных научных заслуг. По-видимому, он так и не понял до конца революционности опыта, считая прибор Фарадея малозначащей игрушкой. А это был первый электродвигатель! Знай это Волластон, он, вероятно, не отказался бы от претензий так легко.
Так или иначе, после встречи отношение Волластона к Фарадею стало очень сердечным - он не упускал случая заглянуть в лабораторию молодого исследователя, замолвить о нем доброе слово.

Конфликт с Гемфри Дэви. Семейная жизнь Фарадея.

Хотя Фарадею удалось наладить взаимоотношения с Волластоном, то, к сожалению, того же нельзя было сказать об взаимоотношениях с Гемфри Дэви. Учитель относился к Фарадею все прохладнее и прохладнее. Он испытывал к бывшему ученику сложные чувства: и бесспорное восхищение способностями Фарадея, и ревность по отношению к более удачливому коллеге, и гордость за него, и обиду за отрицательный отзыв, написанный на одно из изобретений Дэви Фарадеем. Не разобрался Дэви как следует и в случае с открытием электромагнитного вращения.
Как это ни странно, но Дэви были явно неприятны крупные научные успехи его прежнего служителя. Чего ему не хватало? Богатство жены позволяло Дэви жить очень широко, путешествовать. Научная слава его была огромной и он был удостоен высшей чести, возможной в Англии - кресла президента Лондонского Королевского научного общества. Но когда Фарадей, ставший во главе тех лабораторий, в которых он работал простым служителем у Дэви, начал осуществлять одно за другим свои замечательные открытия, то Дэви дважды бросал тень на них и ставил под сомнение приоритет Фарадея как в идее сгущения газов, так и в самостоятельном открытии электромагнитной индукции.
Положение осложнилось тем, что Дэви был президентом Лондонского Королевского научного общества. Когда ввиду больших научных заслуг Майкла Фарадея встал вопрос об избрании его в Королевское общество (честь, эквивалентная нашему избранию в академики), Дэви не поддержал предложение (кстати сказать, первым подписал предложение Волластон). Потребовалось вмешательство друзей и доброжелателей Фарадея, чтобы сломить сопротивление Дэви и выставить кандидатуру Фарадея на голосование. Протокол общества от 1 мая 1823 г. сохраняет для нас заявление тех, кто предложил его кандидатуру:
«Сэр Майкл Фарадей, превосходно знающий основы химии, автор многих сочинений, опубликованных в трудах Королевского общества, изъявляет желание вступить в число членов этого общества, и мы, нижеподписавшиеся, рекомендуем лично нам известного Фарадея как лицо, безусловно, достойное этой чести, и полагаем, что он г будет для нас полезным и ценным членом».
Избрание Фарадея состоялось в 1824 году, через 11 лет после назначения его лаборантом. После голосования в урне оказался лишь один «черный шар». Многие исследователи полагают, что его бросил Дэви. Трудно через полтора столетия судить об этом с полной определенностью.
Звезда самого Дэви в те дни начала меркнуть. Уже несколько лет он не публиковал научных статей, в 1826 г. он в последний раз провел эксперимент в лаборатории Королевского института. Можно предположить, что он ушел на покой, устав от жизни в науке. Видимо, его созидательный гений уже иссяк, он тяжело осознавал это и удалился... Ему было всего лишь 48 лет. 50 лет он, тяжело переживая свой творческий кризис, поехал развеяться за границу, где вскоре скончался.
Он сделал много великих открытий, но, по его собственному признанию, самым великим его открытием было то, что он открыл Фарадея.
А ведь о самых великих открытиях своего ученика, Майкла Фарадея, Дэви узнать не успел - они еще впереди.
Непрятности, связанные с натянутыми отношениями с Дэви, сглаживались благополучной семейной жизнью Фарадея. В 1821 г. он женился на 21-летней Саре Бернар (Sarah Barnard). Свадьба Фарадея и дочки серебрянщика была более чем скромной - даже ближайшие друзья с удивлением узнали, что их не пригласили. Это стало началом прекрасной и неизменной преданности, дружбы и любви Сары и Майкла, любви, которую Майкл ценил выше, чем свои научные успехи. Брак был необыкновенно счастливым, хотя и бездетным.

Фарадей и Сара Бернар рождественским утром 1821 г.
Иллюстрация из книги «Электричество в повседневной жизни»
(«Electricity in Daily Life», C.F. Brackett et al., 1890).

Майкл Фарадей с женой Сарой Бернар.
Дагерротип.

Электромагнитная эпопея Майкла Фарадея.

