Від палітурника до батька електротехніки: що відомо про Майкла Фарадея

Майкл Фарадей не просто відомий фізик, а людина, яка експериментувала з речами, що для сучасників здавалися майже магією. Фокус зібрав найцікавіші факти про видатного винахідника.

Майкл Фарадей: від палітурника до великого фізика

Майкл Фарадей народився 22 вересня 1791 року неподалік сучасного центру Лондона. Його батько був ковалем, а сам Майкл отримав лише обмежену формальну освіту. Ще підлітком він став учнем палітурника і працював із книжками, які давали йому можливість самостійно читати про науку.

У 1812 році 20-річний Фарадей ще був учнем Джорджа Рібо, коли один із клієнтів майстерні, Вільям Данс, подарував йому квитки на чотири останні лекції відомого хіміка Гамфрі Деві в Королівському інституті. Фарадей не просто відвідав їх — він робив детальні записи, замальовував експериментальне обладнання, а потім переписав усі нотатки начисто та переплів їх в один том.

Ця книга стала для нього своєрідним портфоліо. Майкл Фарадей надіслав її самому Деві разом із листом, у якому попросив допомогти йому знайти роботу, пов'язану з наукою. Деві звернув увагу на молодого палітурника і запросив його на зустріч. Спочатку він не запропонував Фарадею посаду, але невдовзі обставини змінилися.

Після нещасного випадку в лабораторії Деві знадобилася допомога з переписуванням його записів, і Фарадей отримав можливість попрацювати разом із ним. А на початку 1813 року в лабораторії Королівського інституту звільнилося місце асистента. Деві згадав про Фарадея, і 1 березня 1813 року той офіційно отримав посаду.

Так 21-річний колишній учень палітурника опинився в лабораторії одного з найвідоміших британських учених. Згодом він став одним із найважливіших дослідників інституту. Королівське товариство підтверджує, що Фарадей був обраний його членом у 1824 році, коли йому було лише 33 роки.

Електромотор Фарадея: коли електрика вперше створила рух

Один із найцікавіших експериментів Фарадея відбувся у 1821 році. Після дослідів Ганса Крістіана Ерстеда, який показав зв'язок між електричним струмом і магнітним полем, Фарадей почав перевіряти, чи можна отримати з цього явища безперервний рух.

3 вересня 1821 року йому вдалося змусити провідник зі струмом рухатися навколо магніту. Це явище він називав "електромагнітним обертанням". По суті, експеримент став основою першого електродвигуна: електрична енергія перетворювалася на механічний рух.

Для сучасної людини результат цього експерименту виглядав би майже буденно. Вентилятор, пральна машина, електромобіль чи безліч інших пристроїв використовують той самий фундаментальний зв'язок між електрикою, магнітним полем і рухом.

Генератор Фарадея: як змінився всесвіт

Після виявлення електромагнітного обертання, Фарадей зацікавився іншим питанням: якщо електрика може створювати рух, то чи можна за допомогою руху отримати електрику? У 1831 році вчений підійшов до відповіді через серію експериментів з електромагнітною індукцією.

29 серпня 1831 року Майкл Фарадей отримав важливий результат, створивши індукційне кільце. На залізне кільце він намотав дві ізольовані котушки дроту. Коли струм проходив через одну з них, у другій на короткий момент виникав струм.

Потім Фарадей зробив ще один крок. Він використав магніт і провідник таким чином, щоб механічний рух створював електричний струм. Його генератор став одним із перших практичних пристроїв, здатних виробляти електрику за рахунок руху. Цей принцип досі лежить в основі виробництва електроенергії: джерело енергії обертає турбіну або інший механізм, а генератор перетворює механічний рух на електричний струм.

Клітка Фарадея: найризикованіший експеримент

У 1836 році Фарадей провів експеримент, який сьогодні знайомий навіть людям, далеким від фізики. Він створив металеву конструкцію, яку нині називають кліткою Фарадея. Її призначенням було дослідити, як електричний заряд поводиться на провіднику та чи можна захистити внутрішній простір від зовнішнього електричного впливу.

