Фарадей вчений. Великі вчені
Цього дня помер великий англійський фізик та хімік Майкл Фарадей(Michael Faraday, 1791-1867). Він увійшов також і в історію анестезіології завдяки опису аналгетичного, ейфоричного та снодійного ефекту інгаляції сірчаного ефіру, аналогічній дії закису азоту. Повідомлення Фарадея про це було опубліковано в 1818 р. в «Ежекваратальному журналі науки і мистецтва» (Quarterly Journal of Science and the Arts Miscellanea).
Майкл Фарадей
Дитинство та юність Фарадея. Знайомство з Гемфрі Деві.
Фарадей, Майкл (Michael Faraday, 1791-1867), англійський фізик та хімік. Народився 22 вересня 1791 р. в передмісті Лондона в сім'ї коваля та покоївки. У численних біографіях вченого зазвичай згадується, що Фарадей народився в провінційному селі, яке називалося «Ньюінгтонські полігони». Цей погляд так устояв і укоренився, що багато біографів просто не помічають, що «Ньюінгтонські полігони» знаходилися якраз у місці розташування відомого лондонського вокзалу Ватерлоо, практично в самому серці сучасного Лондона.
Він рано впізнав потребу. У дев'ять років, коли ціни в Лондоні на продукти різко підскочили, коровай хліба був йому тижневою нормою їжі. Освіта Майкла Фарадея, за його ж власними словами, «було найпересічнішим і включало в себе початкові навички читання, письма та арифметики, отримані у звичайній денній школі».
Можливо, він так ніколи б і не став великим ученим, якби пішов, наприклад, у учні коваля до свого батька. Але Фарадею пощастило.
З 12 років Майкл почав працювати рознощиком газет, а потім учнем у палітурній майстерні при книгарні Жоржа Рібо. Це ремесло та познайомило його з друкованим словом та відкрило широкий простір для самоосвіти. Він отримав можливість тримати в руках тисячі книг, і не лише тримати, а й читати. Фарадей жадібно прочитував усі журнали та книги, які переплітав.
У палітурній майстерні Фарадей познайомився з книгами, що назавжди вразили його уяву і змінили його долю: «Британською енциклопедією», «Бесідами про хімію» - твором мадам Марсе (вірність усіх дослідів була власноручно перевірена юним Фарадеєм) і «Листами , писаних до деякої німецької принцеси» російського академіка Леонарда Ейлера, що виникли більшою мірою під враженням довгого та плідного листування автора з Ломоносовим. Остання книга залишила особливо глибокий слід: Ейлер, як і Ломоносов, вважав, що це явища у своїй основі єдині і взаємопов'язані. Ми побачимо потім, як подібна думка допомогла Фарадею зробити свої великі відкриття.
Не можна не дивуватися з того, як старанно заучував він відомості, що здобуваються з читання журналів з хімії, коли сама термінологія мала ставити його досить часто в глухий кут.
Фарадей витрачав багато грошей на постановку дослідів, що описувалися в «Енциклопедії». Почуття глибокої симпатії викликає місце з його листа до приятеля: «Перша побудована мною батарея складалася з незліченної кількості пар пластин! із семи пар. Кожна пластина - непомірної величини! з напівпенсовик. Я, милостивий пане, сам, власноруч, вирізав ці пластини...»
Але книги були не найголовнішим скарбом лавки мосьє Рібо, француза-втікача. Лавку відвідувало велику кількість освічених людей того часу, а завсідники, природно, не могли не помітити в лаві молодого (тим часом Фарадею вже виповнилося 19 років) палітурника, який жадібно любив книги.
У 1813 р. якийсь містер Денс (Dance), член Королівського інституту в Лондоні, приніс йому для палітурки стопку журналів з хімії. Захопившись їх читанням, Фарадей прострочив виконання палітурок і викликав невдоволення замовника. Зате, коли Денс дізнався причину запізнення і побачив, наскільки серйозно цей палітурник вивчає хімічні журнали, він засмутився і запропонував йому взяти в подарунок одну з книг на власний вибір. Фарадей вибрав книгу Гемфрі Деві(Humphry Davy, 1778–1829). Тоді Денс запросив Фарадея послухати одну з найближчих публічних лекцій свого друга Деві, що остаточно закрутило голову юнакові і визначило всю його подальшу блискучу наукову кар'єру.
Під впливом лекцій Деві Майкл вирішив назавжди пов'язати своє життя із наукою. Спочатку він написав наївний лист про своє рішення та бажання самому президенту Лондонського Королівського товариства серу Джозефу Бенксу (Joseph Banks). Лист, само собою зрозуміло, залишився без відповіді. Ось що писав із цього приводу сам Фарадей: «Коли я був підмайстром, мені пощастило прослухати останні чотири лекції сера Г. Деві... Я зробив короткі записи цих лекцій, а потім переписав їх цілком, забезпечивши такими малюнками, які зумів зробити. Бажання займатися науковою роботою, хоча б і найпримітивнішою, спонукало мене, новачка, не знайомого зі світськими правилами, написати за душевною простотою серу Джозефу Бенксу, на той час президенту Лондонського Королівського товариства. Цілком природно було потім дізнатися у воротаря, що моє прохання залишено без відповіді».
Проте за кілька місяців за порадою Денса Фарадей повторює той самий експеримент із листом, але цього разу відправляє його особисто серу Гемфрі Деві, який і сам вийшов із середніх верств англійського суспільства. Майкл доклав до листа конспект лекцій Деві, зрозуміло, добре переплетений. Відповідь надійшла вже через 5 днів у великому конверті із позначкою золотими літерами: «Королівський інститут Великобританії».
Фарадей написав про це у своїх спогадах: «Натхненний містером Денсом (який був членом Королівського інституту і дістав мені квитки на лекції Деві), я написав серу Гемфрі Деві, пославши як доказ серйозності моїх намірів зроблені мною записи його останніх чотирьох лекцій. Відповідь прийшла негайно, доброзичлива і сприятлива».
Відповідь була ввічливою, але, загалом, швидше за негативною - можливості прийняти Фарадея на роботу не було - не було вакансії. Але Фарадею знову пощастило цього разу за рахунок бідного сера Гемфрі. Під час одного з дослідів у лабораторії стався вибух і уламки колби, що розірвалася, потрапили Деві в очі; в результаті сер Гемфрі не міг ні читати, ні писати, тому сер Гемфрі, згадавши про старанного палітурника, вирішив взяти його до себе до одужання секретарем, а заразом і ближче познайомитися з ним.
Гемфрі Деві (Humphry Davy, 1778-1829)
Портрет роботи Джеймса Лонсдейла.
«Везіння» Фарадея тривало всього кілька днів - очі Деві поступово загоїлися, і Деві з жалем розлучився зі своїми глибокими знаннями і старанністю юнаків. Розлучився лише на кілька тижнів – у лабораторії Деві звільнилася посада лаборанта. Протокол Королівського інституту від 1 березня 1813 сухо повідомляє: «Сер Гемфрі Деві має честь інформувати директорів, що знайшов людину, яку бажано призначити на посаду... Його ім'я - Майкл Фарадей... Його дані здаються гарними, його характер активний і бадьорий, а образ дій розумний. Вирішено: Майкл Фарадей займе місце, яке раніше займалося містером Пейном, на тих же умовах».
І ось, що пише про це Фарадей: «Коли я був ще журнальним палітурником, я вже цікавився хімією і мав відразу до торгових справ. Сталося, що містер Денс, член Royal Institution, взяв мене, щоб послухати одну з лекцій Гемфрі Деві. Моє бажання піти з торгівлі, яку я вважав справою порочною та егоїстичною і прагнення піти на службу науки, яка, як мені здавалося, рухається прямо і вільно, штовхнули мене зробити сміливий і простий крок, - написати серу Гемфрі Деві і просити його, не зможе Чи він допоможе здійснити мою ідею. Коли при особистому побаченні він погодився на моє прохання і взяв мене працювати в його лабораторії, він знайшов за потрібне помітити, що наука - ревнива коханка, яка приносить мало грошового благополуччя тому, хто збирається жити з нею».
Спільна подорож з Гемфрі Деві Європою.
Гемфрі Деві щойно одружився і збирався у весільну подорож на континент. А оскільки, захоплений науковими дослідженнями, він навіть за таких обставин не хотів переривати своїх дослідів, то йому спало на думку захопити з собою портативну хімічну лабораторію. Фарадей, який був на тринадцять років молодший за свого господаря, повинен був супроводжувати його як лакей, служителя для миття хімічного посуду та секретаря. Він з радістю погодився, і восени 1813 р. вони поїхали до Європи майже два роки.
Ця подорож зіграла величезну роль у становленні Фарадея як вченого. Фарадей разом із сером Гемфрі та його молодою дружиною побував у Франції, Італії, Німеччині, Бельгії, познайомився з багатьма видатними вченими Європи. «Цей ранок – початок нової доби в моєму житті. Досі, наскільки мені пригадується, я не від'їжджав від Лондона на відстань більше дванадцяти миль» -
згадував він про початок цієї подорожі. У Парижі зустрічалися з Ампером, Гей-Люссаком, Гумбольдтом. На очах Фарадея Деві зробив у Парижі одне зі своїх блискучих відкриттів – він визнав у невідомій речовині, переданій йому Ампером, новий хімічний елемент – йод.
Хімік Дюма писав, що «Фарадей залишив про себе найприємніші спогади, які ніколи не в'януть, яких не міг би викликати його шеф. Ми захоплювалися Деві, але ми любили Фарадея».
У Генуї Фарадей допомагав Деві проводити досліди з електричним схилом. Завдання дослідів - з'ясувати, чи не викликає електричного розряду скату розкладання води.
У Флоренції вони провели спалювання алмазу в атмосфері кисню та остаточний доказ єдиної природи алмазу та графіту. При цьому Дееї скористався унікальною за величиною лінзою, яка належала великому герцогу Тосканському. З її допомогою Деві разом з Фарадеєм направили промені сонця на алмаз, що лежить у платиновій філіжанці під скляним ковпаком, заповненим киснем. Фарадей згадував: «Сьогодні ми виконали великий експеримент, змусивши горіти алмаз, і, безперечно, те, що ми спостерігали, було винятково цікавим і красивим... Сер Г. Деві помітив раптово, що алмаз явно горить. Коли алмаз прибрали з фокусу лінзи, він швидко згоряв. Блискучий алмаз світився багряним світлом, що переходить у пурпуровий, і, поміщений у темряву, горів ще близько чотирьох хвилин».
В академії Чименто Фарадей та Деві із захопленням оглядають унікальні експонати - паперовий телескоп самого Галілея та магнітний камінь, що піднімає 150 фунтів.
У Римі вони спостерігали, але без особливої довіри, за дослідами Морічіні, який намагається намагнітити залізні голки за допомогою сонячних променів і вважає, що це йому блискуче вдається.
У Мілані наступний запис: «П'ятниця 17 червня 1814 р. Мілан. Бачив Вольта, який прийшов до сера Г. Деві: він бадьорий старий, на грудях – червона стрічка, дуже легка у розмові».
У Женеві - знайомство з членом уряду республіки, лікарем і фізиком Шарлем де-ля Рівом та його сином Огюстом, якому було на той час лише 13 років (через шість років Огюст, дев'ятнадцятирічний професор, покаже Араго, Марсі, Пікте та іншим відомим особам досліди Ерстеда, що спричинить ланцюг великих подій).
Під час подорожі Фарадей почав досить швидко говорити французькою і німецькою. І нарешті, найголовніше наслідок спілкування Фарадея і Деві -важко собі уявити більш чудову школу для Фарадея, глибоко відданого науці, але все ж таки поки що дилетанта. Незабаром виявилося, що цей юнак-палітурник, якого Деві брав для послуг і як служитель лабораторії, виявив такі яскраві самостійні дослідницькі здібності і таку наукову ініціативу, що часом створювалися досить неприємні колізії. Деві вмів, мабуть, стримувати свої погані почуття і підозрілість по відношенню до свого служителя і асистенту. Крім того, «розтирання фарб для великого художника» є, мабуть, обов'язковою та найкращою школою для вченого, тим більше що для Фарадея це «розтирання фарб» вилилося в спільні дослідження із всесвітньо відомим ученим та знайомство з найбільш помітними проблемами та людьми науки того часу . Фарадей писав в одному зі своїх листів з-за кордону: «Я міг би висловити тисячу скарг, але, розмірковуючи про все тверезо і об'єктивно, я думаю, що мені взагалі немає жодної потреби скаржитися на будь-кого».