Майкл Фарадей в 1831 г.
Художник William Brockedon (1787-1854). Рисунок углем.
Национальная портретная галерея, Лондон.

Одержимый идеями о неразрывной связи и взаимовлиянии сил природы, Фарадей безуспешно пытался каким-то образом показать, что раз уж с помощью электричества Ампер мог создавать магниты, точно так же с помощью магнитов можно создавать электричество. Логика его была проста: механическая работа легко переходит в тепло; наоборот, тепло можно преобразовать в механическую работу, например, в паровой машине. Вообще, среди сил природы чаще всего случается следующее соотношение: если А рождает В , то и В рождает А .
Если с помощью электричества получают магнетизм, то, по-видимому, возможно «получить электричество из обычного магнетизма» . Такую же задачу поставили перед собой Араго и Ампер в Париже, но они вскоре решили, что задача безнадежна.
Фарадей ставит множество опытов, ведет педантичные записи. Каждому небольшому исследованию он посвящает параграф в лабораторных записях (изданы в Лондоне полностью в 1931 г. под названием «Дневник Фарадея» ).
В записках Фарадея была найдена «шкала научных заслуг», включающая четыре ступени:

Открытие нового факта.
Сведение его к известным принципам.
Открытие факта, несводимого к известным принципам.
Сведение всех фактов к еще более общим принципам.

В соответствии с этой шкалой открытия самого Фарадея - высшая ступень. Открытие Герцем электромагнитных волн - это вторая ступень, открытие радиоактивности Беккерелем - третья ступень. Заслуга Эйнштейна - четвертая, высшая ступень.
О работоспособности Фарадея говорит хотя бы тот факт, что последний параграф «Дневника» помечен номером 16041. Блестящее мастерство Фарадея-экспериментатора и его одержимость дали результат - через 11 лет после Эрстеда, 17 октября 1831 г., он, быстро вдвигая железный сердечник в катушку, убедился в том, что в какой-то момент в цепи катушки возникает ток. Будь прибор Фарадея не на виду у него или у его ассистента в тот самый момент, когда он вставлял сердечник, неизвестно, сколько времени ему пришлось бы биться над своей задачей.

Электромагнитная индукционная катушка Фарадея.
Экспонат музея Фарадея в Королевском институте.

Интересно, что до Фарадея абсолютно такие же опыты проводил Ампер. Чтобы избежать ошибок, связанных с сотрясением приборов, и Фарадей, и Ампер поместили измерительный прибор в отдельную комнату. Разница, казалось бы, была очень небольшой: Ампер сначала вдвигал сердечник, а потом следовал в соседнюю комнату посмотреть, не появился ли ток. Пока Ампер шел из комнаты в комнату, ток, который возникает лишь во время вдвигания, то есть во время изменения магнитного поля во времени, уже успокаивался, и Ампер, придя в соседнюю комнату, убеждался в том, что «никакого эффекта нет». Фарадей же работал с ассистентом.
Об ассистенте следует, быть может, рассказать поподробнее. Артиллерийский сержант Андерсен был помощником Фарадея в течение 40 лет: «Он помогал мне при всех опытах, и я ему много обязан и благодарен за его заботливость, невозмутимость, пунктуальность и добросовестность» . Гельмгольц отмечал впоследствии, что Андерсен отличался интересной чертой - он серьезно считал, что сам выдумывает и исполняет фарадеевские опыты, оставляя на долю того «пустые разговоры».
Когда Фарадей вдвигал в катушку сердечник, Андерсен заметил отклонение стрелки прибора...
Можно снова и снова повторять за Гельмгольцем: «И от этих случайных обстоятельств зависело великое открытие!»
Через несколько дней после открытия электромагнитной индукции Фарадей набрасывает пером на бумаге и строит первый в мире электрогенератор. Очень интересно, что Фарадей изобрел униполярный генератор, то есть наиболее сложный по принципу действия из всех генераторов, известных сегодня. Еще интереснее, что точно такой же по принципу действия генератор Фарадей мог получить 9 лет назад. Стоило ему самому начать крутить вокруг магнита проволочку своего первого двигателя, а не ждать, пока она закрутится при пропускании тока, и он имел бы электрогенератор! Ведь сейчас каждому школьнику известно, что электродвигатель и электрогенератор обратимы! Но Фарадей не догадался покрутить проволочку вокруг магнитика...
«И от этой мелочи...» и так далее, по Гельмгольцу.

Первый электрогенератор Фарадея.
Экспонат музея Фарадея в Королевском институте.

