A tudós, akinek az elektromosság műszaki felhasználását köszönhetjük

Michael Faraday 1842-ben

Kétszázharminc éve, 1791. szeptember 22-én született Michael Faraday angol fizikus, kémikus, az elektromosságtan megalapozója. Az elektrotechnika nagy alakja természetfilozófusnak tartotta magát és jelentősen hozzájárult az elektromágnesség és az elektrokémia fejlődéséhez. A történelem egyik legnagyszerűbb tudósának és a természettudomány legnagyobb kísérletezőjének tartják.

Kezdetleges elektrosztatikus generátort fabrikált

A ma Dél-Londonhoz tartozó Newingtonban látta meg a napvilágot, kovácsmester apja Észak-Angliából vándorolt a fővárosig munka reményében. A férfi gyakran betegeskedett, családja gyakran éhezett. A gyerekeknek korán munkát kellett állniuk,

Faraday a vasárnapi iskolában jóformán csak írni-olvasni és számolni tanult meg.

Kezdetben egy könyvkereskedő és könyvkötő küldönce volt, aki 14 évesen tanoncnak fogadta. Faraday falta a kötésre váró könyveket, legjobban az elektromosságról szóló cikkek érdekelték, kísérletezni is kezdett és egy kezdetleges elektrosztatikus generátort fabrikált.

Michael Faraday: a történelem egyik legnagyszerűbb tudósának tartják Forrás: Wikimedia Commons/John Watkins

Mestere elnézte "hóbortjait", sőt azt is, hogy egy ügyfelétől kapott jeggyel Sir Humphry Davy kémiai előadásait látogassa.

Faraday letisztázott, ábrákkal is ellátott jegyzeteit bekötötte és elküldte a tudósnak, mellékelve állásért folyamodó levelét. Davy nem tudta azonnal alkalmazni, de nem felejtette el, és amikor 1813-ban egyik asszisztensét verekedés miatt elbocsátotta, munkát ajánlott Faradaynek. Azt mondják, és ez részben igaz is, hogy Davy legnagyobb felfedezése Faraday volt.

Izolálta és leírta a benzolt

Ezután bőségesen volt alkalma a kémiai elemzések és a laboratóriumi technikák elsajátítására, és mivel bírósági szakértőként tárgyalásokra is hívták, széles ügyfélkörre tett szert. Davyt több, a kontinensen tett tanulmányútjára elkísérte, ezek során neves tudósokkal kötött ismeretséget, mentorának számos kísérletében volt segítségére. 1824-ben a Royal Society tagjává választották, 1825-ben lett a Royal Institution kémiai laboratóriumának vezetője, majd megörökölte Brande professzor katedráját.

1844-ben a párizsi Természettudományos Akadémia tagja lett, számos elismerést és kitüntetést kapott.

Faraday a laboratóriumában (akvarell) Forrás: Wikimedia Commons/Harriet Jane Moore

1820-ban ő állította elő elsőként a szén és a klór első ismert vegyületeit helyettesítéssel, 1825-ben a világító gázokkal kapcsolatos kutatásai eredményeként izolálta és leírta a benzolt. Acélötvözetekkel kapcsolatos vizsgálatokat is végzett, és ezzel hozzájárult a metallurgia és a metallográfia alapjainak lerakásához. Miközben a londoni Royal Society megbízásából a távcsövek optikai üvegének javításán dolgozott,

előállított egy nagyon magas törésmutatójú üveget, amely 1845-ben elvezette őt a diamágnesesség felfedezéséhez.

1821-ben kezdte meg elektromos és mágneses kutatásait. Orsted és Ampere elektromágneses felismerései és Wollaston ötlete nyomán építette meg az első elektromotort, amely a villamos-energiát mechanika munkává alakítja. Ekkor úgy képzelték, hogy az elektromosság anyagi fluidum (közeg), amely úgy folyik a vezetékben, mint víz a csőben.

Faraday inkább erőnek, vagy rezgésnek tartotta, amely a vezetőben keltett feszültségek révén halad tovább - de igazolni ezt nem tudta.