У зв'язку з цим дещо дивують нарікання деяких біографів Фарадея, які наголошують на «нещасній долі» Майкла Фарадея, який вирушив «не з власної волі» до Європи в принизливому становищі «слуги» сера Гемфрі, особливо наголошуючи на тому, що Фарадей, мовляв, жорстоко страждав, мучений норовливою дружиною Деві. Дійсно, дружина Деві, на відміну від свого чоловіка, явно не вміла подолати в собі все зростаючу ворожість до допитливості та наукових успіхів молодого лабораторного служителя. Вона влаштовувала чоловікові сцени і відмовлялася від візитів до європейських вчених, коли разом з ними був запрошений до обіду та Фарадей, як це трапилося в Женеві у фізика де-ля Рів. Але тут треба твердо зазначити, що в конфліктах між Фарадеєм і леді Джейн не остання в них зазвичай перемагала. «...Леді Джейн... любить показати свою владу, і я з самого початку виявив з її боку серйозні наміри придушити мене. Випадкові сварки між нами, у кожній з яких я опинявся переможцем, відбувалися так часто, що я перестав звертати на них увагу. Її авторитет слабшав, і після кожної сварки вона поводилася м'якше»,
- писав згодом Фарадей.
Хоча леді Джейн вдалося зрештою досягти свого. Настороженість Деві по відношенню до помічника посилилася, коли за особистого знайомства Фарадею надавали відкриті ознаки уваги такі вчені, як Ампер, Шеврель і Гей-Люссак, які помітили незвичайні дослідницькі здібності молодого лаборанта.
Треба сказати, що в блискучій кар'єрі і яскравій біографії Гемфрі Деві виявилася все ж таки темна пляма. Це його подальше неприязне ставлення до Фарадею, про що ми розповімо трохи згодом.
Початок наукової кар'єри Фарадея. Відкриття наркотизуючих властивостей сірчаного ефіру.
Майкл Фарадей на початку своєї наукової кар'єри.
Портрет роботи Чарльза Тернера (Charles Turner, 1773-1857).
Майкл Фарадей повернувся з подорожі зрілим вченим, що самостійно мислить. Після повернення до Англії Фарадей приступив до великих і надзвичайно плідних досліджень у лабораторії Королівського інституту спочатку в галузі хімії, а потім і електрики. Якось із Флоренції прийшла посилка із зразками тосканського вапняку - герцогиня, під час поїздки познайомилася з Деві, просила зробити аналіз мінералу, мабуть, щодо оцінки належних їй природних багатств. Деві, зайнятий на той час відпрацюванням конструкції знаменитої безпечної шахтарської лампи, запропонував виконати досить тривіальну роботу Фарадею. Той незабаром закінчив аналізи, передав результати Деві і був неймовірно здивований, коли останній віддав матеріал у науковий журнал як оригінальну статтю, першу наукову статтю Майкла Фарадея. - «Про хімічний аналіз їдкого тосканського вапна» (1816).
Вже першій статті чітко простежуються основні риси Фарадея-исследователя: глибина, рідкісне завзятість у досягненні мети, вичерпна повнота, спокій, властиве лише великим розумам. Слід згадати про переконання Фарадея у загальному зв'язку явищ - переконаності, що тоді поділялася далеко не всіма. Захоплює любов Фарадея до порядку та повної визначеності - він не визнавав неперевірених фактів, а манера точно складати звіти неодноразово викликала захоплення директорів інституту.
До 1821 р. Фарадей опублікував близько 40 наукових праць з хімії. Для нас, анестезіологів, звичайно ж, насамперед величезний інтерес представляє його стаття, присвячена властивостям сірчаного ефіру. Під час роботи над вивченням властивостей згущених газів та парів рідин Фарадей встановив с т о в р о н о едія парів ефіру. Це було в 1818 р. і Фарадей надрукував про це в "Ежекваратальному журналі науки і мистецтва" ("Quarterly Journal of Science and the Arts Miscellanea"). Ось цей текст:
« V. Ефекти інгаляції парів сірчаного ефіру.
Коли пари ефіру, змішані зі звичайним повітрям, піддаються інгаляції, вони справляють ефект, дуже схожий на те, що виробляється закисом азоту. Для того щоб переконатися в цій дії, треба провести трубку у верхню частину пляшки, що містить ефір, і дихати через неї. Стимулюючий ефект відзначається насамперед з надгортанника, але незабаром він дуже знижується. Після цього зазвичай відчувається відчуття заповнення в голові і послідовні ефекти, подібні до тих, які виробляються закисом азоту.
Опускаючи трубку глибше всередину пляшки, можна вдихати більше ефіру при кожній інспірації, ефект настає швидше, а відчуття виходять чіткішими в їх схожості з тими, що бувають при газі.
Зазнаючи ефектів ефірної пари на особах, які особливо піддаються закису азоту, було виявлено несподівану тотожність вироблених відчуттів. Одна особа, яка вже зазнала душевної депресії при інгаляції газу, отримала відчуття подібного роду при інгаляції парів (ефіру).
Необхідно застосовувати обережність, роблячи експерименти цього роду. Шляхом нерозумної інспірації ефіру якийсь джентльмен був повалений у цілком летаргійний стан, що тривало з деякими періодами інтермісії понад 30 годин при великому гнобленні духу. Протягом кількох днів пульс був настільки сповільнений, що склалися значні побоювання за його життя».
Отже, наркотична дія парів ефіру, аналогічна закису азоту, була встановлена і чітко записана Майклом Фарадеєм ще в 1818 р. Але подібно до того, як свого часу записи його вчителя Гемфрі Деві про знеболювальну дію закису азоту залишилися ніким практично не використаними, так і тепер спостереженням Майкла Фарадея судилося канути в Лету. Лише через сорок років за океаном інші люди, нічого не знаючи ні про Деві, ні про Фарадей, випробували і закис азоту, і сірчаний ефір цілеспрямовано, з прямим завданням хірургічного знеболювання.
Можна замислитися, чому, відзначивши цілком ясне подібність снодійного і знеболювального впливу закису азоту та ефіру, обидва молодих вчених разом і за взаємної підтримки не довели справи до помітних практичних результатів. Можливо тому, що до 1818 р. Деві давно вже покінчив зі своїми захопленнями «пневматичної медициною» і був поглинений зовсім іншими проблемами, які обіцяли йому набагато реальніші успіхи.
Досягнення Майкла Фарадея у хімії.
В даний час Майкл Фарадей відомий насамперед як видатний фізик. До його фундаментальних досягнень у цій галузі відносяться відкриття явищ електромагнітної індукції (1831), діамагнетизму (1845), парамагнетизму (1847), обертання площини поляризації світла в магнітному полі (1845). Менш відомі, хоча винятково великі заслуги Фарадея в галузі хімії, тим більше, що рання слава прийшла до Фарадея саме як до хіміка.
Майкл Фарадей у хімічній лабораторії Королівського інституту.
Малюнок Геррієта Мура (Harriet Moore).
У 1815-1818 pp. він займався хімічним аналізом вапняку; з метою покращення якості сталі досліджував сплави заліза; вивчав вплив різноманітних добавок на якість сталі. У 1821 р. він отримав ряд хлорпохідних вуглеводнів, у тому числі гексахлоретан C2Cl6. У 1824 р. Фарадей вперше отримав у рідкому стані хлор, потім сірководень, діоксид вуглецю, аміак та діоксид азоту, вказавши при цьому загальний метод зрідження газів. Він отримав також у рідкому вигляді також арсин, фосфін, бромоводень та йодоводород, етилен.
Майкл Фарадей демонструє своєму другові
досвід отримання рідкого хлору.
У 1825 р. він замінив тяжко хворого Гемфрі Деві у керівництві хімічною лабораторією інституту. У цьому ж році він відкрив ізобутилен та бензол, вивчивши його фізичні та деякі хімічні властивості.
Одна з перших спроб бензолу, отриманого Фарадеєм.
Експонат музею Фарадея, відкритого в Королівському інституті 1973 р.
з найвищого наказу Її Величності Королеви Англії.
Фарадей був одним із піонерів дослідження каталітичних реакцій. У 1825 р. він намагався синтезувати аміак з азоту та водню дією їдкого калію у присутності металів. Він розглядав адсорбцію поверхні твердих каталізаторів як суто фізичне явище. У 1826 р. він отримав альфа- і бета-сульфокислоти нафталіну і приготував 15 їх солей, а також започаткував дослідження натурального каучуку.
У 1828 р. вперше отримав етилсерну кислоту взаємодією етилену та
сірчаної кислоти та показав можливість фотохімічного хлорування етилену за 15 років до здійсненого Ж. Дюма відкриття реакції металепсії.
У 1824-1830 pp. проводив роботи з поліпшення якості оптичного скла та запропонував важке свинцеве скло, за допомогою якого згодом, у 1845 р., відкрив явище магнітного обертання площини поляризації (ефект Фарадея).
Скло, отримане М. Фарадеєм.
У 1833-1834 pp. він встановив кількісні закони електролізу (закони Фарадея) і ввів терміни "електроліз", "електрод", "катод", "анод", "катіон", "аніон", "іон", "електроліт", "електрохімічний еквівалент". У 1833 р. він став Фуллерівським професором хімії Королівського інституту та обіймав цю посаду, створену спеціально для нього до 1862 р.
Прилад, виготовлений Фарадеєм для проведення дослідів електролізу.
Експонат музею Фарадея у Королівському інституті.
Колоїдний розчин золота.
Експонат музею Фарадея у Королівському інституті.
Перші кроки Майкла Фарадея у вивченні електромагнетизму.
Розпочавши свою наукову діяльність як хімік, Майкл Фарадей поступово звернув свої інтереси на фізику, а саме, на проблеми електромагнетизму. Зміна в тематиці його занять відбулася в серпні 1820 р. - у цей час Європою розсилався Ерстедом (Hans Christian Orsted) його знаменита праця "Про вплив електричного конфлікту на магнітну стрілку".
У серпні Деві отримав поштою щойно надруковану в Англії роботу Ерстеда. Деві та Фарадей негайно повторили експеримент Ерстеда і з захопленням переконалися, що Ерстед правий - протікання струму у дроті неминуче викликає відхилення розміщеної поблизу магнітної стрілки.
І знаменитий Деві, і ще недосвідчений Фарадей з раптовою ясністю відчули, як і всі, хто бачив досвід, що руйнується стіна між двома доти ніяк, здавалося, не пов'язаними один з одним силами природи - електрикою і магнетизмом. Стіна почала валитися, і виявились невідомі зв'язки, що повіяло свіжим повітрям нових відкриттів.
Фарадей демонструє досвід із прототипом електродвигуна.
Був серпень. Вражений Араго вже інтенсивно працює, розвиваючи досліди Ерстеда, показані йому молодим де-ля Рівом; він зауважує, що не тільки стрілки компаса, а й залізна тирса легко «відчують» наявність електричного струму - вони обліплюють тяганину зі струмом; при вимиканні струму тирса опадає чорними пластівцями.
Був серпень. Тільки у вересні про досвід Ерстеда дізнається Ампер (Andre-Marie Ampere), якому судилося першому зрозуміти і витлумачити їх. Ампер, «цей докучливий розумник Ампер», випередив усіх, розвинувши свою струнку теорію утворення магнетизму за рахунок електрики і витративши всього два тижні (плюс, зрозуміло, все попереднє життя).
Фарадею та Деві це не вдалося. Все сталося дуже швидко. У серпні вони дізналися про досліди Ерстеда, а вже у вересні Ампер запропонував струнку теорію, яка пояснювала б незрозумілі досліди.
Не можна сказати, що Деві та Фарадей були в захваті від теорії Ампера. Але зруйнувати витончений будинок було важко: з якого б боку до нього не підібратися, воно виявлялося бездоганним. Минали місяці, а Деві та Фарадей не могли запропонувати нічого, що могло б замінити теорію Ампера.
Скінчилася осінь, минула зима, настала весна 1821 року. Деві поступово віддалявся від завдань, пов'язаних з електрикою, Фарадей був упертий, але теж ніяких спростування теорії Ампера не знаходив.
Минула весна, настало літо, колеги Фарадей роз'їхалися хто куди. Деві, як і його друг Волластон, відомий хімік і фізик (він відкрив паладій і родій, а також лінії, які згодом несправедливо назвуть фраунгоферовими, а не волластоновими), поїхав на курорт, а Фарадей залишився в задушливому Лондоні і наполегливо працював над новими проблемами зв'язку електрики та магнетизму.
На той час відбулася важлива для Фарадея та його відкриттів подія. Редактор наукового журналу "Філософські аннали" доктор Філіппс запропонував Фарадею написати оглядовий нарис історії електромагнетизму. Пропозиція була дуже почесною, але певною мірою, мабуть, пояснювалося і тим, що Деві та Волластона в Лондоні на той час не було.