Итак, Фарадей с интервалом в 9 лет сделал два величайших открытия, которые, можно сказать с уверенностью, произвели революцию в жизни человечества, - он изобрел электродвигатель и электрогенератор.
Интересно теперь более подробно проследить, как пришел Фарадей к своему открытию. Кроме интуитивной убежденности во всеобщей связи явлений, его, собственно, в поисках «электричества из магнетизма» ничто не поддерживало. К тому же он, как и его учитель Дэви, больше полагался на свои опыты, чем на мысленные построения. Дэви учил его:
«Хороший эксперимент имеет большие ценности, чем глубокомыслие такого гения, как Ньютон».
Все лабораторные записи Фарадея, сделанные на протяжении многих десятилетий и собранные в восьмитомном «Дневнике», не содержат ни одной математической формулы, ни одного логического построения, не подтвержденного опытом.
К тому же Фарадей не знал математики, и изящные построения блестящих математиков Ампера, Био, Савара и Лапласа были ему попросту непонятны.
И тем не менее именно Фарадею суждены были великие открытия. Дело в том, что Фарадей порой стихийно рвал путы эмпирики, некогда навязанные ему Дэви, и в такие минуты его осеняло великое прозрение - он приобретал способность к глубочайшим обобщениям.
Сейчас даже из соображений симметрии ясно, что если электрический ток (то есть движущийся электрический заряд) создает магнитное поле, то электрическое поле должно создаваться при движении магнита или магнитного поля. Для того чтобы прийти к этому выводу, Фарадею потребовалось 11 лет. За многие годы Фарадей перебрал множество комбинаций проводников, спиралей, сердечников и магнитов. Говорят, он в течение всего этого времени таскал в кармане магнит и кусок проволоки, чтобы в любое время исследовать, что произойдет при новом их взаимном расположении.
Нельзя сказать, чтобы искал он совсем уж вслепую. Фарадей опирался на аналогию с электростатической индукцией. Если к телу поднести заряд, то поверхность тела, близкая к заряду, тоже зарядится, но только электричеством другого знака. А Фарадей искал индукцию электрического тока (движущихся зарядов), полагая, что она может быть вызвана магнетизмом.
Первый проблеск удачи появился, как уже было сказано, лишь через 11 лет после начала опытов.
29 августа 1831 г. он собрал в лаборатории следующую несложную установку: на железное кольцо диаметром около шести дюймов он намотал изолированной проволокой две обмотки. Когда Фарадей подключил к зажимам одной обмотки батарею, артиллерийский сержант увидел, как дернулась стрелка гальванометра, подсоединенного к другой обмотке.
Дернулась и успокоилась, хотя постоянный ток продолжал течь по первой обмотке. Фарадей тщательно просмотрел все детали простой установки - все было в порядке.
Но стрелка гальванометра упрямо стояла па нуле. С досады Фарадей решил выключить ток, и тут случилось чудо - во время размыкания цепи стрелка гальванометра, показывающего электрическое напряжение в другой обмотке, опять качнулась и опять застыла на нуле! Вот как описывал сам Фарадей события великого дня:
«Я изготовил железное кольцо из мягкого круглого железа толщиной в 7/8 дюйма. Внешний диаметр кольца был 6 дюймов. Я намотал на одну половину кольца много витков медной проволоки, изолированных шнуром и коленкором. Всего на этой половине было намотано три куска проволоки, каждый длиной около 24 футов. Концы проволоки можно было соединить в одну обмотку или применить раздельно.
Испытание показало, что каждый из кусков проволоки вполне изолирован от двух других. Эту сторону кольца я обозначу буквой А. На другую половину кольца, отступив на некоторый промежуток от стороны А, я намотал еще два куска той же проволоки общей длиной около 60 футов. Направление витков было то же, что и на половине А. Эту сторону кольца я обозначу буквой В.
Я зарядил батарею из десяти пар пластинок, 4 квадратных дюйма каждая. На стороне В я соединил оба конца проволоки в общую цепь и приключил ее к гальванометру, который был удален от моего кольца на 3 фута. Тогда я подключил концы одной из проволок на стороне А к батарее, и тотчас же произошло заметное действие на стрелку гальванометра. Она заколебалась и затем вернулась в свое первоначальное положение. Когда я прервал контакт стороны А с батареей, немедленно же произошел новый бросок стрелки».
Фарадей был в недоумении: во-первых, почему стрелка ведет себя так странно? Во-вторых, имеют ли отношение замеченные им всплески к явлению, которое он искал?
Вот тут-то и открылись Фарадею во всей ясности великие идеи Ампера - связь между электрическим током и магнетизмом. Ведь первая обмотка, в которую он подавал ток, сразу становилась магнитом. Если рассматривать ее как магнит, то эксперимент 29 августа показал, что магнетизм как будто бы рождает электричество.
