Faraday, Michael (szül. 1791. szept. 22. Newington, Surrey, Anglia - megh. 1867. aug. 25.
Hampton Court, Surrey), angol fizikus és vegyész, a XIX. század egyik legnagyobb tudósa,
kísérleteivel nagyban hozzájárult az elektromágnesség megértéséhez. Elsôként állított elô
mágneses térrel elektromos áramot, megalkotta az elsô elektromotort és áramgenerátort,
kimutatta az elektromosság és a kémiai kötések kapcsolatát, felfedezte a mágnesség hatását
a fényre, és felfedezte a diamágnességet, bizonyos anyagoknak az erôs mágneses terekben
mutatott különleges viselkedését. Az ô kísérleteire és részben elméleti eredményeire alapozta
klasszikus elektromágneses térelméletét James Clark Maxwell.
Faraday apja kovácsmester volt, aki munkát keresve vándorolt Észak-Angliából London
környékére. A négygyermekes család szegénységben élt. A kis keresztény
Sandeman-felekezethez tartoztak, s Faraday egész élete során hu maradt ehhez a közösséghez,
amely igen nagy hatással volt szellemiségére. Írni, olvasni, számolni a vasárnapi egyházi
iskolában tanult meg. Már gyermekkorában dolgozott, újságkihordó volt egy könyvkereskedô
és könyvkötô mellett, majd 14 éves korától ugyanitt könyvkötôtanonc. Rendszeresen olvasta
a kötésre hozott könyveket, különösen megragadta az Encyclopaedia Britannica elektromosságról
szóló cikke. Mindenféle kacatokból elektrosztatikus generátort épített, és elektrokémiai
kísérleteket is végzett.
Londonban alkalma nyílt meghallgatni Sir Humphry Davy kémiai elôadásait, Az elôadásokról
készített bekötött jegyzeteit megküldte Davynek, és állást kért tôle. Akkor nem volt üres hely,
de Davy nem feledkezett meg a fiatalemberrôl, és késôbb laboratóriumi asszisztensi állást
ajánlott fel neki. Davy a kor legnagyobb kémikusai közé tartozott, de van némi igazság abban az
állításban, hogy legnagyobb felfedezése Faraday volt. Davy akkoriban forradalmasította kora
kémiáját. Felfezte a nátriumot, a káliumot, a klórt. A sósav elemzésével megcáfolta azt a tévhitet,
hogy minden savban van oxigén. Felismerte, hogy a kémiai tulajdonságokban nemcsak az elemi
összetétel, hanem a molekulák felépítése is szerepet játszik. Hatott rá a XVIII. századi Ruggiero
Giuseppe Boscovich atomelmélete. Faraday késôbbi elképzeléseit is döntôen befolyásolta az a
felismerés, hogy az atomok közti "kötések" csak nagy erôvel szakíthatók szét. Faraday
1812-tôl 1820-ig tanult Davy mellett. Ezalatt mindenkinél képzettebb vegyésszé vált.
Nagy gyakorlatot szerzett a kémiai analízisben és a laboratóriumi technikákban, kialakultak
elméleti nézetei. Felfedezések sorával lepte meg a tudományos világot.
Kémiai analitikusként bírósági szakértô volt; olyan ügyfélkört alakított ki, hogy a díjakból
a Royal Institution támogatására is jutott. 1820-ban elsôként állított elô szén-klór vegyületeket
(C2Cl6-ot és C2Cl4-et) oly módon, hogy az etiléngázban a hidrogént klórral helyettesítette;
ezek voltak az elsô helyettesítési reakciók. 1825-ben izolálta és írta le a benzolt.
Acélötvözetek vizsgálataival sokban hozzájárult a metallurgia és metallográfia tudományának
megalapozásához. A londoni Royal Society megbízásából a teleszkópokban alkalmazott
optikai üveg minôségének javításán fáradozott, rendkívül nagy törésmutatójú üveget állított elô,
ez vezette el 1845-ben a diamágnesség felfedezéséhez. 1821-ben megnôsült, a Royal Institution
állandó munkatársa lett, és megkezdte a fizikát forradalmasító kutatásait, az elektromos és
mágneses jelenségek vizsgálatát.
