• bullet
  • Rejestracja
  • bullet
Artykuły: 20 lat &...

Nawigacja

20 lat życia Michała Faradaya (fizyka)



20 lat życia Michała Faradaya (fizyka)




Plan Pracy







I. Wstęp

II. Dwadzieścia lat z życia

1. Pierwsze prace

2. Wielki dzień

3. Dalsze odkrycia

III. Podsumowanie

IV. Bibliografia



Wstęp

Na wschd od Westminster, w niewielkiej odległości od Tamizy, ktra w tym miejscu płynie prostopadle na płnoc, przed stu sześćdziesięciu laty istniała wioska Newington Butts, pźniej jedno z przedmieść rozrastającego się Londynu. Dziś po niej została tylko nazwa, ktrą nosi przedłużenie ulicy Kensington Park. W wiosce tej na skrzyżowaniu drg stała stara, sklecona ze zmurszałych desek kuźnia Jamesa Faradaya, warsztat jego pracy i źrdło utrzymania licznej rodziny. Nie opodal kuźni wznosił się dom otoczony kamiennym płotem. W tej skromnej siedzibie ujrzał światło dzienne Michał Faraday.

Stało się to 22 września 1791 roku, a więc w tym samym roku, w ktrym kilka miesięcy wcześniej uchwalona została w Polsce Konstytucja Trzeciego Maja.

Mały Michał, jedno z dziewięciorga dzieci kowala Faradaya, przyszły wielki uczony nie skończył nawet szkoły początkowej. Aby uzupełnić szczupłe dochody rodziny, musiał przerwać naukę i wstąpić do terminu do introligatora. Jakkolwiek doskonale opanował umiejętności introligatorskie, treść książek interesowała go w znacznie większym stopniu aniżeli oprawa. Pragnąc uzupełnić swoje braki w wykształceniu, dużo czytał, ponadto zaś zaczął regularnie uczęszczać na wieczorowe i niedzielne odczyty o treści, jakbyśmy dziś powiedzieli, popularnonaukowej. Zachęcał go do tego jego starszy brat, ktry dawał mu pieniądze na opłacanie biletw wstępu.

Młodzieńcem, ktry przejawiał ogromne zamiłowanie do nauki, zainteresował się jeden z klientw introligatorni, niejaki Dence. Dence umożliwił Faradayowi wysłuchanie czterech wykładw prowadzonych przez wielkiego chemika Davy’ego. Stało się to przełomowym momentem w życiu Faradaya. Był akurat rok 1812; Faraday po zakończeniu terminu miał uzyskać dyplom mistrzowski. Jednakże praca w rzemiośle nie pociągała go wtym stopniu co nauka. Zdobył się więc na śmiałość i napisał list do Davy’ego – prosząc o przyjęcie go do laboratorium.

Tak się zaczął drugi termin Faradaya i choć nie w warsztacie rzemieślnika, lecz w pracowni uczonego, termin najprawdziwszy.

Faraday pomagał chemikowi w laboratorium , sprzątał tam zmywał naczynia, a zarazem pomagał pani Davy w najrozmaitszych pracach domowych.



20 lat



Z bogatego życiorysu Faradaya wybrałem okres 20 lat podczas ktrych uczony dokonał epokowych odkryć rzutujących na rozwj fizyki. Te 20 lat przypada na lata 1820 – 1840.

Z okresu gdy Faraday pracował pod okiem Davy’ego (zajmując się między innymi skraplaniem gazw) nie można pominąć milczeniem bardzo ważnego faktu: Michał zawiera w 1820 roku związek małżeński z Sarą Barnard. Małżeństwo to było niezwykle szczęśliwe. Uczony znalazł w swojej żonie oddanego, serdecznego przyjaciela.

W grudniu 1821 roku , gdy Faraday był jeszcze asystentem w pracowni Krlewskiego instytutu w Londynie zademonstrował lady Davy eksperyment ktry stanowił pierwszy etap jego prac nad elektrycznością. Poległa o na tym, że do szklanej rurki, zamkniętej z obu stron korkami. Przez korek dolny przechodzi sztabka namagnesowana. Na korek ten nalał rtęci, tak że tylko część magnesu wystaje nad poziom cieczy. Rtęć połączył drutem z jednym biegunem stosu, ktrego drugi biegun jest za pomocą drutu, przechodzącego przez grny korek, połączony z drutem platynowym wiszącym na haczyku umocowanym w grnym korku. Drut platynowy zwisa nad rtęcią. Po zetknięciu drucika platynowego z rtęcią nastąpiło zamknięcie obwodu. Przy przechodzeniu prądu drut platynowy zaczyna obracać się dookoła wystającego bieguna magnesu. Dowodzi to, że wzajemne oddziaływanie elektryczności i magnetyzmu wytwarza ruch.