Фарадей із жаром взявся до справи. Будучи, як уже говорилося, людиною пунктуальною, яка звикла все робити з вичерпною повнотою, звикла перевіряти всіх і вся - «люди схильні помилятися», - він вирішує особисто зробити всі досліди, які привели до розуміння електромагнетизму. Він почав повертатися додому ще на дві години пізніше, щоб зуміти виконати численні експерименти. Під завісу (хочеться говорити театральною мовою: історія піднесення Фарадея поки що нагадує життєписи великих акторів та актрис, що завоювали сцену після того, як їх випадково випускали на публіку через хворобу «кумира» чи іншу несподіванку) Фарадей вирішив здійснити досвід, про який як Якось місяці 2 тому говорили в його присутності Деві та Волластон. Ідея досвіду була, мабуть, ними ще недостатньо відпрацьована - йшлося про те, що дріт, через який пропущений струм, ніби повинен під дією магніту обертатися навколо своєї осі.
У вказівці на можливість електромагнітного обертання нового нічого не було - про нього говорив ще Ампер. Але ідея експерименту була нова.
Установка складалася із срібної чаші із ртуттю, серед якої ставився на торець брусковий магніт. У ртуті плавала пробка, проткнута мідним дротом; інший кінець дроту шарнірно зміцнювався над магнітом і приєднувався до полюса вольтового стовпа. Інший полюс стовпа приєднувався безпосередньо до срібної посудини.
Таким чином утворився електричний ланцюг:
- "плюс" вольтова стовпа;
- срібна чаша;
- ртуть;
- тяганина;
- "мінус" вольтова стовпа;
- "вольтів стовп";
- "плюс" вольтова стовпа.
Коли ланцюг замикалася і по ній струм електричний струм, з'явилася можливість вивчити взаємодію струму з магнітним полем брускового магніту. Оскільки тяганина могло легко пересуватися, можна було сподіватися, що ті «магнітні» сили, які відхиляють магнітну стрілку в дослідах Ерстеда, змусять обертатися і тяганину.
Дійсно, при включенні струму зволікання почало швидко обертатися навколо магніту. Змінивши "плюс" з "мінусом" або переставивши магнітик "з ніг на голову" (виставивши з ртуті назовні, скажімо, північний полюс замість південного), можна було домогтися, щоб напрям обертання змінювалося.
Таким чином, Фарадей створив перший у світі електродвигун. Чи думаємо ми тепер, дивлячись на вражаючі махини гідрогенераторів, електродвигунів суден і електровозів, що вони з їх велетенською міццю суть породження нескладного приладу Фарадея, в якому вперше у світі взаємодія поля і струму дало обертання найлегшій тяганини!
Отже, нарис з історії електромагнетизму, замовлений Фарадею, виразно «витанцьовувався» та ще так ефектним чином! Втім, була одна затримка: як бути з тим, що Фарадей ідею досвіду фактично запозичив з розмови, при якій був випадково присутній (хоча, як з'ясувалося згодом, Фарадей зрозумів основну роль досвіду неправильно!).
Найкраще було б показати статтю Деві, але того не було у Лондоні, Волластон теж поїхав до моря, а редактор терміново вимагав статтю. І Фарадей здав статтю у номер.
Коли Деві та Волластон повернулися з відпустки, на них чекав уже номер журналу зі статтею Фарадея, де ні словом не згадувалося про Волластона чи Деві... Стаття була підписана однією літерою «М», а доповнення з описом електромагнітного обертання - повним ім'ям Фарадея.
Королівським інститутом поповзли чутки...
Під загрозу став не лише пріоритет Фарадея у здійсненні електромагнітного обертання, а й вся його наукова кар'єра - що може бути страшніше для вченого, ніж звинувачення в науковій несумлінності!
Фарадей вирішує поговорити з Волластоном відверто. Він пише йому ґрунтовне і відверте послання і через деякий час отримує відповідь: «Сер! Мені здається, що Ви перебуваєте в омані, перебільшуючи силу моїх почуттів щодо тих обставин, про які Ви пишете. Що стосується думки, яку інші особи можуть мати про Ваші вчинки, то ця справа цілком Ваша і мене не стосується, але якщо Ви вважаєте, що не заслужили докору в недобросовісному користуванні чужими думками, то Вам, як на мене, не слід надавати великого значення усьому цьому події.
Проте, якщо Ви не відмовилися від бажання мати розмову зі мною і якщо Вам зручно зайти до мене завтра вранці, між десятьма і 10,5 годинами, то можете бути впевнені, що застанете мене вдома.
Ваш покірний слуга У.Х. Волластон».
Зустріч відбулася, причому, мабуть, Волластон взяв до уваги обставини, через які його ім'я не було згадано у статті, і з висоти своїх наукових заслуг вирішив відмовитися від будь-яких претензій до Фарадея, молодого, симпатичного йому вченого, не що числить ще за собою якихось серйозних наукових заслуг. Очевидно, він не зрозумів остаточно революційності досвіду, вважаючи прилад Фарадея малозначною іграшкою. А це був перший електродвигун! Знай це Волластон, він, ймовірно, не відмовився б від претензій так легко.
Так чи інакше, після зустрічі ставлення Волластона до Фарадею стало дуже сердечним – він не втрачав нагоди зазирнути до лабораторії молодого дослідника, замовити про нього добре слово.
Конфлікт з Гемфрі Деві. Сімейне життя Фарадея.
Хоча Фарадею вдалося налагодити взаємини з Волластоном, то, на жаль, того ж не можна було сказати про взаємини з Гемфрі Деві. Вчитель ставився до Фарадею все прохолодніше та прохолодніше. Він відчував до колишнього учня складні почуття: і безперечне захоплення здібностями Фарадея, і ревнощі щодо більш щасливого колеги, і гордість за нього, і образу за негативний відгук, написаний на один з винаходів Деві Фарадеєм. Не розібрався Деві як слід і у разі відкриття електромагнітного обертання.
Хоч як це дивно, але Деві були явно неприємні великі наукові успіхи його колишнього служителя. Чого йому не вистачало? Багатство дружини дозволяло Деві жити дуже широко, мандрувати. Наукова слава його була величезною і він був удостоєний найвищої честі, можливої в Англії – крісла президента Лондонського Королівського наукового товариства. Але коли Фарадей, який став на чолі тих лабораторій, в яких він працював простим служителем у Деві, почав здійснювати одне за одним свої чудові відкриття, то Деві двічі кидав тінь на них і ставив під сумнів пріоритет Фарадея як в ідеї згущення газів, так і самостійне відкриття електромагнітної індукції.
Ситуація ускладнилася тим, що Деві був президентом Лондонського Королівського наукового товариства. Коли через великі наукові заслуги Майкла Фарадея постало питання про обрання його в Королівське суспільство (честь, еквівалентна нашому обранню в академіки), Деві не підтримав пропозицію (до речі, першим підписав пропозицію Волластон). Потрібно було втручання друзів та доброзичливців Фарадея, щоб зламати опір Деві та виставити кандидатуру Фарадея на голосування. Протокол товариства від 1 травня 1823 р. зберігає нам заяву тих, хто запропонував його кандидатуру:
«Сер Майкл Фарадей, чудово знає основи хімії, автор багатьох творів, опублікованих у працях Королівського товариства, виявляє бажання вступити до числа членів цього товариства, і ми, нижчепідписавшись, рекомендуємо особисто нам відомого Фарадея як особа, безумовно, гідна цієї честі, і , Що він буде для нас корисним і цінним членом ».
Обрання Фарадея відбулося у 1824 році, через 11 років після призначення його лаборантом. Після голосування в урні виявилася лише одна «чорна куля». Багато дослідників вважають, що його покинув Деві. Важко через півтора століття судити з повною визначеністю.
Зірка самого Деві в ті дні почала меркнути. Вже кілька років не публікував наукових статей, в 1826 р. він востаннє провів експеримент у лабораторії Королівського інституту. Можна припустити, що він пішов на спокій, втомившись від життя в науці. Мабуть, його творчий геній вже вичерпався, він тяжко усвідомлював це і пішов... Йому було лише 48 років. 50 років він, тяжко переживаючи свою творчу кризу, поїхав розвіятися за кордон, де незабаром помер.
Він зробив багато великих відкриттів, але, за його власним визнанням, найбільшим його відкриттям було те, що відкрив Фарадея.
Адже про найбільші відкриття свого учня, Майкла Фарадея, Деві дізнатися не встиг - вони ще попереду.
Незграбності, пов'язані з натягнутими відносинами з Деві, згладжувалися благополучним сімейним життям Фарадея. У 1821 р. він одружився з 21-річною Саре Бернар (Sarah Barnard). Весілля Фарадея і доньки срібляра було більш ніж скромним - навіть найближчі друзі з подивом дізналися, що їх не запросили. Це стало початком прекрасної і незмінної відданості, дружби та кохання Сари та Майкла, кохання, яке Майкл цінував вище, ніж свої наукові успіхи. Шлюб був надзвичайно щасливим, хоч і бездітним.
Фарадей та Сара Бернар різдвяним ранком 1821 р.
Ілюстрація з книги «Електрика у повсякденному житті»
(«Electricity in Daily Life», C.F. Brackett et al., 1890).
Майкл Фарадей із дружиною Сарою Бернар.
Дагеротип.
Електромагнітна епопея Майкла Фарадея.
Майкл Фарадей 1831 р.
Художник William Brockedon (1787–1854). Малюнок вугіллям.
Національна портретна галерея, Лондон.
Одержимий ідеями про нерозривний зв'язок та взаємовплив сил природи, Фарадей безуспішно намагався якимось чином показати, що раз вже за допомогою електрики Ампер міг створювати магніти, так само за допомогою магнітів можна створювати електрику. Логіка його була простою: механічна робота легко переходить у тепло; навпаки, тепло можна перетворити на механічну роботу, наприклад, у паровій машині. Взагалі, серед сил природи найчастіше трапляється таке співвідношення: якщо Анароджує У, то й Ународжує А.
Якщо за допомогою електрики набувають магнетизм, то, мабуть, можливо «отримати електрику зі звичайного магнетизму».
Таке ж завдання поставили перед собою Араго та Ампер у Парижі, але вони незабаром вирішили, що завдання безнадійне.
Фарадей ставить безліч дослідів, веде педантичні записи. Кожному невеликому дослідженню він присвячує параграф у лабораторних записах (видані у Лондоні повністю у 1931 р. під назвою «Щоденник Фарадея»
).
У записках Фарадея було знайдено «шкалу наукових заслуг», що включає чотири ступені:
Відкриття нового факту.
Зведення його до відомих принципів.
Відкриття факту, що не зводиться до відомих принципів.
Зведення всіх фактів до ще загальніших принципів.
Відповідно до цієї шкали відкриття самого Фарадея - найвищий ступінь. Відкриття Герцем електромагнітних хвиль - це другий щабель, відкриття радіоактивності Беккерелем - третій щабель. Заслуга Ейнштейна - четвертий, найвищий ступінь.
Про працездатність Фарадея говорить хоча б той факт, що останній параграф «Щоденника» позначений номером 16041. Блискуча майстерність Фарадея-експериментатора та його одержимість дали результат – через 11 років після Ерстеда, 17 жовтня 1831 р., він швидко всуває залізний сердечник у котушку , переконався в тому, що в якийсь момент у ланцюзі котушки виникає струм. Будь прилад Фарадея не на очах у нього або в його помічника в той самий момент, коли він вставляв сердечник, невідомо, скільки часу йому довелося битися над своїм завданням.
Електромагнітна індукційна котушка Фарадея.
Експонат музею Фарадея у Королівському інституті.
Цікаво, що до Фарадея абсолютно такі ж досліди проводив Ампер. Щоб уникнути помилок, пов'язаних зі струсом приладів, Фарадей і Ампер помістили вимірювальний прилад в окрему кімнату. Різниця, здавалося б, була дуже невеликою: Ампер спочатку всував сердечник, а потім слідував у сусідню кімнату подивитися, чи не з'явився струм. Поки Ампер йшов із кімнати в кімнату, струм, який виникає лише під час всування, тобто під час зміни магнітного поля в часі, вже заспокоювався, і Ампер, прийшовши до сусідньої кімнати, переконувався в тому, що жодного ефекту немає. Фарадей же працював із помічником.
Про помічника слід, можливо, розповісти детальніше. Артилерійський сержант Андерсен був помічником Фарадея протягом 40 років. «Він допомагав мені при всіх дослідах, і я йому багато зобов'язаний і вдячний за його дбайливість, незворушність, пунктуальність та сумлінність».
Гельмгольц відзначав згодом, що Андерсен вирізнявся цікавою рисою - він серйозно вважав, що сам вигадує і виконує фарадіївські досліди, залишаючи на те «порожні розмови».
Коли Фарадей всував у котушку сердечник, Андерсен помітив відхилення стрілки приладу.
