MICHAEL FARADAY: BIOGRAFI, EKSPERIMEN DAN SUMBANGAN - SAINS - 2025

Michael Faraday (Newington Butt, 22 September 1791 - Hampton Court, 25 Ogos 1867) adalah seorang ahli fizik dan ahli kimia asal Inggeris yang sumbangan utamanya adalah dalam bidang elektromagnetisme dan elektrokimia. Antara sumbangannya kepada sains, dan oleh itu kepada manusia, kita dapat menyoroti karyanya mengenai aruhan elektromagnetik, diamagnetisme dan elektrolisis.

Oleh kerana keadaan ekonomi keluarganya, Faraday mendapat sedikit pendidikan formal, jadi sejak berusia empat belas tahun, dia bertanggung jawab untuk mengisi jurang ini dengan melakukan sejumlah besar pembacaan selama magang sebagai pengikat buku.

Salah satu buku yang diikatnya yang paling mempengaruhi saintis adalah The Improvement of the Mind oleh Isaac Watts.

Faraday adalah seorang eksperimen yang sangat baik dan menyampaikan penemuannya dalam bahasa yang mudah difahami. Walaupun kemampuan matematiknya bukanlah yang terbaik, James Clerk Maxwell merangkum karyanya dan karya orang lain dalam sekumpulan persamaan.

Dalam kata-kata Clerk Maxwell: "Penggunaan garis kekuatan menunjukkan bahawa Faraday memang ahli matematik yang hebat, dari mana ahli matematik masa depan dapat memperoleh kaedah yang berharga dan subur."

Unit kapasiti elektrik Sistem Antarabangsa Unit (SI) dipanggil Farad (F) untuk menghormatinya.

Sebagai ahli kimia, Faraday menemui benzena, melakukan penyelidikan mengenai klorin klatrat, sistem nombor pengoksidaan, dan membuat apa yang akan dikenali sebagai pendahulu pembakar Bunsen. Di samping itu, ia mempopularkan istilah: anod, katod, elektron dan ion.

Dalam bidang fizik, penyelidikan dan eksperimennya tertumpu pada elektrik dan elektromagnetisme.

Kajiannya mengenai medan magnet adalah asas untuk pengembangan konsep medan elektromagnetik dan penemuannya, yang dinamakan oleh dirinya sebagai "Peranti Putaran Elektromagnetik", adalah pendahulu motor elektrik semasa.

Biografi

Michael Faraday dilahirkan pada 22 September 1791, di kawasan kejiranan bernama Newington Butt, yang terletak di selatan London, di England. Keluarganya tidak kaya, jadi pendidikan formal tidak terlalu luas.

Ayah Michael bernama James dan dia adalah pengamal ajaran agama Kristian. Sebaliknya, nama ibunya adalah Margaret Hastwell dan sebelum berkahwin dengan James dia bekerja sebagai pekerja rumah tangga. Michael mempunyai 3 orang adik beradik, dan merupakan anak kedua dari perkahwinan itu.

Ketika Michael berusia empat belas tahun, dia bekerja bersama George Riebau, yang merupakan penjual buku dan pengikat buku. Michael kekal dalam pekerjaan ini selama tujuh tahun, dan pada masa itu dia dapat membaca dengan lebih dekat.

Pada masa ini dia mula tertarik dengan fenomena saintifik, terutama yang berkaitan dengan elektrik.

Mendalami latihan

Pada usia 20 tahun, pada tahun 1812, Michael mulai menghadiri kuliah yang berbeza, hampir selalu dijemput oleh William Dance, seorang pemuzik Inggeris yang telah mendirikan Royal Philharmonic Society.

Beberapa pembicara yang mendapat akses Michael ialah John Tatum, seorang ahli falsafah dan saintis Inggeris, dan Humphry Davy, ahli kimia asal Inggeris.

Hubungan dengan Humphry Davy

Michael Faraday adalah seorang yang sangat metodis dan menulis nota yang sangat spesifik yang dia kirimkan kepada Davy bersama dengan nota yang meminta pekerjaan.

