"Odamlar elektr energiyasining afzalliklaridan bahramand bo'lsalar, ular Faraday nomini doimo minnatdorchilik bilan eslaydilar", dedi Hermann Helmholtz.
Maykl Faraday - ingliz eksperimental fizigi, kimyogari, elektromagnit maydon haqidagi ta'limotni yaratuvchisi. U elektr energiyasini sanoat ishlab chiqarish va undan zamonaviy sharoitlarda foydalanish uchun asos bo'lgan elektromagnit induksiyani kashf etdi.
Bolalik va yoshlik
Maykl Faraday 1791-yil 22-sentabrda London yaqinidagi Nyuington-Bayts shahrida tug‘ilgan. Otasi - Jeyms Faraday (1761-1810), temirchi. Onasi - Margaret (1764-1838). Maykldan tashqari oilada uka Robert va opa-singillar Elizabet va Margaret ham bor edi. Ular kambag'al yashashdi, shuning uchun Maykl maktabni tugatmadi va 13 yoshida u kitob do'koniga etkazib beruvchi bo'lib ishga ketdi.
Men o'qishni yakunlay olmadim. Bilimga chanqoq fizika va kimyoga oid kitoblarni o‘qish bilan qondirildi – kitob do‘konida ular ko‘p edi. Yigit o'zining birinchi tajribalarini o'zlashtirdi. U joriy manba - "Leyden jar" ni qurdi. Mayklning otasi va akasi uni tajriba qilishga undashgan.
1810 yilda 19 yoshli bola falsafiy klubga a'zo bo'ldi, u erda fizika va astronomiya bo'yicha ma'ruzalar o'qildi. Maykl ilmiy tortishuvlarda qatnashgan. Iqtidorli yigit ilmiy jamoatchilik e’tiborini tortdi. Kitob do‘koni xaridori Uilyam Dens Mayklga sovg‘a – Xamfri Deyvining (elektrokimyo asoschisi, kaliy, kalsiy, natriy, bariy, bor kimyoviy elementlarning kashfiyotchisi) kimyo va fizika bo‘yicha ma’ruzalariga qatnashish chiptasini sovg‘a qildi.
Bo'lajak olim Xamfri Deyvining ma'ruzalarini ko'chirib olib, uni bog'ladi va professorga Qirollik institutida ish topishni so'rab xat bilan birga yubordi. Davy yigitning taqdirida ishtirok etdi va bir muncha vaqt o'tgach, 22 yoshli Faraday kimyoviy laboratoriyaga laborant bo'lib ishga kirdi.
Fan
Laborant sifatida o'z vazifalarini bajarayotib, Faraday o'zi tayyorlanishda qatnashgan ma'ruzalarni tinglash imkoniyatini qo'ldan boy bermadi. Shuningdek, professor Deyvining duosi bilan yigit kimyoviy tajribalarini amalga oshirdi. Uning vijdonliligi va laborant sifatidagi ishini bajarishdagi mahorati uni Davining doimiy yordamchisiga aylantirdi.
1813-yilda Deyvi Faradayni ikki yillik Yevropa safariga kotib qilib oldi. Sayohat davomida yosh olim jahon ilm-fani namoyandalari: Andre-Mari Amper, Jozef Lui Gey-Lyusak, Alessandro Volta bilan uchrashdi.
1815 yilda Londonga qaytib kelganida Faraday yordamchi lavozimini egalladi. Shu bilan birga, u sevgan narsasini davom ettirdi - u o'z tajribalarini o'tkazdi. Faraday hayoti davomida 30 000 ta tajriba o'tkazdi. Ilmiy doiralarda o'zining pedantligi va mehnatsevarligi uchun u "tajribachilar qiroli" unvonini oldi. Har bir tajribaning tavsifi kundaliklarda diqqat bilan qayd etilgan. Keyinchalik, 1931 yilda bu kundaliklar nashr etildi.
Faradayning birinchi bosma nashri 1816 yilda nashr etilgan. 1819 yilga kelib 40 ta asar nashr etildi. Asarlar kimyoga bag'ishlangan. 1820 yilda qotishmalar bilan bir qator tajribalar natijasida yosh olim nikel qo'shilgan qotishma po'lat oksidlanmasligini aniqladi. Ammo tajribalar natijalari metallurglarning e'tiboridan chetda qoldi. Zanglamaydigan po'latning kashfiyoti ancha keyinroq patentlangan.
1820 yilda Faraday Qirollik institutining texnik boshlig'i bo'ldi. 1821 yilga kelib u kimyodan fizikaga o'tdi. Faraday taniqli olim sifatida harakat qildi va ilmiy jamiyatda vazn ortdi. Sanoat elektrotexnikasining boshlanishi bo'lgan elektr motorining ishlash printsipi haqida maqola chop etildi.
Elektromagnit maydon
1820 yilda Faraday elektr va magnit maydonlarining o'zaro ta'siri bo'yicha tajribalar bilan qiziqdi. Bu vaqtga kelib "to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai" (A. Volt), "elektroliz", "elektr yoyi", "elektromagnit" tushunchalari kashf etilgan. Bu davrda elektrostatika va elektrodinamika rivojlandi, Biot, Savart va Laplasning elektr va magnetizm bilan ishlash tajribalari nashr etildi. A. Amperning elektromagnetizm haqidagi ishi nashr etildi.
1821 yilda Faradayning "Ba'zi yangi elektromagnit harakatlar va magnitlanish nazariyasi to'g'risida" asari nashr etildi. Unda olim bir qutb atrofida aylanadigan magnit igna bilan tajribalarni taqdim etdi, ya'ni u elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirishni amalga oshirdi. Darhaqiqat, u dunyodagi birinchi, ibtidoiy bo'lsa-da, elektr motorini taqdim etdi.
Uilyam Uollastonning (palladiy, rodiy topilgan, refraktometr va goniometr ishlab chiqilgan) shikoyati kashfiyot quvonchini buzdi. Professor Davyga shikoyat qilib, olim Faradayni aylanadigan magnit igna g'oyasini o'g'irlashda aybladi. Hikoya shov-shuvli tus oldi. Davy Vollastonning pozitsiyasini qabul qildi. Faqatgina ikki olim o'rtasidagi shaxsiy uchrashuv va Faraday o'z pozitsiyasini tushuntirib, mojaroni hal qilishga muvaffaq bo'ldi. Uollaston da'vodan voz kechdi. Davy va Faraday o'rtasidagi munosabatlar avvalgi ishonchini yo'qotdi. Garchi birinchisi o'zining so'nggi kunlarigacha Faraday u qilgan asosiy kashfiyot ekanligini takrorlashdan charchamadi.
1824 yil yanvarda Faraday London Qirollik jamiyati a'zosi etib saylandi. Professor Deyvi qarshi ovoz berdi.
1823 yilda Parij Fanlar akademiyasining muxbir a'zosi bo'ldi.
1825 yilda Maykl Faraday Davyning o'rniga Qirollik institutining fizika va kimyo laboratoriyasi direktori lavozimini egalladi.
1821 yil kashfiyotidan keyin olim o'n yil davomida asarlarini nashr etmadi. 1831 yilda u Vulvich (harbiy akademiya) professori, 1833 yilda esa Qirollik institutida kimyo professori bo'ldi. Ilmiy munozaralar olib bordi, ilmiy majlislarda ma’ruzalar o‘qidi.
1820 yilda Faraday Xans Oerstedning tajribasi bilan qiziqdi: elektr toki zanjiri bo'ylab harakat magnit igna harakatiga sabab bo'ldi. Elektr toki magnitlanishning paydo bo'lishiga olib keldi. Faraday, shunga ko'ra, magnitlanish elektr tokining sababi bo'lishi mumkinligini aytdi. Nazariya haqida birinchi eslatma olimning kundaligida 1822 yilda paydo bo'lgan. Elektromagnit induktsiya sirini ochish uchun o'n yillik tajribalar kerak bo'ldi.
G'alaba 1831 yil 29 avgustda keldi. Faradayga o'zining mohir kashfiyoti qilish imkonini bergan qurilma temir halqa va uning ikki yarmiga o'ralgan mis simning ko'p burilishlaridan iborat edi. Tel bilan yopilgan halqaning yarmidan birining zanjirida magnit igna bor edi. Ikkinchi o'rash batareyaga ulangan. Oqim yoqilganda, magnit igna bir yo'nalishda, o'chirilganda esa boshqa yo'nalishda tebranadi. Faraday magnit magnitlanishni elektr energiyasiga aylantirishga qodir degan xulosaga keldi.
"Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimi o'zgarganda elektr tokining paydo bo'lishi" hodisasi elektromagnit induksiya deb ataldi. Elektromagnit induktsiyaning kashf etilishi tok manbai - elektr generatorini yaratishga yo'l ochdi.
Ushbu kashfiyot olim tajribalarining yangi samarali bosqichini boshlab berdi, bu esa dunyoga "Elektr energiyasi bo'yicha eksperimental tadqiqotlar" ni berdi. Faraday elektr tokini hosil qilish usulidan qat'i nazar, elektr energiyasini ishlab chiqarishning bir xilligini empirik tarzda isbotladi.
1832 yilda fizik Kopli medali bilan taqdirlangan.
Faraday birinchi transformatorning muallifi bo'ldi. U "dielektrik doimiy" tushunchasiga ega. 1836 yilda bir qator tajribalar orqali u tokning zaryadi faqat o'tkazgichning qobig'iga ta'sir qilishini va uning ichidagi narsalarni tegmasdan qoldirishini isbotladi. Amaliy fanda ushbu hodisa printsipi asosida ishlab chiqarilgan qurilma "Faraday qafasi" deb ataladi.
Kashfiyotlar va ishlar
Maykl Faradayning kashfiyotlari nafaqat fizikaga tegishli. 1824 yilda u benzol va izobutilenni kashf etdi. Olim xlor, vodorod sulfid, karbonat angidrid, ammiak, etilen, azot dioksidining suyuq shaklini yaratdi va geksaxloran sintezini oldi.
1835 yilda Faraday kasallik tufayli ikki yillik tanaffusga majbur bo'ldi. Kasallikning sababi olimning tajribalar paytida simob bug'i bilan aloqa qilishida gumon qilingan. Sog'ayib ketganidan keyin qisqa vaqt ishlagan professor 1840 yilda yana o'zini yomon his qildi. Men zaiflik va vaqtinchalik xotirani yo'qotishdan azob chekdim. Qayta tiklash davri 4 yilga cho'zildi. 1841 yilda shifokorlarning talabiga binoan olim Evropaga sayohatga jo'nadi.
Oila deyarli qashshoqlikda yashadi. Faradayning tarjimai holi Jon Tindallning aytishicha, olim yiliga 22 funt nafaqa olgan. 1841 yilda Bosh vazir Uilyam Lamb, Lord Melburn jamoatchilik bosimi ostida, Faradayga yiliga 300 funt sterling miqdorida davlat pensiyasi berish to'g'risidagi farmonni imzoladi.
1845 yilda buyuk olim yana bir qancha kashfiyotlar bilan jahon hamjamiyatining e'tiborini jalb qilishga muvaffaq bo'ldi: magnit maydonda qutblangan yorug'lik tekisligining o'zgarishini kashf qilish ("Faraday effekti") va diamagnetizm (moddaning magnitlanishi). unga ta'sir qiluvchi tashqi magnit maydon).
Angliya hukumati bir necha bor Maykl Faradaydan texnik muammolar bilan bog'liq muammolarni hal qilishda yordam so'radi. Olim mayoqlarni jihozlash dasturini, kema korroziyasiga qarshi kurash usullarini ishlab chiqdi va sud-tibbiyot eksperti sifatida ishladi. Tabiatan yaxshi xulqli va tinchliksevar inson bo'lib, u Qrim urushida Rossiya bilan urush uchun kimyoviy qurol yaratishda ishtirok etishdan qat'iyan bosh tortdi.
