Michael Faraday (한국어)

이른 생활

Michael Faraday는 현재 사우스 런던의 일부인 써리의 뉴 잉턴 시골 마을에서 태어났습니다. 그의 아버지는 1791 년 초 영국 북부에서 일자리를 찾기 위해 이주한 대장장이였습니다. 그의 어머니는 어려운 어린 시절을 통해 아들을 정서적으로 지원 해준 평온하고 지혜로운 시골 여성이었습니다. 패러데이는 네 자녀 중 하나 였는데, 아버지는 종종 아파서 꾸준히 일할 능력이 없었기 때문에 모두 먹기 힘들었습니다. 패러데이는 나중에 일주일 동안 버틸 수있는 빵 한 덩어리를 받았다고 회상했습니다. 가족은 그의 일생 동안 패러데이에게 영적 생계를 제공 한 Sandemanians라고 불리는 작은 기독교 종파에 속했습니다. 그것은 그에게 가장 중요한 영향을 미쳤으며 그가 자연에 접근하고 해석하는 방식에 큰 영향을 미쳤습니다.

Faraday는 교회 주일 학교에서 읽기, 쓰기, 암호를 배우는 교육의 초보만을 받았습니다. 어렸을 때 그는 서점과 제본업자에게 신문을 배달하여 돈을 벌기 시작했고, 14 세에 그 남자에게 견습생이되었습니다. 다른 견습생 들과는 달리 패러데이는 리 바인딩을 위해 가져온 일부 책을 읽을 기회를 가졌습니다. 브리태니커 백과 사전 제 3 판의 전기에 관한 기사는 특히 그를 매료 시켰습니다. 그는 오래된 병과 목재를 사용하여 조정 전 발전기를 만들고 간단한 실험을했습니다. 그는 또한 약한 화산 더미를 만들어 전기 화학 실험을 수행했습니다.

Faraday는 런던에있는 영국 왕립 연구소에서 Humphry Davy 경의 화학 강의에 참석할 수있는 티켓을 제공 받았을 때 큰 기회가되었습니다. 패러데이는 가서 모든 것에 몰두하고 그의 노트에 강의를 녹음하고 과학의 사원에 들어가 겠다는 겉보기에 실현 불가능 해 보이는 희망을 가지고 제본으로 돌아갔다. 그는 고용을 요청하는 편지와 함께 자신의 메모의 제본 사본을 Davy에게 보냈지 만 열리지 않았습니다. 그러나 Davy는 잊지 않았고 그의 실험실 조교 중 한 명이 싸움으로 해고되었을 때 Faraday에게 일자리를 제안했습니다. Faraday는 Davy의 실험실 조수로 시작하여 그날 최고의 실무자 중 한 명에게 화학을 배웠습니다. 패러데이는 데이비의 가장 위대한 발견이었다고합니다.

1812 년 패러데이가 데이비에 합류했을 때 데이비는 당시의 화학을 혁신하는 과정에있었습니다. 일반적으로 현대 화학을 창시 한 프랑스 인 Antoine-Laurent Lavoisier는 몇 가지 간단한 원칙을 고집하여 1770 년대와 1780 년대에 화학 지식을 재배치했습니다. 이들 중 산소는 연소의 유일한 지지자이자 모든 산의 기초에 놓이는 원소라는 점에서 고유 한 요소였습니다. Davy는 갈바니 전지에서 나오는 강력한 전류를 사용하여 이러한 원소의 산화물을 분해하여 나트륨과 칼륨을 발견 한 후 알려진 가장 강한 산 중 하나 인 muriatic (hydrochloric) 산의 분해로 바뀌 었습니다. 분해 생성물은 수소와 연소를 지원하는 녹색 가스였으며 물과 결합하면 산을 생성했습니다. 데이비는이 가스가 염소라는 이름을 붙인 원소이며, muriatic acid에는 산소가 전혀 없다고 결론지었습니다. 그러므로 산도는 산을 형성하는 원소의 존재가 아니라 다른 조건의 결과였습니다. 그 상태는 산 분자 자체의 물리적 형태 외에 무엇이 될 수 있습니까? Davy는 화학적 특성이 특정 원소만으로 결정되는 것이 아니라 이러한 원소가 분자로 배열되는 방식에 의해 결정된다고 제안했습니다. 이 견해에 도달하면서 그는 패러데이의 생각에 중요한 영향을 미칠 원자 이론의 영향을 받았습니다. Ruggero Giuseppe Boscovich가 18 세기에 제안한이 이론은 원자가 매력과 반발력의 교대 장으로 둘러싸인 수학적 점이라고 주장했습니다. 진정한 요소는 그러한 단일 지점으로 구성되었으며, 화학 요소는 여러 지점으로 구성되어 결과적인 힘 장이 매우 복잡 할 수 있습니다. 차례로 분자는 이러한 원소들로 구성되었으며, 원소와 화합물의 화학적 성질은 점 원자 덩어리를 둘러싼 힘의 최종 패턴의 결과였습니다. 이러한 원자와 분자의 한 가지 특성을 특별히 주목해야합니다. 이들 원자와 분자를 함께 묶는 “결합”이 깨지기 전에 상당한 변형 또는 장력을받을 수 있습니다.이러한 계통은 전기에 대한 패러데이의 아이디어의 중심이되었습니다.