Wrćmy wszakże do doświadczenia Faradaya. Nie możemy z całą pewnością stwierdzić, czy oznaczało ono wtedy w jego pojęciu przewrt w dziedzinie praktycznego zastosowania elektryczności. Dziś jednak, gdy oceniamy tę prbę, wiemy doskonale, że to małe urządzenie było pierwszym swojego rodzaju silnikiem elektrycznym. Faraday przekształcił dzięki niemu energię prądu elektrycznego w energię ruchu. Było to więc przekształcenie energii w pracę.

Jeżeli o tym wspominamy, powinniśmy rwnież wyrazić wdzięczność Oerstedowi, ktry swoim odkryciem zapoczątkował owocne badania w dziedzinie praktycznego zastosowania zjawisk elektrycznych.

Od tego momentu zaczyna się nowy etap w dziejach ludzkości. Oersted bowiem otworzył drogę prowadzącą w świat silnikw elektrycznych, prądnic i urządzeń, ktrym zawdzięczmy światło i tanią, powszechnie stosowaną energię elektryczną. Bez niej trudno byłoby sobie wyobrazić oglny rozwj cywilizacji.

I tu właśnie przypada olbrzymia rola Michałowi Faradayowi, ktry swymi badaniami uwieńczył to, co zaczął Galvani, Volta, Oersted i Ampere. Właśnie jego odkrycia umożliwiły budowę potężnych źrdeł prądu, ktre tak szerokie zastosowanie mają obecnie w życiu codziennym.

Jeżeli dziś powszechnie korzystamy z prądu elektrycznego, jeżeli dzięki niemu oświetlamy nie tylko domy i ulice naszych miast, lecz także wsie, jeżeli wiek XX jeszcze w dalszym ciągu nazywamy wiekiem elektryczności, to w wielkim stopniu zawdzięczmy to Michałowi Faradayowi.



Wielki dzień





Pewnego dnia u Faradaya zagościł pan Wollaston, ktry od kilku miesięcy usiłował w pracowni Davy’ ego otrzymać prąd elektryczny za pomocą magnesu. Wszelkie jednak prby tego uczonego nie dawały pożądanego wyniku. Faraday, pracując w tym samym laboratorium, był oczywiście świadkiem badań Wollastona, jednakże nie poświęcał im większej uwagi. Pźniej wszakże zagadnienie zaczęło go zaciekawiać, wreszcie opanowało uczonego całkowicie. Co chwilę popadał w zadumę. Stale powracała myśl – magnetyzm przeobrazić w elektryczność.

Faraday postanawia powtrzyć nazajutrz doświadczenia Wollastona. Uczony podejmując tę decyzję nie przypuszczał na pewno, że usiłowania jego uwieńczy pomyślny skutek dopiero po dziesięciu latach.

Pierwsza seria doświadczeń trwa prawie trzy lata. Faraday, by rozwiązać postawione sobie w 1821 roku zadanie, buduje obwd składający się z przyrządu pomiarowego i solenoidu, ktry swego czasu wynalazł Ampere. Przez solenoid uczony prbuje przesuwać namagnesowaną sztabkę. Prądu niestety w obwodzie nie zauważył. Faraday bynajmniej tym się nie zraża. W rok pźniej, ściśle zaś w listopadzie i grudniu 1825 r., powraca do tej sprawy. Usiłuje odpowiedzieć na następujące pytanie: Czy prąd płynący w jednym obwodzie nie wzbudza prądu w innym, sąsiednim obwodzie? Niestety i tym razem doświadczenie daje odpowiedź przeczącą.

W kwietniu 1828 r. ponawia prby. Jest to już czwarta seria bezowocnych poszukiwań. W maju 1831 roku powraca do zagadnienia po raz piąty. Pcha go niepowstrzymana ciekawość, zachęca wola, wiedzie niejasne, niezrozumiałe przeczucie. Wierzy, że w końcu zadanie, ktre sobie postawił przed dziesięciu laty, rozwiąże.

W tym samym roku poleca swojemu asystentowi, Andersonowi, przygotować pierścień z miękkiego żelaza i nawinąć na niego dwa zwoje drutu. Pierścień ten postanawia wyprbować w doświadczeniu 29 sierpnia 1831 roku.

Na czym polegały doświadczenia Faradaya przeprowadzone owego historycznego dnia?