1848 yilda u Faradayga Temzaning chap qirg'og'ida, Xempton kortida uy berdi. Britaniya qirolichasi uy xo'jaligi uchun xarajatlar va soliqlarni to'lagan. Olim va uning oilasi 1858 yilda biznesni tark etib, unga ko'chib o'tdi.
Shaxsiy hayot
Maykl Faraday Sara Barnardga uylangan (1800-1879). Sara Faradayning do'stining singlisi. 20 yoshli qiz turmush qurish taklifini darhol qabul qilmadi - yosh olim xavotirga tushishi kerak edi. Sokin to'y 1821 yil 12 iyunda bo'lib o'tdi. Ko'p yillar o'tgach, Faraday yozgan:
"Men turmushga chiqdim - bu mening er yuzidagi baxtim va sog'lom ruhiy holatimga ko'proq hissa qo'shgan voqea."
Faraday oilasi, xotinining oilasi kabi, Sandemaniyalik protestantlar jamoasining a'zolaridir. Faraday London hamjamiyatining deakon ishini bajargan va bir necha bor oqsoqol etib saylangan.
O'lim
Maykl Faraday kasal edi. Qisqa daqiqalarda, kasallik pasayganda, u ishladi. 1862 yilda u magnit maydonda spektral chiziqlar harakati haqida gipotezani ilgari surdi. Piter Zeeman 1897 yilda nazariyani tasdiqlay oldi, buning uchun u 1902 yilda Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Zeeman g'oya muallifi sifatida Faradayni ko'rsatdi.
Maykl Faraday 1867 yil 25 avgustda 75 yoshida o'z stolida vafot etdi. U Londondagi Xaygeyt qabristonida rafiqasi yoniga dafn etilgan. O'limidan oldin olim kamtarona dafn qilishni so'radi, shuning uchun faqat qarindoshlari keldi. Qabr toshida olimning nomi, umri yillari o‘yib yozilgan.
- O'z ishida fizik bolalar haqida ham unutmadi. Bolalar uchun "Sham tarixi" (1961) ma'ruzalari bugungi kungacha qayta nashr etilgan.
- Faraday portreti Britaniyaning 1991-1999 yillarda chiqarilgan 20 funt sterling pulida joylashgan.
- Deyvi Faradayning ish so'roviga javob bermagani haqida mish-mishlar tarqaldi. Bir kuni, kimyoviy tajriba paytida vaqtincha ko'zini yo'qotib qo'ygan professor o'jar yigitni esladi. Olimning kotibi bo'lib ishlagan yigit Deyvini o'zining bilimdonligi bilan shunchalik hayratda qoldirdiki, u Mayklga laboratoriyada ishlashni taklif qildi.
- Davy oilasi bilan Yevropa gastrollaridan qaytgach, Faraday Qirollik institutida yordamchi bo‘lishni kutib, idish yuvuvchi bo‘lib ishladi.
Maykl Faraday ingliz eksperimental fizigi va kimyogari, elektromagnit maydon haqidagi ta'limotning asoschisining qisqacha tarjimai holi. Biografiya sizga Maykl Faraday haqida xabar yozishga yordam beradi.
Maykl Faraday qisqacha tarjimai holi va uning kashfiyotlari
1791 yil 22 sentyabrda London yaqinidagi qishloqda temirchi oilasida tug'ilgan. Oilada besh farzand bor edi, ular kambag'al yashashdi. 13 yoshida u maktabni tashlab, kitob do'konida etkazib beruvchi bo'lib ishlashga majbur bo'ldi. Va 14 dan 21 gacha - u kitob do'konida kitobchi bo'lib ishlagan
Bu vaqt davomida u o'zini o'zi tarbiyalash bilan shug'ullanadi. Mayklning sevimli fanlari kimyo va fizikadir. U uy laboratoriyasini tashkil qiladi, unda tajribalar o'tkazadi va elektrostatik qurilmalar ishlab chiqaradi. Shu bilan birga, u shahar falsafiy jamiyatiga tashrif buyurdi va fizika va astronomiya bo'yicha bahslarda qatnashdi.
1812 yilda Faraday hayotida burilish nuqtasi bo'lgan kichik bir voqea sodir bo'ldi. Seminar mijozlaridan biri yosh kitobchiga Qirollik institutida nutq so'zlagan Xamfri Deyvining ma'ruza oqshomlariga chiptalar berdi. Davyning ma'ruzalarida bir necha bor qatnashib, Maykl unga Qirollik institutiga ishga olishni so'rab xat yuboradi. Davy yigitning bilimidan hayratda qoldi, ammo o'sha paytda institutda ochiq ish o'rinlari yo'q edi. Maykl bir necha oy kutishga to'g'ri keldi va keyin u institutdagi kimyoviy laboratoriyada laborant sifatida o'z vazifalarini boshladi. Ko'p o'tmay rafiqasi bilan Yevropaga sayohatga chiqqan Deyvi Faradeyni o'zi bilan olib ketadi. Ushbu sayohat davomida Maykl Gey-Lyusak, Amper, Volt va o'sha davrning boshqa taniqli olimlari bilan uchrashdi.
1815 yilda sayohat oxirida Faraday mustaqil ilmiy tadqiqotlarga e'tibor qaratib, juda faol ishlay boshladi. Kelgusi yili, O'z-o'zini tarbiyalash jamiyatida Maykl kimyo va fizika bo'yicha ma'ruzalar kursini o'qishni boshlaydi.
1821 yilda Faraday elektr motorining birinchi modelini yaratdi. Keyingi o'n yillikda olim magnit hodisalari va elektr o'rtasidagi munosabatni o'rganadi. 1824 yilda Maykl Qirollik jamiyati a'zosi etib saylandi.
1831 yilda Faraday ko'p yillik mehnati natijasida elektromagnit induksiya hodisasini kashf etdi. Tez orada olim hodisaning asosiy qonuniyatlarini chiqaradi. Bugungi kunda barcha o'zgaruvchan va to'g'ridan-to'g'ri oqim generatorlari Faraday kashfiyotlari tufayli aniq ishlaydi.
1833 yilda u Faraday qonunlari deb ham ataladigan elektroliz qonunlarini ishlab chiqdi. Diamagnetizm va paramagnetizm hodisalari 1850-yillarda olimlar tomonidan kashf etilgan.
Maykl Faraday 1867 yil avgust oyida Londonda o'z uyida o'z stolida vafot etdi.
2011-yil 22-sentabrda ingliz eksperimental fizigi, fanga “maydon” tushunchasini kiritgan va elektr va magnit maydonlarining fizik haqiqati kontseptsiyasiga asos solgan Maykl Faraday (1791-1867) tavalludining 220 yilligi nishonlandi. . Hozirgi kunda soha tushunchasi har qanday o'rta maktab o'quvchisiga tanish. Elektr va magnit maydonlari haqidagi asosiy ma'lumotlar va ularni kuch chiziqlari, kuchlanish, potentsial va boshqalar yordamida tasvirlash usullari qadimdan maktab fizika darsliklariga kiritilgan. Xuddi shu darsliklarda siz maydon materiyaning materiyadan tubdan farq qiladigan maxsus shakli ekanligini o'qishingiz mumkin. Ammo bu "maxsuslik" nimadan iboratligini tushuntirish bilan jiddiy qiyinchiliklar paydo bo'ladi. Tabiiyki, bunda darslik mualliflarini ayblab bo‘lmaydi. Axir, agar maydon boshqa, oddiyroq ob'ektlarga qisqartirilmasa, unda tushuntirish uchun hech narsa yo'q. Siz shunchaki maydonning jismoniy voqeligini eksperimental tasdiqlangan fakt sifatida qabul qilishingiz va ushbu ob'ektning xatti-harakatlarini tavsiflovchi tenglamalar bilan ishlashni o'rganishingiz kerak. Masalan, Richard Feynman o'zining "Ma'ruzalarida" shuni ta'kidlab o'tadiki, olimlar uzoq vaqt davomida turli mexanik modellar yordamida elektromagnit maydonni tushuntirishga harakat qilishgan, ammo keyin bu fikrdan voz kechgan va faqat ushbu maydonni tavsiflovchi mashhur Maksvell tenglamalari tizimi mavjud deb hisoblagan. jismoniy ma'no.
Bu soha nima ekanligini tushunishga harakat qilishdan butunlay voz kechishimiz kerakligini anglatadimi? Aftidan, bu savolga javob berishda ajoyib eksperimentator 20 yildan ortiq vaqt davomida yaratgan Maykl Faradayning "Elektr energiyasi bo'yicha eksperimental tadqiqotlar" bilan tanishish katta yordam berishi mumkin. Aynan shu erda Faraday maydon tushunchasini kiritadi va bosqichma-bosqich ushbu ob'ektning jismoniy haqiqati g'oyasini rivojlantiradi. Shuni ta'kidlash kerakki, Faradayning "Eksperimental tadqiqotlar" - fizika tarixidagi eng buyuk kitoblardan biri - mukammal tilda yozilgan, bitta formulani o'z ichiga olmaydi va maktab o'quvchilari uchun juda qulaydir.
Maydonga kirish. Faraday, Tomson va Maksvell
"Maydon" atamasi (aniqrog'i: "magnit maydon", "magnit kuchlar maydoni") Faraday tomonidan 1845 yilda diamagnetizm fenomenini tadqiq qilish paytida kiritilgan ("diamagnetizm" va "paramagnetizm" atamalari Faraday tomonidan ham kiritilgan). - olim tomonidan bir qator moddalarni kashf etgan magnitning zaif itarish ta'siri. Dastlab, maydon Faraday tomonidan sof yordamchi tushuncha sifatida ko'rib chiqilgan, asosan magnit kuch chiziqlari tomonidan hosil qilingan va magnitlar yaqinidagi jismlarning harakatining tabiatini tavsiflash uchun ishlatiladigan koordinata panjarasi. Shunday qilib, diamagnit moddalarning bo'laklari, masalan, vismut, maydon chiziqlarining kondensatsiyalanish joylaridan ularning kam uchraydigan joylariga o'tdi va chiziqlar yo'nalishiga perpendikulyar joylashgan.
Biroz vaqt o'tgach, 1851-1852 yillarda, Faradayning ba'zi tajribalari natijalarini matematik tarzda tavsiflashda, ingliz fizigi Uilyam Tomson (1824-1907) tomonidan "maydon" atamasi vaqti-vaqti bilan ishlatilgan. Elektromagnit maydon nazariyasini yaratuvchisi Jeyms Klerk Maksvell (1831-1879) ga kelsak, uning asarlarida "maydon" atamasi ham dastlab deyarli uchramaydi va faqat magnit kuchlari bo'lgan fazo qismini belgilash uchun ishlatiladi. aniqlash mumkin. Faqat 1864-1865 yillarda nashr etilgan "Elektromagnit maydonning dinamik nazariyasi" asarida "Maksvell tenglamalari" tizimi birinchi marta paydo bo'lgan va yorug'lik tezligida tarqaladigan elektromagnit to'lqinlarning mavjudligi ehtimolini bashorat qilgan. jismoniy haqiqat sifatida.
Bu fizikaga "maydon" tushunchasining kiritilishining qisqacha tarixi. Bundan ko'rinib turibdiki, dastlab bu tushuncha sof yordamchi sifatida ko'rib chiqilgan bo'lib, u shunchaki kosmosning bir qismini (u cheksiz bo'lishi mumkin), unda magnit kuchlarni aniqlash va ularning taqsimlanishini kuch chiziqlari yordamida tasvirlash mumkin. ("Elektr maydoni" atamasi Maksvellning elektromagnit maydon nazariyasidan keyingina qo'llanila boshlandi.)
