นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Michael Faraday ที่เติบโตมาในครอบครัวที่ยากจน กลายเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ ความสำเร็จที่โดดเด่นของเขาเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่วิทยาศาสตร์คือผู้คนจำนวนมากที่เกิดมาในครอบครัวที่มีสิทธิพิเศษ หน่วยความจุไฟฟ้า ฟารัด ตั้งชื่อตามเขา
ฟาราเดย์ (นักฟิสิกส์): ชีวประวัติสั้น
Michael Faraday เกิดเมื่อวันที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2334 ในกรุงลอนดอนเมืองหลวงของอังกฤษ เขาเป็นลูกคนที่สามในครอบครัวของเจมส์และมาร์กาเร็ต ฟาราเดย์ พ่อของเขาเป็นช่างตีเหล็กที่มีสุขภาพไม่ดี ก่อนแต่งงาน แม่ของเขาทำงานเป็นสาวใช้ ครอบครัวอาศัยอยู่ในความยากจน
ไมเคิลเข้าเรียนในโรงเรียนในท้องถิ่นที่เขาได้รับการศึกษาระดับประถมศึกษาจนถึงอายุ 13 ปี เพื่อช่วยเหลือครอบครัว เขาเริ่มทำงานเป็นผู้ส่งสารในร้านหนังสือ ความขยันหมั่นเพียรของเด็กชายทำให้นายจ้างประทับใจ หนึ่งปีต่อมา เขาได้รับการเลื่อนตำแหน่งเป็นช่างเย็บหนังสือฝึกหัด
ปกหนังสือกับวิทยาศาสตร์
Michael Faraday ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโลก เขาไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการฟื้นฟูหนังสือ หลังจากทำงานหนักทุกวัน เขาใช้เวลาว่างอ่านหนังสือที่เขาผูกไว้
ค่อยๆ ค้นพบว่าเขาสนใจวิทยาศาสตร์ เขาชอบหนังสือสองเล่มเป็นพิเศษ:
- สารานุกรมบริแทนนิกาเป็นแหล่งความรู้ด้านไฟฟ้าของเขาและอีกมากมาย
- Chemistry Talks - วิชาเคมีที่เข้าถึงได้ 600 หน้าโดย Jane Marset
เขาติดใจมากจนเริ่มใช้รายได้ส่วนหนึ่งไปกับสารเคมีและอุปกรณ์เพื่อยืนยันความจริงในสิ่งที่เขาอ่าน
ในขณะที่ขยายความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เขาได้ยินว่านักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง John Tatum กำลังจะบรรยายสาธารณะเกี่ยวกับปรัชญาธรรมชาติ (ฟิสิกส์) ในการเข้าร่วมการบรรยาย เราต้องเสียค่าธรรมเนียม 1 ชิลลิง – มากเกินไปสำหรับ Michael Faraday พี่ชายซึ่งเป็นช่างตีเหล็กที่ประทับใจกับการอุทิศตนเพื่อวิทยาศาสตร์ของพี่ชายเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จึงให้ปริมาณที่จำเป็นแก่เขา
พบกับ Humphrey Davy
ฟาราเดย์ก้าวไปสู่วิทยาศาสตร์อีกขั้นเมื่อวิลเลียมแดนซ์ลูกค้าร้านหนังสือถามไมเคิลว่าเขาต้องการซื้อตั๋วเข้าชมการบรรยายที่สถาบันพระมหากษัตริย์หรือไม่
อาจารย์ Humphry Davy เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลกในยุคนั้น ฟาราเดย์ฉวยโอกาสและเข้าร่วมการบรรยายสี่ครั้งเกี่ยวกับหนึ่งในปัญหาใหม่ล่าสุดในวิชาเคมี นั่นคือ การกำหนดความเป็นกรด เขาดูการทดลองที่เดวี่ทำในการบรรยาย
นี่คือโลกที่เขาอยากอยู่ ฟาราเดย์จดบันทึก จากนั้นจึงเพิ่มบันทึกจำนวนมากจนเขาสร้างต้นฉบับขนาด 300 หน้า ซึ่งเขาเองผูกมัดและส่งให้เดวี่เป็นป้ายขอบคุณ