데이비 아래 패러데이의 두 번째 견습생은 1820 년에 끝났습니다. 그때까지 그는 살아있는 사람만큼 철저하게 화학을 배웠습니다. 그는 또한 완전히 숙달 될 때까지 화학 분석과 실험실 기술을 연습 할 수있는 충분한 기회를 가졌고, 자신의 연구에서 그를 안내 할 수있을 정도로 이론적 견해를 발전 시켰습니다. 과학계를 놀라게 한 일련의 발견이 이어졌습니다.

Faraday는 화학자로서 초기 명성을 얻었습니다. 분석 화학자로서의 그의 명성은 법률 재판에서 전문가 증인으로 부름을 받고 왕립 연구소를 지원하는 데 도움이되는 수수료를 가진 고객을 구축하는 데 기여했습니다. 1820 년에 그는 최초로 알려진 탄소와 염소 화합물 인 C2Cl6과 C2Cl4를 생산했습니다. 이 화합물은 최초의 치환 반응이 유도 된 “유 화성 기체”(에틸렌)에서 수소 대신 염소를 대체하여 생성되었습니다. (이러한 반응은 나중에 Jöns Jacob Berzelius가 제안한 지배적 인 화학 결합 이론에 도전하는 역할을 할 것입니다.) 1825 년 조명 가스에 대한 연구 결과, 패러데이는 벤젠을 분리하고 설명했습니다. 1820 년대에 그는 강철 합금에 대한 조사를 수행하여 과학 야금 및 금속 학의 기반을 마련하는 데 도움을주었습니다. 런던 왕립 학회에서 품질 향상을위한 과제를 완료하는 동안 그는 망원경 용 광학 유리를 사용하여 1845 년 반자성의 발견으로 이끄는 매우 높은 굴절률의 유리를 생산했습니다. 1821 년에 그는 Sarah Barnard와 결혼하여 Royal Institution에 영구적으로 정착하고 전기와 관련된 일련의 연구를 시작했습니다. 물리학에 혁명을 일으킨 자기.

1820 년 Hans Christian Ørsted는 전선을 통한 전류의 흐름이 전선 주위에 자기장을 생성한다는 발견을 발표했습니다. André-Marie Ampère는 자기력이 원형 인 것으로 보이며 사실상 와이어 주위에 자성의 실린더를 생성합니다. 그러한 원형의 힘은 이전에 관찰 된 적이 없었으며 패러데이는 그것이 의미하는 바를 처음으로 이해했습니다. 자극이 절연 될 수 있다면 전류가 흐르는 전선을 중심으로 지속적으로 원을 그리며 움직여야합니다. 패러데이의 독창성과 실험실 기술로 그는이 결론을 확인하는 장치를 만들 수있었습니다. 전기 에너지를 기계 에너지로 변환 한이 장치는 최초의 전기 모터였습니다.

