Презентация "Эпоха Фарадея. (1791-1867)" по физике – проект, доклад

Эпоха Фарадея. (1791-1867)

Легенда о ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

У входа в науку, должно быть выставлено требование: "Здесь нужно, чтоб душа была тверда; здесь страх не должен подавать совета". Карлсон МАРС

Майкл Фарадей сделал за свою жизнь столько научных открытий, что их хватило бы доброму десятку учёных, чтобы обессмертить своё имя.

«Фарадей был среднего роста, жив, весел, глаз всегда наготове, движения быстры и уверенны: ловкость в искусстве экспериментирования невероятная. Точен, аккуратен, весь — преданность долгу... Он жил в своей лаборатории, среди своих инструментов; он отправлялся в нее утром и уходил вечером с точностью купца, проводящего день в своей конторе. Всю свою жизнь он посвятил постановке все новых и новых опытов, находя в большинстве случаев, что легче заставить говорить природу, чем ее разгадать...»

По воспоминаниям известного французского химика Жана Батиста Андре Дюма:

Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791года в Лондоне. Его отец был кузнецом, а мать - дочерью земледельца-арендатора.

Неподалеку от дома Фарадеев в Лондоне находилась небольшая книжная ловка и переплетная мастерская. Сюда и поступил учеником переплетчика Майкл.

Однажды кто-то сдал в переплетную мастерскую популярную книжку «Беседы по химии», написанную некой госпожой Морсе. Книжка попала к Фарадею. Непритязательные опыты, описанные простым и доступным языком, возбудили воображение юноши. Самостоятельный характер и недоверчивость, свойственные возрасту, побудили проверить то, о чем говорилось в книге.

А также Фарадей побывал на лекциях блестящего исследователя и талантливого лектора, профессора химии Королевского института сэра Гемфри Дэви и остался в полном восторге от того, что увидел и услышал.

В переплетную часто заходил мистер Дэне — член Королевского института. Дэне посоветовал обратиться с просьбой к профессору Дэви: не найдет ли тот для Фарадея работу в лаборатории? Майкл с радостью ухватился за эту идею. Для подкрепления своей просьбы и доказательства серьезности намерений Фарадей переписал начисто прослушанные им лекции Дэви, красиво переплел и приложил к письму... Гемфри Дэви предложил Майклу временно поработать у него переписчиком, а спустя некоторое время Фарадей стал его ассистентом.

В Лондоне Фарадей некоторое время продолжал работать в лаборатории Дэви, а затем стал ассистентом профессора Брандо. Современники отмечали: «...он так спокойно, ловко и скромно исполнял на лекциях свою работу, что лекции профессора Брандо текли как по маслу».

Можно предположить, что начало интереса Фарадея к исследованию электрических явлений положило загадочное «электромагнитное вращение», которое после Эрстеда наблюдали многие ученые. Все видели взаимодействие электрического тока с магнитной стрелкой. Но четкого объяснения явление не находило и весьма занимало умы ученых.

Однажды в лабораторию Дэви, бывшего в ту пору уже президентом Королевского общества, зашел вице президент доктор Уильям Хайд Воллостон. Его занимала мысль о способе превратить замеченное Эрстедом отклонение электрическим током магнитной стрелки в ее непрерывное вращение. Воллостон полагал, что можно получить и обратное действие, то есть вращение проводника с током около магнита. Однако ни один из поставленных им опытов не привел пока к успеху.

Фарадей придумал идею эксперимента. Теперь нужно было сделать конструкцию прибора, в котором ток проводника действовал бы только на один полюс магнита. Тогда силы взаимодействия заставят проволоку с током совершать вращательное движение.

Фарадей с интересом слушал беседу ученых и предложил подвесить иглу к магниту но чувствительном подвесе. Воллостон высказал сомнение в успехе. А Дэви, как обычно, сказал: «Попробуйте...» И Фарадей стал пробовать.

Рождественский подарок 1822 года

Утром первого рождественского дня после посещения церкви молодая чета вернулась домой. Сара- жена Фарадея направилась на кухню «поколдовать» над индейкой и пудингом, а Майкл остался в столовой протирать бокалы и накрывать на стол. Впрочем, он был чрезвычайно доволен, когда пришедший в гости кузен жены сменил его за этим занятием. Майкл тут же отправился к себе в кабинет.

На столе, на деревянной подставке с медным штативом был укреплен наполненный ртутью бокал, унесенный из хозяйства супруги. В нем лежал кусочек воска, в который был вставлен вертикально небольшой магнитный стержень. Один из его полюсов на полдюйма выдавался над поверхностью ртути. От шарнира в конце поперечины но штативе шел прямой медный проводник, достаточно длинный, чтобы погрузиться в ртуть тоже на полдюйма. Для придания плавучести проводник был проткнут сквозь пробку. Рядом с установкой стоял вольтов столб.

Фарадей подключил один полюс батареи к сосуду с ртутью, а другой — к медному проводнику. Тот дрогнул и стал медленно вращаться вокруг полюса магнита. Прекрасно, замысел Воллостона наконец осуществился ! ! ! !