By na to pytanie odpowiedzieć, sporządźmy zwojnicę zwaną inaczej solenoidem, to znaczy, na cylinder z kartonu nawińmy cewkę z drutu dołączmy ją do zaciskw galwanometru. Powstanie w ten sposb obwd. Z kolei przeprowadźmy bardzo prosty eksperyment polegający na wsunięciu magnesu w postaci pręta przez otwr cewki do jego wnętrza. W tym momencie obserwujmy uważnie wskazwkę przyrządu pomiarowego (galwanometru). Wskazwka wychyli się i natychmiast, gdy sztabka magnesowa przestanie się poruszać, wrci na dawne miejsce. Galwanometr więc wykazał, że w cewce powstał chwilowy prąd .

Jeżeli magnes będziemy wielokrotnie wsuwali do zwojnicy i wyjmowali go, spostrzeżemy, że każdorazowo w solenoidzie powstaje prąd. Ponadto zauważmy jeszcze jedno zjawisko. Mianowicie ulega zmianie kierunek przepływu prądu. Kierunek ten zależy od tego, ktry koniec magnesu wprowadzamy do solenoidu, poza tym podczas wyjmowania magnesu z cewki zmienia się on zawsze na przeciwny.

Faraday na tym wszakże nie poprzestał. Powtarza jeszcze raz doświadczenia. Zajmuje mu to cały miesiąc. Wreszcie 23 listopada 1831 roku kończy obszerny, składający się ze stu trzydziestu dziewięciu punktu referat z opisem dużej ilości eksperymentw potwierdzających odkrycie indukcji elektromagnetycznej. Indukcję w tym referacie określił uczony jako zjawisko wywołane poprzez Krzywe magnetyczne , ktrymi określał Farady znane linie, wzdłuż ktrych układają się w pobliżu magnesu opiłki żelazne.

Referat swj wygłasza Faraday 24 listopada 1831 r. w wielkiej Sali Rogal Society.

Teraz już można przekształcić magnetyzm w elektryczność – zakończył swe przemwienie nagrodzone długotrwałą burzą oklaskw.



Dalsze odkrycia



Michał Faraday nie poprzestał w swych pracach badawczych nad znakomitym i tak brzemiennym w skutki odkryciu indukcji elektromagnetycznej. Nie przerwał swych doświadczeń, nie zaniechał poszukiwań. Codziennie w laboratorium Instytutu Krlewskiego przeprowadzał dalsze eksperymenty, chcąc dogłębnie poznać zaobserwowane w 1831 roku zjawisko. W wyniku żmudnych dociekań, ktre trwały okrągłe cztery lata, stwierdza istnienie indukcji własnej, zwanej inaczej samoindukcją. To nowe wielkie odkrycie jest ukoronowaniem długich badań w tym zakresie.

Samoindukcja pojawia się w momentach zamykania i otwierania obwodu elektrycznego, a także podczas powiększania się w nim lub zmniejszania natężenia prądu. W chwili zamykania obwodu powstaje prąd przeciwdziałający prądowi zasadniczemu. Toteż upływa pewien, wprawdzie bardzo krtki, okres czasu, zanim natężenie prądu osiągnie swoją właściwą wartość. Podczas otwierania obwodu prąd samoindukcji ma ten sam kierunek co prąd zasadniczy, toteż wyraźnie wzmacnia go i jednocześnie odsuwa moment przerwania prądu.

Z tego powodu prąd otwarcia daje jaskrawą iskrę przeskakującą w miejscu przerwania obwodu.







W latach 1833 – 1834 uczony przeprowadził olbrzymią ilość doświadczeń polegających na przepuszczeniu tego samego prądu elektrycznego przez kilka rżnych cieczy. Faraday wiedział, iż prąd elektryczny działa na elektrolity w ten sposb, że rozkładają się one pod jego wpływem na składniki.

Spostrzeżenie to doprowadziło uczonego do sformułowania prawa, nazwanego pźniej II prawem elektrolizy. Głosi ono, że masy rżnych substancji, wydzielane na elektrodach podczas przepływu jednakowej ilości elektryczności, są wprost proporcjonalne do ich rwnoważnikw elektrochemicznych.

Gdy z kolei Faraday zaczął przez jeden i ten sam roztwr przepuszczać prąd, zmieniając jego natężenie oraz czas przepływu, znowu zaobserwował pewną prawidłowość.

Otż gdy natężenie prądu przepływającego przez wodny roztwr siarczanu miedzi wzrosło dwukrotnie, dwukrotnie zwiększyła się rwnież masa miedzi osadzonej na katodzie. Ponadto masa miedzi wydzielonej na katodzie zależała od czasu przepływu prądu.