ในขณะนี้ ที่สวนหลังบ้านของร้านหนังสือ ไมเคิลเริ่มทำการทดลองที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อสร้างแบตเตอรี่ไฟฟ้าจากเหรียญทองแดงและแผ่นสังกะสีคั่นด้วยกระดาษเกลือเปียก เขาใช้มันสลายสารเคมีอย่างแมกนีเซียมซัลเฟต Humphry Davy เป็นผู้บุกเบิกในสาขาเคมีนี้
ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2355 การฝึกงานของฟาราเดย์สิ้นสุดลงและเขาเริ่มทำงานเป็นคนเย็บหนังสือให้กับนายจ้างรายอื่นที่เขาพบว่าน่ารังเกียจ
จะไม่มีความสุข แต่โชคร้ายก็ช่วย
และแล้วก็มีงานรื่นเริงสำหรับฟาราเดย์ จากการทดลองที่ไม่ประสบความสำเร็จ Humphry Davy ได้รับบาดเจ็บ ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการเขียนของเขาชั่วคราว ไมเคิลพยายามจดบันทึกเป็นเวลาหลายวันสำหรับเดวี่ ซึ่งประทับใจหนังสือที่เขาส่งมาให้
เมื่อการทำงานเป็นผู้ช่วยสั้นสิ้นสุดลง ฟาราเดย์ได้ส่งข้อความถึงนักวิทยาศาสตร์เพื่อขอให้เขาจ้างเขาเป็นผู้ช่วย หลังจากนั้นไม่นาน ผู้ช่วยห้องแล็บคนหนึ่งของ Davy ถูกไล่ออกเนื่องจากการประพฤติผิด และ Humphrey ถาม Michael ว่าเขาต้องการเติมตำแหน่งที่ว่างหรือไม่
เขาอยากทำงานที่ Royal Institute กับหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลกไหม? มันเป็นคำถามเชิงโวหาร
อาชีพในราชสำนัก
ฟาราเดย์เข้ารับตำแหน่งเมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2356 ตอนอายุ 21 ปี
เขามีรายได้ดีและได้ห้องใต้หลังคาของราชบัณฑิตยสถาน ไมเคิลพอใจมากและความสัมพันธ์ของเขากับสถาบันนี้ไม่มีอีกต่อไปหยุดชะงักไป 54 ปี ในระหว่างนั้นเขาได้เป็นศาสตราจารย์วิชาเคมี
งานของฟาราเดย์คือเตรียมอุปกรณ์สำหรับการทดลองและการบรรยายที่สถาบันหลวง ในตอนแรก เขาจัดการกับไนโตรเจน ไตรคลอไรด์ ซึ่งเป็นระเบิดที่ทำให้เดวี่ได้รับบาดเจ็บ ไมเคิลก็หมดสติไปชั่วขณะระหว่างการระเบิดครั้งต่อไป และเมื่อฮัมฟรีย์ได้รับบาดเจ็บอีกครั้ง การทดลองกับสารประกอบนี้ก็หยุดลง
หลังจาก 7 เดือนที่สถาบันหลวง Davy พา Faraday ไปกับเขาในการทัวร์ยุโรป 18 เดือน ในช่วงเวลานี้ ไมเคิลได้พบกับนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ เช่น Andre-Marie Ampère ในปารีส และ Alessandro Volta ในมิลาน ในทางหนึ่ง ทัวร์มาแทนที่การศึกษาในมหาวิทยาลัยของเขา - ฟาราเดย์ได้เรียนรู้มากมายในช่วงเวลานี้
สำหรับทัวร์ส่วนใหญ่ เขาไม่มีความสุข นอกจากงานวิทยาศาสตร์และเลขานุการ เขาต้องรอเดวี่และภรรยาของเขา ภรรยาของนักวิทยาศาสตร์ไม่คิดว่าฟาราเดย์เท่าเทียมกันเพราะต้นกำเนิดของเขา
หลังจากกลับมาลอนดอน ทุกอย่างก็เข้าที่ ราชสถาบันต่อสัญญาของไมเคิลและเพิ่มค่าตอบแทนของเขา เดวี่เริ่มพูดถึงความช่วยเหลือของเขาในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ด้วย