Можна знову і знову повторювати за Гельмгольцем: "І від цих випадкових обставин залежало велике відкриття!"
Через кілька днів після відкриття електромагнітної індукції Фарадей накидає пером на папері та будує перший у світі електрогенератор. Дуже цікаво, що Фарадей винайшов уніполярний генератор, тобто найскладніший за принципом дії всіх генераторів, відомих сьогодні. Ще цікавіше, що такий самий за принципом дії генератор Фарадей міг отримати 9 років тому. Варто йому самому почати крутити навколо магніту тяганину свого першого двигуна, а не чекати, поки вона закрутиться при пропусканні струму, і він мав би електрогенератор! Адже зараз кожному школяру відомо, що електродвигун та електрогенератор оборотні! Але Фарадей не здогадався покрутити тяганину навколо магнітика.
«І від цієї дрібниці...» і так далі, за Гельмгольцем.
Перший електрогенератор Фарадея.
Експонат музею Фарадея у Королівському інституті.
Отже, Фарадей з інтервалом у 9 років зробив два найбільші відкриття, які, можна сказати з упевненістю, зробили революцію в житті людства, - він винайшов електродвигун та електрогенератор.
Цікаво тепер детальніше простежити, як прийшов Фарадей до свого відкриття. Крім інтуїтивної переконаності у загальному зв'язку явищ, його, власне, у пошуках «електрики з магнетизму» ніщо не підтримувало. До того ж він, як і його вчитель Деві, більше покладався на свої досліди, ніж на уявні побудови. Деві вчив його:
«Гарний експеримент має більші цінності, ніж глибокодумність такого генія, як Ньютон».
Усі лабораторні записи Фарадея, зроблені протягом багатьох десятиліть і зібрані у восьмитомному «Щоденнику», не містять жодної математичної формули, жодної логічної побудови, не підтвердженої досвідом.
До того ж Фарадей не знав математики, і витончені побудови блискучих математиків Ампера, Біо, Савара та Лапласа були йому незрозумілі.
Проте саме Фарадею судилися великі відкриття. Справа в тому, що Фарадей часом стихійно рвав пута емпірики, колись нав'язані йому Деві, і в такі хвилини його осяяло велике прозріння - він набував здатності до глибоких узагальнень.
Зараз навіть з міркувань симетрії ясно, що якщо електричний струм (тобто електричний заряд, що рухається) створює магнітне поле, то електричне поле повинно створюватися при русі магніту або магнітного поля. Для того, щоб дійти цього висновку, Фарадею знадобилося 11 років. За багато років Фарадей перебрав безліч комбінацій провідників, спіралей, сердечників та магнітів. Кажуть, він протягом усього цього часу тягав у кишені магніт і шматок дроту, щоб у будь-який час дослідити, що станеться за нового їхнього взаємного розташування.
Не можна сказати, щоб шукав він зовсім наосліп. Фарадей спирався на аналогію з електростатичною індукцією. Якщо до тіла піднести заряд, поверхня тіла, близька до заряду, теж зарядиться, але тільки електрикою іншого знака. А Фарадей шукав індукцію електричного струму (зарядів, що рухаються), вважаючи, що вона може бути викликана магнетизмом.
Перший проблиск удачі з'явився, як було зазначено, лише 11 років після початку дослідів.
29 серпня 1831 р. він зібрав у лабораторії таку нескладну установку: на залізне кільце діаметром близько шести дюймів він намотав ізольованим дротом дві обмотки. Коли Фарадей підключив батарею до затискачів однієї обмотки, артилерійський сержант побачив, як сіпнулася стрілка гальванометра, приєднаного до іншої обмотки.
Смикнулася і заспокоїлася, хоча постійний струм продовжував текти по першій обмотці. Фарадей ретельно переглянув усі деталі простої установки – все було гаразд.
Але стрілка гальванометра вперто стояла на нулі. З досади Фарадей вирішив вимкнути струм, і тут сталося диво - під час розмикання ланцюга стрілка гальванометра, що показує електричну напругу в іншій обмотці, знову хитнулася і знову застигла на нулі! Ось як описував сам Фарадей події великого дня:
«Я виготовив залізне кільце з м'якого круглого заліза завтовшки 7/8 дюйма. Зовнішній діаметр кільця був 6 дюймів. Я намотав на одну половину кільця багато витків мідного дроту ізольованих шнуром і коленкором. Всього на цій половині було намотано три шматки дроту, кожен завдовжки близько 24 футів. Кінці дроту можна було поєднати в одну обмотку або застосувати окремо.
Випробування показало, що кожен із шматків дроту цілком ізольований від двох інших. Цю сторону кільця я позначу літерою А. На іншу половину кільця, відступивши на деякий проміжок від сторони А, я намотав ще два шматки того ж дроту загальною довжиною близько 60 футів. Напрямок витків був той самий, як і половині А. Цю сторону кільця я позначу буквою У.
Я зарядив батарею з десяти пар платівок, 4 квадратні дюйми кожна. На боці В я з'єднав обидва кінці дроту в загальний ланцюг і приключив його до гальванометра, який був віддалений від мого кільця на 3 фути. Тоді я підключив кінці одного з дротів на боці А до батареї, і відразу ж сталася помітна дія на стрілку гальванометра. Вона завагалася і потім повернулася у своє початкове становище. Коли я перервав контакт боку А з батареєю, негайно стався новий кидок стрілки».
Фарадей був здивований: по-перше, чому стрілка поводиться так дивно? По-друге, чи стосуються помічені їм сплески до явища, яке він шукав?
Ось тут і відкрилися Фарадею у всій ясності великі ідеї Ампера – зв'язок між електричним струмом та магнетизмом. Адже перша обмотка, в яку він подавав струм, одразу ставала магнітом. Якщо розглядати її як магніт, то експеримент 29 серпня показав, що магнетизм начебто народжує електрику.
Тільки дві речі залишалися дивними: чому сплеск електрики при включенні електромагніта став швидко сходити нанівець? І більше, чому сплеск з'являється при вимкненні магніту?
Наступного дня 30 серпня нова серія експериментів. Ефект ясно виражений, проте абсолютно незрозумілий.
Фарадей відчуває, що відкриття десь поряд.
23 вересня він пише своєму другові Р. Філіппсу: «Я тепер знову займаюся електромагнетизмом і думаю, що напав на вдалу річ, але ще не можу стверджувати це. Цілком можливо, що після всіх моїх праць я врешті-решт витягну водорості замість риби».
Наступного ранку, 24 вересня, Фарадей підготував багато різних пристроїв, у яких основними елементами були не обмотки з електричним струмом, а постійні магніти. І ефект також існував! Стрілка відхилялася і одразу ж прямувала на місце. Легкий рух відбувався при найнесподіваніших маніпуляціях з магнітом, іноді здавалося - випадково. Ні, не може бути того! Розгадка десь поряд. Але де?
Наступний експеримент – 1 жовтня. Фарадей вирішує повернутися до самого початку - до двох обмоток: однієї зі струмом, іншої - приєднаної до гальванометра. Відмінність з першим експериментом – відсутність сталевого кільця – сердечника. Сплеск майже непомітний. Результат тривіальний. Зрозуміло, що магніт без сердечника набагато слабший за магніт з сердечником. Тому й ефект виражений слабкіше. Тривіально і ясно для нас, які вже знають, у чому тут річ. Але для Фарадея роль залізного сердечника зрозуміла не була.
Фарадей розчарований. Два тижні він не підходить до приладів, розмірковуючи про причини невдачі.
Експеримент тріумфальний – 17 жовтня.
Фарадей наперед знає, як це буде. Досвід вдається блискуче.
«Я взяв циліндричний магнітний брусок (3/4 дюйма в діаметрі та 81/4 дюйма завдовжки) і ввів один його кінець у просвіт спіралі з мідного дроту (220 футів завдовжки), з'єднаного з гальванометром. Потім я швидким рухом вштовхнув магніт усередину спіралі на всю його довжину, і стрілка гальванометра зазнала поштовху. Потім я так само швидко витяг магніт зі спіралі, і стрілка знову хитнулася, але в протилежний бік. Ці хитання стрілки повторювалися щоразу, як магніт вштовхувався чи виштовхувався».
Секрет – у русі магніту! Імпульс електрики визначається не становищем магніту, а рухом!
"Це означає, що електрична хвиля виникає тільки при русі магніту, а не в силу властивостей, властивих йому в спокої".
Ідея виявилася плідною. Якщо рух магніту щодо провідника створює електрику, то, мабуть, і рух провідника щодо магніту має народжувати електрику! «Електрична хвиля» не зникне доти, доки триватиме взаємне переміщення провідника та магніту. Значить, є можливість створити генератор електричного струму, що діє скільки завгодно довго, аби тривав взаємний рух дроту та магніту!
Тут – шлях до сучасних електрогенераторів. І оскільки Фарадей правильно оцінив принцип дії нового пристрою, він був швидко побудований і випробуваний.
28 жовтня Фарадей встановив між полюсами підковоподібного магніту мідний диск, що обертається, з якого за допомогою ковзних контактів (один на осі, інший на периферії диска) можна було знімати електричну напругу. То справді був перший електричний генератор, створений руками людини.
Таким чином, у 1831 р. Фарадей відкрив електромагнітну індукцію, що лежить в основі роботи всіх електрогенераторів постійного та змінного струму.
До речі, говорячи про те, що фарадіївський генератор виробляє електрику, ми ніколи не запитуємо себе: яке? Відповідь для нас ясна - на світі є лише одна електрика, що зазвичай знаходиться в різних формах. Це не було зрозумілим за часів Фарадея, і питання «яке?» був цілком доречний.
Фарадей порівняв дію різних «електриків» та довів тотожність відомих тоді «видів» електрики: «тварини», «магнітної», термоелектрики, гальванічної електрики тощо. З'ясувалося, що це електрики ідентичні за властивостями, але різні за кількістю. Наприклад, всі вони можуть розкладати воду тільки з різною швидкістю. Висновок Фарадея про те, що електрика, яким би шляхом вона не була отримана, єдина за своєю природою, - теж один із найважливіших в історії електрики. Відкриття Фарадея ще раз підтверджує дотепну думку, колись висловлену Ісааком Ньютоном: "Природа проста і не розкошує зайвими причинами".
У 1830-х роках Фарадей також запропонував поняття «поля», чудово продемонструвавши цю концепцію в досвіді із залізною тирсою, поміщеною в електричному полі (див. рис.).
«Лінії Фарадея» - лінії електричного поля,
викладені залізною тирсою.
У 1833 р. він винайшов вольтметр. У 1845 р. він уперше вжив термін «магнітне поле», а 1852 р. сформулював концепцію поля.
У 1845 р. Фарадей виявив явище обертання площини поляризації світла магнітному полі (ефект Фарадея). У тому року відкрив діамагнетизм, в 1847 р. - парамагнетизм.
Набір лабораторного обладнання, за допомогою якого
Фарадей виявив явище обертання площини
поляризації світла у магнітному полі (ефект Фарадея).
Експонат музею Фарадея у Королівському інституті.
Майкл Фарадей 1849 р.
Літографія W. Bosley, зроблена з дагеротипу A. F. J. Claudet.
Свої основні роботи з електрики та магнетизму Фарадей представив Лондонському Королівському науковому товариству у вигляді серій доповідей під назвою Експериментальні дослідження з електрики
(Experimental Researches in Electricity)
. Крім Досліджень, Фарадей опублікував роботу Хімічні маніпуляції(Chemical Manipulation, 1827).
Широко відома його книга Історія свічки(A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle, 1861).
Широку популярність здобули публічні лекції Фарадея.
Професор Фарадей читає лекцію з електромагнетизму у Королівському інституті. На лекції присутні члени королівського прізвища. У першому ряду сидить чоловік англійської королеви із синами: принцом Уельським та герцогом Единбурзьким. Художник Олександр Blaikley.
Фарадей багато уваги приділяв і шкільної освіти. Щорічно він читав у Королівському інституті різдвяні лекції для дітей. Традиція фарадіївських читань для дітей продовжується і зараз.
Останні роки життя Майкла Фарадея.
Після "електромагнітної епопеї" Фарадей був змушений припинити на кілька років свою наукову роботу - настільки була виснажена нервова система невпинними напруженими роздумами.
Фарадей останні роки життя.
Взагалі Фарадей ніколи не щадив себе, займаючись наукою. Серйозно вкоротили його життя хімічні досліди, де широко використовувалася ртуть, що безперервно, хоча й не навмисно, проливається на підлогу, а потім випаровується.