Только две вещи оставались странными: почему всплеск электричества при включении электромагнита стал быстро сходить на нет? И более того, почему всплеск появляется при выключении магнита?
На следующий день, 30 августа, новая серия экспериментов. Эффект ясно выражен, но тем не менее абсолютно непонятен.
Фарадей чувствует, что открытие где-то рядом.
23 сентября он пишет своему другу Р. Филиппсу: «Я теперь опять занимаюсь электромагнетизмом и думаю, что напал на удачную вещь, но не могу еще утверждать это. Очень может быть, что после всех моих трудов я в конце концов вытащу водоросли вместо рыбы».
К следующему утру, 24 сентября, Фарадей подготовил много различных устройств, в которых основными элементами были уже не обмотки с электрическим током, а постоянные магниты. И эффект тоже существовал! Стрелка отклонялась и сразу же устремлялась на место. Легкое движение происходило при самых неожиданных манипуляциях с магнитом, иной раз казалось - случайно. Нет, не может того быть! Разгадка где-то рядом. Но где?
Следующий эксперимент - 1 октября. Фарадей решает вернуться к самому началу - к двум обмоткам: одной с током, другой - подсоединенной к гальванометру. Различие с первым экспериментом - отсутствие стального кольца - сердечника. Всплеск почти незаметен. Результат тривиален. Ясно, что магнит без сердечника гораздо слабее магнита с сердечником. Поэтому и эффект выражен слабее. Тривиально и ясно для нас, уже знающих, в чем тут дело. Но для Фарадея роль железного сердечника ясна отнюдь не была.
Фарадей разочарован. Две недели он не подходит к приборам, размышляя о причинах неудачи.
Эксперимент триумфальный - 17 октября.
Фарадей заранее знает, как это будет. Опыт удается блестяще.
«Я взял цилиндрический магнитный брусок (3/4 дюйма в диаметре и 81/4 дюйма длиной) и ввел один его конец в просвет спирали из медной проволоки (220 футов длиной), соединенной с гальванометром. Потом я быстрым движением втолкнул магнит внутрь спирали на всю его длину, и стрелка гальванометра испытала толчок. Затем я так же быстро вытащил магнит из спирали, и стрелка опять качнулась, но в противоположную сторону. Эти качания стрелки повторялись всякий раз, как магнит вталкивался или выталкивался».
Секрет - в движении магнита! Импульс электричества определяется не положением магнита, а движением!
«Это значит, что электрическая волна возникает только при движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в покое».
Идея оказалась плодотворной. Если движение магнита относительно проводника создает электричество, то, видимо, и движение проводника относительно магнита должно рождать электричество! «Электрическая волна» не исчезнет до тех пор, пока будет продолжаться взаимное перемещение проводника и магнита. Значит, есть возможность создать генератор электрического тока, действующий сколь угодно долго, лишь бы продолжалось взаимное движение проволоки и магнита!
Здесь - путь к современным электрогенераторам. И поскольку Фарадей правильно оценил принцип действия нового устройства, оно было им быстро построено и испытано.
28 октября Фарадей установил между полюсами подковообразного магнита вращающийся медный диск, с которого при помощи скользящих контактов (один на оси, другой на периферии диска) можно было снимать электрическое напряжение. Это был первый электрический генератор, созданный руками человека.
Таким образом, в в 1831 г. Фарадей открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе работы всех электрогенераторов постоянного и переменного тока.
Кстати, говоря о том, что фарадеевский генератор вырабатывает электричество, мы никогда не задаемся вопросом: какое? Ответ для нас ясен - на свете есть лишь одно электричество, находящееся обычно в самых различных формах. Это не было ясным во времена Фарадея, и вопрос «какое?» был вполне уместен.
Фарадей сравнил действие различных «электричеств» и доказал тождественность известных тогда «видов» электричества: «животного», «магнитного», термоэлектричества, гальванического электричества и т.д. Выяснилось, что все электричества идентичны по свойствам, но различны по количеству. Например, все они могут разлагать воду, только с различной скоростью. Вывод Фарадея о том, что электричество, каким бы путем оно ни было получено, едино по своей природе, - тоже один из важнейших в истории электричества. Открытие Фарадея еще раз подтверждает остроумную мысль, некогда выраженную Исааком Ньютоном: «Природа проста и не роскошествует излишними причинами».
В 1830-х годах Фарадей также предложил понятие «поля», прекрасно продемонстрировав эту концепцию в опыте с железными опилками, помещенными в электрическом поле (см. рис.).