ในปี 1816 เมื่ออายุได้ 24 ปี ฟาราเดย์ได้บรรยายเกี่ยวกับคุณสมบัติของสสารเป็นครั้งแรก มันเกิดขึ้นในสังคมปรัชญาเมือง ในเวลาเดียวกัน เขาได้ตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์เรื่องแรกของเขาเกี่ยวกับการวิเคราะห์แคลเซียมไฮดรอกไซด์ใน Science Quarterly
ในปี พ.ศ. 2364 เมื่ออายุ 29 ปี ฟาราเดย์ได้รับการเลื่อนตำแหน่งให้เป็นหัวหน้าครัวเรือนและห้องปฏิบัติการของสถาบันหลวง ในที่เดียวกันเขาแต่งงานกับซาร่าห์ บาร์นาร์ด ไมเคิลและภรรยาของเขาอาศัยอยู่ที่สถาบันนี้เป็นเวลาเกือบ 46 ปี ไม่ได้อยู่ในห้องใต้หลังคาอีกต่อไป แต่อยู่ในพื้นที่ที่สะดวกสบายซึ่งครั้งหนึ่งเคยครอบครองโดย Humphry Davy
ในปี ค.ศ. 1824 ชีวประวัติของฟาราเดย์ (ฟิสิกส์) ได้รับการเลือกให้เป็นราชสมาคม นี่เป็นการยอมรับว่าเขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง
ในปี 1825 นักฟิสิกส์ Faraday เป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ
ในปี ค.ศ. 1833 เขาได้เป็นศาสตราจารย์วิชาเคมีของฟุลเลอร์ที่สถาบันหลวงแห่งบริเตนใหญ่ ฟาราเดย์ดำรงตำแหน่งนี้ไปตลอดชีวิต
ใน พ.ศ. 2391 และ พ.ศ. 2401 เขาถูกขอให้เป็นหัวหน้าราชสมาคม แต่ปฏิเสธ
ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์
มันต้องใช้มากกว่าหนึ่งเล่มเพื่ออธิบายการค้นพบของฟาราเดย์ในวิชาฟิสิกส์ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ Albert Einstein เก็บรูปถ่ายของนักวิทยาศาสตร์เพียงสามคนในห้องทำงานของเขา: Isaac Newton, James Maxwell และ Michael Faraday
ถึงแม้คำว่า "นักฟิสิกส์" จะเริ่มถูกใช้ในช่วงชีวิตของนักวิทยาศาสตร์ แต่เขาเองก็ไม่ชอบมัน และเขามักจะเรียกตัวเองว่าปราชญ์ ฟาราเดย์เป็นผู้ชายที่ค้นพบสิ่งใหม่ๆ จากการทดลอง และเป็นที่รู้จักว่าไม่เคยล้มเลิกความคิดที่คิดขึ้นมาด้วยสัญชาตญาณทางวิทยาศาสตร์
ถ้าเขาคิดว่าแนวคิดนี้คุ้มค่า เขายังคงทดลองต่อไปแม้จะล้มเหลวมาหลายครั้งจนบรรลุสิ่งที่คาดหวังหรือจนกว่าเขาจะเชื่อว่าธรรมชาติได้พิสูจน์ว่าเขาผิด ซึ่งหายากมาก
ฟาราเดย์ค้นพบอะไรในวิชาฟิสิกส์? นี่คือบางส่วนที่โดดเด่นที่สุดของเขาความสำเร็จ
1821: การค้นพบการหมุนแม่เหล็กไฟฟ้า
มันเป็นลางสังหรณ์ของสิ่งที่ในที่สุดจะนำไปสู่การสร้างมอเตอร์ไฟฟ้า การค้นพบนี้ขึ้นอยู่กับทฤษฎีของ Oersted เกี่ยวกับคุณสมบัติแม่เหล็กของลวดที่มีกระแสไฟฟ้า
1823: แก๊สเหลวและเครื่องทำความเย็น
ในปี 1802 จอห์น ดาลตันแนะนำว่าก๊าซทั้งหมดสามารถทำให้เป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิต่ำหรือความดันสูง นักฟิสิกส์ Faraday ได้พิสูจน์เรื่องนี้โดยสังเกตุ ครั้งแรกที่เขาเปลี่ยนคลอรีนและแอมโมเนียให้เป็นของเหลว