Обладнання його лабораторії було абсолютно непридатним з погляду елементарної техніки безпеки. Ось лист самого Фарадея:
«Минулої суботи в мене стався ще один вибух, який знову поранив мені очі. Одна з моїх трубок розлетілася вщент з такою силою, що осколком пробило шибку, наче рушничною кулею. Мені тепер краще, і я сподіваюся, що через кілька днів бачитиму так само добре, як і раніше. Але в першу мить після вибуху мої очі були прямо-таки набиті шматочками скла. З них вийняли тринадцять уламків...»
Коли, за кілька років до смерті, Фарадею запропонували квартиру в Хемптон-Корті, палаці за Темзою, за 10 миль від Лондона, його здоров'я було вже підірвано роботою. В одному з флігелів палацу і провів дев'ять останніх років життя геніальний Майкл Фарадей, великий фізик, член Лондонського Королівського товариства, академік Санкт-Петербурзької, Флорентійської, Паризької та інших славетних академій.
Палац Хемптон-Корт був побудований в XVI столітті кардиналом Волсеєм і залишений для короля Генріха VIII; у XVII столітті палац був перебудований для Вільяма ІІІ відомим архітектором Крістофером Реном(Christopher Wren, 1632-1723), яке прославилося будівництвом лондонського собору святого Павла, дружбою з Ньютоном і пісенькою, яку про нього співають:
Якось сер Крістофер Рен
Пішов з'їсти дехто з ким.
Попередив: якщо запитають скоро -
Я – на будівництві собору.
Ще пізніше, в часи тривалого царювання королеви Вікторії, флігелі палацу були перетворені на «будинки прихильності та прихильності», де найбільш заслужені люди Англії могли отримати безкоштовні квартири (зараз там переважно живуть теле- та кінозірки). Не можна сказати, що щедрість була надмірною - королева палац не любила, їй був більше до душі старий Віндзор, та й слава у Хемптон-Корта була неважлива - вважалося, що по ньому блукають привиди - дві дружини Генріха VIII і няня Едуарда VI, що померли тут колись насильницькою смертю.
Для Фарадея, оклад якого ні в якому разі не був порівнянний з його заслугами (Фарадей підробляв, будучи «доглядачем маяків» і судовим експертом з якості промислових товарів), пропозиція безкоштовної квартири була дуже доречною, і він, скріпивши серце, прийняв його , хоча раніше відмовився від надання йому королевою дворянського звання та запропонованої у недостатньо коректній формі пенсії – 300 фунтів стерлінгів на рік.
З роками він почав відмовлятися від усього, що могло б завадити йому працювати, від листів, лекцій, зустрічей з друзями. Остання лекцію він прочитав на різдво 1860 р. У жовтні 1861 р. склав із себе обов'язки професора. Востаннє він працював у лабораторії 12 березня 1862 р. У 1864 р. склав із себе обов'язки глави християнської громади. У 1865 р. перестав виконувати обов'язки, пов'язані з електричним освітленням маяків. І взагалі, він востаннє цікавився електрикою у 1865 р. – його захопила величезна електрична машина Хольтца.
Він писав: «... Настав час піти через втрату пам'яті та втому мозку. Причини:
1. Коливання та невизначеність у доказах, на яких лектор повинен наполягати.
2. Нездатність витягти з пам'яті раніше накопичені скарби знань.
3. Тьмяніють і забуваються колишні уявлення про свої права, почуття власної гідності та самоповаги.
4. Сильна потреба чинити справедливо по відношенню до інших і нездатність зробити це.
Піти».
Згодом він відмовився навіть від листів друзям: «Знову і знову рву свої листи, бо пишу дурниці. Я не можу вже плавно писати та проводити лінії. Чи можу я подолати цей безлад? Не знаю. Більше писати не буду. Моє кохання з Вами».
Він помер у своєму робочому кріслі, востаннє дивлячись з вікна кабінету на осінню зелень та дітей, що грають біля струмка. Це сталося 25 серпня 1867 року.
Прах його спочиває на Хайгетському цвинтарі в Лондоні, недалеко від місця поховання Карла Маркса, який так високо оцінив революційність ідей Фарадея.
У Вестмінстерському абатстві встановлено меморіальну дошку Фарадею, його ім'я тут знаходиться поряд з іменами найбільших вчених Англії - Ньютона, Максвелла, Резерфорда.
Надгробна плита над могилою Майкла Фарадея на
Хайгетський цвинтар у Лондоні.
 |
 |
Використана література.
Карцев В. П. "Пригоди великих рівнянь". М: Знання, 1986.
Юдін С.С. «ОБРАЗИ МИНУЛОГО У РОЗВИТКУ ХІРУРГІЧНОГО ЗНЕБОЛЮВАННЯ» (Юдін С.С. Вибрані твори. Питання знеболювання в хірургії. Медгіз. 1960.).
Великий англійський фізик та хімік, вчений-експериментатор, Майк Фарадей зробив багато наукових відкриттів. Хто знає, як розвивалося б людство, якби не відкриття Фарадея в галузі електрики.
Російський фізик А.Г. Столетов говорив про Фарадею, як про найбільшого вченого, який зробив стільки разючих відкриттів, яких світло не бачив з часів Галілея.
Шлях у науку
Народився Майкл Фарадей у 1791 р. у Лондоні у сім'ї коваля.
Працювати він почав уже у 13 років рознощиком газет, навіть не закінчивши середню школу. У 14 років він вступив на роботу в книжкову крамницю учнем палітурника. Книги він переплітав охоче, але з ще більшим полюванням він їх читав. І за роки роботи у книжковій крамниці Майкл отримав знань з фізики та хімії набагато більше, ніж йому могла дати школа. Крім того, він відвідував лекції з фізики та астрономії, які читалися у філософському суспільстві.
Якось йому пощастило потрапити на лекції з хімії, що проходили у Королівському інституті. Читав їх сер Хемфрі Деві, відомий англійський учений, фізик та хімік. Фарадей записав лекції, переплев їх і відправив Деві разом зі своїм листом. У листі він повідомляв, що хоче займатись науковою роботою. Але Деві взяв Майкла Фарадея на роботу не одразу. Це сталося тільки після того, як отримана травма ока позбавила Деві можливості писати та читати деякий час. Ось тут він згадав про Фарадею і взяв його своїм особистим секретарем. Вражений знаннями Фарадея, Деві рекомендував його посаду помічника в Королівський інститут. І в 1813 р. Фарадей з головою поринув у свою нову роботу, де допомагав Деві в дослідах із сполуками азоту та хлору.
Восени 1813 р. Деві вирушив у поїздку Європою і взяв із собою Фарадея. Протягом півтора року вони подорожували, ставили досліди, зустрічалися з відомими вченими – Андре Марі Ампером, Мішелем Еженом Шевролем, Жозефом-Луї Гей-Люссаком. Ця подорож стала початком шляху Майкла Фарадея у велику науку.
Наукова діяльність
Свою першу наукову доповідь Фарадей зробив у січні 1816 р. А в наступні 3 роки їм було опубліковано понад 40 статей. Усі вони стосувалися хімії.
У 1823 р. Фарадей був прийнятий до Лондонського Королівського товариства. У 1824 р. йому вдалося отримати рідкий хлор, а 1825 р. – гексахлоран, який використовується як інсектицид.
У 1820 р. датський професор фізики Ганс Крістіан Ерстед відкрив магнітна дія електрики.Його суть у тому, що провідник зі струмом утворює навколо себе магнітне поле. Це відкриття дуже зацікавило Фарадея. А Фарадей вирішив обернене завдання. Він перетворив магнетизм на електрику.У 1831 р. він уперше у світі здійснив «магнітне обертання», змусивши магніт обертатися навколо провідника зі струмом. У свою чергу, провідник зі струмом обертався навколо магніту. Так було відкрито електромагнітну індукцію. Суть її в тому, що змінне магнітне поле утворює електричне поле. Саме з урахуванням електромагнітної індукції здійснюється сучасне промислове виробництво електрики. В основі роботи всіх сучасних генераторів змінного та постійного струму лежить явище електромагнітної індукції. Понад те, Фарадей математично описав відкрите явище. Незабаром їм було створено першу модель електродвигуна.
Перший трансформатор - також винахід Фарадея.
Вивчаючи проходження електричного струму через розчини солей, лугів і кислот, Фарадей в 1832 відкрив явище електролізу, без якого неможливо уявити роботу хімічних і металургійних підприємств.
Займаючись вивченням способів передачі у просторі електричних і магнітних сил, Фарадей передбачив електромагнітні хвилі.
У 1840 р. через хворобу Фарадей припинив на якийсь час свою наукову діяльність. Він знову зміг приступити до роботи лише 1844 р.
1845 року він відкрив ефект Фарадея – явище поляризації світла. У тому ж році їм був описаний діамагнетизм (здатність речовини намагнічуватися в напрямку, протилежному напрямку зовнішнього магнітного поля, що діє на нього), а через 2 роки і парамагнетизм (здатність речовини намагнічуватися в напрямку, що збігається з напрямом зовнішнього магнітного поля).
Хімічна дія струму, дія магнітного поля на світ - все це теж відкриття Фарадея.
Своє кредо Фарадей формулював так: «Спостерігати, вивчати та працювати».
Помер Фарадей 25 серпня 1867 р. у своєму будинку у Лондоні. Людство з вдячністю до вченого користується його відкриттями.
ФАРАДЕЙ (Faraday), Майкл
Англійський фізик Майкл Фарадей народився на передмісті Лондона в сім'ї коваля. Закінчивши початкову школу, з дванадцяти років він працював рознощиком газет, а в 1804 р. вступив до учнів до палітурника Рібо, французького емігранта, який всіляко заохочував пристрасне прагнення Фарадея до самоосвіти. Читанням та відвідуванням публічних лекцій молодий Фарадей прагнув поповнити свої знання, причому його тягли головним чином природничі науки – хімія та фізика. У 1813 р. один із замовників подарував Фарадею запрошення на лекції Гемфрі Деві в Королівському інституті, які відіграли вирішальну роль у долі юнака. Звернувшись із листом до Деві, Фарадей за його допомогою отримав місце лабораторного асистента у Королівському інституті.
У 1813–1815 рр., мандруючи разом із Деві Європою, Фарадей відвідав лабораторії Франції та Італії. Після повернення до Англії наукова діяльність Фарадея протікала у стінах Королівського інституту, де він спочатку допомагав Деві у хімічних експериментах, а потім розпочав самостійні дослідження. Фарадей здійснив зрідження хлору та деяких інших газів, отримав бензол. У 1821 р. він вперше спостерігав обертання магніту навколо провідника зі струмом та провідника зі струмом навколо магніту, створив першу модель електродвигуна. Протягом наступних 10 років Фарадей займався дослідженням зв'язку між електричними та магнітними явищами. Його дослідження увінчалися відкриттям у 1831 р. явища електромагнітної індукції. Фарадей детально вивчив це явище, вивів його основний закон, з'ясував залежність індукційного струму від магнітних властивостей середовища, досліджував явище самоіндукції та екстратоки замикання та розмикання. Відкриття явища електромагнітної індукції відразу ж набуло величезного наукового та практичного значення; це явище лежить, наприклад, в основі роботи всіх генераторів постійного та змінного струму.
Прагнення виявити природу електричного струму привело Фарадея до експериментів з проходження струму через розчини кислот, солей та лугів. Результатом цих досліджень стало відкриття у 1833 р. законів електролізу (закони Фарадея). У 1845 р. Фарадей виявив явище обертання площини поляризації світла магнітному полі (ефект Фарадея). У тому року він відкрив діамагнетизм, в 1847 р. – парамагнетизм. Фарадей ввів у науку ряд понять – катода, анода, іонів, електролізу, електродів; 1833 р. він винайшов вольтметр. Використовуючи величезний експериментальний матеріал, Фарадей довів тотожність відомих тоді «видів» електрики: «тварини», «магнітної», термоелектрики, гальванічної електрики тощо.
У 1840 р., ще до відкриття закону збереження енергії, Фарадей висловив думку про єдність «сил» природи (різних видів енергії) та їх взаємне перетворення. Він увів уявлення про силові лінії, які вважав фізично існуючими. Ідеї Фарадея про електричному і магнітному полях вплинули на розвиток всієї фізики. У 1832 р. Фарадей висловив думку про те, що поширення електромагнітних взаємодій є хвильовий процес, що відбувається з кінцевою швидкістю; 1845 р. він уперше вжив термін «магнітне поле».
У 1824 р., незважаючи на протидію Деві, який претендував на відкриття свого асистента, Фарадей був обраний членом Королівського товариства, а в 1825 став директором лабораторії в Королівському інституті. З 1833 по 1862 р. Фарадей був професором хімії Королівського інституту. Дуже популярними були публічні лекції Фарадея; широку популярність набула його науково-популярна книга «Історія свічки».