Nota-nota ini terdiri daripada buku sekitar 300 halaman dan Davy sangat menyukainya. Yang terakhir mengalami kemalangan di makmal beberapa waktu kemudian, yang merosakkan penglihatannya.

Dalam konteks ini, Davy mengupah Faraday sebagai pembantunya. Pada masa yang sama - pada 1 Mac 1813 - Faraday menjadi pembantu kimia di Royal Institution.

Perjalanan ke Eropah

Antara tahun 1813 dan 1815 Humphry Davy mengembara ke pelbagai negara di Eropah. Pelayan yang dia miliki pada waktu itu memutuskan untuk tidak menghadiri perjalanan, jadi Faraday adalah orang yang harus memenuhi tugas pelayan, walaupun fungsinya adalah sebagai pembantu kimia.

Dikatakan bahawa masyarakat Inggeris pada masa itu sangat berorientasikan kelas, itulah sebabnya Faraday dilihat sebagai seorang yang mempunyai sifat rendah diri.

Malah isteri Davy berkeras untuk memperlakukan Faraday seperti seorang hamba, enggan menerimanya di dalam kereta atau membiarkannya makan bersama mereka.

Walaupun perjalanan ini bermaksud masa yang sangat buruk bagi Faraday sebagai akibat daripada perlakuan yang tidak baik yang diterimanya, pada masa yang sama ia menyiratkan bahawa dia dapat melakukan hubungan langsung dengan bidang ilmiah dan akademik yang paling penting di Eropah.

Dedikasi untuk elektrik

Seawal tahun 1821 Michael Faraday mengabdikan dirinya sepenuhnya untuk mengkaji elektrik, daya tarikan dan kemungkinan kedua-dua elemen tersebut.

Pada tahun 1825 Davy sakit parah, sebab itulah Faraday menjadi penggantinya di dalam makmal. Ini adalah masa ketika dia mengemukakan beberapa teorinya.

Salah satu yang paling relevan adalah tanggapan bahawa elektrik dan magnet dan cahaya berfungsi sebagai triad dengan watak bersatu.

Pada tahun yang sama, Faraday memulakan kuliah di Royal Institution, yang disebut Royal Institution's Christmas Lectures, yang ditujukan terutamanya kepada kanak-kanak dan menangani kemajuan ilmiah yang paling penting pada masa itu, serta anekdot dan cerita yang berbeza dari bidang sains.

Tujuan perbincangan ini adalah untuk mendekatkan ilmu pengetahuan dengan anak-anak yang tidak berpeluang mengikuti pengajian formal, seperti yang terjadi pada dirinya.

Perkahwinan

Pada tahun 1821 Faraday berkahwin dengan Sarah Barnard. Keluarga mereka menghadiri gereja yang sama dan di sanalah mereka bertemu.

Faraday adalah seorang yang sangat beragama sepanjang hidupnya dan merupakan pengikut gereja Sandemaniana, yang berasal dari Gereja Scotland. Dia mengambil bahagian secara aktif di gerejanya, sejak dia menjadi diakon dan bahkan imam selama dua tahun berturut-turut.

Tidak ada anak yang lahir dari perkahwinan antara Faraday dan Barnard.

Tahun penemuan

Tahun-tahun berikutnya Faraday penuh dengan penemuan dan eksperimen. Pada tahun 1823, dia menemui proses pencairan klorin (berubah dari keadaan gas atau pepejal ke keadaan cair) dan dua tahun kemudian, pada tahun 1825, dia menemukan proses yang sama tetapi untuk benzena.

Pada tahun 1831 Faraday menemui induksi elektromagnetik, dari mana apa yang disebut Hukum Faraday atau Hukum induksi elektromagnetik dihasilkan. Setahun kemudian, pada tahun 1832, dia menerima pelantikan kehormat D oktor undang-undang sivil dari University of Oxford.

