Michael Faraday – pioner i elektromagnetisme, elektrokemi og motorer
Lær om Michael Faraday — autodidakt pioner i elektromagnetisme, elektrokemi og elektriske motorer; opdagelser som formede moderne elektricitet og kemi.
Michael Faraday (Newington Butts, Surrey, 22. september 1791 - Hampton Court, Surrey, 25. august 1867) var søn af en smed og blev en af de mest berømte og indflydelsesrige eksperimentelle videnskabsmænd i det 19. århundrede.
Tidlige år og uddannelse
Faraday fik kun en sparsom formel skoleuddannelse. Som ung blev han dog sendt i lære som bogbinder, hvor han læste videnskabelige bøger og tidsskrifter flittigt. En lokal præst støttede hans tidlige uddannelse, efter at have bemærket hans åbenlyse intelligens. Faraday var i høj grad autodidakt og lærte sig selv gennem læsning og praktiske eksperimenter. Efter at have deltaget i forelæsninger af Sir Humphrey Davy ved Royal Institution of Great Britain fik han i 1813 arbejde som Davys assistent — et vendepunkt i hans karriere.
Forskning og vigtigste opdagelser
På Faradays tid var meget omkring elektricitet ukendt. Gennem sine eksperimenter bidrog han til at skabe de grundlæggende begreber og teknologier, vi i dag tager for givet. Han var først og fremmest en eksperimentel videnskabsmand, der fokuserede på observation og gentagne praktiske prøver fremfor avanceret matematik.
- Elektromagnetisme og motorer: Faraday viste, hvordan strømførende ledninger kan skabe magnetiske virkninger, og i 1821 konstruerede han en af de første apparater med roterende bevægelse drevet af elektriske strømme — et tidligt skridt mod den moderne elektriske motor. Hans arbejde dannede grundlaget for elektromotorteknologi og cementerede elektricitetens rolle i praktisk teknologi.
- Elektromagnetisk induktion: I 1831 opdagede Faraday, at et varierende magnetfelt kan fremkalde en elektrisk strøm i en leder — fænomenet elektromagnetisk induktion. Det førte til det, vi i dag kalder Faradays lov om elektromagnetisk induktion, og er grundlaget for generatorer og transformatorer.
- Faraday-effekt: Han viste, at magnetisme kan påvirke lysstråler, hvilket demonstrerede en dyb forbindelse mellem lys og elektromagnetiske fænomener.
- Elektrokemi: Faraday formulerede de to love om elektrolyse (Faradays love), som kvantificerer forholdet mellem strømstyrke og stofmængde af kemiske ændringer ved elektrolyse. Han populariserede også fagudtryk som anode, katode, elektrode og ion.
- Kemiske opdagelser: Som kemiker isolerede han forbindelser og kemiske stoffer — herunder det, der senere blev kendt som benzen. Han udviklede også en tidlig form for Bunsenbrænder og udførte omfattende eksperimenter med gasser og deres egenskaber.
- Egenskaber ved elektrisk ladning: Han viste blandt andet, at elektrisk ladning ophobes på ydersiden af ledende beholdere, og at et indre rum kan være beskyttet mod elektriske felter — princippet bag en såkaldt Faraday-bur.
- Begreber og billedsprog: Faraday introducerede forestillingen om "lines of force" (feltlinjer), en måde at tænke på elektriske og magnetiske felter visuelt, som senere inspirerede teoretikere som James Clerk Maxwell.
Positioner, priser og formidling
Faraday blev medlem af Royal Society og modtog flere hædersbevisninger, herunder Royal-, Copley- og Rumford-medaljerne for sine eksperimentelle bidrag. Han var den første Fullerian Professor of Chemistry ved Royal Institution of Great Britain og virkede som en af institutionens lederfigurer efter Sir Humphrey Davy.
Han var en passioneret formidler: hans årlige forelæsninger, herunder de berømte juleforelæsninger for unge, gjorde naturvidenskab tilgængelig for et bredt publikum og inspirerede generationer af kommende forskere.
Personlighed, tro og holdninger
Faraday var religiøs (tilknyttet den kristne bevægelse sandemanianismen) og levede et beskedent liv. Han afslog adskillige æresbevisninger, herunder æresordener og titler, fordi han mente, at videnskab var et kald, ikke en vej til personlig ære. Hans nysgerrighed, omhyggelige eksperimentelle metode og etikken omkring ærlig rapportering gjorde ham beundret både som videnskabsmand og menneske.
Arv og betydning
Faradays arbejde gjorde elektricitet anvendelig og praktisk og lagde direkte grundlaget for elektrificeringen af industrien og hjemmet. Hans eksperimenter og koncepter — fra induktion til elektrolyse og feltlinjer — har haft varig indflydelse på både teoretisk fysik og ingeniørkunst. Hans ideer indgik desuden i grundlaget for Maxwell's elektromagnetiske teori.