H. C. Orsted 1820-ban felfedezte, hogy egy huzalon átfolyó áram mágneses teret kelt a huzal
környezetében. André-Marie Ampere megmutatta, hogy a huzal körül henger alakú mágneses
tér alakul ki. Ilyen körkörös erôt korábban nem észleltek. Faraday ismerte fel elsôként ennek
következményeit: sikerült megépítenie az elsô elektromotort, olyan szerkezetet, amely az
elektromos energiát mechanikai energiává alakítja át.
Faradayt foglalkoztatni kezdte az elektromosság természete. Kortársai úgy vélték, hogy az
elektromosság anyagi fluidum, amely úgy folyik a huzalban, mint a víz a csôben.
Velük ellentétben Faraday rezgésnek vagy erônek képzelte el az áramot, amely valahogyan a
vezetôben keltett feszültségek révén továbbítódik. Az 1820-as években megpróbálta
kísérletileg igazolni ezt az elképzelést, de próbálkozásai eredménytelenek maradtak.
Faraday 1831 tavaszán egy másik rezgési jelenség, a hang elméletével kezdett foglalkozni
C. Wheatstone társaságában. Különösen elbuvölték a Chladni-ábrák: ezek a minták a
vaslemezre szórt könnyu porban alakulnak ki, ha a lemezt egy hegeduvonóval rezgésbe hozzák.
Itt tehát egy dinamikus ok hoz létre statikus hatást, és Faraday meggyôzôdése szerint ilyesmi
megy végbe az áramot vezetô huzalban is. Még inkább megragadta az a megfigyelés, hogy
a minták úgy is elôállíthatók egy lemezen, hogy egy másik lemezt rezgetnek meg a közelében.
Ez az akusztikus indukció húzódik meg Faraday leghíresebb kísérlete mögött. 1831.
augusztus 29-én egy vastag vasgyuru egyik oldalára szigetelt huzalt tekercselt, és ezt egy
telephez kötötte. A gyuru másik oldalára tekercselt huzalhoz galvanométert kapcsolt.
Arra számított, hogy a telepre kapcsolt áramkör zárásakor "hullám" keletkezik, és ennek
a hatására a második áramkörben a galvanométer kitér. Zárta az elsô áramkört, örömmel és
megelégedéssel látta a galvanométer mutatójának kilendülését. Az elsô, primer tekercs áramot
indukált a második, szekunder tekercsben. Az áramkör megszakításakor viszont Faraday
meglepetéssel tapasztalta a galvanométer mutatójának ellenkezô irányú kimozdulását.
Valamiért az áram kikapcsolása is áramot indukált a szekunder körben, ennek a nagysága
egyenlô, iránya ellentétes volt az eredeti áraméval. Faraday ennek a jelenségnek az alapján
vetette fel a huzalban levô részecskék "elektrotonikus" állapotának a létezését; ezt egyfajta
feszültségállapotnak tekintette. Úgy vélte, az áram képes ilyen feszültség létrehozására és
megszüntetésére. Ámbár nem talált bizonyítékot az elektrotonikus állapot létezésére,
de teljesen sohasem adta fel ezt az elképzelést, s ez kihatott legtöbb késôbbi munkájára.
Faraday 1831 ôszén megpróbálta meghatározni az indukált áram keletkezésnek módját.
Eredeti kísérletében erôs elektromágnest használt, ezt a primerköri tekercseléssel hozta létre.
Most állandó mágnessel próbált meg áramot létrehozni. Felfedezte, hogy egy állandó mágnes
ki-be mozgatásának hatására a tekercsben áram indukálódik. Tudta, hogy a mágneseket
körülvevô erôk egyszeruen láthatóvá tehetôk, ha a föléjük tartott kartonlapra vasport szórunk.
Faraday az így láthatóvá tett "erôvonalakat" a közeg feszültségének vonalaiként értelmezte,
ahol a közeg a mágnest körülvevô levegô. Hamarosan felfedezte a mágnesekkel való
áramkeltés törvényét: az áram nagysága a vezetô által idôegység alatt átmetszett vonalak
számától függ. Azonnal felismerte, hogy egy erôs mágnes pólusai közé helyezett rézkorong
forgatásával - ha a korong peremére és a közepére vezetékeket kötnek - folyamatosan lehet
áramot elôállítani. A korong széle több erôvonalat metsz, mint a belseje, így a peremet a
középpel összekötô áramkörben állandó áram keletkezik. Ez volt az elsô áramgenerátor.