Empat tahun kemudian Faraday menemui mekanisme yang berfungsi sebagai kotak pelindung untuk kejutan elektrik. Kotak ini dipanggil sangkar Faraday dan kemudian menjadi salah satu penemuan yang paling banyak digunakan, bahkan hingga kini.

Pada tahun 1845 dia menemui kesan yang mencerminkan interaksi yang jelas antara cahaya dan magnet; kesan ini dipanggil Kesan Faraday.

Pengiktirafan

Monarki Inggeris menawarkan Faraday pelantikan tuan, yang dia menolak beberapa kali, menganggapnya bertentangan dengan kepercayaan agamanya; Faraday mengaitkan janji temu ini dengan pencarian pengiktirafan dan kesombongan.

Royal Society juga mencadangkan agar dia menjadi presidennya dan Faraday menolak tawaran ini, yang dibuat dalam dua kesempatan yang berbeza.

Akademi Sains Diraja Sweden melantiknya sebagai anggota asing pada tahun 1838. Setahun kemudian Faraday mengalami gangguan saraf; setelah sekian lama, dia melanjutkan pelajaran.

Pada tahun 1844, Akademi Sains Perancis memasukkannya ke dalam anggota asingnya, yang hanya terdiri daripada 8 orang.

Tahun-tahun akhir

Pada tahun 1848 Michael Faraday memperoleh rumah rahmat dan nikmat, yang merupakan rumah milik negara Inggeris dan ditawarkan secara percuma kepada orang-orang yang berkenaan di negara ini, dengan tujuan untuk mengucapkan terima kasih atas jasa yang diberikan kepada negara.

Rumah ini berada di Middlesex, di Hampton Court, dan Faraday tinggal di dalamnya dari tahun 1858. Di rumah itulah dia kemudian meninggal dunia.

Selama bertahun-tahun ini pemerintah Inggeris menghubunginya dan memintanya untuk menyokong mereka dalam proses pembuatan senjata kimia dalam rangka Perang Krimea, yang berlangsung antara 1853 dan 1856. Faraday menolak untuk tawaran ini, kerana dianggap tidak beretika untuk turut serta dalam proses tersebut.

Kematian

Michael Faraday meninggal pada 25 Ogos 1867, ketika berusia 75 tahun. Anekdot ingin tahu ketika ini adalah bahawa dia ditawarkan tempat pengebumian di Westminster Abbey yang terkenal, sebuah laman web yang dia tolak.

Walau bagaimanapun, di dalam gereja ini anda dapat menjumpai sebuah plak yang menghormati Faraday dan terletak berhampiran makam Isaac Newton. Mayatnya terletak di kawasan pemakaman Highgate Cemetery.

Percubaan

Kehidupan Michael Faraday penuh dengan penemuan dan eksperimen. Seterusnya kita akan memperincikan dua eksperimen terpenting yang dilakukannya dan yang transenden untuk manusia.

Undang-undang Faraday

Untuk menunjukkan apa yang disebut Undang-undang Faraday atau Undang-undang induksi elektromagnetik, Michael Faraday mengambil kadbod dalam bentuk tabung yang digunakan untuk melilit wayar terlindung; dengan cara ini dia membentuk gegelung.

Selepas itu, dia mengambil gegelung dan menghubungkannya dengan voltmeter untuk mengukur daya elektromotif yang diinduksi sambil membuat magnet melewati gegelung.

Sebagai akibat dari eksperimen ini, Faraday menetapkan bahawa magnet yang sedang berehat tidak mampu menghasilkan daya elektromotif, walaupun dalam keadaan rehat ia menghasilkan medan magnet yang tinggi. Ini tercermin dalam kenyataan bahawa, melalui gegelung, fluks tidak berubah.

Semasa magnet menghampiri gegelung, fluks magnet meningkat dengan cepat sehingga magnet berkesan berada di dalam gegelung. Setelah magnet melewati gegelung, fluks ini turun.