Dziś prawo to w ujęciu podręcznikowym ma następującą postać: Masa substancji wydzielonej w wyniku elektrolizy na anodzie lub katodzie woltomierza jest wprost proporcjonalna do natężenia przepływającego prądu i czasu jego przepływu.

Przytoczone prawo jak wiemy, może rwnież przybrać bardzo lakoniczną formę wzoru literowego zwanego wzorem Faradaya:

m=k*i*t



Podany wzr stanowi zatem matematyczną postać I prawa elektrolizy.





Wszystkie swe spostrzeżenia dotyczące zjawisk elektrolizy, poparte dużą ilością doświadczeń, Faraday ujął w szeroką rozprawę, ktrą zatytułował Zasady elektrochemiczne. Złożył ją w dniu 9 stycznia 1834 koku Towarzystwu Krlewskiemu w Londynie.

A już w trzy lata pźniej, Michał Faraday w wyniku obszernych badań pierwszy sformułował twierdzenie, że wszystkie ciała bez wyjątku ciała posiadają w większym lub mniejszym stopniu własności magnetyczne.

Badając te zjawisko doszedł do wniosku, że rżne substancje odznaczają się rżną przenikliwością magnetyczną. Prcz tego śledząc oddziaływanie wzajemne ciał naelektryzowanych i magnesw pierwszy wykazał znaczenie ośrodka przedzielającego te ciała.

Siły elektryczne i magnetyczne nie mogą działać na odległość bez pośrednictwa jakiegoś ośrodka – pisał w rozprawie.

Niestety, uczony nie zdążył już wykazać, jaki to ośrodek i w jaki sposb przekazuje on działanie sił elektrycznych i magnetycznych. Wyobrażał sobie tylko, że takimi przekaźnikami są tak zwane linie sił.

Wzdłuż takich właśnie linii sił, jak wiemy, układają się opiłki żelazne, gdy posypiemy nimi papier i ułożymy na magnesie. Wzdłuż takich samych linii sił ułożą się także opiłki żelazne, jeżeli przez karton, na ktrym się te opiłki znajdują, przetkniemy pionowy przewodnik z prądem.

W cewce, do ktrej wsuwa się magnes i w ktrej powstaje prąd elektryczny, linie sił magnetycznych przecinają zwoje. To samo zjawisko występuje rwnież we wszystkich przypadkach indukcji, gdy rolę magnesu odgrywają przewodniki z prądem.

Faraday stwierdził ponadto, że im gęstsze jest pole linii sił i im prędzej przecina je przewodnik, tym silniejszy prąd zostaje w nim wzbudzony.

Uczony otrzymał w szybko obracającej się ramce z drutu prąd elektryczny nawet bez żadnego magnesu. Prąd indukcyjny powstał w niej, gdyż znajdowała się ona w przestrzeni wypełnionej liniami magnetycznymi kuli ziemskiej.

W wyniku tych doświadczeń i obserwacji zrodziła się teoria elektrycznych i magnetycznych linii sił, będąca jednym z ostatnich wielkich sukcesw naukowych Michała Faradaya.





Zakończenie







Odkryte przez Michała Faradaya zjawisko elektrolizy, podobnie zresztą jak zjawisko indukcji elektrycznej, znalazło wkrtce wiele zastosowań praktycznych. Jednym z podstawowych kierunkw tych zastosowań jest elektrolityczne pokrywanie rżnych przedmiotw metalami odpornym na działanie powietrza i wilgoci. Drugim kierunkiem jest tak zwana rafinacja metali, czyli otrzymywanie metali chemicznie czystych, głownie miedzi. Trzecim wreszcie szczeglnie ważnym jest otrzymywanie w drodze elektrolizy takich metali, jak sd, potas, przede wszystkim zaś glin, czyli aluminium.

Rzecz zdumiewająca, że odkrycia elektrolizy, odkrycia tak doniosłego dla rozwoju przemysłu, dokonał Faraday jak gdyby w przerwie miedzy zasadniczymi zajęciami, ktrymi były badania zjawisk indukcji. Jednakże przestajemy się dziwić, gdy śledzimy wytrwałość tego badacza, gdy obserwujemy jego niezwykłą pracowitość i przede wszystkim jego oryginalność. Czegokolwiek bowiem się dotknął, zawsze potrafił dostrzec najistotniejsze cechy zjawiska, zawsze umiał przewidzieć to, co innym na myśl nie przychodziło. A jego odkrycie umożliwiło budowę potężnych źrdeł prądu, ktre mają szerokie zastosowanie po dziś dzień.