Відкриття Фарадея здобули найширше визнання у всьому науковому світі; його ім'ям згодом було названо закони, явища, одиниці фізичних величин тощо. Російський фізик А. Г. Столетов так охарактеризував значення Фарадея у розвитку науки: «Ніколи з часів Галілея світло не бачило стільки разючих і різноманітних відкриттів, що вийшли з однієї голови». На честь Майкла Фарадея Британське хімічне товариство заснувало медаль Фарадея – одну з найпочесніших наукових нагород.
Майкл Фарадей (22 вересня 1791, Лондон - 25 серпня 1867, Лондон) - британський фізик і хімік. Відкрив електромагнітну індукцію, яка стала основою промислового виробництва електрики.
Життєвий шлях
Фарадей народився у небагатій родині коваля. Вже в 13 років Майкл залишив школу і почав працювати розсильним у книгарні Рібо. Потім він став учнем палітурника. Майбутній винахідник не мав систематичної освіти, але мав пристрасть до читання. А у магазині, де він працював, було чимало наукових книг. Насамперед його цікавили книги з хімії та електрики. Майкл не лише читав, а й проводив самостійні досліди. Брат і батько заохочували його потяг до знань і навіть допомогли зробити найпростіший електрогенератор.
1810-1811 рр. – відвідував курси Міського філософського товариства. Тут він слухав лекції з астрономії та фізики, а також брав участь у диспутах.
1812 - відвідувач книгарні Рібо, музикант У. Денс, подарував Фарадею квиток на цикл лекцій знаменитого вченого Гемфрі Деві. Після відвідування лекцій Майкл вислав Деві листа, де просив прийняти його на роботу до Королівського інституту. Професор, який з учня аптекаря перетворився на лорда, був захоплений знаннями юнака і за кілька місяців задовольнив його прохання.
1813-1815 рр. - Був лаборантом Королівського інституту. У цей час Фарадей допомагав викладачам Інституту у підготовці лекцій, обліку матеріальних цінностей та догляді за ними. З іншого боку, він проводив хімічні експерименти. Також Майкл став помічником Г. Деві. Разом із ним він побував у 2-річній подорожі науковими центрами Європи.
1815 - став асистентом Королівського інституту. Продовжував власні наукові дослідження.
1816 р. – опубліковано першу друковану роботу вченого. Вона була присвячена хімічному складу тосканського вапняку. За 3 наступні роки кількість його публікацій перевищила 40. У цей час Майкл Фарадей вів листування з великими європейськими вченими.
1820 – провів досвід з виплавки сталі з добавкою нікелю. Цей досвід вважається відкриттям нержавіючої сталі. Але на той час він не зацікавив металургів.
1821 р. – став технічним доглядачем будівлі та лабораторій Королівського інституту. Опублікував статтю про винахід електродвигуна. Після цього Фарадей стає всесвітньо відомим вченим.
1825 р. – обійняв посаду директора фізичної та хімічної лабораторій Королівського інституту.
1831 – відкрив електромагнітну індукцію. Це відкриття усунуло труднощі широкого впровадження електроенергії.
1833 р. – отримав професорську кафедру в Королівському інституті. У своїх лекціях він поєднував доступність та наочність із глибиною розгляду. Його лекції для дітей під назвою "Історія свічки" видаються досі.
1840 - Фарадей важко захворів (часткова втрата пам'яті). За однією з версій, його хвороба була результатом отруєння парами ртуті, які використовувалися під час дослідів. У цей час вчений жив у крайній потребі (22 £ на рік). Лише через 5 років йому призначили пенсію £300 на рік. Хоча прем'єр-міністр Великобританії У. Лем спочатку навіть хотів її давати.
1845 р. – вчений відкрив так званий ефект Фарадея та діамагнетизм.
1848 р. – королева Вікторія надала вченому у довічне користування будинок, який був частиною палацового комплексу Хемптон-Корт. Усі витрати та податки вона взяла на себе. Тут Фарадей провів свої останні роки.
1867 - великий вчений помер за письмовим столом. Його поховали на Хайгейтському цвинтарі.
Наукова діяльність
Фарадей працював дуже методично. Виявивши якийсь ефект, він намагався вивчити його максимально глибоко, з'ясовуючи від якихось параметрів і, як він залежить. Фарадей є основоположником вчення про електромагнітне поле. Серед його відкриттів варто виділити:
- створення першої моделі електродвигуна та першого трансформатора;
- відкриття хімічної дії струму та дії магнітного поля на світло;
- відкриття законів електролізу та діамагнетизму;
- передбачення електромагнітних хвиль;
- виявлення повороту площини поляризації світла у магнітному полі (ефект Фарадея);
- відкриття бензолу та ізобутилену;
- введення у науковий ужиток таких термінів, як іон, анод, катод, електроліт, діамагнетизм, діелектрик, парамагнетизм та ін.
У 1836 р. Фарадей довів, що електричний заряд може впливати тільки на поверхню замкнутої оболонки-провідника, при цьому він не впливає на об'єкти, що знаходяться всередині неї. Це відкриття було використане у пристрої, відомому як клітина Фарадея.
Уряд часто залучав Фарадея до вирішення різних технічних завдань, таких як захист кораблів від корозії, удосконалення маяків, експертиза судових справ тощо. Фарадей досліджував наночастки різних металів та описав їх особливості. Ці досліди стали першим внеском у майбутнє нанотехнологій.
Думки про Фарадею
Сучасники Фарадея відзначали його доброзичливість, скромність та чарівність.
Ж. Б. Дюма, відомий політик та хімік, вважав, що Фарадей володів моральною досконалістю. Він називав великого фізика невтомним художником, гарячим проповідником істини, людиною, сповненою веселості та привітності, при цьому гуманною і досить м'якою у приватному житті.
Максвелл вважав Фарадея математиком високого порядку
У. Томсон (лорд Кельвін) вказував, що Фарадей відрізнявся надзвичайною швидкістю і жвавістю. За словами лорда, кожен відчував його чарівність: від філософа до простої дитини.
Один із біографів Фарадея сказав про нього: "Він помер бідняком, хоча підтримував наукову славу Англії 40 років".
Майкл Фарадей вирізнявся працелюбністю, методичністю, ретельністю виконання експериментів і прагненням проникнути в суть досліджуваної проблеми. Його називали "королем експериментаторів". Загалом він провів близько 30 тис. експериментів.
У 1821 р. відомий фізик У. Волластон поскаржився Деві, що з досвідів Фарадея є плагіатом його ідеї. Професор став на бік Волластона, тож його стосунки з Фарадеєм погіршилися. Але незабаром Фарадей роз'яснив свою позицію і проблема була вирішена. Однак, коли винахідник став членом Королівського товариства, Деві був єдиним, хто був проти цього. Зазначимо, що навіть Волластон голосував за обрання. Тим не менш, відносини Деві та Фарадея пізніше покращилися. Перший любив повторювати, що його головним відкриттям було «відкриття Фарадея».
У 1821 р. Фарадей одружився з Сарі Барнард, сестрою його друга. Шлюб був щасливим і тривав 46 років. Подружжя мешкало на верхньому поверсі Королівського інституту. Вони не мали власних дітей, тому вони вирішили взяти на виховання племінницю-сироту Джейн.
У 1830 р. великий експериментатор став почесним членом Петербурзької академії наук.
Фарадей був всесвітньо відомим вченим, але, за словами сучасників, завжди був скромною і доброю людиною. Так, він відхилив пропозицію звести його на лицарську гідність, відмовився стати президентом Королівського товариства. У ході Кримської війни британський уряд просив його взяти участь у розробці хімічної зброї, але Фарадей відкинув таку роботу, вважаючи її аморальною. Протягом усього життя він вів невибагливий спосіб життя і неодноразово відхиляв вигідні пропозиції, які могли перешкодити йому займатися наукою.
У 1853 р. вчений досліджував модне в 19 столітті «столовіріння» після чого заявив, що стіл рухається не духами померлих, а несвідомими рухами пальців учасників. В результаті він отримав чимало обурених листів від окультистів. На це він відповів, що претензії прийме лише від самих духів.
У 1862 р. Фарадей висунув гіпотезу, що магнітне поле впливає спектральні лінії. Щоправда, обладнання тих років не могло виявити цей ефект. Лише 1897 р. П. Зееман підтвердив цю гіпотезу і отримав Нобелівську премію.
Фарадей був членом протестантської громади, відомої як «гласити» чи «сандеманіані». Вченого кілька разів обирали дияконом та старійшиною лондонської громади «гласитів».
Портрет великого винахідника розміщувався на банкноті в £20 випуску 1991-1999 років.
На честь Фарадея названо:
фарад – одиниця виміру електричної ємності;
фарадей – одиниця виміру електричного заряду;
- диск Фарадея;
- ефект Фарадея;
- закон електромагнітної індукції;
- постійна Фарадея;
- клітина Фарадея;
- закони електролізу;
- циліндр Фарадея;
- премія Майкла Фарадея;
- астероїд 37582;
- місячний кратер Faraday;
- корпус Лондонського інституту електротехніки;
- одна з будівель Единбурзького університету;
- ряд шкіл та коледжів.
Бейкерівська лекція (1829, 1832, 1849, 1851, 1857)
Медаль Краплі (1832, 1838)
Королівська медаль (1835, 1846)
Медаль-Румфорда (1846)
Медаль Альберта (Королівське товариство мистецтв) (1866)
Фарадей - основоположник вчення про електромагнітне поле, яке потім математично оформив і розвинув Максвелл. Основний ідейний внесок Фарадея у фізику електромагнітних явищ полягав у відмові від ньютонова принципу дальнодії і у введенні поняття фізичного поля - безперервної області простору, що повністю заповнена силовими лініями і взаємодіє з речовиною.
Енциклопедичний YouTube
- Досліди Фарадея з індукції
- Під час руху магнітного сердечника всередині дротяної котушки в останній виникав електричний струм.
- Увімкнення або вимкнення струму в дротяній котушці призводило до появи струму у вторинній котушці, чиї витки чергуються з першою витками.
17 жовтня 1831 року Фарадей дійшов висновку: «електрична хвиля виникає лише за русі магніту, а чи не з властивостей, властивих йому спокою». Він поставив вирішальний експеримент:
Я взяв циліндричний магнітний брусок (3/4 дюйма в діаметрі та 8 1/4 дюйма довжиною) і ввів один його кінець усередину спіралі з мідного дроту (220 футів завдовжки), з'єднаного з гальванометром. Потім я швидким рухом вштовхнув магніт усередину спіралі на всю його довжину, і стрілка гальванометра зазнала поштовху. Потім я так само швидко витяг магніт зі спіралі, і стрілка знову хитнулася, але в протилежний бік. Ці хитання стрілки повторювалися щоразу, як магніт вштовхувався чи виштовхувався.
Двісті три фути мідного дроту в одному шматку були намотані на великий дерев'яний барабан; інші двісті три фути такого ж дроту були прокладені у вигляді спіралі між витками першої обмотки, причому металевий контакт скрізь усунений за допомогою шнурка. Одна з цих спіралей була з'єднана з гальванометром, а інша - з добре зарядженою батареєю зі ста пар пластин у чотири квадратні дюйми з подвійними мідними пластинками. При замиканні контакту спостерігалася раптова, але дуже слабка дія на гальванометр, і подібна слабка дія мала місце при розмиканні контакту з батареєю.
Таким чином, магніт, що переміщується біля провідника (або включення/вимкнення струму в сусідньому провіднику) породжують в даному провіднику електричний струм. Це явище Фарадей назвав електромагнітною індукцією.
28 жовтня він зібрав перший повноцінний генератор постійного струму («диск-Фарадея»): при обертанні мідного диска поряд з магнітом на диску виникає електричний-потенціал, який знімається прилеглим проводом. Фарадей показав, як механічну енергію обертання перетворити на електричну. Поштовхом до цього винаходу послужив досвід Араго (1824 рік): магніт, що крутиться, захоплював у своє обертання розташований нижче мідний диск, хоча мідь нездатна намагнічуватися. І назад, якщо мідний диск обертати поблизу магніту, підвішеного таким чином, що він може обертатися в площині, паралельній площині диска, то при обертанні диска магніт слід за його рухом. Араго обговорював цей ефект із Ампером, Пуассоном та іншими знаменитими фізиками, але пояснити його їм не вдалося.
У звіті про отримані результати, оприлюдненому Фарадеєм 24 листопада 1831 року перед Королівським товариством, він уперше вжив ключовий термін «магнітні силові лінії». Це означало перехід від дискретної картини «заряди/магніти» колишніх теорій, побудованих за зразком далекосяжного ньютонівського тяжіння, до абсолютно нового безперервного і близькодійного фізичного об'єкта, яке ми тепер називаємо полем. Дещо пізніше Фарадей аналогічно ввів електричні силові лінії.