Sangkar Faraday

Kandang Faraday adalah struktur di mana saintis ini berjaya melindungi unsur-unsur dari pelepasan elektrik.

Faraday melakukan eksperimen ini pada tahun 1836, menyedari bahawa kelebihan caj konduktor mempengaruhi apa yang berada di luarnya dan bukan apa yang dilampirkan oleh konduktor tersebut.

Untuk menunjukkan ini, Faraday melapisi dinding sebuah bilik dengan aluminium foil dan menghasilkan pelepasan voltan tinggi melalui penjana elektrostatik di luar bilik.

Berkat pengesahannya dengan elektroskop, Faraday dapat mengesahkan bahawa memang tidak ada cas elektrik apa pun di dalam bilik.

Prinsip ini dapat dipatuhi pada hari ini dalam kabel dan pengimbas, dan ada objek lain yang, dengan sendirinya, bertindak sebagai kandang Faraday, seperti kereta, lif atau bahkan kapal terbang.

Sumbangan utama

Pembinaan peranti "putaran elektromagnetik"

Setelah ahli fizik dan ahli kimia Denmark Hans Christian Ørsted menemui fenomena elektromagnetisme, Humphry Davy dan William Hyde Wollaston mencuba dan gagal merancang motor elektrik.

Faraday, setelah berdebat dengan dua saintis mengenai hal ini, berjaya membuat dua alat yang membawa kepada apa yang disebutnya "putaran elektromagnetik."

Salah satu alat ini, yang sekarang dikenali sebagai "motor homopolar", menghasilkan gerakan bulat berterusan, yang dihasilkan oleh daya magnet bulat di sekitar wayar, yang meluas ke bekas merkuri dengan magnet di dalamnya. Dengan membekalkan arus ke wayar dengan bateri kimia, ia akan berputar di sekitar magnet.

Eksperimen ini memberi asas kepada teori elektromagnetik moden. Itulah kegembiraan Faraday setelah penemuan ini bahawa dia menerbitkan hasilnya tanpa berunding dengan Wollaston atau Davy, sehingga menimbulkan kontroversi dalam Royal Society dan penugasan Faraday untuk aktiviti selain elektromagnetisme.

Pencairan dan penyejukan gas (1823)

Berdasarkan teori John Dalton, di mana dia menyatakan bahawa semua gas dapat dibawa ke keadaan cair, Faraday menunjukkan kebenaran teori ini melalui eksperimen, selain menganggap dasar yang digunakan untuk bekerja dengan peti sejuk dan pembeku moden .

Dengan mencairkan atau mencairkan (meningkatkan tekanan dan menurunkan suhu gas) klorin dan amonia dalam keadaan gas, Faraday berhasil membawa bahan-bahan ini ke dalam keadaan cair, yang telah dianggap sebagai "keadaan gas kekal".

Di samping itu, dia berjaya mengembalikan amonia ke keadaan gasnya, memerhatikan bahawa selama proses ini penyejukan dihasilkan.

Penemuan ini menunjukkan bahawa pam mekanikal dapat mengubah gas pada suhu bilik menjadi cairan, menghasilkan penyejukan ketika kembali ke keadaan gasnya, dan dimampatkan kembali menjadi cairan.

Penemuan benzena (1825)

Faraday menemui molekul benzena dengan mengasingkan dan mengenalinya dari residu berminyak, yang berasal dari pengeluaran gas pencahayaan, yang dia beri nama "Bicarburet of hydrogen".

Dengan andaian penemuan ini merupakan pencapaian penting dalam kimia, kerana penggunaan benzena yang praktikal.

Penemuan induksi elektromagnetik (1831)

Induksi elektromagnetik adalah penemuan hebat Faraday, yang dicapai olehnya dengan menghubungkan dua solenoid wayar di hujung seberang cincin besi.

Faraday menyambungkan satu solenoid ke galvanometer dan menyaksikannya menyambung dan melepaskan yang lain dari bateri.