Shuni ta'kidlash kerakki, fiziklarga Faradaygacha ma'lum bo'lgan kuch chiziqlari ham, ulardan "tarkib bo'lgan" soha ham 19-asr ilmiy hamjamiyati tomonidan jismoniy haqiqat sifatida ko'rib chiqilmagan (va ko'rib chiqilishi mumkin emas!). Faradayning kuch chiziqlarining moddiyligi (yoki Maksvell - maydonning moddiyligi haqida) haqida gapirishga urinishlari olimlar tomonidan mutlaqo ilmiy bo'lmagan deb qabul qilindi. Hatto Tomson, Maksvellning eski do'sti, u o'zi dala fizikasining matematik asoslarini ishlab chiqishda ko'p ish qilgan (bu Faraday kuch chiziqlari tilini "tarjima qilish" imkoniyatini birinchi bo'lib Maksvell emas, balki Tomson edi. qisman differentsial tenglamalar tili) elektromagnit maydon nazariyasini "matematik nigilizm" deb atadi va uzoq vaqt davomida uni tan olishdan bosh tortdi. Tomson buni qilish uchun juda jiddiy sabablarga ega bo'lgan taqdirdagina qila olishi aniq. Va uning bunday sabablari bor edi.
Kuchlar maydoni va Nyuton kuchi
Tomsonning kuch chiziqlari va maydonlari haqiqatini qabul qila olmasligining sababi oddiy. Elektr va magnit maydonlarining kuch chiziqlari fazoda chizilgan uzluksiz chiziqlar sifatida belgilanadi, shunda har bir nuqtada ularga tegishlar shu nuqtada ta'sir qiluvchi elektr va magnit kuchlarning yo'nalishlarini ko'rsatadi. Ushbu kuchlarning kattaligi va yo'nalishlari Kulon, Amper va Biot-Savart-Laplas qonunlari yordamida hisoblanadi. Biroq, bu qonunlar uzoq masofali ta'sir printsipiga asoslanadi, bu bir jismning ta'sirini istalgan masofada boshqasiga bir lahzada etkazish imkoniyatini beradi va shu bilan o'zaro ta'sir qiluvchi zaryadlar, magnitlar o'rtasida har qanday moddiy vositachilarning mavjudligini istisno qiladi. va oqimlar.
Shuni ta'kidlash kerakki, ko'plab olimlar jismlar mavjud bo'lmagan joyda qandaydir sirli tarzda harakat qilishlari mumkinligi haqidagi printsipga shubha bilan qarashgan. Umumjahon tortishish qonunini chiqarishda bu tamoyildan birinchi boʻlib foydalangan Nyuton ham oʻzaro taʼsir qiluvchi jismlar orasida qandaydir modda mavjud boʻlishi mumkinligiga ishongan. Ammo olim bu haqda gipoteza yaratishni istamadi, qonunlarning matematik nazariyalarini qat'iy tasdiqlangan faktlar asosida ishlab chiqishni afzal ko'rdi. Nyutonning izdoshlari ham shunday qilishgan. Maksvellning so'zlariga ko'ra, ular 18-asrda qisqa masofali ta'sir kontseptsiyasi tarafdorlari magnit va zaryadlarni o'rab olgan har qanday ko'rinmas atmosfera va oqimlarni "fizikadan chiqarib tashlashdi". Shunga qaramay, 19-asr fizikasida abadiy unutilgandek tuyulgan g'oyalarga qiziqish asta-sekin qayta tiklana boshladi.
Yangi hodisalarni - birinchi navbatda elektromagnetizm hodisalarini uzoq masofali ta'sir printsipi asosida tushuntirishga harakat qilishda paydo bo'lgan muammolar ushbu tiklanishning eng muhim shartlaridan biri edi. Bu tushuntirishlar tobora sun'iylasha boshladi. Shunday qilib, 1845 yilda nemis fizigi Vilgelm Veber (1804-1890) Kulon qonuniga elektr zaryadlarining o'zaro ta'sir kuchining ularning nisbiy tezliklari va tezlanishlariga bog'liqligini aniqlaydigan atamalarni kiritib, uni umumlashtirdi. Bunday qaramlikning jismoniy ma'nosi aniq emas edi va Veberning Coulomb qonuniga qo'shimchalari elektromagnit induksiya hodisalarini tushuntirish uchun kiritilgan gipoteza xarakterida aniq edi.
19-asr oʻrtalarida fiziklar elektr va magnetizm hodisalarini oʻrganishda tajriba va nazariya turli tillarda soʻzlasha boshlaganini tobora koʻproq anglab yetdi. Aslida, olimlar zaryadlar va oqimlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirni cheklangan tezlikda uzatuvchi moddaning mavjudligi g'oyasi bilan rozi bo'lishga tayyor edilar, ammo ular maydonning jismoniy haqiqati g'oyasini qabul qila olmadilar. . Avvalo, bu fikrning ichki qarama-qarshiligi tufayli. Gap shundaki, Nyuton fizikasiga moddiy nuqtaning tezlashishiga sabab sifatida kuch kiritilgan. Uning (kuch) kattaligi, ma'lumki, bu nuqta massasi va tezlanishning mahsulotiga teng. Shunday qilib, kuch jismoniy miqdor sifatida uning ta'sir qilish nuqtasida va momentida aniqlanadi. "Nyutonning o'zi bizga eslatadi, - deb yozgan Maksvell, - kuch faqat u harakat qilsagina mavjud bo'ladi; uning ta'siri saqlanib qolishi mumkin, ammo kuchning o'zi mohiyatan o'tkinchi hodisadir.
Maydonni kosmosda kuchlarning taqsimlanishi tabiatining qulay tasviri sifatida emas, balki jismoniy ob'ekt sifatida ko'rib chiqishga harakat qilib, olimlar ushbu ob'ekt asosida qurilgan kuch haqidagi dastlabki tushunchaga zid bo'lishdi. Har bir nuqtada maydon sinov tanasiga ta'sir qiluvchi kuchning kattaligi va yo'nalishi (zaryad, magnit qutb, oqim bilan bo'lak) bilan aniqlanadi. Aslini olganda, maydon faqat kuchlardan "iborat" dir, lekin har bir nuqtadagi kuch qonunlar asosida hisoblanadi, unga ko'ra maydon haqida jismoniy holat yoki jarayon sifatida gapirish ma'nosizdir. Haqiqat sifatida qaraladigan maydon har qanday harakatdan tashqarida mavjud bo'lgan kuchlarning haqiqatini anglatadi, bu kuchning dastlabki ta'rifiga mutlaqo ziddir. Maksvell "kuchning saqlanishi" va hokazolar haqida gapiradigan holatlarda "energiya" atamasini qo'llash yaxshiroq bo'lishini yozgan. Bu, albatta, to'g'ri, lekin maydonning energiyasi nima? Maksvell yuqoridagi satrlarni yozgan vaqtga kelib, u, masalan, elektr maydonining energiya zichligi bu maydon intensivligining kvadratiga, ya'ni yana kosmosda taqsimlangan kuchga mutanosib ekanligini allaqachon bilgan.
Masofadagi lahzali ta'sir tushunchasi Nyutonning kuch haqidagi tushunchasi bilan uzviy bog'liqdir. Oxir oqibat, agar bir jism bir zumda emas, balki boshqasiga, uzoqqa ta'sir qilsa (asosan ular orasidagi masofani buzsa), biz kosmosda harakatlanuvchi kuchni ko'rib chiqishimiz va kuchning qaysi "qismi" kuzatilgan tezlanishni keltirib chiqarishi va nima ekanligini hal qilishimiz kerak. ma'nosi keyin "kuch" tushunchasiga ega. Yoki kuch (yoki maydon) harakati Nyuton mexanikasi doirasiga to'g'ri kelmaydigan qandaydir maxsus tarzda sodir bo'ladi deb taxmin qilishimiz kerak.
1920 yilda "Eter va nisbiylik nazariyasi" maqolasida Albert Eynshteyn (1879-1955) elektromagnit maydon haqida haqiqat sifatida gapirganda, biz printsipial jihatdan bo'lishi mumkin bo'lmagan maxsus jismoniy ob'ekt mavjudligini taxmin qilishimiz kerakligini yozgan. zarralardan iborat deb tasavvur qilinadi, ularning har birining xatti-harakati vaqt o'tishi bilan o'rganilishi kerak. Keyinchalik Eynshteyn elektromagnit maydon nazariyasi yaratilishini Nyutondan keyin jismoniy voqelikning tuzilishi haqidagi qarashlarimizdagi eng katta inqilob deb taʼrifladi. Ushbu inqilob tufayli fizika moddiy nuqtalarning o'zaro ta'siri haqidagi g'oyalar bilan bir qatorda, maydonlar haqidagi g'oyalarni boshqa narsalarga qaytarilmas mavjudotlar sifatida kiritdi.
Ammo haqiqatga bo'lgan qarashlarning o'zgarishi qanday mumkin edi? Qanday qilib fizika o'z chegaralaridan tashqariga chiqishga muvaffaq bo'ldi va ilgari u uchun mavjud bo'lmagan narsani haqiqat sifatida "ko'rdi"?
Faradayning elektr uzatish liniyalari bilan ko'p yillik tajribalari bu inqilobni tayyorlashda juda muhim rol o'ynadi. Faraday tufayli, fiziklarga yaxshi ma'lum bo'lgan bu chiziqlar kosmosda elektr va magnit kuchlarning taqsimlanishini tasvirlash usulidan o'ziga xos "ko'prikka" aylandi, u bo'ylab harakatlanuvchi dunyoga kirib borish mumkin edi. u "kuch orqasida" kuchlar xossa maydonlarining namoyon bo'lishiga aylangan dunyoga aylandi. Bunday o'zgarish juda o'ziga xos iste'dodni, Maykl Faraday ega bo'lgan iste'dodni talab qilgani aniq.
Ajoyib eksperimentator
Maykl Faraday 1791-yil 22-sentabrda londonlik temirchi oilasida tug‘ilgan, u mablag‘ yetishmasligi tufayli farzandlariga ta’lim bera olmagan. Oilaning uchinchi farzandi bo'lgan Maykl boshlang'ich maktabni tugatmagan va 12 yoshida kitob muqovalash ustaxonasiga shogird sifatida yuborilgan. U yerda ko‘plab kitoblarni, jumladan, ilmiy-ommabop kitoblarni o‘qib, ta’limdagi kamchiliklarni to‘ldirish imkoniga ega bo‘ldi. Faraday tez orada Londonda keng omma orasida bilimlarni tarqatish uchun muntazam ravishda o'tkaziladigan ommaviy ma'ruzalarda qatnasha boshladi.
1812 yilda London Qirollik jamiyati a'zolaridan biri, kitob muqovalash xizmatidan muntazam ravishda foydalangan, Faradeyni mashhur fizik va kimyogar Xemfri Deyvi (1778-1829) ma'ruzalarini tinglashga taklif qiladi. Bu lahza Faraday hayotida burilish nuqtasi bo'ldi. Yigit ilm-fanga to'liq qiziqib qoldi va uning ustaxonadagi vaqti tugashi bilan Faraday Davyga olimning diqqat bilan bog'langan ma'ruza matnlarini xatga ilova qilib, tadqiqot bilan shug'ullanish istagi haqida yozishni tavakkal qildi. O'zi kambag'al yog'och o'ymakorining o'g'li bo'lgan Deyvi nafaqat Faradayning maktubiga javob berdi, balki unga London Qirollik Institutida yordamchi lavozimini taklif qildi. Faradayning ilmiy ishi shu tariqa boshlandi, u 1867 yil 25 avgustda deyarli vafotigacha davom etdi.
Fizika tarixi ko'plab taniqli eksperimentchilarni biladi, lekin, ehtimol, faqat Faraday bosh harf bilan eksperimentator deb nomlangan. Va bu nafaqat uning ulkan yutuqlari, jumladan elektroliz qonunlari va elektromagnit induksiya hodisalarining kashfiyoti, dielektriklar va magnitlarning xususiyatlarini o'rganish va boshqa ko'p narsalar. Ko'pincha muhim kashfiyotlar tasodifan ko'proq yoki kamroq qilingan. Faraday haqida ham shunday deyish mumkin emas. Uning tadqiqotlari har doim hayratlanarli darajada tizimli va maqsadli bo'lib kelgan. Shunday qilib, 1821 yilda Faraday o'zining ish kundaligida magnitlanish va elektr va optika o'rtasidagi bog'liqlikni qidirishni boshlaganini yozdi. U birinchi bog'lanishni 10 yildan so'ng (elektromagnit induksiyaning kashfiyoti), ikkinchisini esa 23 yildan keyin (magnit maydonda yorug'likning qutblanish tekisligining aylanishining kashfiyoti) kashf etdi.