Після відкриттів Фарадея стало зрозуміло, що старі моделі електромагнетизму (Ампер, Пуассон та ін) неповні і мають бути суттєво перероблені. Сам Фарадей пояснював електромагнітну індукцію в такий спосіб. Околиця будь-якого зарядженого тіла пронизана електричними силовими лініями, які передають «силу» (за сучасною термінологією, енергію), і аналогічно енергія магнітного поля тече вздовж магнітних силових ліній. Ці лінії не слід розглядати як умовні абстракції, вони є фізичною реальністю. При цьому:
Точне формулювання цих законів і повну математичну модель електромагнетизму дав через 30 років Джеймс Максвелл, що народився в рік відкриття індукції (1831).
При індукції, зазначив Фарадей, величина що виникає у провіднику струму тим більше, що більше магнітних силових ліній за одиницю часу, під час зміни стану, перетинає цей провідник . У світлі цих законів причина руху в описаному вище досвіді Араго стала зрозумілою: коли матеріал диска перетинав магнітні силові лінії, в ньому створювалися індукційні струми, магнітне поле яких взаємодіяло з вихідним. Пізніше Фарадей повторив досвід з «диском-Фарадея», використовуючи замість лабораторного магніту земний-магнетизм.
Фарадіївська модель електромагнітного поля
Світ електромагнітних явищ, яким його представляв та описував Фарадей, рішуче відрізнявся від усього, що було у фізиці раніше. У записі свого щоденника від 7 листопада 1845 року Фарадей вперше вжив термін « електромагнітне поле»(англ. field), цей термін пізніше перейняв і ввів у широке вживання Максвелл. Поле - це область простору, суцільно пронизана силовими лініями. Сили взаємодії струмів, введені Ампером, вважалися далекодіючими; Фарадей рішуче заперечив це положення і сформулював (словесно) властивості електромагнітного поля як суттєво близькі, тобто безперервно передаються від кожної точки до сусідніх точок з кінцевою швидкістю.
До Фарадея електричні сили розумілися як взаємодія зарядів з відривом - де немає зарядів, немає сил. Фарадей змінив цю схему: заряд створює протяжне електричне поле, і вже з ним взаємодіє інший заряд, далекодії на відстані немає. З магнітним полем положення виявилося складнішим - воно не є центральним, і саме для визначення напрямку магнітних сил у кожній точці Фарадей ввів поняття силових ліній. Значною підставою для відмови від дії на відстані були досліди Фарадея з діелектриками та діамагнетиками - вони ясно показали, що середовище між зарядами бере активну участь в електромагнітних процесах. Більше того, Фарадей переконливо показав, що в ряді ситуацій електричні силові лінії викривляються, подібно до магнітних - наприклад, екранувавши дві ізольовані кулі один від одного і зарядивши один з них, можна спостерігати індуктивні заряди на другій кулі. З отриманих результатів Фарадей зробив висновок, що сама звичайна індукція у всіх випадках є дією суміжних частинокі що електрична дія на відстані (тобто звичайна індуктивна дія) відбувається лише завдяки впливу проміжноюматерії».
Фарадей своїм уявним поглядом бачив пронизуючі весь простір силові лінії там, де математики бачили центри сил, що притягують з відривом. Фарадей бачив середовище там, де вони нічого не бачили, крім відстані. Фарадей вбачав місцезнаходження явищ у тих реальних процесах, які відбуваються в середовищі, а вони задовольнялися тим, що знайшли його в силі на відстані, яка прикладається до електричних рідин.
...Деякі з найбільш плідних методів дослідження, відкритих математиками, могли б бути виражені в термінах уявлень, запозичених у Фарадея, значно краще, ніж вони виражалися в їхній оригінальній формі.
Починаючи з 11-го випуску серії «Експериментальні дослідження з електрики», Фарадей вважав за можливе узагальнити і теоретично осмислити величезний накопичений матеріал. Система світу Фарадея вирізнялася великою оригінальністю. Він визнавав існування у природі порожнечі, навіть заповненої ефіром . Світ повністю заповнений проникною матерією, і вплив кожної матеріальної частки близький, тобто поширюється на весь простір з кінцевою швидкістю. Спостерігач сприймає цей вплив як різного роду сили, але, як писав Фарадей, не можна сказати, що одна з сил є первинною і є причиною інших, «усі вони знаходяться у взаємній між собою залежності і мають спільну природу» . В цілому динаміка світу Фарадея досить близька до уявлень про електромагнітне поле, якими вони були до появи квантової теорії.
1832 року Фарадей відвіз запечатаний конверт до Королівського товариства. Через сто років (1938 рік) конверт розкрили і виявили там формулювання гіпотези: індуктивні явища поширюються у просторі з деякою кінцевою швидкістю, причому у вигляді хвиль. Ці хвилі також є найбільш ймовірним поясненням світлових явищ. Остаточно цей висновок обґрунтував Максвелл у 1860-ті роки.
Теоретичні міркування Фарадея виявили спочатку мало прихильників. Фарадей не володів найвищою математикою (у його працях майже немає формул) і для створення своїх наукових моделей використав свою виняткову фізичну інтуїцію. Він відстоював фізичну реальність запроваджених ним силових ліній; проте вчені того часу, що вже звикли до далекодії ньютонового тяжіння, тепер уже до близькодії ставилися з недовірою.
Мій любий сер, я отримав Вашу статтю і дуже вдячний Вам за неї. Не хочу сказати, що дякую Вам за те, що Вами сказано про «силові лінії», оскільки я знаю, що Ви зробили це на користь філософської правди; але Ви повинні також припускати, що ця робота не тільки мені приємна, але й дає мені стимул до подальших роздумів. Я спочатку злякався, побачивши, яка потужна сила математики прикладена до предмета, а потім здивувався тому, наскільки добре її витримав… Завжди істинно Ваш М. Фарадей.
«Експериментальні дослідження з електрики»
Фарадей працював надзвичайно методично – виявивши ефект, він вивчав його максимально глибоко – наприклад, з'ясовував, від яких параметрів і як він залежить (матеріал, температура тощо). Тому кількість дослідів (і відповідно - кількість випусків «Дослідних досліджень з електрики») така велика. Нижченаведений короткий перелік тематики випусків дає уявлення про розмах і глибину досліджень Фарадея.
- Індукція електричних струмів. Утворення електрики з магнетизму.
- Земна магніто-електрична індукція.
- Тотожність окремих видів електрики, що походять від різних джерел(тоді багато фізики вважали, різні способи отримання генерують принципово «різне електрику»).
- Про новий закон електричної провідності.
- Про електрохімічне розкладання. Вплив води на електрохімічне розкладання. Теорія електрохімічного розкладання.
- Про здатність металів та інших твердих тіл викликати з'єднання газоподібних тіл.
- Про електрохімічне розкладання (продовження). Про деякі загальні умови електрохімічного розкладання. Про новий прилад для вимірювання електричної гальванічної електрики. Про первинний або вторинний характер хімічних речовин, що виділяються у електродів. Про певну природу та про розміри електрохімічного розкладання.
- Про електрику електричного елемента; його джерело, кількість, напруга та основні властивості його. Про напругу, необхідну для електролізу.
- Про індуктивний вплив електричного струму на самого себе та про індуктивну дію електричних струмів взагалі.
- Про гальванічну батарею вдосконаленого типу. Деякі практичні вказівки.
- Теорія індукції. Загальні висновки щодо природи індукції.
- Про індукцію (продовження). Провідність або кондуктивний розряд. Електролітичний розряд. Розривний розряд та ізоляція.
- Про індукцію (продовження). Розривний розряд (продовження).
- Природа електричної сили чи сил. Зв'язок між електричною та магнітною силами. Зауваження про електричне збудження.
- Висновок про характер напряму електричної сили у електричного вугра.
- Про джерело потужності гальванічного елемента.
- Про джерело потужності електричного елемента (продовження). Дія температури. Дія розведення. Зміна порядку металевих елементів у гальванічних ланцюгах. Неправдоподібність припущення про контактну природу сили.
- Про електрику, що розвивається при терті води та пари про інші тіла.
- Дія магнітів світ. Дія електричних струмів на світ.
- Про нові магнітні дії та про магнітний стан будь-якої речовини. Дія магнітів на важке скло. Дія магнітів інші речовини, надають магнітне вплив світ. Дія магнітів на метали взагалі.
- Про нові магнітні дії та про магнітний стан будь-якої речовини (продовження). Дія магнітів на магнітні метали та їх сполуки. Дія магнітів на повітря та гази.
- Про кристалічну полярність вісмуту та інших тіл та її ставлення до магнітної форми сили. Кристалічна полярність вісмуту, сурми, миш'яку. Кристалічний стан різних тіл. Про природу магнекристалічної сили та загальні міркування. Про положення кристала сульфату заліза в магнітному полі.
- Про полярний чи інший стан діамагнітних тіл.
- Про можливий зв'язок між тяжінням та електрикою.
- Про магнітний та діамагнітний стан тел. Газоподібні тіла під впливом магнітної сили не розширюються. Різнісна магнітна дія. Магнітні властивості кисню, азоту та порожнечі.
- Здатність проводити магнетизм. Магнітна провідність. Полярність провідності. Магнекристалічна провідність. Атмосферний магнетизм.
- Про атмосферний магнетизм (продовження). Експериментальне дослідження законів магнітної дії атмосфери та їх застосування до окремих випадків. Доповідь про атмосферний магнетизм.
- Про магнітні силові лінії, визначеність їх характеру та їх розподіл у магніті та в навколишньому просторі.
- Про застосування індукційного магнітоелектричного струму для виявлення та вимірювання магнітної сили.
Інші роботи з електромагнетизму
У 1836 році, працюючи над проблемами статичної електрики, Фарадей провів експеримент, який показав, що електричний заряд впливає тільки на поверхню замкнутої оболонки-провідника, не впливаючи на об'єкти, що знаходяться в ній. Цей ефект пов'язаний з тим, що протилежні сторони провідника набувають зарядів, поле яких компенсує зовнішнє поле. Відповідні захисні властивості використовуються у пристрої, відомому нині як клітина Фарадея .
Фарадей виявив поворот площини поляризації світла в магнітному полі (ефект Фарадея). Це означало, що світло та електромагнетизм тісно пов'язані. Впевненість Фарадея в єдності всіх сил природи знайшла ще одне підтвердження. Пізніше Максвел суворо довів електромагнітну природу світла.
Хімія
Фарадей зробив чимало відкриттів у галузі хімії. У 1824 році він відкрив бензол і ізобутилен, одним з перших отримав у рідкому стані хлор, сірководень, діоксид вуглецю, аміак, етилен і діоксид азоту. У 1825 році вперше синтезував гексахлоран - речовину, на основі якої у XX столітті виготовлялися різні інсектициди. Вивчав каталітичні реакції.
У 1825-1829 роках Фарадей, у складі комісії Королівського товариства, детально досліджував, як хімічний склад скла впливає його фізичні властивості. Скло Фарадея були занадто дорогі для практичного застосування, але отриманий практичний досвід став у нагоді пізніше при експериментах з дією магніту на світ і для виконання урядового завдання з удосконалення маяків.
Електрохімія та магнітохімія
Як уже говорилося вище, Фарадей вірив у єдність усіх сил у природі, тому природно було очікувати, що хімічні властивості та закони пов'язані з електричними. Підтвердження цього припущення він отримав у 1832 році, відкривши фундаментальні закони електролізу. Ці закони лягли в основу нового розділу науки-електрохімії, який сьогодні має величезну кількість технологічних додатків. Вигляд законів Фарадея наводив на думку про існування «електричних атомів» із найменшим можливим зарядом; справді, межі XIX-XX століть ця частка (електрон) було виявлено, і закони Фарадея допомогли оцінити її заряд . Запропоновані Фарадеєм терміни іон, катод, анод, електролітукоренилися в науці.
Досліди з електрохімії дали ще один доказ близькодії електромагнетизму. Багато вчених вважали тоді, що електроліз викликається тяжінням на відстані (іонів до електродів). Фарадей провів простий досвід: відокремив електроди від змоченого соляним розчином паперу двома повітряними проміжками, після чого зазначив, що іскровий розряд викликав розкладання розчину. Звідси випливало, що електроліз викликається не далеким тяжінням, а місцевим струмом, і він відбувається лише у місцях проходження струму. Рух іонів до електродів відбувається після (і внаслідок) розкладання молекул .
Інші дослідження
Британський уряд неодноразово залучав Фарадея, як визнаного авторитету в галузі прикладної фізики, до вирішення нагальних технічних завдань - удосконалення маяків, захист днищ кораблів від корозії, експертиза в судових справах та ін.
Особисті якості та оцінки
В особистому спілкуванні знайомі Фарадея завжди, до кінця життя вченого відзначали його скромність, доброзичливість і підкорюючу людську чарівність.