이 발견으로 패러데이는 전기의 본질을 숙고했습니다. 그의 동시대 사람들과는 달리 그는 전기가 파이프를 통해 물처럼 와이어를 통해 흐르는 물질적 인 유체라고 확신하지 못했습니다. 대신 그는 그것을 지휘자에 생성 된 장력의 결과로 어떻게 든 전달되는 진동 또는 힘으로 생각했습니다. 전자기 회전을 발견 한 후 그의 첫 번째 실험 중 하나는 전류의 통과에 의해 생성되어야한다고 생각하는 분자간 변형을 감지하기 위해 전기 화학적 분해가 일어나는 용액에 편광 광선을 통과시키는 것이 었습니다. 1820 년대에 그는이 아이디어로 계속 돌아 왔지만 항상 결과는 없었습니다.

1831 년 봄, 패러데이는 또 다른 진동 현상 인 소리 이론에 대해 Charles (이후 Charles Sir) Wheatstone과 함께 작업하기 시작했습니다. . 그는 특히 철판이 바이올린 활에 의해 진동에 던져 질 때 철판에 뿌려진 가벼운 가루로 형성된 패턴 (Chladni 그림으로 알려짐)에 매료되었습니다. 여기에서 정적 효과를 만드는 동적 원인의 능력이 입증되었습니다. 그는 전류가 흐르는 전선에서 발생했다고 확신했습니다. 그는 그러한 패턴이 근처에있는 다른 판을 구부려서 한 판에서 유도 될 수 있다는 사실에 더욱 깊은 인상을 받았습니다. 이러한 음향 유도는 그의 가장 유명한 실험의 배경이 된 것 같습니다. 1831 년 8 월 29 일 패러데이는 배터리에 연결된 절연선으로 한쪽에 두꺼운 철제 고리를 감았습니다. 그런 다음 검류계에 연결된 와이어로 반대쪽을 감았습니다. 그는 배터리 회로가 닫히면 “파도”가 생성되고 두 번째 회로에서 검류계의 편향으로 파동이 나타날 것이라고 예상했습니다. 그는 1 차 회로를 닫고 기쁨과 만족감을 느꼈습니다. 검류계 바늘 점프. 전류가 1 차 코일에 의해 2 차 코일에 유도되었습니다. 그러나 그가 회로를 열었을 때 검류계가 반대 방향으로 점프하는 것을보고 놀랐습니다. 어쨌든 전류를 끄면 전류가 2 차 회로에서 원래 전류와 같고 반대 인 유도 전류.이 현상은 패러데이가 와이어에있는 입자의 “전자음”상태를 제안하도록 이끌었고,이를 장력 상태라고 생각했습니다. 따라서 전류는 그러한 장력 상태 또는 그러한 상태의 붕괴를 설정하는 것처럼 보였습니다. . 비록 그가 electrotonic 상태에 대한 실험적 증거를 찾을 수는 없었지만, 그는 개념을 완전히 포기한 적이 없었고 그것은 그의 후기 작업의 대부분을 형성했습니다.

1831 년 가을, 패러데이는 어떻게 유도되는지를 결정하려고했습니다. 그의 원래 실험은 1 차 코일의 권선에 의해 생성 된 강력한 전자석을 포함했습니다. 그는 이제 영구 자석을 사용하여 전류를 생성하려고 시도했습니다. 그는 영구 자석이 코일의 안팎으로 움직일 때 코일에 전류가 유도되었습니다. 자석은 그 위에있는 카드에 철 파일링을 뿌려주는 간단한 방법으로 볼 수있는 힘으로 둘러싸여 있습니다. 패러데이는 “힘의 선”이 다음과 같이 드러나는 것을 보았습니다. 라인 자석을 둘러싼 매질, 즉 공기의 장력으로 인해 그는 곧 자석에 의한 전류 생성을 결정하는 법칙을 발견했습니다. 그는 강력한 자석의 극 사이에서 구리 디스크를 회전시키고 디스크의 림과 중앙에서 리드를 제거함으로써 연속 전류가 생성 될 수 있다는 것을 즉시 깨달았습니다. 디스크의 외부는 내부보다 더 많은 라인을 절단하므로 림을 중앙에 연결하는 회로에서 연속 전류가 생성됩니다. 이것은 최초의 발전기였습니다. 또한 상황을 반전시키고 디스크에 전류를 공급하여 회전시키기 만하면되기 때문에 전기 모터의 직접적인 조상이기도합니다.