Faradayning "Elektr energiyasi bo'yicha eksperimental tadqiqotlari" 3500 ga yaqin paragrafni o'z ichiga oladi, ularning ko'pchiligida u amalga oshirgan tajribalar tavsifi mavjud. Va bu faqat Faraday nashr qilishni to'g'ri deb bilgan narsadir. Faradayning 1821 yildan beri saqlagan ko'p jildli kundaliklarida 10 mingga yaqin tajriba tasvirlangan va olim ularning ko'pini hech kimning yordamisiz amalga oshirgan. Qizig'i shundaki, 1991 yilda fan dunyosi Faraday tavalludining 200 yilligini nishonlaganida, ingliz fizika tarixchilari uning eng mashhur tajribalarini takrorlashga qaror qilishdi. Ammo bu tajribalarning har birini oddiygina takrorlash uchun zamonaviy mutaxassislar jamoasi kamida bir kunlik ish vaqtini talab qildi.
Faradayning xizmatlari haqida gapiradigan bo'lsak, uning asosiy yutug'i eksperimental fizikani mustaqil tadqiqot sohasiga aylantirish edi, uning natijalari ko'pincha nazariyani rivojlantirishdan ko'p yillar oldinda bo'lishi mumkin. Faraday ko'plab olimlarning tajribalarda olingan ma'lumotlardan nazariy umumlashtirishga imkon qadar tezroq o'tish istagini juda samarasiz deb hisobladi. Faraday uchun bu xususiyatlar qabul qilingan nazariyalarga mos keladimi yoki yo'qligidan qat'i nazar, ularning barcha xususiyatlarini batafsil tahlil qilish imkoniyatiga ega bo'lish uchun o'rganilayotgan hodisalar bilan uzoq muddatli aloqani saqlab qolish samaraliroq tuyuldi.
Faraday eksperimental ma'lumotlarni tahlil qilishda ushbu yondashuvni magnit maydon chiziqlari bo'ylab temir parchalarini tekislash bo'yicha taniqli tajribalarga kengaytirdi. Albatta, olim juda yaxshi bilar edi, temir chig'anoqlarni hosil qiluvchi naqshlar uzoq masofali ta'sir printsipi asosida osonlikcha tushuntirilishi mumkin. Biroq, Faraday, bu holda eksperimentchilar nazariyotchilar tomonidan ixtiro qilingan tushunchalardan emas, balki uning fikricha, kosmosda harakatga tayyor bo'lgan magnitlar va oqimlarni o'rab turgan kosmosda mavjudligini ko'rsatadigan hodisalardan kelib chiqishi kerak deb hisoblardi. Boshqacha qilib aytganda, kuch chiziqlari, Faradayning fikriga ko'ra, kuchni nafaqat harakat (moddiy nuqtada), balki harakat qilish qobiliyati sifatida ham ko'rib chiqish kerakligini ko'rsatdi.
Shuni ta'kidlash kerakki, Faraday o'z metodologiyasiga rioya qilgan holda, kuch chiziqlari bilan ishlashda asta-sekin tajriba to'plashni afzal ko'rgan holda, ushbu harakat qobiliyatining tabiati haqida hech qanday farazlarni ilgari surishga urinmadi. Bu ish uning elektromagnit induksiya hodisalarini o'rganishida boshlangan.
Kechiktirilgan ochilish
Ko'pgina darsliklar va ma'lumotnomalarda siz 1831 yil 29 avgustda Faraday elektromagnit induksiya hodisasini kashf etganini o'qishingiz mumkin. Ilm-fan tarixchilari tanishish kashfiyoti murakkab va ko'pincha chalkash ekanligini yaxshi bilishadi. Elektromagnit induksiyaning kashfiyoti bundan mustasno emas. Faradayning kundaliklaridan ma'lumki, u bu hodisani 1822 yilda yumshoq temir yadroga o'rnatilgan ikkita o'tkazgich zanjiri bilan tajribalar paytida kuzatgan. Birinchi sxema tok manbaiga, ikkinchisi esa galvanometrga ulangan bo'lib, u birinchi kontaktlarning zanglashiga olib yoki o'chirilganda qisqa muddatli oqimlarning paydo bo'lishini qayd etdi. Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, boshqa olimlar ham shunga o'xshash hodisalarni kuzatgan, ammo ular Faraday kabi, ularni eksperimental xato deb bilishgan.
Gap shundaki, magnitlanish orqali elektr energiyasini ishlab chiqarish hodisalarini izlashda olimlar, masalan, 1818 yilda Oersted tomonidan kashf etilgan oqimning magnit ta'siri fenomeniga o'xshash barqaror effektlarni kashf etishga qaratilgan edi. Faraday bu umumiy "ko'rlik" dan ikkita holat tufayli xalos bo'ldi. Birinchidan, har qanday tabiiy hodisalarga e'tibor bering. Faraday o'z maqolalarida ham muvaffaqiyatli, ham muvaffaqiyatsiz tajribalar haqida ma'lumot berib, muvaffaqiyatsiz tajriba (istalgan effektni aniqlamagan), ammo mazmunli tajriba tabiat qonunlari haqida ham ba'zi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, deb hisoblaydi. Ikkinchidan, kashfiyotdan biroz oldin Faraday kondensator zaryadlari bilan ko'p tajriba o'tkazdi, bu shubhasiz uning qisqa muddatli ta'sirlarga e'tiborini kuchaytirdi. Kundaliklarini muntazam ravishda ko'rib chiqayotgan (Faraday uchun bu tadqiqotning doimiy tarkibiy qismi bo'lgan), olim, aftidan, 1822 yilgi tajribalarga yangicha nazar tashladi va ularni takrorlab, u aralashuv bilan emas, balki u hodisa bilan shug'ullanayotganini angladi. qidirayotgan edi. Ushbu amalga oshirilgan sana 1831 yil 29 avgust edi.
Keyinchalik, intensiv tadqiqotlar boshlandi, uning davomida Faraday elektromagnit induksiyaning asosiy hodisalarini, shu jumladan o'tkazgichlar va magnitlarning nisbiy harakati paytida induksiyalangan oqimlarning paydo bo'lishini aniqladi va tasvirlab berdi. Ushbu tadqiqotlarga asoslanib, Faraday induksiyalangan oqimlarning paydo bo'lishining hal qiluvchi sharti aniq degan xulosaga keldi. chorraha katta yoki kichik kuchlar sohalariga o'tish emas, balki magnit kuch chiziqlarining o'tkazgichi. Bu holda, masalan, yaqin atrofda joylashgan boshqa bir o'tkazgichda oqim yoqilganda, Faraday shuningdek, o'tkazgichning elektr uzatish liniyalarini kesib o'tishi natijasida shunday tushuntirdi: "magnit egri chiziqlar harakatlanayotganga o'xshaydi (bunday qilib aytganda). ) induktsiyalangan sim bo'ylab, ular rivojlana boshlagan paytdan boshlab va magnit oqim eng katta qiymatga yetgan paytgacha; ular simning yon tomonlariga tarqalib ketganga o'xshaydi va shuning uchun statsionar simga nisbatan xuddi ular bo'ylab qarama-qarshi yo'nalishda harakat qilayotgandek bir xil holatda bo'ladi.
Keling, yuqoridagi parchada Faraday necha marta "go'yo" so'zlarini ishlatganiga, shuningdek, u hali elektromagnit induksiya qonunining odatiy miqdoriy formulasiga ega emasligiga e'tibor qarataylik: o'tkazuvchi zanjirdagi oqim kuchi bu kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit kuch chiziqlari sonining o'zgarish tezligiga proportsionaldir. Bunga yaqin formula Faradayda faqat 1851 yilda paydo bo'lgan va u faqat statik magnit maydonda o'tkazgichning harakati holatiga tegishli. Faraday fikriga ko'ra, agar o'tkazgich shunday maydonda doimiy tezlikda harakat qilsa, unda paydo bo'ladigan elektr tokining kuchi bu tezlikka proportsional bo'ladi va harakatga kiritilgan elektr miqdori magnit maydon chiziqlari soniga proportsionaldir. konduktor tomonidan kesib o'tdi.
Faradayning elektromagnit induksiya qonunini shakllantirishdagi ehtiyotkorligi, birinchi navbatda, u kuch chizig'i tushunchasini faqat statik maydonlarga nisbatan to'g'ri qo'llashi bilan bog'liq. O'zgaruvchan maydonlar holatida bu tushuncha metaforik xususiyatga ega bo'ldi va harakatlanuvchi kuch chiziqlari haqida gapirganda "go'yo" davomli bandlar Faraday buni juda yaxshi tushunganligini ko'rsatadi. U, shuningdek, unga kuch chizig'i, qat'iy aytganda, geometrik ob'ekt, harakati haqida gapirishning ma'nosi yo'qligini ta'kidlagan olimlarning tanqidini inobatga olmadi. Bundan tashqari, tajribalarda biz kuch chiziqlari kabi abstraktsiyalar bilan emas, balki zaryadlangan jismlar, oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlar va boshqalar bilan ishlaymiz. Shu sababli, Faraday hech bo'lmaganda ba'zi hodisalar sinflarini o'rganayotganda, oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlarni hisobga olish bilan cheklanib qolmasligi va ularni o'rab turgan makonni hisobga olmaslik kerakligini ko'rsatishi kerak edi. Shunday qilib, Faraday o'z-o'zini induksiya hodisalarini o'rganishga bag'ishlangan asarida, hech qachon kuch chiziqlarini eslatmasdan, o'z tajribalari haqida hikoyani shunday quradiki, o'quvchi asta-sekin kuzatilgan hodisalarning haqiqiy sababi, degan xulosaga keladi. oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlar emas, balki ularni o'rab turgan bo'shliqda joylashgan narsa.
Maydon oldindan ko'rishga o'xshaydi. O'z-o'zini induktsiya hodisalarini tadqiq qilish
1834 yilda Faraday "Elektr tokining o'ziga va umuman oqimlarning induktiv ta'siriga induktiv ta'siri to'g'risida" deb nomlangan "Eksperimental tadqiqotlar" ning to'qqizinchi qismini nashr etdi. Faraday bu ishida 1832 yilda amerikalik fizik Jozef Genri (1797-1878) tomonidan kashf etilgan o'z-o'zini induksiya hodisalarini ko'rib chiqdi va ular ilgari o'rgangan elektromagnit induksiya hodisalarining alohida holatini ifodalashini ko'rsatdi.
Faraday o'z ishini bir qator hodisalarni tasvirlashdan boshlaydi, shundan iboratki, uzun o'tkazgichlardan iborat elektr zanjiri yoki elektromagnit o'rash ochilganda, kontakt uzilgan joyda uchqun paydo bo'ladi yoki elektr toki urishi seziladi. kontakt qo'l bilan ajratiladi. Shu bilan birga, Faraday ta'kidlaydi, agar o'tkazgich qisqa bo'lsa, unda hech qanday hiyla-nayrang uchqun yoki elektr toki urishiga olib kelmaydi. Shunday qilib, uchqun (yoki zarba) paydo bo'lishi kontakt uzilishidan oldin o'tkazgichdan o'tadigan oqimning kuchiga emas, balki ushbu o'tkazgichning uzunligi va konfiguratsiyasiga bog'liqligi aniq bo'ldi. Shuning uchun Faraday, birinchi navbatda, uchqunning dastlabki sababi oqim bo'lsa ham (agar zanjirda umuman oqim bo'lmagan bo'lsa, tabiiyki, uchqun bo'lmaydi), oqimning kuchi emasligini ko'rsatishga intiladi. hal qiluvchi. Buning uchun Faraday tajribalar ketma-ketligini ta'riflaydi, unda o'tkazgichning uzunligi birinchi marta oshiriladi, natijada qarshilik kuchayganligi sababli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim zaiflashishiga qaramay, kuchli uchqun paydo bo'ladi. Keyin bu o'tkazgich o'raladi, shunda oqim faqat uning kichik qismidan o'tadi. Oqim keskin ortadi, lekin kontaktlarning zanglashiga olib ochilganda uchqun yo'qoladi. Shunday qilib, na o'tkazgichning o'zi, na undagi oqim kuchini uchqunning sababi deb hisoblash mumkin emas, uning kattaligi, ma'lum bo'lishicha, nafaqat o'tkazgichning uzunligiga, balki uning konfiguratsiyasiga ham bog'liq. Shunday qilib, o'tkazgich spiralga aylantirilganda, shuningdek, bu spiralga temir yadro kiritilganda, uchqun hajmi ham ortadi.