Ни супруга Сара, ни ее кузен не знали физики. Но оба с затаенным дыханием смотрели как по поверхности ртути, налитой в обычный бокал, без всяких усилий со стороны Майкла бесшумно вращалась тоненькая проволочка – вот такой «РОЖДЕСТВЕНСКИЙ ПОДАРОК»

Майкл Фарадей занимается то химией, то физикой, и везде ему сопутствует удача. В 1824 году наступил момент, когда он вплотную подошел к исполнению заветной мечты — вступлению в члены Лондонского королевского общества.

Рекомендацию подписали более двадцати человек. Теперь Фарадей мог писать перед своим именем буквы «F. R. S.» — «член Королевского общества».

Каждый опыт он подробно описывал в дневнике, рисовал схему и составлял выводы, которые удавалось сделать. Записав еще в 1822 году: «Превратить магнетизм в электричество», Майкл не раз возвращался к этой мысли, придумывал то один опыт, то другой. Каждое утро он в одно и то же время являлся в лабораторию. Его ассистент, отставной сержант артиллерии Андерсон, спрашивал: «Будем ли мы сегодня работать, мистер Фарадей?» — и, получив неизменно утвердительный ответ, отправлялся готовить инструменты и приборы.

Катушка Фарадея – физическая реликвия!!!

Утром 29 августа 1831 года он, как и раньше, включил батарею в приготовленную катушку и зафиксировал толчок, который испытала стрелка гальванометра, включенного во вторичную обмотку. При выключении стрелка также дрогнула, но отклонилась в другую сторону. В чем тут дело?

Причина наведения индукции тока во вторичной обмотке заключается в движении магнитного поля. Именно в движении!!!! Он бросился к дневнику: «Электрическая волна возникает только при движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в покое». Это было решение! Решение задачи, поставленной без малого десять лет назад. А железное кольцо с двумя обмотками явилось прообразом будущих трансформаторов, без которых вообще вся электрификация нашей эпохи вряд ли была бы возможна.

Фарадей на опыте убедился, что возбужденные и первичные токи имеют противоположные направления. И к тому же возникают они в виде короткого импульса... Сколько мучений доставили Майклу Фарадею попытки сформулировать общее правило для направления индуцированных токов! Но в конце концов он вывел два правила: Гальванический ток вызывает в приближаемой к нему параллельной проволоке ток противоположного направления, а в удаляемой — ток того же направления. Магнит вызывает в перемещающемся возле него проводнике ток, зависящий от направления, в котором проводник в своем движении пересекает магнитные линии.

Записывая эти строчки в журнал своих «экспериментальных исследований», Фарадей уже прикидывал, какой практический выход может из него следовать. «Получив электричество из магнита вышеописанным образом, я полагал, — пишет он дальше, — что данный опыт может стать источником получения электричества, и надеялся, что путем использования электрической индукции земного магнетизма мне удастся сконструировать новую электрическую машину...»

Всякая тайна привлекает к себе внимание людей. И загадка, частично разгаданная Фарадеем, также послужила тому, что проблемой создания магнитоэлектрической машины заинтересовалось большее количество изобретателей и ученых.

Постепенно изобретатели перешли от вращения тяжелых магнитов к неподвижному их закреплению, а вращать стали более легкие катушки. Но все это до начала сороковых годов были лишь лабораторные модели. Первый магнитоэлектрический генератор, пригодный для практического использования, предложил в 1842 году Борис Семенович Якоби. Он назвал его «магнитоэлектрической батареей».

А всё началось с простейших опытов Ганса Христиана Эрстеда и Майкла Фарадея

Майкл Фарадей. Закат ЖИЗНИ

Конечно, Фарадей занимался не только опытами. Он много работал, но умел со вкусом и отдыхать, время от времени отправляясь с женой по традиции в Бат или Брайтон на модные курорты.

Фарадей любил читать лекции. Для детей он вел рождественский цикл, рассказывал о химии, физике, об электричестве и о теплоте. Его книжка «История свечи» — непревзойденный шедевр научно-популярной литературы. Именно при Фарадее рождественские лекции для детей в Королевском институте стали традицией. Ученый рассказывал о простых вещах: о свече и лампе, о печной трубе и о золе. Может быть, в этом и заключался их успех? Ведь это так важно: определить, что именно должно быть интересно человеку в его возрасте, сегодня, и что будет ему впору понять и усвоить завтра.

В последние годы жизни память Фарадея стала ослабевать, острый ум притуплялся. Он сам обнаружил у себя признаки подступившей старости и постепенно отказался от всех занимаемых должностей. Он отклонил предложение королевского двора о возведении его в рыцарское достоинство и дважды отказывался от высокой чести стать президентом Королевского общества.

Великий Фарадей не прекращал научной деятельности до самой кончины. Он умер 25 августа 1867года, семидесяти семи лет от роду и похоронен в одной могиле со своей женой Сарой. Историю жизни Великого Фарадея можно отнести к научной легенде!