Ugyanez a szerkezet az elektromotor közvetlen elôdje is, mert csak meg kellett fordítani
a helyzetet: a korong a belétáplált elektromos áram hatására forgásba jött.
Miközben Faraday ezeket a kísérleteket végezte, és eredményeit a tudományos világ
elé tárta, sokan kételkedtek abban, hogy az elektromosság különbözô észlelt megjelenései
azonosak-e. Az elektromos angolna és más villamos halak által kibocsátott elektromos
"folyadék", a sztatikus elektromos generátor által keltett elektromosság, a galvánelem és az
új elektromágneses generátor "folyadéka" vajon ugyanaz-e, vagy ezek különbözô törvényeknek
engedelmeskedô különbözô fluidumok? Faraday meggyôzôdése szerint nem fluidumok,
hanem ugyanannak az erônek a formái, de elismerte, hogy ezt az azonosságot nem sikerült
kísérletileg kielégítôen kimutatnia. 1832-ben megkezdett kísérleteitôl azt várta: igazolni fogják,
hogy különbözô elektromosságoknak pontosan azonosak a tulajdonságai, ugyanazokat a
hatásokat váltják ki; az alapvetô jelenségnek az elektrokémiai bontást tekintette.
A problémában elmélyülve két meglepô felfedezésre jutott. A régóta élô feltételezéstôl eltérôen
az elektromos erôk nem a távolból hatva okozzák a molekulák felbomlását, hanem az váltja ki,
hogy az elektromosság folyékony vezetô közegen halad át. A második felfedezés: a bomlás
mértéke egyszeru kapcsolatban áll a folyadékon áthaladó elektromosság mennyiségével.
Kísérletei alapján fogalmazta meg Faraday az elektrokémia két alaptörvényét.
Az elektrolitikus cella elektródjain kiváló anyag mennyisége egyenesen arányos a cellán
áthaladó elektromosság mennyiségével. A második törvény szerint egy adott mennyiségu
elektromosság hatására kivált különbözô elemek mennyiségei úgy aránylanak egymáshoz,
mint kémiai egyenértéksúlyaik.
Faraday 1839-re megalkotta az elektromos hatás új, általános elméletét. Az elektromosság,
bármi is az, feszültségeket hoz létre az anyagban. A feszültségek erôsödése, gyengülése,
újabb erôsödése hullámszeruen halad elôre a közegben, az ilyen anyagok a vezetôk. A szigetelôk
részecskéi rendkívüli menyiségu feszültséget képesek elviselni. A szigetelôben az
elektrosztatikus töltés egyszeruen a felhalmozódott feszültség mértéke. Minden elektromos
hatás a testekben elôidézett feszültségek következménye.
A nyolcévi állandó kísérleti és elméleti munka túlságosan megterhelte Faradayt, 1839-tôl
egészsége megromlott. A következô hat évben kevés alkotó munkát végzett.
A késôbbi évek. Faraday kezdettôl hitt a természet erôinek egységében. Úgy tartotta,
a természetben az összes erô egyetlen univerzális erô megnyilvánulása, épp ezért az erôknek
egymásba alakíthatóknak kell lenniük. Egy ismeretterjesztô elôadásában fogalmazta meg
elôször, hogy a pontszeru atomokhoz társuló elektromos és mágneses erôvonalak
tulajdonképpen azt a közeget jelenthetik, amelyben a fényhullámok terjednek. Évekkel
késôbb Maxwell erre a feltevésre építette elektromágneses térelméletét.
Az aktív kutatáshoz visszatérô Faradayt 1845-tôl ismét régi problémája, a feltételezett
elektrotonikus állapotok foglalkoztatták. Kísérletei ezúttal sem jártal sikerrel. Ebben az
idôben egy ifjú skót, William Thomson (a késôbbi Lord Kelvin) azt javasolta Faradaynek,
hogy inkább a mágneses erôvonalakkal kísérletezzék, mert ezek az elektrosztatikus
vonalaknál sokkal nagyobb erôsségben állíthatók elô. Faraday megfogadta a javaslatot.