Ushbu hodisalarni o'rganishni davom ettirishda Faraday kontakt ochilgan joyga parallel ravishda yordamchi qisqa o'tkazgichni uladi, uning qarshiligi asosiy o'tkazgichning qarshiligidan sezilarli darajada katta, lekin uchqun bo'shlig'idan yoki insonning qarshiligidan kamroq edi. tana kontaktni ochadi. Natijada, kontakt ochilganda uchqun yo'qoldi va yordamchi o'tkazgichda kuchli qisqa muddatli oqim paydo bo'ldi (Faraday uni qo'shimcha oqim deb ataydi), uning yo'nalishi oqim yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lib chiqdi. manbadan u orqali oqardi. "Bu tajribalar, - deb yozadi Faraday, - miqdori, intensivligi va hatto yo'nalishi bo'yicha birlamchi yoki hayajonli oqim va qo'shimcha oqim o'rtasida sezilarli farqni aniqlaydi; ular meni yuqorida aytib o'tgan induksiyalangan oqim bilan bir xil degan xulosaga kelishdi.
O'rganilayotgan hodisalar va elektromagnit induksiya hodisalari o'rtasidagi bog'liqlik g'oyasini ilgari surgan Faraday keyinchalik bu fikrni tasdiqlovchi bir qator ajoyib tajribalarni o'tkazdi. Bunday tajribalardan birida tok manbaiga ulangan spiral yoniga boshqa ochiq spiral qo‘yildi. Joriy manbadan uzilganda, birinchi spiral kuchli uchqun berdi. Biroq, agar boshqa spiralning uchlari yopilgan bo'lsa, uchqun amalda yo'qoldi va ikkinchi spiralda qisqa muddatli oqim paydo bo'ldi, uning yo'nalishi birinchi spiraldagi oqim yo'nalishiga to'g'ri keldi, agar zanjir ochilgan bo'lsa. va agar kontaktlarning zanglashiga olib yopilgan bo'lsa, unga qarama-qarshi edi.
Ikki toifadagi hodisalar o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatgan Faraday ilgari o'tkazilgan tajribalarni, ya'ni o'tkazgich uzaytirilganda, spiral shaklida buklanganda, temir yadro kiritilganda va hokazolarda uchqunning kuchayishini osongina tushuntira oldi. : "Agar siz bir fut uzunlikdagi simning induktiv ta'sirini yaqin atrofda bir fut uzunlikdagi sim joylashgan joyda kuzatsangiz, u juda zaif bo'lib chiqadi; Ammo agar xuddi shu oqim ellik fut uzunlikdagi simdan o'tkazilsa, u keyingi ellik fut simda, kontaktni yaratish yoki uzish paytida, juda kuchliroq oqimni keltirib chiqaradi, go'yo har bir qo'shimcha sim simning bir futiga nimadir hissa qo'shgandek. umumiy ta'sir; Analogiyaga ko'ra, biz xuddi shunday hodisani ulash o'tkazgich bir vaqtning o'zida induksiyalangan oqim hosil bo'lgan o'tkazgich bo'lib xizmat qilganda ham sodir bo'lishi kerak degan xulosaga keldik. Shuning uchun, Faraday xulosa qiladi, o'tkazgichning uzunligini oshirib, uni spiralga aylantirib, ichiga yadro kiritish uchqunni kuchaytiradi. Demagnetizatsiya qiluvchi yadroning harakati spiralning bir burilishining boshqasiga ta'siriga qo'shiladi. Bundan tashqari, bunday harakatlarning umumiyligi bir-birini qoplashi mumkin. Misol uchun, agar siz uzun izolyatsiyalangan simni yarmiga katlasangiz, uning ikki yarmining qarama-qarshi induktiv harakatlari tufayli uchqun yo'qoladi, garchi tekislangan holatda bu sim kuchli uchqun beradi. Temir yadroni juda sekin magnitsizlanadigan po'lat yadro bilan almashtirish ham uchqunning sezilarli darajada zaiflashishiga olib keldi.
Shunday qilib, Faraday amalga oshirilgan tajribalar to'plamining batafsil tavsifi orqali o'quvchiga yo'l ko'rsatar ekan, Faraday soha haqida bir og'iz so'z aytmasdan, o'quvchida o'rganilayotgan hodisalarda hal qiluvchi rol o'tkazgichlarga tegishli emas degan fikrni shakllantirdi. , lekin ular tomonidan atrofdagi kosmosda yaratilgan qandaydir kuchga keyin magnitlanish holati yoki aniqrog'i, bu holatning o'zgarish tezligi. Biroq, bu davlat haqiqatan ham mavjudmi va u eksperimental tadqiqot mavzusi bo'lishi mumkinmi degan savol ochiq qoldi.
Kuch chiziqlarining jismoniy haqiqati muammosi
Faraday 1851 yilda dala chizig'i kontseptsiyasini umumlashtirish g'oyasi bilan chiqqanida, dala chiziqlarining haqiqatini isbotlashda muhim qadam qo'yishga muvaffaq bo'ldi. "Magnit kuch chizig'i, - deb yozgan edi Faraday, - kichik magnit igna o'z uzunligi bo'ylab u yoki bu yo'nalishda harakatlantirilganda tasvirlaydigan chiziq sifatida belgilanishi mumkin, shunda igna barcha harakatga tegib qoladi. vaqt; yoki boshqacha qilib aytganda, bu chiziq bo'ylab ko'ndalang simni istalgan yo'nalishda siljitish mumkin va ikkinchisida hech qanday oqim hosil qilish tendentsiyasi paydo bo'lmaydi, lekin uni boshqa yo'nalishda harakatlantirganda bunday tendentsiya mavjud.
Shunday qilib, kuch chizig'i Faraday tomonidan magnit kuch ta'sirining ikki xil qonuni (va tushunchalari) asosida aniqlangan: uning magnit ignaga mexanik ta'siri va uning (elektromagnit induksiya qonuniga muvofiq) elektr energiyasini ishlab chiqarish qobiliyati. kuch. Kuch chizig'ining bu ikki tomonlama ta'rifi uni "moddiylashtirdi" va unga kosmosdagi maxsus, eksperimental aniqlanadigan yo'nalishlarning ma'nosini berdi. Shuning uchun Faraday bunday kuch chiziqlarini "jismoniy" deb atadi va u endi ularning haqiqatini aniq isbotlay oladi, deb hisoblaydi. Bunday ikki tomonlama ta'rifdagi o'tkazgichni yopiq va kuch chiziqlari bo'ylab sirg'alib ketayotgan deb tasavvur qilish mumkin, shunda u doimiy ravishda deformatsiyalanganda, chiziqlarni kesib o'tmaydi. Ushbu o'tkazgich "kondensatsiyalangan" yoki "kamdan-kam hollarda" saqlanib qolgan ma'lum bir shartli "sonini" ta'kidlaydi. O'tkazgichning magnit kuchlar maydonida elektr toki paydo bo'lmasdan bunday siljishi, masalan, qutbdan "tarqalgan" kuch chiziqlari sonining saqlanishining eksperimental isboti sifatida qaralishi mumkin. magnit, va shunday qilib, bu chiziqlar haqiqatining isboti sifatida.
Albatta, haqiqiy o'tkazgichni elektr uzatish liniyalarini kesib o'tmasligi uchun harakatlantirish deyarli mumkin emas. Shuning uchun Faraday ularning sonining saqlanishi haqidagi farazni boshqacha asosladi. N qutbli va o'tkazgichli magnit bo'lsin abcd ular o'q atrofida bir-biriga nisbatan aylana oladigan tarzda joylashtirilgan e'lon(1-rasm; Faraday chizmalari asosida maqola muallifi tomonidan chizilgan rasm). Bunday holda, dirijyorning bir qismi e'lon magnitdagi teshikdan o'tadi va nuqtada erkin aloqaga ega d. Bo'sh aloqa o'rnatildi va nuqtada c, shuning uchun syujet miloddan avvalgi nuqtalarda ulangan elektr zanjirini buzmasdan magnit atrofida aylana oladi a Va b(shuningdek, surma kontaktlari orqali) galvanometrga. Dirijyor miloddan avvalgi o'q atrofida to'liq aylanishda e'lon magnit N qutbidan chiqadigan barcha kuch chiziqlarini kesib o'tadi. Endi o'tkazgich doimiy tezlikda aylansin. Keyin, aylanuvchi o'tkazgichning turli pozitsiyalarida, masalan, pozitsiyada galvanometrning o'qishlarini taqqoslash. abcd Va holatda ab"c"d, Supero'tkazuvchilar yana bir marta barcha kuch chiziqlarini to'liq burilishda kesib o'tganda, lekin ular ko'proq kam uchraydigan joylarda siz galvanometr ko'rsatkichlari bir xil ekanligini topishingiz mumkin. Faradayning so'zlariga ko'ra, bu magnitning shimoliy qutbini tavsiflashi mumkin bo'lgan ma'lum bir shartli kuch chiziqlarining saqlanishini ko'rsatadi (bu "miqdor" qanchalik katta bo'lsa, magnit kuchliroq).
Faraday o'z o'rnatishida (2-rasm; Faraday chizmasi) o'tkazgich emas, balki magnitni aylantirib, magnitning ichki hududidagi kuch chiziqlari soni saqlanib qolgan degan xulosaga keladi. Bundan tashqari, uning mulohazasi kuch chiziqlari aylanadigan magnit tomonidan olib ketilmaydi degan taxminga asoslanadi. Bu chiziqlar "joyida" qoladi va magnit ular orasida aylanadi. Bunday holda, oqim tashqi o'tkazgichning aylanishi bilan bir xil bo'ladi. Faraday bu natijani shunday tushuntiradiki, o'tkazgichning tashqi qismi chiziqlarni kesib o'tmasa ham, uning ichki qismi ( CD), magnit bilan aylanib, magnit ichida o'tadigan barcha chiziqlarni kesib o'tadi. Agar o'tkazgichning tashqi qismi magnit bilan birga sobit bo'lsa va aylantirilsa, u holda oqim paydo bo'lmaydi. Buni ham tushuntirish mumkin. Haqiqatan ham, o'tkazgichning ichki va tashqi qismlari bir xil yo'nalishda yo'naltirilgan bir xil miqdordagi kuch chiziqlarini kesib o'tadi, shuning uchun o'tkazgichning ikkala qismida induktsiya qilingan oqimlar bir-birini bekor qiladi.
Tajribalardan ma'lum bo'ldiki, magnitning ichida kuch chiziqlari shimoliy qutbdan janubga o'tmaydi, aksincha, tashqi kuch chiziqlari bilan yopiq egri chiziqlar hosil qiladi, bu Faradayga energiyaning saqlanish qonunini shakllantirishga imkon berdi. Doimiy magnitning tashqi va ichki bo'shliqlaridagi magnit kuch chiziqlari soni: "Harakatlanuvchi o'tkazgich tomonidan ochiladigan ushbu ajoyib taqsimlash kuchlari bilan magnit elektromagnit bo'lakka o'xshaydi, chunki kuch chiziqlari ham xuddi shunday tarzda oqadi. yopiq doiralar shaklida va ularning ichki va tashqi yig'indisining tengligida. Shunday qilib, "elektr liniyalari soni" tushunchasi fuqarolik huquqini oldi, buning natijasida induksiyaning elektromotor kuchining o'tkazgich tomonidan vaqt birligida kesib o'tgan elektr uzatish liniyalari soniga mutanosiblik qonunini shakllantirish jismoniy ma'noga ega bo'ldi.