«Линии Фарадея» - линии электрического поля,
выложенные железными опилками.

В 1833 г. он изобрел вольтметр. В 1845 г. он впервые употребил термин «магнитное поле», а в 1852 г. сформулировал концепцию поля.
В 1845 г. Фарадей обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). В том же году открыл диамагнетизм, в 1847 г. - парамагнетизм.

Набор лабораторного оборудования, с помощью которого
Фарадей обнаружил явление вращения плоскости
поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея).
Экспонат музея Фарадея в Королевском институте.

Майкл Фарадей в 1849 г.
Литография W. Bosley, сделанная с дагерротипа A. F. J. Claudet.

Свои основные работы по электричеству и магнетизму Фарадей представил Лондонскому Королевскому научному обществу в виде серий докладов под названием Экспериментальные исследования по электричеству (Experimental Researches in Electricity) . Кроме Исследований , Фарадей опубликовал работу Химические манипуляции (Chemical Manipulation, 1827) . Широко известна его книга История свечи (A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle, 1861) .
Широкую известность получили публичные лекции Фарадея.

Профессор Фарадей читает лекцию по электромагнетизму в Королевском институте. На лекции присутствуют члены королевской фамилии. В первом ряду сидит муж английской королевы с сыновьями: принцем Уэльским и герцогом Эдинбургским. Художник Alexander Blaikley.

Фарадей много внимания уделял и школьному образованию. Ежегодно он читал в Королевском институте рождественские лекции для детей. Традиция фарадеевских чтений для детей продолжается и в настоящее время.

Последние годы жизни Майкла Фарадея.

После «электромагнитной эпопеи» Фарадей был вынужден прекратить на несколько лет свою научную работу - настолько была истощена нервная система непрестанными напряженными раздумьями.

Фарадей в последние годы жизни.

Вообще Фарадей никогда не щадил себя, занимаясь наукой. Серьезно укоротили его жизнь химические опыты, где широко использовалась ртуть, беспрерывно, хотя и не намеренно, проливающаяся на пол, а затем испаряющаяся.
Оборудование его лаборатории было абсолютно негодным с точки зрения самой элементарной техники безопасности. Вот письмо самого Фарадея:
«В прошлую субботу у меня случился еще один взрыв, который опять поранил мне глаза. Одна из моих трубок разлетелась вдребезги с такой силой, что осколком пробило оконное стекло, точно ружейной пулей. Мне теперь лучше, и я надеюсь, что через несколько дней буду видеть так же хорошо, как и раньше. Но в первое мгновение после взрыва глаза мои были прямо-таки набиты кусочками стекла. Из них вынули тринадцать осколков...»
Когда, за несколько лет до смерти, Фарадею предложили квартиру в Хэмптон-Корте, дворце за Темзой, в 10 милях от Лондона, его здоровье было уже сильно подорвано работой. В одном из флигелей дворца и провел девять последних лет жизни гениальный Майкл Фарадей, великий физик, член Лондонского Королевского общества, академик Санкт-Петербургской, Флорентийской, Парижской и других славных академий.
Дворец Хэмптон-Корт был построен в XVI веке кардиналом Волсеем и оставлен им для короля Генриха VIII; в XVII веке дворец был перестроен для Вильяма III известным архитектором Кристофером Рэном (Christopher Wren, 1632-1723), прославившимся строительством лондонского собора святого Павла, дружбой с Ньютоном и песенкой, которую про него распевают:

Как-то сэр Кристофер Рен
Пошел откушать кое с кем.
Предупредил: коль спросят скоро -
Я - на строительстве собора.

Еще позже, во времена долгого царствования королевы Виктории, флигели дворца были превращены в «дома благосклонности и благорасположения», где наиболее заслуженные люди Англии могли получить бесплатные квартиры (сейчас там в основном живут теле- и кинозвезды). Нельзя сказать, что щедрость была чрезмерной - королева дворец не любила, ей был больше по душе старый Виндзор, да и слава у Хэмптон-Корта была неважная - считалось, что по нему бродят привидения - две жены Генриха VIII и няня Эдуарда VI, умершие здесь когда-то насильственной смертью.
Для Фарадея, оклад которого ни в коей мере не был соизмерим с его заслугами (Фарадей подрабатывал, будучи «смотрителем маяков» и судебным экспертом по качеству промышленных товаров), предложение бесплатной квартиры было как нельзя более кстати, и он, скрепя сердце, принял его, хотя ранее отказался от предоставления ему королевой дворянского звания и предложенной в недостаточно корректной форме пенсии - 300 фунтов стерлингов в год.
С годами он стал отказываться от всего, что могло бы помешать ему работать, от писем, от лекций, от встреч с друзьями. Последняя лекцию он прочитал на рождество 1860 г. В октябре 1861 г. сложил с себя обязанности профессора. В последний раз он работал в лаборатории 12 марта 1862 г. В 1864 г. сложил с себя обязанности главы христианской общины. В 1865 г. перестал выполнять обязанности, связанные с электрическим освещением маяков. И вообще, он в последний раз интересовался электричеством в 1865 г. - его восхитила громадная электрическая машина Хольтца.
Он писал: «... Настало время уйти из-за потери памяти и усталости мозга. Причины:
1. Колебания и неопределенность в доказательствах, на которых лектор должен настаивать.
2. Неспособность извлечь из памяти ранее накопленные сокровища знаний.
3. Тускнеют и забываются прежние представления о своих правах, чувство собственного достоинства и самоуважения.
4. Сильная потребность поступать справедливо по отношению к другим и неспособность сделать это.
Удалиться».