Експеримент був видовищним навіть за сучасними мірками. У Королівському інституті Майкл Фарадей побудував велику конструкцію з дерев'яного каркаса, паперу та металевої сітки. Вона стояла на скляних опорах, а сам учений перебував усередині під час експерименту з електричним зарядом.

Дослідження допомогло показати, що електричний заряд розподіляється по поверхні провідника, залишаючи внутрішній простір захищеним від зовнішнього електричного поля.

Сьогодні цей ефект використовується в конструкціях мікрохвильових печей, де металева сітка дверцят допомагає утримувати електромагнітне випромінювання всередині. Елементи принципу клітки Фарадея застосовують і в приміщеннях із чутливим електронним обладнанням, зокрема в медичній техніці.

Не тільки наука: скільки листів написав Майкл Фарадей

Майкл Фарадей залишив після себе не лише наукові записи та описи експериментів. До наших днів збереглося близько 4900 його листів, які сьогодні становлять окрему частину наукової спадщини вченого. Його листування настільки масштабне, що було опубліковане у шести томах. У цих документах можна побачити не тільки роботу Фарадея, а й те, наскільки активно він спілкувався з іншими вченими та підтримував наукові контакти.

У листах Майкл Фарадей обговорював експерименти, результати досліджень, наукові питання та повсякденні справи. Для істориків це фактично додатковий архів, який допомагає відтворити, як саме розвивалися його ідеї та стосунки з науковцями XIX століття.

Масштаб цього листування особливо вражає, якщо згадати епоху, в якій жив Фарадей. Це були паперові листи, які потрібно було написати, переписати або виправити вручну, відправити поштою і чекати відповіді. Тисячі збережених листів — це лише ті документи, які пережили майже два століття.

Фарадей-хімік: несподівана сторона великого вченого

Якщо згадувати Фарадея лише як фізика, його хімічні дослідження легко залишити поза увагою. Насправді він зробив важливий внесок і в хімію. У 1825 році Фарадей виділив та дослідив речовину, яку сьогодні називають бензеном.

На той час хімія ще сильно відрізнялася від сучасної науки, а структура багатьох речовин залишалася загадкою. Фарадей працював із продуктами, отриманими під час виробництва освітлювального газу, і виділив нову вуглеводневу речовину. Пізніше її назвали бензеном, а ця сполука стала однією з фундаментальних речовин органічної хімії.

Майкл Фарадей у попкультурі

Ім'я Фарадея не залишилося лише в наукових лабораторіях. Один із найцікавіших прикладів — серіал "Загублені" (Lost), де пам'ять Майкла Фарадея отримала своєрідне продовження у вигаданому персонажі Деніелі Фарадеї. Ім'я було використано не випадково: персонаж пов'язаний із фізикою та подорожами в часі, а серіал неодноразово грає з науковими концепціями, пов'язаними з електромагнітними явищами.

Ще пряміше спадщина Фарадея використана у серіалі "Краще подзвоніть Солу" від Netflix. Брат головного героя Чак Мак-Ґілл переконаний, що страждає від впливу електромагнітних полів, тому перетворює свій будинок на імпровізовану клітку Фарадея.

Людина, яка дала світові електрику

Майкл Фарадей помер у 1867 році, але його експерименти залишилися буквально всередині сучасного світу. Генератори, трансформатори, електродвигуни, електрохімія, захист від електромагнітних полів — у всіх цих сферах можна знайти продовження його роботи.

Найцікавіше у спадщині Фарадея те, наскільки непомітною вона стала. Ми вмикаємо світло, заряджаємо телефон або підігріваємо вечерю у мікрохвилівці і майже ніколи не замислюємося, що за цими звичними діями стоять експерименти, проведені в лондонській лабораторії майже 200 років тому.

Інші новини науки

• У 2006 році американський космічний шатл "Атлантіс" вирушив до Міжнародної космічної станції. Серед шести членів екіпажу була Гайдемарі Стефанишин-Пайпер — астронавтка українського походження.
• Раніше ми розповідали про те, як вибух у лабораторії Альфреда Нобеля забрав життя п'яти людей. Серед них був і молодший брат вченого Еміль.