Biroq, Faraday uning natijalari maydon chiziqlari haqiqatining ishonchli dalili emasligini tan oldi. Bunday dalil uchun, deb yozgan edi u, "kuch chiziqlarining vaqtga bo'lgan munosabatini o'rnatish", ya'ni bu chiziqlar fazoda cheklangan tezlik bilan harakatlanishini va shuning uchun ularni ba'zilar tomonidan aniqlanishi mumkinligini ko'rsatish kerak. jismoniy usullar.
Faraday uchun "kuchning jismoniy chiziqlari" muammosi oddiy kuch chiziqlarini to'g'ridan-to'g'ri aniqlashga urinishlar bilan hech qanday umumiylik yo'qligini ta'kidlash muhimdir. Elektromagnit induksiya kashf etilgandan beri Faraday oddiy kuch chiziqlari ham, elektromagnitizm qonunlari ham materiyaning ba'zi bir maxsus xususiyatlarining namoyon bo'lishi, uning o'ziga xos holati, deb hisoblardi, uni olim elektrotonik deb atagan. Shu bilan birga, bu holatning mohiyati va uning materiyaning ma'lum shakllari bilan bog'liqligi haqidagi savol, Faradayning fikricha, ochiq edi: "Bu holat nima va u nimaga bog'liq, biz hozir ayta olmaymiz. Ehtimol, u yorug'lik nuri kabi efir bilan shartlangandir ... Balki bu kuchlanish holati yoki tebranish holati yoki magnit kuchlari bilan chambarchas bog'liq bo'lgan elektr tokiga o'xshash boshqa holatdir. Ushbu holatni saqlab qolish uchun materiyaning mavjudligi zarurmi, "materiya" so'zi nimani anglatishiga bog'liq. Agar materiya tushunchasi og'ir yoki tortishish kuchiga ega bo'lgan moddalar bilan chegaralangan bo'lsa, u holda materiyaning mavjudligi magnit kuchning fizik chiziqlari uchun yorug'lik va issiqlik nurlari uchun juda kam ahamiyatga ega. Ammo agar efirni tan olsak, bu o'ziga xos materiya ekanligini qabul qilsak, unda kuch chiziqlari uning har qanday harakatlariga bog'liq bo'lishi mumkin.
Faraday elektr uzatish liniyalariga katta e'tibor qaratganligi, birinchi navbatda, u ularda butunlay yangi dunyoga olib boradigan ko'prikni ko'rganligi bilan bog'liq edi. Biroq, bu ko'prikdan o'tish hatto Faraday kabi ajoyib tajribachi uchun ham qiyin edi. Aslida, bu muammo butunlay eksperimental yechimga imkon bermadi. Biroq, kuch chiziqlari orasidagi bo'shliqqa matematik tarzda kirib borishga harakat qilish mumkin. Maksvell aynan shunday qilgan. Uning mashhur tenglamalari Faradayning maydon chiziqlari orasidagi mavjud bo'lmagan bo'shliqlarga kirib borish va natijada u erda yangi jismoniy haqiqatni kashf qilish imkonini beradigan vositaga aylandi. Ammo bu boshqa hikoya - Buyuk nazariyotchining hikoyasi.
Bu R. Feynman, R. Leighton va M. Sandsning "Feynman Lectures on Physics" (M.: Mir, 1967) kitobiga ishora qiladi (M.: Mir, 1967) ( Eslatma ed.)
Rus tiliga tarjimada ushbu kitobning birinchi jildi 1947 yilda, ikkinchi jildi 1951 yilda va uchinchi jildi 1959 yilda "Fan klassikalari" turkumida nashr etilgan (M.: SSSR Fanlar akademiyasining nashriyoti). ( Eslatma ed.)
1892 yilda Uilyam Tomson fizikaning turli sohalaridagi fundamental ishlari, xususan, Angliya va Qo'shma Shtatlarni bog'laydigan transatlantik kabel yotqizilganligi uchun "Lord Kelvin" zodagonlik unvoniga sazovor bo'ldi.
Maykl Faraday. 1791 yil 22 sentyabrda Londonda tug'ilgan - 1867 yil 25 avgustda Londonda vafot etgan. Ingliz eksperimental fizigi va kimyogari. London Qirollik jamiyati (1824) va boshqa koʻplab ilmiy tashkilotlar aʼzosi, jumladan, Sankt-Peterburg Fanlar akademiyasining xorijiy faxriy aʼzosi (1830).
Zamonaviy sanoat elektr energiyasini ishlab chiqarish va uning ko'plab qo'llanilishiga asos bo'lgan elektromagnit induksiya kashf qilindi. Elektr dvigatelining birinchi modelini yaratdi. Uning boshqa kashfiyotlari orasida birinchi transformator, tokning kimyoviy ta'siri, elektroliz qonunlari, magnit maydonning yorug'likka ta'siri va diamagnetizm kiradi. U birinchi bo'lib elektromagnit to'lqinlarni bashorat qilgan. Faraday ilmiy foydalanishga ion, katod, anod, elektrolit, dielektrik, diamagnetizm, paramagnetizm va hokazo atamalarini kiritdi.
Faraday elektromagnit maydon haqidagi ta'limotning asoschisi bo'lib, keyinchalik Maksvell tomonidan matematik tarzda ishlab chiqilgan va ishlab chiqilgan. Faradayning elektromagnit hodisalar fizikasiga qo'shgan asosiy g'oyaviy hissasi Nyutonning uzoq masofali ta'sir printsipini rad etish va fizik maydon tushunchasini kiritish - kuch chiziqlari bilan to'liq to'ldirilgan va materiya bilan o'zaro ta'sir qiluvchi uzluksiz fazo mintaqasi.
Maykl Faraday 1791-yil 22-sentabrda London yaqinidagi (hozirgi Katta London) Nyuington-Batt qishlog‘ida temirchi oilasida tug‘ilgan. Oila - otasi Jeyms (1761-1810), onasi Margaret (1764-1838), aka-uka Robert va Maykl, opa-singillar Elizabet va Margaret birga yashagan, ammo muhtoj edi, shuning uchun 13 yoshida Maykl maktabni tashlab, ishlay boshladi. Frantsiyalik muhojir Ribotga tegishli bo'lgan kitob do'koni Londonda yetkazib beruvchi sifatida. Sinov muddatidan so‘ng muqovachi shogirdi bo‘ldi.
Faraday hech qachon rasmiy ta'lim olishga muvaffaq bo'lmadi, lekin u erta o'qishga qiziqish va ishtiyoqni namoyon etdi. Do'konda juda ko'p ilmiy kitoblar bor edi; Faraday o'zining keyingi xotiralarida ayniqsa elektr va kimyo bo'yicha kitoblarni ta'kidladi va u o'qiyotganda darhol oddiy mustaqil tajribalar o'tkaza boshladi. Uning otasi va katta akasi Robert o‘z imkoniyatlaridan kelib chiqib, Mayklning bilimga chanqoqligini rag‘batlantirdilar, uni moddiy jihatdan qo‘llab-quvvatladilar va eng oddiy elektr energiyasi manbai – Leyden jarini ishlab chiqarishga yordam berishdi. Akasining yordami 1810 yilda otasi to'satdan vafot etganidan keyin ham davom etdi.
Faraday hayotidagi muhim bosqich uning shahar falsafiy jamiyatiga (1810-1811) tashrifi bo'ldi, u erda 19 yoshli Maykl kechqurun fizika va astronomiya bo'yicha mashhur ilmiy ma'ruzalarni tingladi va bahslarda qatnashdi. Kitob do'koniga tashrif buyurgan ba'zi olimlar qobiliyatli yigitni ta'kidladilar; 1812 yilda tashrif buyuruvchilardan biri, musiqachi Uilyam Dans unga mashhur kimyogar va fizik, ko'plab kimyoviy elementlarning kashfiyotchisi Xamfri Deyvining Qirollik institutida bir qator ommaviy ma'ruzalariga chipta berdi.
Maykl nafaqat qiziqish bilan tingladi, balki Davyning to'rtta ma'ruzasini batafsil yozdi va bog'lab qo'ydi, u unga uni Qirollik institutiga ishlashga olib borishni so'rab xat bilan birga yubordi. Bu, Faradayning o'zi aytganidek, "jasur va sodda qadam" uning taqdiriga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatdi. O‘zi farmatsevt talabasi bo‘lgan professor yigitning keng bilimidan xursand edi, lekin o‘sha paytda institutda bo‘sh ish o‘rinlari yo‘q edi va Mayklning iltimosi bir necha oydan keyin qondirildi. 1813 yil boshida institutda kimyoviy laboratoriya direktori bo'lgan Davy 22 yoshli yigitni Qirollik institutidagi bo'sh laborant lavozimiga taklif qildi.
Faradayning vazifalariga asosan institut professorlari va boshqa o'qituvchilariga ma'ruzalar tayyorlash, moddiy boyliklarni hisobga olish va ularga g'amxo'rlik qilishda yordam berish kiradi. Ammo uning o‘zi ham bilimini to‘ldirish uchun barcha imkoniyatlardan foydalanishga harakat qildi va birinchi navbatda, tayyorlagan barcha ma’ruzalarini diqqat bilan tinglardi. Shu bilan birga, Faraday Davyning xayrixoh yordami bilan uni qiziqtirgan masalalar bo'yicha o'zining kimyoviy tajribalarini o'tkazdi. Faraday o'zining rasmiy vazifalarini shu qadar ehtiyotkorlik bilan va mohirlik bilan bajardiki, u tez orada Davyning ajralmas yordamchisiga aylandi.
1813 yil kuzida Faraday professor va uning rafiqasi bilan yordamchi va kotib sifatida Napoleonni endigina mag'lub etgan Yevropaning ilmiy markazlari bo'ylab ikki yillik sayohatga chiqdi. Bu sayohat Faraday uchun katta ahamiyatga ega edi: Davini dunyoga mashhur shaxs sifatida o‘sha davrning ko‘plab taniqli olimlari, jumladan A.Amper, M.Chevrol, J.L.Gey-Lyusak va A.Voltalar kutib olishgan. Ulardan ba'zilari yosh inglizning ajoyib qobiliyatlariga e'tibor qaratdi.
1815 yil may oyida Qirollik institutiga qaytganidan so'ng, Faraday yangi lavozimda yordamchi sifatida intensiv ish boshladi, o'sha vaqt uchun oyiga 30 shilling maoshi juda yuqori edi. Kechgacha o'tkazgan mustaqil ilmiy izlanishlarini davom ettirdi. Bu vaqtda Faradayning o'ziga xos xususiyatlari paydo bo'ldi - mehnatsevarlik, metodiklik, tajribalarni bajarishda puxtalik va o'rganilayotgan muammoning mohiyatiga kirish istagi. 19-asrning birinchi yarmida u "tajribachilar qiroli" obro'siga sazovor bo'ldi. U butun umri davomida o'z tajribalarining laboratoriya kundaliklarini tozalab yurgan (1931 yilda nashr etilgan). Elektromagnetizm bo'yicha oxirgi tajriba tegishli kundalikda 16041 raqami bilan belgilangan, Faraday hayoti davomida 30 000 ga yaqin tajriba o'tkazgan;
1816 yilda Faradayning birinchi nashr etilgan ishi (Toskana ohaktoshining kimyoviy tarkibini tahlil qilish bo'yicha) paydo bo'ldi va keyingi 3 yilda nashrlar soni, asosan, kimyo bo'yicha 40 dan oshdi. Faraday Yevropaning yetakchi kimyogarlari va fiziklari bilan yozishmalarni boshladi. 1820 yilda Faraday nikel qo'shimchalari bilan po'latlarni eritishda bir nechta tajribalar o'tkazdi. Bu ish o'sha paytda metallurglarni qiziqtirmagan zanglamaydigan po'latning kashfiyoti hisoblanadi.