Со временем он отказался даже от писем друзьям: «Снова и снова рву я свои письма, потому что пишу ерунду. Я не могу уже плавно писать и проводить линии. Смогу ли я преодолеть этот беспорядок? Не знаю. Больше писать не буду. Моя любовь с Вами».
Он умер в своем рабочем кресле, в последний раз глядя из окна кабинета на осеннюю зелень и детей, играющих у ручья. Это случилось 25 августа 1867 года...
Прах его покоится на Хайгетском кладбище в Лондоне, недалеко от места захоронения Карла Маркса, столь высоко оценившего революционность идей Фарадея.
В Вестминстерском аббатстве установлена мемориальная доска Фарадею, его имя здесь находится рядом с именами самых великих ученых Англии - Ньютона, Максвелла, Резерфорда.

Надгробная плита над могилой Майкла Фарадея на
Хайгетском кладбище в Лондоне.

Использованная литература.

Карцев В. П. «Приключения великих уравнений». М.: Знание, 1986.

Юдин С.С. «ОБРАЗЫ ПРОШЛОГО В РАЗВИТИИ ХИРУРГИЧЕСКОГО ОБЕЗБОЛИВАНИЯ» (Юдин С.С. Избранные произведения. Вопросы обезболивания в хирургии. Медгиз. 1960.).

Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в посёлке Ньюингтон-Баттс, который находится рядом с , .

Отец Майкла, Джеймс Фарадей, был кузнецом.

Мама, Маргарет, занималась домом и детьми, а до того как вышла замуж за Джеймса, работала служанкой.

У Майкла был брат Роберт и две сестры Элизабет и Маргарет.

Интересно, что бедующий ученый так и не получил полноценного образования. Связанно это с тем, что семья Фарадеев жила бедно, и поэтому когда Майклу было 13 лет, он бросил учебу и устроился на работу рассыльным в лондонском книжном магазине.

Успешно пройдя испытательный срок на этой работе, его взяли в ученики переплётчика.

Там же в книжном магазине, Фарадей начал самостоятельное обучение, различных книг там было много. В воспоминаниях Фарадей отмечал книги по электричеству и химии, которые он там читал и первые самостоятельные опыты которые начал проводить изучая эти книги.

Семья, а именно брат и отец, поддерживали Майкла в его тяге к науке оказывали ему поддержку, как моральную, так и материальную. А еще они помогли ему изготовить «Лейденскую банку».

В возрасте 19 лет, Фарадей слушал вечерние лекции по физике и астрономии, участвовал в диспутах в Городском философском обществе.

Один из посетителей книжного магазина, музыкант Уильям Денс, подарил Майклу билет на на цикл публичных лекций в Королевском институте знаменитого химика и физика, первооткрывателя многих химических элементов Гемфри Дэви.

После того как Фарадей прослушал лекции, он из записал и переплел, после чего выслал автору вместе с сопроводительным письмом, в котором просил взять его на работу.

Через несколько месяцев Майкла взяли место лаборанта Королевского института.

Работая он так же старался получить новые знания, внимательно слушал все лекции лекторов и профессоров института.

Осенью 1813 года профессор Дэви взял с собой Фарадея в путешествие по научным центрам Европы, благодаря которому Майкл познакомился с такими известными учеными как Андре-Мари Ампер, Мишель Шеврёль, Алекссандро Вольт и др.

После возвращения Фарадей продолжил работу в институте, а в возрасте 24 лет, в 1816 году, прочитал свою первую лекцию о свойствах материи.

В 1821 году Майкла повысили до должности заведующего хозяйством и лабораторией Королевского института. В тот же год, Майкл Фарадей взял в жены Сару Барнард, которая была сестрой его друга. Детей у Фарадеев не было.