Dengan memutuskan dan menyambungkan solenoid, dia dapat memerhatikan bahawa ketika dia melewati arus melalui satu solenoid, arus yang lain disebabkan sementara untuk yang lain.

Punca induksi ini adalah kerana perubahan fluks magnet yang berlaku semasa memutuskan dan menyambungkan bateri.

Eksperimen ini sekarang dikenali sebagai "induksi bersama", yang berlaku apabila perubahan arus dalam satu induktor mendorong voltan pada induktor berdekatan yang lain. Inilah mekanisme pengubah kerja berfungsi.

Undang-undang Elektrolisis (1834)

Michael Faraday juga merupakan salah satu penyebab utama penciptaan sains elektrokimia, sains yang bertanggungjawab untuk penciptaan bateri yang kini digunakan oleh peranti mudah alih.

Semasa melakukan penyelidikan mengenai sifat elektrik, Faraday merumuskan dua undang-undang elektrolisisnya.

Yang pertama menyatakan bahawa jumlah zat yang tersimpan pada setiap elektrod sel elektrolitik berkadar terus dengan jumlah elektrik yang melewati sel.

Yang kedua dari undang-undang ini menyatakan bahawa jumlah unsur yang berlainan yang disimpan oleh sejumlah elektrik adalah dalam kadar berat kimia yang setara.

Penemuan kesan Faraday (1845)

Juga dikenali sebagai putaran Faraday, kesan ini adalah fenomena magnetik-optik, yang merupakan interaksi antara cahaya dan medan magnet dalam medium.

Kesan Faraday menyebabkan putaran satah polarisasi, yang berkadar linear dengan komponen medan magnet ke arah perambatan.

Faraday yakin bahawa cahaya adalah fenomena elektromagnetik dan oleh itu mesti dipengaruhi oleh daya elektromagnetik.

Oleh itu, setelah beberapa percubaan yang tidak berjaya, dia terus menguji sekeping gelas padat yang berisi bekas timbal, yang dia buat pada hari-hari pembuatan gelasnya.

Dengan cara ini dia memerhatikan bahawa ketika sinar cahaya terpolarisasi melewati kaca, ke arah daya magnet, cahaya terpolarisasi berputar pada sudut yang sebanding dengan kekuatan medan magnet.

Dia kemudian menguji ini dengan pepejal, cecair dan gas yang berbeza dengan mendapatkan elektromagnet yang lebih kuat.

Penemuan diamagnetisme (1845)

Faraday mendapati bahawa semua bahan mempunyai tolakan yang lemah terhadap medan magnet, yang disebutnya diamagnetisme.

Artinya, mereka membuat medan magnet yang diinduksi ke arah yang berlawanan dengan medan magnet yang digunakan secara luaran, ditolak oleh medan magnet yang diaplikasikan.

Dia juga mendapati bahawa bahan paramagnetik berkelakuan sebaliknya, tertarik dengan medan magnet luaran yang diaplikasikan.

Faraday menunjukkan bahawa sifat ini (diamagnetik atau paramagnetik) terdapat dalam semua bahan. Diamagnetisme yang disebabkan oleh magnet yang kuat boleh digunakan untuk menghasilkan levitasi.

Rujukan

1. Michael Faraday. (2017, 9 Jun). Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 Jun). Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
3. Benzena. (2017, 6 Jun) Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
4. Pencairan gas. (2017, 7 Mei) Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
5. Hukum elektrolisis Faraday. (2017, 4 Jun). Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
6. Sangkar Faraday. (2017, 8 Jun). Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
7. Eksperimen es ais Faraday. (2017, 3 Mei). Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
8. Kesan Faraday. (2017, 8 Jun). Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
9. Kesan Faraday. (2017, 10 Mei). Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
10. Siapa Michael Faraday? Apa penemuannya dalam bidang sains? (2015, 6 Jun). Dipulihkan dari quora.com
11. 10 sumbangan utama Michael Faraday untuk sains. (2016, 16 Disember). Dipulihkan dari learnodo-newtonic.com.