Az 1820-as években általa kifejlesztett, nagy törésmutatójú optikai üvegen síkpolarizált fényt
bocsátott át, majd bekapcsolt egy elektromágnest, amelynek erôvonalai párhuzamosak voltak
a fénysugárral. A kísérlet sikeres volt. A polarizáció síkja elfordult, ez mutatta, hogy
feszültség lépett fel az üveg molekuláiban. Faraday ezúttal is felfigyelt egy váratlan eredményre.
A fény irányát megfordítva a rotáció iránya nem változott, ebbôl helyesen arra következtetett,
hogy a feszültség nem az üveg molekuláiban, hanem a mágneses erôvonalakban jelentkezik.
Ez a felfedezés megerôsítette hitét az erôk egységében. Merészen továbbhaladt, biztos volt
abban, hogy minden anyagnak valamilyen módon reagálnia kell a mágneses térre. Ez igaznak
is bizonyult, de váratlan módon. Bizonyos anyagok, például a vas, a nikkel, a kobalt és az
oxigén úgy álltak a mágneses térbe, hogy kristály- vagy molekulaszerkezetük hossztengelye
párhuzamos volt az erôvonalakkal, más anyagok az erôvonalakra merôlegesen rendezôdtek el.
Az elsô csoport anyagai az erôsebb mágneses tér irányába mozogtak, a másik csoport
anyagai pedig a kisebb térerô felé mozdultak el. Faraday az elsô csoportot paramágnesesnek,
a másodikat diamágnesesnek nevezte. További vizsgálatok alapján arra jutott, hogy a
paramágneses anyagok a környezetüknél jobban, a dimágnesesek rosszabbul vezetik a
mágneses erôvonalakat. 1850-re Faraday radikálisan új tér- és erôfelfogást alakított ki.
A tér nem "semmi", nem a testek és erôk puszta helye, hanem olyan közeg, amely képes
az elektromos és mágneses erôk hatásainak fenntartására. Az energiák nincsenek azokba a
részecskékbe szorítva, melyekbôl kilépnek, inkább a részecskéket körülvevô térben találhatók
meg. Maxwell késôbb elismerte, hogy saját, az elektromos és mágneses tereket leíró elméletének
alapötletei Faradaytôl erednek, ô a klasszikus téregyenletekkel csak matematikai formába
öntötte Faraday elképzeléseit.
Az 1850-es évek közepén Faraday elméje hanyatlani kezdett, de a tudós idônként még
végzett kísérleteket. Egyik kísérletében olyan elektromos hatást keresett, amely képes nehéz
súlyt felemelni. Úgy vélte, hogy a gravitáció a mágnességhez hasonlóan átalakítható más erôvé,
leginkább elektromos erôvé. Várakozásai ezúttal nem teljesültek, a Royal Society
visszautasította negatív eredményeinek közlését. Faradayn egyre inkább aggkori gyengeség vett
erôt. Viktória királynô a tudománynak szentelt élete jutalmául egy házat adott neki használatra
Hampton Courtban, a lovagi címet is felajánlotta. Faraday a házat hálásan elfogadta, de a lovagi
rangot visszautasította, mint mondta, élete végéig egyszeruen Mr. Faraday szeretne maradni.
A londoni Highgate temetôben nyugszik.
Fontosabb muvei: Chemical Manipulation (Kémiai muveletek; 1827), Experimental
Researches in Electricity (Az elektromosság kísérleti vizsgálata; 1839-55), A Course of Six
Lectures on the Chemical History of a Candle (Hat elôadás egy gyertya kémiai történetérôl; 1861)
. Halála után jelent meg az On the Various Forces in Nature (A természet különféle erôirôl; 1873)
c. kötete.
(1791 - 1867)Angol fizikus és vegyész
1805: Egy könyvkötőnél kezd el inaskodni. Rendszeresen olvassa a bekötött könyveket,
feltámad érdeklődése a fizika és a kémia iránt.