แอมโมเนียเหลวก็น่าสนใจเช่นกัน เพราะอย่างที่ Michael Faraday ตั้งข้อสังเกต ฟิสิกส์ของกระบวนการระเหยของมันทำให้เกิดความเย็น วิลเลียม คัลเลนในเอดินบะระในปี ค.ศ. 1756 ได้แสดงหลักการของการทำความเย็นโดยการระเหยประดิษฐ์ นักวิทยาศาสตร์ใช้ปั๊มลดความดันในขวดด้วยอีเทอร์ อันเป็นผลมาจากการระเหยอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ทำให้เกิดความเย็นและน้ำแข็งก่อตัวที่ด้านนอกของขวดจากความชื้นในอากาศ
ความสำคัญของการค้นพบของฟาราเดย์คือปั๊มเชิงกลสามารถเปลี่ยนแก๊สให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องได้ จากนั้นของเหลวก็ระเหย ทำให้ทุกอย่างรอบๆ เย็นลง ก๊าซที่ได้จะถูกรวบรวมและบีบอัดเป็นของเหลวอีกครั้งโดยใช้ปั๊ม ทำซ้ำตามวัฏจักร นี่คือการทำงานของตู้เย็นและตู้แช่แข็งที่ทันสมัย
ในปี 1862 ที่งาน World Exhibition ในลอนดอน Ferdinand Carré ได้สาธิตเครื่องทำน้ำแข็งเชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลก รถใช้แอมโมเนียเป็นสารหล่อเย็นและมันผลิตน้ำแข็งในอัตรา 200 กิโลกรัมต่อชั่วโมง
1825: การค้นพบน้ำมันเบนซิน
ในอดีต น้ำมันเบนซินได้กลายเป็นหนึ่งในสารที่สำคัญที่สุดในวิชาเคมี ทั้งในทางปฏิบัติ กล่าวคือ ใช้เพื่อสร้างวัสดุใหม่ และในทางทฤษฎี เพื่อให้เข้าใจพันธะเคมี นักวิทยาศาสตร์ค้นพบเบนซินในกากน้ำมันของโรงงานผลิตก๊าซให้แสงสว่างในลอนดอน
1831: กฎของฟาราเดย์ สูตร ฟิสิกส์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
นี่คือการค้นพบที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับอนาคตของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กฎของฟาราเดย์ (ฟิสิกส์) ระบุว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในวงจร และแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก หนึ่งในรายการที่เป็นไปได้ของเขาคือ |E|=|dΦ/dt| โดยที่ E คือ EMF และ Ф คือฟลักซ์แม่เหล็ก
ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนแม่เหล็กเกือกม้าไปตามเส้นลวดจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า เนื่องจากการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ ก่อนหน้านี้ แหล่งกระแสไฟเพียงแหล่งเดียวคือแบตเตอรี่ ไมเคิล ฟาราเดย์ ซึ่งการค้นพบทางฟิสิกส์แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่สามารถเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าได้ หรือในเชิงวิทยาศาสตร์มากกว่านั้น พลังงานจลน์สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ด้วยเหตุนี้เองจึงทำให้พลังงานส่วนใหญ่ในบ้านของเราผลิตขึ้นจาก หลักการนี้
การหมุน (พลังงานจลน์) ถูกแปลงเป็นไฟฟ้าโดยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และการหมุนก็เกิดขึ้นจากการกระทำของไอน้ำสูงบนกังหันแรงดันที่เกิดจากพลังงานถ่านหิน ก๊าซ หรืออะตอม หรือแรงดันน้ำในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ หรือแรงดันอากาศในฟาร์มกังหันลม
1834: กฎของอิเล็กโทรลิซิส