Жан Батист Дюма , відомий хімік та політик
1 / 5
Майкл Фарадей народився 22 вересня 1791 року в селищі Ньюінгтон-Баттс поблизу Лондона (нині Великий Лондон), в сім'ї коваля. Сім'я - батько Джеймс (1761-1810), мати Маргарет (1764-1838), брати Роберт і Майкл, сестри Елізабет і Маргарет - жила дружно, але в злиднях, тому вже в 13 років Майкл, залишивши школу, почав працювати розсильним у лондонському. книгарні, що належить французу-емігранту Рібо. Після випробувального терміну він став (там же) учнем палітурника.
Фарадей так і не зумів здобути систематичну освіту, але рано виявив допитливість та пристрасть до читання. У магазині було чимало наукових книжок; у пізніших спогадах Фарадей особливо відзначив книги з електрики та хімії, причому під час читання він відразу почав проводити прості самостійні досліди. Батько і старший брат Роберт у міру своїх можливостей заохочували потяг Майкла до знань, підтримували його матеріально та допомогли виготовити найпростіше джерело електрики – «Лейденську банку». Підтримка брата тривала і після раптової смерті батька 1810 року.
Важливим етапом у житті Фарадея стали відвідування Міського філософського товариства (1810-1811 роки), де 19-річний Майкл вечорами слухав науково-популярні лекції з фізики та астрономії, брав участь у диспутах. Деякі вчені, які відвідували книгарню, відзначили здібного юнака; в 1812 році один з відвідувачів, музикант Вільям Денс ( William Dance), подарував йому квиток на цикл публічних лекцій у знаменитого хіміка та фізика, першовідкривача багатьох хімічних елементів Гемфрі Деві.
Лаборант Королівського інституту (1812-1815)
Майкл не тільки з цікавістю вислухав, але й докладно записав і переплів чотири лекції Деві, які послав йому разом із листом із проханням взяти його на роботу до Королівського інституту. Цей, як висловився сам Фарадей, «сміливий та наївний крок» вплинув на його долю вирішальний вплив. Професор, що сам пройшов шлях від учня аптекаря, був захоплений великими знаннями юнака, але в той момент в інституті не було вакантних місць, і прохання Майкла було задоволене лише через кілька місяців. На початку 1813 року Деві, який був в Інституті директором хімічної лабораторії, запросив 22-річного юнака на місце лаборанта Королівського інституту, що звільнилося.
До обов'язків Фарадея входили в основному допомога професорам та іншим лекторам Інституту при підготовці лекцій, облік матеріальних цінностей та догляд за ними. Але сам він намагався використати будь-яку можливість для поповнення своєї освіти, і насамперед – уважно слухав усі підготовлені ним лекції. Одночасно Фарадей, при доброзичливому сприянні Деві, проводив власні хімічні експерименти з питань, що його цікавлять. Свої службові обов'язки Фарадей виконував настільки ретельно і вміло, що незабаром став незамінним помічником Деві.
Восени 1813 року Фарадей вирушив разом із професором та його дружиною, як помічник і секретар, у дворічну подорож по наукових центрах Європи, яка щойно розгромила Наполеона. Ця подорож мала для Фарадея велике значення: Деві як знаменитість світового масштабу вітали багато видатних вчених того часу, в тому числі А. Ампер, М. Шеврель, Ж. Л. Гей-Люссак і А. Вольта. Деякі з них звернули увагу на блискучі здібності молодого англійця.
Шлях у науку (1815-1821)
Після повернення травні 1815 року у Королівський інститут Фарадей приступив до інтенсивної роботи на посаді помічника, з досить високим на той час окладом 30 шилінгів на місяць. Він продовжив самостійні наукові дослідження, за якими засиджувався допізна. Вже в цей час виявилися відмінні риси Фарадея - працьовитість, методичність, ретельність виконання експериментів, прагнення поринути у суть досліджуваної проблеми. У першій половині XIX століття він заслужив славу "короля експериментаторів". Все життя він вів акуратні лабораторні щоденники своїх дослідів (видані 1931 року). Останній експеримент з електромагнетизму помічений у відповідному щоденнику номером 16041, всього Фарадей провів за своє життя близько 30 000 експериментів.
У 1816 році з'явилася перша друкована робота Фарадея (про аналіз хімічного складу тосканського вапняку), у наступні 3 роки кількість публікацій перевищила 40, головним чином хімії. Зав'язується листування Фарадея з великими європейськими хіміками та фізиками. В 1820 Фарадей провів кілька дослідів з виплавки сталей з добавками нікелю. Ця робота вважається відкриттям нержавіючої сталі, яке на той час не зацікавило металургів.
У 1821 року у житті Фарадея сталося кілька важливих подій. У липні він одружився з 20-річною Сарі Барнард ( Sarah Barnard, 1800-1879), сестрі його друга. За відгуками сучасників, шлюб був щасливим, Майкл та Сара прожили разом 46 років. Жили подружжя на верхньому поверсі Королівського університету, за відсутністю своїх дітей вони виховували малолітню племінницю-сироту Джейн; Фарадей також постійно дбав про свою матір Маргарет (померла у 1838 році). В Інституті Фарадей отримав місце технічного наглядача будівлі та лабораторій Королівського інституту ( Superintendent of the House). Нарешті, його експериментальні дослідження почали неухильно переміщатися до області фізики. Декілька значних робіт з фізики, опублікованих у 1821 році, показали, що Фарадей цілком склався як великий учений. Чільне місце серед них займала стаття про винахід електродвигуна, з якої фактично починається промислова електротехніка.
Створення електродвигуна. Наукова популярність (1821-1830)
З 1820 року Фарадея надзвичайно захопила проблема дослідження зв'язків між електрикою та магнетизмом. До цього моменту вже існувала і стараннями К. Гаусса і Дж. Грина була в основному розроблена наука електростатика. У 1800 році А. Вольта відкрив потужне джерело постійного струму («вольтів-стовп»), і почала стрімко розвиватися нова наука - електродинаміка. Відразу були зроблені два видатних відкриття: електроліз (1800 рік) і електрична дуга (1802).
Але головні події почалися в 1820 році, коли Ерстед виявив на досвіді струм, що відхиляє, на магнітну стрілку. Перші теорії, що пов'язують електрику і магнетизм, побудували в тому ж році Біо, Савар і пізніше Лаплас (див. Закон Біо-Савара-Лапласа). А. Ампер, починаючи з 1822 року, опублікував свою теорію електромагнетизму, за якою первинним явищем є дальнє взаємодія провідників зі струмом. Формула Ампера для взаємодії двох елементів струму увійшла до підручників. Серед іншого, Ампер відкрив електромагніт (соленоїд).
Після серії дослідів Фарадей опублікував в 1821 трактат « Про деякі нові електромагнітні рухи та про теорію магнетизму», де показав, як змусити намагнічену стрілку постійно обертатися навколо одного з магнітних полюсів. По суті ця конструкція являла собою ще недосконалий, але цілком практичний електродвигун, що вперше у світі здійснив безперервне перетворення електричної енергії на механічну. Ім'я Фарадея стає всесвітньо відомим.
Кінець 1821 року, загалом тріумфального для Фарадея, затьмарив наклеп. Відомий хімік і фізик Вільям Волластон поскаржився Деві, що досвід Фарадея з обертанням стрілки є плагіатом його, волластонівської ідеї (практично ніколи їм не реалізованої). Історія набула великого розголосу і завдала Фарадею чимало неприємностей. Деві став на бік Волластона, стосунки його з Фарадеєм помітно погіршилися. У жовтні Фарадей досяг особистої зустрічі з Волластоном, де роз'яснив свою позицію, і відбулося примирення. Однак у січні 1824 року, коли Фарадей був обраний членом Лондонського, королівського товариства, Деві, тодішній президент Королівського товариства, був єдиним, який голосував проти (сам Волластон голосував за обрання). Відносини Фарадея і Деві пізніше покращилися, але втратили колишню сердечність, хоча Деві любив повторювати, що з усіх його відкриттів найзначнішим було «відкриття Фарадея».
Визнанням наукових заслуг Фарадея стало обрання його членом-кореспондентом Паризької Академії наук (1823). В 1825 Деві вирішив залишити керівництво лабораторією Королівського інституту і рекомендував призначити Фарадея директором фізичної та хімічної лабораторій, що і було невдовзі зроблено. Деві помер після тривалої хвороби у 1829 році.
Після перших успіхів у фарадіївських дослідженнях електромагнетизму настала десятирічна пауза і до 1831 він майже не публікував роботи на цю тему: досліди не давали бажаного результату, нові обов'язки відволікали, можливо, вплинув також неприємний скандал 1821 .
У 1830 році Фарадей отримав професорську кафедру спочатку в Королівській воєнній академії (Вулідж), а з 1833 - і в Королівському інституті (з хімії). Читав він лекції у Королівському інституті, а й у кількох інших наукових організаціях і гуртках. Сучасники надзвичайно високо оцінювали викладацькі якості Фарадея, що вмів поєднувати наочність та доступність із глибиною розгляду предмета. Його науково-популярний шедевр для дітей «Історія свічки» (популярні лекції, 1861) видається досі.
Дослідження електромагнетизму (1831-1840)
У 1822 році в лабораторному щоденнику Фарадея з'явився запис: «Перетворити магнетизм на електрику». Міркування Фарадея були такими: якщо в досвіді Ерстеда електричний струм має магнітну силу, а, на переконання Фарадея, всі сили взаємоперетворювані, то і рух магніту повинен збуджувати електричний струм.
Повідомлення про досліди Фарадея негайно викликало сенсацію у науковому світі Європи, масові газети та журнали також приділяли їм чимало уваги. Безліч наукових організацій обрали Фарадея своїм почесним членом (всього він отримав 97 дипломів). Якщо відкриття електродвигуна показало, як можна використовувати електрику, то досліди з індукції вказували, як створити потужне джерело (електрогенератор). З цього моменту проблеми шляху широкого застосування електроенергії стали суто технічними. Фізики та інженери активно зайнялися дослідженням індукційних струмів та конструюванням все більш досконалих електротехнічних пристроїв; перші промислові моделі з'явилися ще за життя Фарадея (генератор змінного струму Іполита Піксі, 1832), а в 1872 році Фрідріх фон Хефнер-Альтенек представив високоефективний генератор, згодом поліпшений Едісоном.
У 1835 перевтома Фарадея призвело до першого нападу хвороби, яка заважала йому працювати до 1837 року.
Останні роки (1840-1867)
Незважаючи на всесвітню славу, Фарадей до кінця життя залишався скромною добросердечною людиною. Він відхилив пропозицію звести його, як раніше Ньютона і Деві, в лицарську гідність, двічі відмовився стати президентом Королівського товариства (1848 і 1858). Під час Кримської війни уряд Великобританії запропонував йому брати участь у розробці хімічної зброї проти російської армії, але Фарадей з обуренням відкинув цю пропозицію як аморальну. Фарадей вів невибагливий спосіб життя і часто відхиляв вигідні пропозиції, якщо вони заважали йому займатися улюбленою справою.
У 1840 році Фарадей знову важко захворів (різкий занепад сил, погіршення і часткова втрата пам'яті) і зміг повернутися до активної роботи лише через 4 роки, на короткий термін. Існує версія, що хвороба стала наслідком отруєння парами ртуті, яка часто використовувалася у його дослідах. Рекомендована лікарями подорож Європою (1841) допомогла мало. Друзі почали клопотати про призначення всесвітньо відомого фізика державної пенсії. Прем'єр-міністр Великобританії (Вільям Лем, лорд Мельбурн) спочатку поставився до цього несхвально, але під тиском громадської думки змушений був дати свою згоду. Біограф і друг Фарадея Джон-Тиндаль підрахував, що після 1839 Фарадей жив у крайній нужді (менше 22 фунтів на рік), а після 1845 пенсія (300 фунтів на рік) стала його єдиним джерелом доходу. Тиндаль з гіркотою додає: «Він помер бідняком, але мав честь підтримувати на почесному місці наукову славу Англії протягом сорока років» .
Це були останні його відкриття. Наприкінці року хвороба відновилась. Але Фарадей зумів викликати ще одну суспільну сенсацію. У 1853 році він, з усією звичайною ретельністю, досліджував модне в ті роки «столовіріння» і впевнено заявив, що стіл рухається не викликаними духами померлих, а несвідомими рухами пальців учасників. Цей результат викликав лавину обурених листів окультистів, але Фарадей відповів, що прийме претензії лише від самих духів.
Майкл Фарадей помер 25 серпня 1867 року за письмовим столом, трохи не доживши до 76-річчя. Похована на Хайгейтському цвинтарі, ділянка для осіб неангліканського віросповідання.