1821 yilda Faraday hayotida bir qancha muhim voqealar yuz berdi. Iyul oyida u do'stining singlisi 20 yoshli Sara Barnardga (1800-1879) uylandi. Zamondoshlarning fikriga ko'ra, Maykl va Sara 46 yil birga yashashgan. Er-xotin qirollik institutining yuqori qavatida yashagan, o'z farzandlari yo'qligi sababli, ular yosh etim jiyani Jeynni tarbiyalashgan; Faraday, shuningdek, onasi Margaretga (1838 yilda vafot etgan) to'liq vaqtli g'amxo'rlik qildi. Institutda Faraday Qirollik instituti binosi va laboratoriyalarining texnik boshlig'i (uy boshlig'i) lavozimini oldi. Nihoyat, uning eksperimental tadqiqotlari fizika sohasiga barqaror ravishda o'ta boshladi. 1821 yilda nashr etilgan fizika bo'yicha bir qancha muhim ishlar Faradayning yirik olim sifatida mustahkam o'rnashganligini ko'rsatdi. Ular orasida asosiy o'rinni sanoat elektrotexnikasi aslida boshlangan elektr motorining ixtirosi haqidagi maqola egalladi.
1820 yildan boshlab Faraday elektr va magnitlanish o'rtasidagi bog'liqlikni o'rganish muammosiga juda qiziqdi. Bu vaqtga kelib elektrostatika fani allaqachon mavjud bo'lib, K. Gauss va J. Green sa'y-harakatlari bilan asosan rivojlangan. 1800-yilda A.Volta toʻgʻridan-toʻgʻri oqimning kuchli manbasini (“voltaik ustun”) kashf etdi va yangi fan – elektrodinamika jadal rivojlana boshladi. Darhol ikkita ajoyib kashfiyotlar amalga oshirildi: elektroliz (1800) va elektr yoyi (1802).
Ammo asosiy voqealar 1820 yilda, Oersted eksperimental ravishda magnit igna ustidagi oqimning burilish ta'sirini aniqlaganida boshlandi. Elektr va magnetizmni bog'laydigan birinchi nazariyalar o'sha yili Biot, Savart va keyinchalik Laplas tomonidan qurilgan. A. Amper 1822 yildan boshlab o'zining elektromagnetizm nazariyasini nashr etdi, unga ko'ra asosiy hodisa o'tkazgichlarning oqim bilan uzoq masofali o'zaro ta'siridir. Ikki joriy elementning o'zaro ta'siri uchun Amper formulasi darsliklarga kiritilgan. Boshqa narsalar qatorida, Amper elektromagnitni (solenoid) kashf etdi.
Bir qator tajribalardan so'ng Faraday 1821 yilda "Ba'zi yangi elektromagnit harakatlar va magnitlanish nazariyasi to'g'risida" risolasini nashr etdi, unda magnitlangan igna magnit qutblardan biri atrofida doimiy ravishda aylanishini ko'rsatdi. Aslida, bu dizayn hali ham nomukammal, ammo juda amaliy elektr motor bo'lib, u dunyoda birinchi marta elektr energiyasini mexanik energiyaga uzluksiz aylantirishni amalga oshirdi. Faradayning nomi dunyoga mashhur bo'ldi.
Faraday uchun umuman g'alaba qozongan 1821 yil oxiri tuhmatlar soyasida qoldi. Mashhur kimyogar va fizik Uilyam Uollaston Davyga Faradayning ignani aylantirish tajribasi uning Wollaston g'oyasining plagiati ekanligidan shikoyat qildi (u deyarli hech qachon amalga oshirmagan). Hikoya juda ko'p e'tiborga sazovor bo'ldi va Faradayga juda ko'p muammo tug'dirdi. Davy Wollaston tarafini oldi, uning Faraday bilan munosabatlari sezilarli darajada yomonlashdi. Oktyabr oyida Faraday Uollaston bilan shaxsiy uchrashuv o'tkazdi, u erda u o'z pozitsiyasini tushuntirdi va yarashuv bo'lib o'tdi. Biroq, 1824 yil yanvar oyida Faraday London Qirollik jamiyati a'zosi etib saylanganida, Qirollik jamiyatining o'sha paytdagi prezidenti Deyvi yagona qarshi ovoz berdi (Vollastonning o'zi saylov uchun ovoz berdi). Faraday va Deyvi o'rtasidagi munosabatlar keyinchalik yaxshilandi, ammo avvalgi samimiyligini yo'qotdi, garchi Deyvi o'zining barcha kashfiyotlarini takrorlashni yaxshi ko'rsa ham, eng muhimi "Faradayning kashfiyoti" edi.
Faradayning ilmiy xizmatlarining tan olinishi uning Parij Fanlar akademiyasining muxbir a’zosi etib saylanishi bo‘ldi (1823). 1825 yilda Davy Qirollik instituti laboratoriyasining rahbariyatini tark etishga qaror qildi va Faradayni fizikaviy va kimyoviy laboratoriyalar direktori etib tayinlashni tavsiya qildi, bu tez orada amalga oshirildi. Davi 1829 yilda uzoq davom etgan kasallikdan keyin vafot etdi.
Faradayning elektromagnetizm bo'yicha tadqiqotlaridagi birinchi muvaffaqiyatlardan so'ng, o'n yillik pauza bo'ldi va 1831 yilgacha u ushbu mavzu bo'yicha deyarli hech qanday asar nashr etmadi: tajribalar kerakli natijani bermadi, yangi mas'uliyat uni chalg'itdi va ehtimol 1821 yildagi noxush janjal. unga ham ta'sir qilgan.
1830 yilda Faraday dastlab Qirollik Harbiy Akademiyasida (Vulvich), 1833 yildan esa Qirollik Institutida (kimyo bo'yicha) professor unvonini oldi. U nafaqat Qirollik institutida, balki boshqa bir qancha ilmiy tashkilot va to‘garaklarda ham ma’ruzalar o‘qigan. Zamondoshlar Faradayning o'qituvchilik fazilatlarini juda yuqori baholadilar, u aniqlik va qulaylikni mavzuni chuqur ko'rib chiqish bilan qanday uyg'unlashtirishni bilardi. Uning bolalar uchun mo'ljallangan ilmiy-ommabop asari - "Sham tarixi" (mashhur ma'ruzalar, 1861) hali ham nashr qilinmoqda.
1822 yilda Faraday o'zining laboratoriya kundaligida shunday deb yozgan edi: "Magnitizmni elektrga aylantiring". Faradayning fikri quyidagicha edi: agar Oersted tajribasida elektr toki magnit kuchga ega bo'lsa va Faradayning fikriga ko'ra, barcha kuchlar bir-biriga aylantirilsa, magnitning harakati elektr tokini qo'zg'atishi kerak.
Elektr generatoriga boradigan yo'l oson emas edi - birinchi tajribalar muvaffaqiyatsiz tugadi. Muvaffaqiyatsizliklarning asosiy sababi elektr tokining faqat o'zgaruvchan magnit maydoni va bunda etarlicha kuchli (aks holda oqim ro'yxatga olish uchun juda zaif bo'ladi) tomonidan ishlab chiqarilishini bilmaslik edi. Effektni kuchaytirish uchun magnitni (yoki o'tkazgichni) tezda siljitish kerak va o'tkazgichni rulonga aylantirish kerak. Faqat o'n yil o'tgach, 1831 yilda Faraday nihoyat elektromagnit induksiyani kashf qilish orqali muammoning echimini topdi. Ushbu kashfiyot Faradayning eng samarali tadqiqot davrini (1831-1840) boshladi, bu fan dunyosiga o'zining mashhur "Elektr energiyasi bo'yicha eksperimental tadqiqotlar" turkumidagi maqolalarini berdi (u 1831 yildan 1835 yilgacha nashr etilgan "Falsafiy bitimlar" jurnalida jami 30 ta sonni nashr etdi). 1832 yilda Faraday induksiyani kashf etgani uchun Kopley medali bilan taqdirlangan.
Faraday eksperimentlari haqidagi xabar darhol Evropaning ilmiy olamida katta shov-shuvga sabab bo'ldi, shuningdek, ularga katta e'tibor berildi. Ko'pgina ilmiy tashkilotlar Faradayni faxriy a'zo etib sayladilar (jami u 97 ta diplom oldi). Agar elektr motorining kashfiyoti elektr energiyasidan qanday foydalanish mumkinligini ko'rsatgan bo'lsa, induksiya bo'yicha tajribalar uning kuchli manbasini (elektr generatorini) qanday yaratishni ko'rsatdi. Shu vaqtdan boshlab elektr energiyasini keng joriy etish yo'lidagi qiyinchiliklar faqat texnik xususiyatga ega bo'ldi. Fiziklar va muhandislar induktsiyali oqimlarni o'rganish va tobora takomillashtirilgan elektr qurilmalarini loyihalash bilan faol shug'ullanishdi; birinchi sanoat modellari Faraday hayoti davomida paydo bo'lgan (Hippolyte Pixie alternator, 1832) va 1872 yilda Fridrix fon Xefner-Altenek keyinchalik Edison tomonidan takomillashtirilgan yuqori samarali generatorni taqdim etdi.
1832 yilda Faraday o'sha yillarda muhim bo'lgan yana bir muammoni tekshirdi. O'sha paytda elektr energiyasining bir nechta manbalari ma'lum edi: ishqalanish, voltaik ustun, ba'zi hayvonlar (masalan, elektr stingray), Faraday induksiyasi, termoelement (1821 yilda kashf etilgan, Seebek effektiga qarang). Ba'zi olimlar bu ta'sirlarning barchasi yagona xususiyatga ega ekanligiga shubha bildirdilar va hatto turli xil atamalarni qo'llashgan: "galvanizm", "hayvon elektr energiyasi" va hokazo. Faraday yuzlab tajribalar o'tkazdi va elektrning barcha ko'rinishlari (issiqlik, yorug'lik) ekanligini ko'rsatdi. , kimyoviy, fiziologik, magnit va mexanik) olingan manbadan qat'i nazar, aynan bir xil.
1835 yilda Faradayning haddan tashqari ishi uning birinchi kasallik hujumiga olib keldi, bu esa 1837 yilgacha ishlashga to'sqinlik qildi.
Faraday butun dunyo bo'ylab shuhrat qozonganiga qaramay, umrining oxirigacha kamtarin, mehribon inson bo'lib qoldi. U ilgari Davy singari uni ritsarlikka ko'tarish taklifini rad etdi va ikki marta Qirollik jamiyati prezidenti bo'lishdan bosh tortdi (1848 va 1858 yillarda). Qrim urushi paytida Britaniya hukumati uni rus armiyasiga qarshi kimyoviy qurol yaratishda ishtirok etishga taklif qildi, ammo Faraday g'azab bilan bu taklifni axloqsiz deb rad etdi. Faraday oddiy turmush tarzini olib bordi va ko'pincha foydali takliflarni rad etdi, agar ular unga sevimli ishini qilishiga to'sqinlik qilsalar.