ฟาราเดย์ นักฟิสิกส์มีส่วนสำคัญต่อการสร้างสรรค์วิทยาศาสตร์ไฟฟ้าเคมีแบบใหม่ อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรดกับสารแตกตัวเป็นไอออน ต้องขอบคุณเคมีไฟฟ้า เราใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและตัวสะสมที่ขับเคลื่อนเทคโนโลยีเคลื่อนที่สมัยใหม่ กฎของฟาราเดย์มีความสำคัญต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปฏิกิริยาอิเล็กโทรด
1836: การประดิษฐ์กล้องป้องกัน
นักฟิสิกส์ฟาราเดย์พบว่าเมื่อประจุตัวนำไฟฟ้า ประจุส่วนเกินทั้งหมดจะสะสมที่ด้านนอก ซึ่งหมายความว่าภายในห้องหรือกรงที่ทำด้วยโลหะจะไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมปรากฏขึ้น ตัวอย่างเช่น บุคคลที่สวมชุดของฟาราเดย์ กล่าวคือ มีซับในเป็นโลหะ ไม่ถูกไฟฟ้าจากภายนอก นอกจากการปกป้องผู้คนแล้ว กรงฟาราเดย์ยังสามารถใช้ในการทดลองทางไฟฟ้าหรือเคมีไฟฟ้าที่ไวต่อการรบกวนจากภายนอก กล้องที่มีฉนวนป้องกันยังสามารถสร้างจุดบอดสำหรับการสื่อสารผ่านมือถือได้
1845: การค้นพบเอฟเฟกต์ฟาราเดย์ - เอฟเฟกต์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
การทดลองที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์คือการทดลองครั้งแรกที่พิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง ซึ่งในปี 1864 ได้อธิบายไว้อย่างครบถ้วนโดยสมการของ James Clerk Maxwell นักฟิสิกส์ฟาราเดย์ยอมรับว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า: “เมื่อขั้วแม่เหล็กที่อยู่ตรงข้ามจะอยู่ด้านเดียวกัน ซึ่งส่งผลต่อลำแสงโพลาไรซ์ ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างแรงแม่เหล็กกับแสง…
1845: การค้นพบไดอะแมกเนติกเป็นสมบัติของทุกสิ่ง
คนส่วนใหญ่คุ้นเคยกับ ferromagnetism โดยใช้แม่เหล็กธรรมดาเป็นตัวอย่าง ฟาราเดย์ (นักฟิสิกส์) ค้นพบว่าสารทั้งหมดเป็นแม่เหล็ก - ส่วนใหญ่อ่อนแอ แต่ก็มีสารที่แรงเช่นกัน Diamagnetism อยู่ตรงข้ามกับทิศทางของสนามแม่เหล็กที่ใช้ ตัวอย่างเช่น หากคุณวางขั้วเหนือไว้ใกล้กับสารไดแม่เหล็กอย่างแรง มันก็จะขับไล่ ไดอะแมกเนติกในวัสดุที่เกิดจากแม่เหล็กสมัยใหม่ที่แข็งแรงมาก สามารถใช้เพื่อให้เกิดการลอยตัวได้ แม้แต่สิ่งมีชีวิตอย่างกบก็ยังเป็นแม่เหล็กและสามารถลอยอยู่ในสนามแม่เหล็กที่แรงได้
จบ
Michael Faraday ผู้ค้นพบวิชาฟิสิกส์ปฏิวัติวิทยาศาสตร์ เสียชีวิตเมื่อวันที่ 25 สิงหาคม พ.ศ. 2410 ในลอนดอน เมื่ออายุได้ 75 ปี ซาราห์ภรรยาของเขามีอายุยืนยาวขึ้น ทั้งคู่ไม่มีลูก เขาเป็นคริสเตียนผู้เคร่งศาสนามาตลอดชีวิตและอยู่ในนิกายโปรเตสแตนต์เล็กๆ ที่เรียกว่าแซนเดเมเนียน
แม้ในช่วงชีวิตของเขา Faraday ได้รับการฝังศพใน Westminster Abbey พร้อมกับราชาและราชินีแห่งบริเตนใหญ่และนักวิทยาศาสตร์เช่น Isaac Newton เขาปฏิเสธที่จะทำพิธีเจียมเนื้อเจียมตัวมากขึ้น หลุมศพของเขา ซึ่งถูกฝังไว้ของ Sarah สามารถพบได้ที่ Highgate Cemetery ในลอนดอน