В 1824 Фарадей становится членом Королевского общества, что означало, что он стал настоящим учёным.

А в 1833 году, Майкл Фарадей занял должность профессора химии в Королевском институте Великобритании, на которой проработал до конца жизни.

Майкл Фарадей: открытия

• В 1821 году - открытие электромагнитного вращения.
• В 1823году - сжижение газа и охлаждение
• В 1825 году - открытие бензола
• В 1831 году - закон Фарадея, формула, физика электромагнитной индукции (подробнее в статье )
• В 1834году - законы электролиза
• В 1836году - изобретение экранированной камеры
• В 1845 году - открытие эффекта Фарадея - магнитооптического эффекта
• В 1845 году - открытие диамагнетизма как свойства всей материи

(1791-1867) английский физик, создатель общего учения об электромагнетизме

Будущий знаменитый английский физик родился в сентябре 1791 года в Лондоне в семье кузнеца Джеймса Фара-дея. Недостаток средств не позволил ему получить хорошее образование. Майкл Фарадей рассказывал, что его образование «было самым заурядным» и включало в себя начальные навыки чтения, письма и арифметики, полученные в обычной дневной школе. С детства в нем воспитывали любовь к труду, честность и гордость.

Когда Майклу исполнилось 12 лет, он поступил в ученики к владельцу книжной лавки и переплетной мастерской Жоржу Рибо. Здесь он вначале занимался разноской книг и газет, а в дальнейшем в совершенстве овладел переплетным делом. Работая в мастерской, Фарадей много и жадно читал, стремясь восполнить недостатки образования. Особенно его увлекало электричество и химия. Майкл организовал домашнюю химико-физическую лабораторию и начал сам проделывать опыты, описанные в книгах.

Он не был исключительным ребенком. Живой и общительный, он отличался от других мальчиков своего возраста только несколько большей любознательностью, недоверчивостью к словам и упорством самостоятельного характера. Владелец лавки Рибо всячески поощрял страстное стремление Майкла к самообразованию.

В переплетную часто заходил мистер Дэне, член Лондонского королевского общества. Обратив внимание на молодого переплетчика, жадно читающего книги и заканчивающего изучение последнего номера серьезного научного журнала, он предложил ему послушать цикл лекций своего друга, профессора химии сэра Гэмфри Дэви. Эти лекции увлекли Майкла, он тщательно конспектировал их. По совету Дэн-са Фарадей начисто переписал записи, красиво переплел и послал их Дэви, присоединив письмо с просьбой о предоставлении возможности исследовательской работы.

Дэви вначале отказал Майклу из-за отсутствия вакансии, но несчастный случай помог Фарадею. Во время одного из опытов в лаборатории взрывом колбы Дэви обожгло глаза, и он не мог ни писать, ни читать. Тогда известный ученый пригласил Майкла временно поработать секретарем. Через некоторое время, в марте 1813 года, 22-летний Фарадей становится лаборантом Дэви в Королевском институте в Лондоне. Когда в будущем Дэви спросят о самом главном его достижении, он ответит, что самым важным его открытием было открытие Фарадея.

Осенью того же года Майкл в качестве лаборанта-помощника и камердинера едет с Г. Дэви и его женой в полуторагодичное путешествие по Европе. Эта поездка во многом способствовала формированию его научных взглядов. В Париже, а затем Швейцарии, Италии и Германии он познакомился со многими выдающимися представителями европейской науки, в том числе с Гей-Люссаком и Вольта, и получил прекрасную выучку как экспериментатор. Майкл помогал Дэви в его опытах во время лекций, участвовал в беседах с учеными. Фарадей начинает бегло говорить по-французски и по-немецки, впоследствии переписывается с некоторыми учеными.

Летом 1815 года, вернувшись в Англию, он продолжает работать лаборантом в Королевском институте. Но это уже другой Фарадей, более зрелый, можно сказать, сформировавшийся ученый. Будучи самоучкой, он с 1815 по 1822 год занимался в основном исследованиями по химии. Майкл быстро становится на путь самостоятельного творчества, и самолюбию Дэви приходится часто страдать от успехов ученика. Первая работа Майкла Фарадея появилась в печати в 1816 году.

В августе 1820 года он узнает об открытии Эрстеда, и с этого момента его мысли поглощают электричество и магнетизм. Он начинает свои знаменитые экспериментальные исследования и в дневнике записывает: «Превратить магнетизм в электричество». На решение этой задачи знаменитому ученому потребовалось почти 10 лет.