1812: Meghallgatja a kor egyik leghíresebb vegyészének, Humphery Davy-nek nyilvános
előadásait a Royal Institutonban, abban az intézményben, amelyben az alkalmazott
tudományok előmozdítását tűzték ki célul. Az intézmény működésének anyagi hátterét a
tudománynépszerűsítő előadások bevételéből szerezték be.
1812: Hosszas könyörgés után Davy laboratóriumi segédmunkásnak alkalmazza a Royal
Institutonban.
1813-1814: Elkíséri Davyt egy nagy európai tudományos körútra, ahol Davy már
munkatársként tekinti, csupán Davy felesége kezeli inasként
1820: Befejezi tanulmányit Davy mellett, és mint bírósági szakértő kezd el dolgozni.
Elsőként állít elő szén-klór vegyületeket. Egy cukorfinomítással kapcsolatos perben szembe
kerül Davyvel, ami viszonyuk fokozatos megromlásához vezet
1821: A Royal Institution állandó munkatársa lesz. Számos gyakorlati problémával fordulnak
hozzá, amelyek szintén fontos felismerésekhez vezetnek, különösen az acélötvözetek területén.
Először készít egyszerű elektromotort.
1823: Cseppfolyósítja a klórt
1824: A Royal Society (a Tudományos Akadémia angol megfelelője) tagjává választják,
Davy - mint elnök- hiába próbálja a társaságot ebben megakadályozni. A Royal Society
megbízásából jó minőségű optikai üvegek előállításával kezd el foglalkozni.
1825: Elsőként izolálja és írja le a benzolt, amely a gázok magas nyomású palackozásának<
nem kívánt melléktermékeként jelentkezett. A Royal Institution laboratóriumának igazgatója lesz.
1827: A Royal Institutionban elindítja a gyermekeknek szánt karácsonyi
előadás-sorozatát.(Ez Angliában a mai napig is tart.)
1831: Felfedezi az elektromágneses indukciót, bevezeti az erővonalak fogalmát,
feltalálja a dinamó és a transzformátor elvét. Az indukciós kísérleteihez az ötletet a
Chladni-ábrák közt megfigyelhető rezonanciakapcsolatok szolgáltatták.
1832-1833: Az elektrolízis törvényeinek felfedezése
1832: Egy 1937-ben felbontott pecsétes levele alapján tudjuk, hogy megsejti az
elektromágneses jelenségek hullámszerű terjedését.
1839: Megalkotja az elektromosság új, általános elméletét, amely kimondja, hogy a
statikus elektromosság, a galvánelemek árama, az indukciós áram, a bioáramok stb.
mind egy egységes "természeti erő" megnyilvánulásai és az elektromosság, bármi is az,
feszültségeket hoz létre az anyagban.
1841: Súlyos betegség, több hónapos gyógykezelés Svájcban. Betegségét követően
emlékezőtehetsége és szellemi képességei romlanak.
1845: Felfedezi, hogy a mágneses mező elforgatja a fény polarizációs síkjait. Észreveszi,
hogy a mágneses mező lényegében minden anyagra hat, ami a diamágnesség és a
paramágnesség felfedezéséhez vezetett.
1848: Megállapítja, hogy ha egy csőben légritka teret hoz létre, és a légritka térben
lévő pozitív és negatív elektróda közé nagyfeszültséget kapcsol, akkor egy hosszú
ibolyaszín fénylés jön létre a két elektróda közt.
1858: Visszautasítja Viktória királynőtől a lovagi címet, csupán egy lakást fogad el.
(Faraday egész életében a sandemanista egyház néven ismert szektához tartozott,
sőt 1840-től az egyház presbitere is volt. Ez a vallási mozgalom megkövetelte tagjaitól,
hogy ne takarékoskodjanak, hanem a jövedelmüket az egyházuknak adják. Így Faraday egész
életében lényegében nyomorgott és szellemi képességeinek rohamos csökkenésével
aggasztóvá vált, hogy saját lakással sem rendelkezett)
1867: Halála előtt visszautasítja, hogy a Westminster apátságba, Anglia nemzeti panteonjába
temessék.