Albert Einstein havde et fotografi af Faraday på væggen i sit arbejdsværelse sammen med billeder af Isaac Newton og James Clerk Maxwell, hvilket afspejler den høje ære, som senere generationer gav ham.
Faraday døde 25. august 1867 i Hampton Court, men hans opdagelser og hans tilgang til eksperimentel forskning lever videre i moderne videnskab og teknologi.
Michael Faraday efter et fotografi af John Watkins, British Library
Livet
Michael Faradays familie var fattig. Hans far, James, var smed. James Faraday var kommet til London i 1780'erne fra det nordvestlige England. Den unge Michael Faraday var et af fire børn og fik kun den mest basale skoleuddannelse. Som fjortenårig gik han i lære som bogbinder og boghandler hos en mand ved navn George Riebau.
I løbet af sit syvårige studie i bogfremstilling hos Riebau læste han mange bøger. Han læste Isaac Watts' The improvement of the mind. Faraday elskede at bruge ideerne i denne bog i sit arbejde. Han blev interesseret i videnskab, især i elektricitet. Han begyndte at deltage i offentlige lektioner, der blev afholdt af de bedste videnskabsmænd i London på det tidspunkt. Han viste de noter, han lavede, den store kemiker Sir Humphrey Davy. Davy kunne lide ham og tilbød ham et job som assistent i marts 1813.
Faradays viden fortsatte med at vokse, da han hjalp Sir Humphrey Davy, indtil han selv gjorde opdagelser. Han blev til sidst udnævnt til professor i 1833. Betydningen af hans arbejde blev set i hans levetid, og den britiske regering gav ham en pension i sin alderdom som belønning.
Faraday-kuret
| Elektromagnetisme |
|
|
| Elektricitet - Magnetisme - Magnetisk permeabilitet |
| Elektrisk ladning - Coulomb's lov - |
| Magnetostatik Ampères lov - Elektrisk strøm - Magnetfelt - |
| Elektrodynamik Lorentz kraftlov - emf - elektromagnetisk induktion - Faradays lov - Lenz' lov - forskydningsstrøm - Maxwell's ligninger - EM-felt - elektromagnetisk stråling - Liénard-Wiechert-potentiale - Maxwell-tensor - hvirvelstrøm |
| Elektrisk netværk |
| Kovariantformulering Elektromagnetisk tensor - EM-spændingsenergitensor - Fire-strøm - Elektromagnetisk fire-potentiale |
Faraday opdagede også, at hvis elektricitet rammer en metalgenstand, vil den kun passere gennem ydersiden af genstanden. Indersiden er upåvirket af elektriciteten. Det er det, der sikrer de mennesker, der befinder sig indeni, når lynet slår ned i en bil eller et fly. Dette kaldes nu Faradays bur.
Induktionsloven
Faraday erklærede, at når en magnet bevæger sig over en spole og skaber "elektricitet", er denne effekt kun sekundær og tager ikke højde for det, der faktisk foregår inde i ledningen.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvem var Michael Faraday?
A: Michael Faraday var en videnskabsmand fra det 19. århundrede, der kom fra en ydmyg start som søn af en smed. På trods af at han kun havde en grundskoleuddannelse, blev han en af historiens mest indflydelsesrige videnskabsmænd, og han er krediteret for at have opdaget mange ting om elektricitet og magnetisme.
Spørgsmål: Hvordan blev Faraday uddannet?
Svar: En lokal præst så hans åbenlyse intelligens og betalte for, at han kunne gå på en lokal skole for at lære at læse og skrive. For det meste var han dog en autodidakt, der lærte sig selv.
Spørgsmål: Hvilke priser modtog Faraday?
Svar: Faraday blev medlem af Royal Society og modtog selskabets Royal-, Copley- og Rumford-medaljer.
Spørgsmål: Hvilke opdagelser gjorde Faraday vedrørende elektricitet?
A: Han opdagede mange ting om den måde, hvorpå elektricitet, der strømmer i en ledning, kan virke som en magnet (nu kaldet elektromagnetisme). Han fandt også ud af en masse om den måde, hvorpå elektricitet kan bruges sammen med kemikalier for at få dem til at ændre sig (nu kaldet elektrokemi). Han viste, at magnetisme er i stand til at påvirke lysstråler, da der er en underliggende sammenhæng mellem de to fænomener.
Spørgsmål: Hvilke opfindelser skabte Faraday?
A: Han opfandt elektromagnetiske roterende anordninger, som dannede grundlaget for elektromotorteknologien, hvilket gjorde den levedygtig til brug i teknologien i dag. Han lavede også den første elektriske motor. Som kemiker opfandt han en tidlig type Bunsenbrænder og populariserede terminologi som anode, katode, elektrode og ion.
Spørgsmål: Hvor opbevarede Albert Einstein billeder af Michael Faraday?
Svar: Albert Einstein havde et fotografi af Michael Faraday på sin studievæg sammen med billeder af Isaac Newton og James Clerk Maxwell.
Søge