Летом 1821 года, когда его коллеги разъехались в отпуск, Фарадею удается осуществить опыт с вращением магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создав тем самым лабораторную модель электродвигателя. В 1825 году он назначается директором лаборатории Королевского института, сменив на этом посту Г. Дэви. За год до этого он вошел в английскую научную элиту, став членом Лондонского королевского общества, а в 1830 году его избрали членом Петербургской академии наук. В 1827 году Фарадей получил профессорскую кафедру в Королевском институте, а в 1833-1860 годах был профессором кафедры химии.

Его научная работа всегда была связана с экспериментом. Все свои опыты, в том числе и неудавшиеся, он очень тщательно записывал в особый дневник, последний параграф которого значился под номером 16041. Фарадей не был математиком, и в его дневниках не было ни одной формулы, поскольку он ценил физическую суть, механизм явления, а не математический аппарат. Во время экспериментов Майкл Фарадей не щадил себя. Он не обращал внимания на пролившуюся ртуть, использующуюся в опытах; не обходилось и без взрывов приборов при работе со сжиженными газами. Это все серьезно сократило его жизнь. В одном из писем он писал, что во время опыта случился взрыв, поранивший ему глаза. Из них были вынуты тридцать осколков стекла.

17 октября 1831 года упорный десятилетний труд Фара-дея был вознагражден - было открыто явление электромагнитной индукции. Для объяснения индукции он вводит в дальнейшем чрезвычайно важное для физики понятие поля и дает его наглядное представление с помощью силовых линий.

С ноября 1831 года Майкл Фарадей начинает публиковать свой дневник в виде обширного труда «Экспериментальные исследования по электричеству», составляющего 30 серий более чем из 3000 параграфов. В этих сериях отражена двадцатичетырехлетняя работа ученого, в них его жизнь, мысли и воззрения. Это труд - великолепный памятник научного творчества Фарадея. Последняя, тридцатая серия вышла в свет в 1855 году.

В 1833 году он проводит цикл исследований по электрохимии и устанавливает законы электролиза, получившие название законов Фарадея. Им были введены в физику такие понятия, как катод, анод, ионы, электролиз, электроды, электролиты.

С 1835 года он начинает заниматься проблемами электростатики. В 1837 году Фарадей обнаружил влияние диэлектриков на электрическое взаимодействие, т. е. поляризацию диэлектриков, и ввел понятие диэлектрической проницаемости.

Как полагают, вследствие отравления парами ртути в 1840 году здоровье Фарадея резко ухудшилось, и он вынужден был на четыре года прервать работу. Вернувшись к научной деятельности, он в 1845 году открывает явление диамагнетизма и явление вращения плоскости поляризации света в веществе, помещенном в магнитное поле. Эти открытия наводят его на мысль об электромагнитной природе света. В 1847 году он открывает явление парамагнетизма.

Внешне монотонная жизнь Фарадея поразительна по творческому напряжению. Всего с 1816 по 1860 годы им было опубликовано 220 работ. Более 60 научных обществ и академий избрали его своим членом.

Майклу Фарадею были свойственны доброта, скромность, благожелательность, необыкновенная порядочность и честность. «Фарадей был среднего роста, живой, веселый, движения быстры и уверенны; ловкость в искусстве экспериментирования невероятная. Точен, аккуратен, весь - преданность долгу... Он жил в своей лаборатории, среди своих инструментов; он отправлялся в нее утром и уходил вечером с точностью купца, проводящего день в своей конторе. Всю свою жизнь он посвятил постановке все новых и новых опытов, находя в большинстве случаев, что легче заставить говорить природу, чем ее разгадать.

Моральный тип, явившийся в лице Фарадея, поистине явление редкое. Его живость, веселость напоминают ирландца; его рефлектирующий ум, сила его логики напоминают шотландских философов; его упрямство напоминало англичанина, упорно преследующего свою цель... ».

Напряженная работа надломила душевные силы Фарадея. И он вынужден был отказаться от всех остальных занятий, отдавая себя безраздельно науке. Все чаще он жалуется на ослабление памяти, на то, что «забывает, какими буквами изобразить то или иное слово». В таком состоянии он проводит долгие годы, сужая круг своей деятельности. Блестящий лектор, в 70 лет он покидает институт.

В 1860 году Фарадей практически оставляет научную деятельность из-за болезни и проводит остаток жизни в имении Хэмптон-корт.

25 августа 1867 года в возрасте 75 лет Майкл Фарадей умер. Его прах покоится на Хайгетском кладбище в Лондоне.

Его жизнь была полна глубокого внутреннего содержания, его имя стало обозначением единицы электрической емкости и одной из фундаментальных физических постоянных, его дела - бессмертны.