Jeszcze należy zauważyć, ze w rżnych zjawiskach fizycznych ogromnie pomocna bywa teoria matematyczna, pozwalająca opisywać zjawiska za pomocą wzorw matematycznych i z tych wzorw wyciągać rżne wnioski. Faraday jednak matematyki nigdy się nie uczył i nie umiał, pozbawiony był więc możności posługiwania się ty potężnym środkiem; wystarczała mu natomiast genialna intuicja i bogata nad wyraz wyobraźnia, pozwalająca tak jasno przedstawiać sobie wewnętrzną stronę zjawisk że w obrazach tych orientował się lepiej jeszcze niż najbieglejszy matematyk we wzorach. Trudno sobie wyobrazić, do jakich wnioskw doszedł by Faraday gdyby w swoich pracach badawczych dysponował takim doskonałym narzędziem jak matematyka. Jedno w każdym razie jest pewne: dziełem tego uczonego były niewątpliwie wspaniałe odkrycia, ktre zapewniły mu stałe miejsce w historii fizyki.

























1. Poczet wielkich fizykw Ryszrda Sobisiaka

2. Historia fizyki. Od czasw najdawniejszych do wspłczesności Andrzeja Wrblewskiego

3. Złota Encyklopedia PWN

4. www.interia.pl

5. www.servis.pl






Przykadowe prace

Motywowanie pracownikw

Motywowanie pracownikw Słowo motyw" pochodzi od łacińskiego wyrazu moveo", co znaczy poruszać, dźwigać lub wprawiać w ruch. Wielka encyklopedia powszechna wyrżnia kilka znaczeń tego słowa. Raz określa motyw jako wewnętrzny mechanizm uruchamiający i org...

Post

Post Post jest pewną niezwykłą formą modlitwy. Jest to modlitwa ciała i duszy. Post polega przede wszystkim na wstrzemięźliwości od pewnego rodzaju pokarmw, lub też czynności, ktre zazwyczaj nie są potrzebne, ale sprawiają nam przyjemność (np. Oglądani...

Klasyfikacja i charakterystyka hamulcw

Klasyfikacja i charakterystyka hamulcw KLASYFIKACJA I CHARAKTERYSTYKA HAMULCW Hamulce – są to urządzenia służące do zatrzymywania, zwalniania lub regulacji ruchu maszyn. W budowie maszyn stosuje się najczęściej hamulce cierne. Hamulce te działają na podobnej...

Bezdomne Zwierzęta

Bezdomne Zwierzęta Schronisko dla bezbronnych zwierząt to chyba najsmutniejsze zwierciadło ludzkiej bezduszności. Spacerując między klatkami z widokiem par oczy, pełnych rozpaczy i tęsknoty, śledzących każdy twj krok. Wciśnięte w siatkę klatek psie n...

"Medaliony" jako oskarżenie faszyzmu

"Medaliony" jako oskarżenie faszyzmu Podstawowym wyrżnikiem totalitarnego systemu faszystowskiego był nacjonalizm w najskrajniejszej wersji z możliwych. Głosił, że człowiek kształtuje się w ramach wsplnoty, czyli nie liczy się żaden indywidualizm ani jednost...

Klasyfikacja podmiotw gospodarczych.

Klasyfikacja podmiotw gospodarczych. Podmioty gospodarcze można grupować według rżnorodnych cech. Celem takiego grupowania jest nie tylko możliwość klasyfikacji i systematycznego przeglądu wielkiej liczby podmiotw gospodarczych w naszym kraju, ale głwnie bliższe i lepsze po...

Podatki ekologiczne

Podatki ekologiczne PODATKI EKOLOGICZNE Przez podatki ekologiczne rozumie się obciążenia finansowe doliczane do cen produktw, ktre wykorzystywane w sposb masowy i rozproszony, stanowią bardzo dużą uciążliwość dla środowiska w fazie produkcji, konsumpcji lub poprodukcyjneg...

Opracowanie Islamu

Opracowanie Islamu Czy Islam, Chrześcijaństwo i Judaizm mają inne Źrdła? Nie. Oryginalne, niezmienione objawienia dane Abrahamowi i innym prorokom, począwszy od Adama, pochodzą od Jedynego Prawdziwego Boga. Wsplne pochodzenie wyjaśnia ich podobieństwa w wielu poglądach i w...

Zobacz wszystkie

Nawigacja

Tagi

studia szkoa streszczenie notatka ciga referat wypracowanie biografia opis praca dyplomowa opracowania test liceum matura ksika

Prawa

Do g?ry