1840 yilda Faraday yana og'ir kasal bo'lib qoldi (kuchning keskin yo'qolishi, yomonlashishi va xotiraning qisman yo'qolishi) va faqat 4 yil o'tgach, qisqa vaqt ichida faol ishga qaytishga muvaffaq bo'ldi. Kasallik simob bug'i bilan zaharlanish natijasi bo'lgan degan versiya mavjud bo'lib, u ko'pincha o'z tajribalarida ishlatilgan. Shifokorlar tomonidan tavsiya etilgan Evropaga sayohat (1841) ozgina yordam berdi. Do'stlar dunyoga mashhur fizikning davlat pensiyasini olishi uchun lobbichilik qila boshladilar. Buyuk Britaniya Bosh vaziri (Uilyam Lamb, Lord Melburn) dastlab buni ma'qullamadi, ammo jamoatchilik fikri bosimi ostida u roziligini berishga majbur bo'ldi. Faradayning tarjimai holi va do'sti Jon Tindallning hisob-kitoblariga ko'ra, 1839 yildan keyin Faraday o'ta qashshoqlikda (yiliga 22 funt sterlingdan kam) yashagan va 1845 yildan keyin uning pensiyasi (yiliga 300 funt sterling) uning yagona daromad manbai bo'lgan. Tyndall achchiq bilan qo'shimcha qiladi: "U kambag'al odam vafot etdi, lekin qirq yil davomida Angliyaning ilmiy shon-shuhratini sharafli joyda saqlab qolish sharafiga muyassar bo'ldi."
1845 yilda Faraday qisqa vaqt ichida faol ishga qaytdi va bir nechta ajoyib kashfiyotlar qildi, jumladan: magnit maydonda yorug'lik qutblanish tekisligining aylanishi (Faraday effekti) va diamagnetizm.
Bu uning so'nggi kashfiyotlari edi. Yil oxirida kasallik yana qaytdi. Ammo Faraday yana bir ommaviy sensatsiyani keltirib chiqarishga muvaffaq bo'ldi. 1853 yilda odatdagidek ehtiyotkorlik bilan u o'sha yillarda moda bo'lgan "stolni aylantirish" ni ko'rib chiqdi va stol o'liklarning chaqirilgan ruhlari bilan emas, balki ishtirokchilarning barmoqlarining ongsiz harakatlari bilan harakat qilishini ishonch bilan aytdi. Bu natija okkultistlarning g'azablangan xatlarining ko'chkisini keltirib chiqardi, ammo Faraday faqat ruhlarning da'volarini qabul qilishini aytdi.
1848 yilda qirolicha Viktoriya Faradayga Xempton saroy majmuasidagi uydan umrbod foydalanish huquqini berdi. Qirolicha barcha uy xarajatlari va soliqlarni o'z zimmasiga oldi. 1858 yilda Faraday o'zining aksariyat lavozimlaridan iste'foga chiqdi va hayotining so'nggi 9 yilini o'tkazgan Xempton sudiga joylashdi.
Vaqti-vaqti bilan Faradayning sog'lig'i unga qisqa vaqt ichida faol ishga qaytishga imkon berdi. 1862 yilda u magnit maydon spektral chiziqlarni siljitishi mumkinligi haqida faraz qildi. Biroq, o'sha yillardagi uskunalar bu ta'sirni aniqlash uchun etarlicha sezgir emas edi. Faqat 1897 yilda Piter Zeeman Faraday gipotezasini tasdiqladi (uni muallif sifatida keltirdi) va bu kashfiyot uchun 1902 yilda Nobel mukofotini oldi.
Maykl Faraday 1867-yil 25-avgustda 76 yoshga to‘lishi arafasida o‘z stolida vafot etdi. Haygeyt qabristoniga dafn etilgan, anglikan bo'lmagan qism.
Ingliz fizigi va kimyogari, elektromagnit maydon haqidagi ta'limotning asoschisi; kashfiyotlar muallifi: elektromagnit induksiya qonuni, elektroliz qonunlari, magnit maydonda yorug'lik qutblanish tekisligining aylanish hodisasi.
Yoshligimda Maykl Faraday U juda ko'p o'z-o'zini tarbiyalash bilan shug'ullangan: u fizika va kimyo bo'yicha adabiyotlarni o'qigan, uy laboratoriyasida kitoblarda tasvirlangan takroriy tajribalarni o'qigan, kechqurun va yakshanba kunlari fizika va astronomiya bo'yicha ma'ruzalarda qatnashgan. Bir fizik iste'dodli yigitni payqadi Humphry Davy va uni tadqiqotiga jalb qildi. Birozdan so'ng Maykl Faraday o'z tadqiqotini boshladi.
"Yigirma bir yoshida Faraday do'konda shogirdlikni tugatdi va usta unvonini oldi.
Bu erda unga ma'ruzalarda qatnashish baxti nasib etdi Humphry Davy V Qirollik jamiyati. Ma'ruzalar ham, o'qituvchining o'zi ham yigitda o'chmas taassurot qoldirdi, bu uning keyingi hayotini oldindan belgilab berdi.
Keyinchalik Faraday esladi: “Men yovuz va xudbin mashg‘ulot deb bilgan savdo-sotiqni tashlab, o‘zimni ilm-fan xizmatiga bag‘ishlash istagim, o‘ylaganimdek, uning izdoshlarini yaxshi va erkin qildi, nihoyat meni dadil va sodda qadam tashlashga majbur qildi: ser Davyga xat yozish uchun."
Faraday uni yollash haqidagi iltimosiga o'ziga xos sovg'a - Deyvining ma'ruzalaridan mohirona charm bilan bog'langan eslatmalarni o'z ichiga oldi. (Uch yuz varaqdan iborat bu qoʻlyozma hozirgacha Qirollik jamiyatida ehtiyotkorlik bilan saqlanmoqda.) Davi arizachi bilan uchrashib, unga sovgʻa uchun minnatdorchilik bildirdi, biroq soʻrovni rad etdi. Baxt yo'q edi, lekin baxtsizlik yordam berdi.
Laboratoriyadagi navbatdagi portlash paytida Deyvi ko'zini shikastladi va unga tajribalar natijalarini yozib olish uchun yordamchi kerak bo'ldi. Keyin u Faradayni, uning yaxshi qo'lyozmasini, aniqligini va har qanday ishni bajarishga tayyorligini esladi.
Maykl o'z vazifalarini 1813 yil 1 martda boshladi va kuzda Deyvi Faradayni ikki yil davom etgan Evropa gastrollariga hamrohlik qilishga taklif qildi.
Bu hech bo'lmaganda Faraday uchun zavqli sayohatdan uzoq edi. U Figaro rolini o'ynadi: u xo'jayinning fikrlarini yozdi, ko'plab sandiqlarni ko'tardi, kiyimlarini tozaladi va "Madam" bilan yurdi.
Ammo shu bilan birga u Davi bilan suhbatlarning mazmunini ishtiyoq bilan o'zlashtirdi Amper, Volta, Gey-Lyusak Va Chevrolet, o'z fikrlarini pashshada tushunib, o'z laboratoriyalarida zukko asboblarni o'rganib chiqdi va Davyga o'z tajribalarini o'rnatishga yordam berdi.
Ulardan biri fan tarixiga kirdi. Florensiyada Davy birinchi marta olmosning sof uglerod ekanligini isbotladi. Buning uchun ular bir nechta olmoslarni, shu jumladan Toskana gersogi uzugidan katta olmosni yoqishlari kerak edi, ammo ilm-fan qurbonlikni talab qiladi. Aslini olganda, Davy o'rta asr florensiyalik olimlarning tajribasini takrorladi va unga sezilarli o'zgarishlar kiritdi.
U […] olmosni kislorod bilan to'ldirilgan shisha idishga solib, uni muhrlab qo'ydi va keyin olmosga quyosh nurini qaratdi; olmos "bug'langan" va idishda aniqlanishi mumkin bo'lgan yagona modda karbonat angidrid edi.
Londonga qaytib kelgach, Davy Faradayga ba'zi tajribalar o'tkazishga ishona boshladi, unga mustaqil tadqiqotni ishonib topshirdi va birinchi ilmiy maqolalarini nashr etishga hissa qo'shdi.
Erlich Hermann, Oltin, o'q, hayotni saqlaydigan zahar. Nanotexnologiyaga 250 yil, M., “Kolibri”, 2012, bet. 174-175.
"Elektr energiyasi insoniyatga uchta shaklda ma'lum:
1) hammaga ko'proq yoki kamroq ma'lum bo'lgan statik elektr, chunki uning namoyon bo'lishi ko'pincha sodir bo'ladi: bu chaqmoqning elektr energiyasi, elektr mashinalarda shishaning teriga ishqalanishidan olingan elektr energiyasi, matodagi amber, mo'yna yoki matodagi smolali moddalar; sochlardagi gutta-percha taroq va boshqalar;
2) ba'zi moddalarning boshqalarga kimyoviy ta'siridan olingan dinamik elektr toki (galvanizm);
3) yopiq o'tkazgichlarda elektr toklarining ta'siridan kelib chiqadigan induktiv elektr.
Kimga Faraday Elektr energiyasining namoyon bo'lishining faqat dastlabki ikki turi ma'lum edi va elektr o'sha vaqtgacha statik elektr va galvanik oqimning xususiyatlari tufayli texnologiyada va shuning uchun inson hayotida muhim rol o'ynay olmadi.
Statik elektr energiyasi ishlab chiqariladigan qurilmalar (shisha doira bilan) katta kuchlanish bilan energiya beradi, lekin oz miqdorda: hatto o'quv maqsadlarida o'rnatilgan oddiy "elektr mashinasi" ham shunday yuqori kuchlanishli elektr energiyasini ta'minlay oladi. mashinaning zaryadsizlanishi katta hayvonni o'ldirishi mumkinligi, lekin shu bilan birga bu energiyaning shunchalik kichik miqdori olinadiki, katta qiyinchilik bilan zaryadlangan mashinaning zaryadsizlanishi faqat eng ahamiyatsiz daqiqa davom etadi. Shubhasiz, amaliy maqsadlar uchun bu shakldagi elektr energiyasi hech qanday ahamiyatga ega emas. Moddalarning kimyoviy o'zaro ta'siriga asoslangan galvanik qurilmalar to'g'ridan-to'g'ri oqim hosil qiladi, ammo shunday kuchsizki, shisha diskli oddiy elektr mashinasi bilan bir xil kuchlanishdagi energiyani olish uchun o'nlab va hatto yuzlab galvanik "juftlar" bo'lishi kerak. ”.
Ko'rinib turibdiki, galvanik oqimlardan amaliy maqsadlarda foydalanish noqulay va foydasizdir, chunki kimyoviy o'zaro ta'siri tokni keltirib chiqaradigan iste'mol qilinadigan moddalarning narxi olingan ish narxidan sezilarli darajada oshadi. Faraday tomonidan kashf etilgan elektr energiyasining namoyon bo'lishining uchinchi turi, induksion elektr, u birinchi ikki turdagi - statik va galvanik elektrning afzalliklarini birlashtirganligi va ularning kamchiliklaridan xoli ekanligi bilan ajralib turadi. Muhim kuchlanishga ega bo'lgan induktiv elektr energiyasi sezilarli darajada osonlik bilan o'zini namoyon qiladi; kuchli zarba berib, u ayni paytda doimiy harakat qiladi; statik elektr kabi uzun, chaqmoqdek uchqunlar berib, bir vaqtning o'zida jismlarni isitadi, ularni isitadi va eritadi; nihoyat, uni qulay tarzda boshqarish mumkin, shuning uchun elektr energiyasining bu turi o'z xohishiga ko'ra har qanday miqdorda va har qanday kuchlanishda namoyon bo'lishi mumkin.
Abramov Y.V., Maykl Faraday: uning hayoti va ilmiy faoliyati / Lavoisier. Faraday. Lyell. Charlz Darvin. Karl Baer: Biografik rivoyatlar (F.F. Pavlenkovning biografik kutubxonasining qayta nashri), Chelyabinsk, "Ural", 1998 yil, 2-bet. 102-104.
U Faraday lekin u juda boy, ular aytganidek, "olovli" edi Tyndall, tasavvur. Uning fikrlar oqimi tez-tez shu qadar tezlashdiki, masalan, ma'ruza paytida, u o'z fikrlarini juda tez ifoda eta boshlaganida, yordamchisi stol ustidagi stolga uning oldiga "Sekin! ”
Lapshin I.I., Falsafada ixtiro va ixtiro falsafasi, M., «Respublika», 1999, s. 206.