A kutató, aki felfedezte a generátort

Wheatstone-nal együtt a hangokkal kezdett foglalkozni, majd 1831-ben felfedezte a mágneses tér elektromos hatását, rúdmágnes mozgatásával áramot keltett, és kísérleti forgó áramfejlesztőt készített. Az elektromágneses indukció felfedezésével adta meg az Arago által 1824-ben felismert forgó mágnesség magyarázatát.

Eredményeiről 1831. november 24-én „Elektromosság előállítása mágnesességből" címen számolt be a Royal Society-ben.

Faraday beszámol eredményeiről a Royal Society tagjainak Forrás: Wikimedia Commons/Wellcome Library, London

Felfedezésével, hogy pusztán mechanikai munka révén, mágnesség segítségével elektromos energiát lehet előállítani, az elektromosság-kutatás története fordulóponthoz érkezett.

Ő vezette be az elektromos és mágneses erőtér és erővonal fogalmát és felfedezte a generátort:

mágnes pólusai közt forgatott rézkoronggal folyamatosan áramot állított elő, mivel a pereme több erővonalat metsz át, mint a közepe, fordítva a szerkezet elektromotorként működött. Kimondta: az áram nagysága a vezető által időegység alatt átmetszett erővonalak számától függ.

Őt tartják a dielektromos állandó felfedezőjének

Michael Faraday 1833-ban állította fel az elektrolíziselméletét, és megfogalmazta az elektrokémia két alaptörvényét: az elektródákon kiváló anyag a cellán áthaladó elektromosság mennyiségével, adott mennyiségű áram hatására kivált különböző elemek mennyisége az egyenértéksúlyukkal arányos. Igazolta, hogy a Volta-oszlop áramát vegyi folyamat hozza létre.

1835-ben fedezte fel az önindukciós áramot, és számos indukciós kísérletet végzett a Föld mágneses terével.

Michael Faraday 1842-ben Forrás: Wikimedia Commons/Thomas Phillips,

Az elektromos hatás általános elméletét 1839-ben alkotta meg: az elektromosság által az anyagban keltett feszültségek a vezetőkben hullámszerűen haladnak, míg a szigetelőanyagokban összegyűlik a feszültség - ez az elektrosztatikus töltés. Először beszélt a dielektrikumok, a szigetelőanyagok aktív szerepéről, őt tartják a dielektromos állandó felfedezőjének.

1843-ban kimutatta az elektromos töltés megmaradásának elvét.

Az energia megmaradására, már annak hivatalos kimondása előtt, mint magától értetődő igazságra hivatkozott. Az akkor ismert gázok majd mindegyikét cseppfolyósította lehűtéssel és nyomással. Megfogalmazta a töltéselkülönüléssel, azaz influenciával végbemenő feltöltődés elméletét és kimutatta, hogy egy üreges vezető (Faraday-féle kalitka) a belsejében leárnyékolja a külső elektromos hatásokat. 1845-ben fedezte fel: a mágneses tér elforgatja a fény polarizációs síkját (Faraday-effektus). 1847-48-ban a láng, a gázok, majd a kristályok mágnesességét tanulmányozta.

Soha nem fáradozott találmányainak hasznosításán

Michael Faraday idős korára a királynő házat adott neki és lovagi címet ajánlott fel. A tudós az utóbbit nem fogadta el, élete végéig csak Mr. Faraday akart maradni, a Royal Society, valamint a Royal Institution elnöki címét szintén visszautasította.

A pénz sem érdekelte, találmányainak hasznosításán soha nem fáradozott.

Az elektromosságtan úttörője 1867. augusztus 25-én halt meg Hampton Courtban, London mellett. 1820-tól mindennap vezetett laboratóriumi feljegyzései 1932-ben, hét kötetben jelentek meg, róla nevezték el az elektromos kapacitás egységét.

A The Chemical History of a Candle címlapja (1861) Forrás: Wikimedia Commons

Róla kapta nevét:

• az árnyékolástechnikai Faraday-kalitka (elektromágneses hatást kizáró tér),
• a kapacitás SI egysége, a farad, valamint
• a Faraday-állandó, ami egy mól elektron töltése (kb. 96 485 coulomb).

(MTVA Sajtóarchívum, Origó)