JAMES FARADAY
La
22 septembrie 1791,la Newington Butts,lînga Londra,familia unui fierar
sarac,James Faraday,a sporit cu înca un fiu:Michael.La scoala el a
învatat doar sa scrie, sa citeasca si sa socoteasca.
Fratele sau mai mare a devenit fierar, învatînd meseria de la tatal sau.Dupa moartea tatalui sau,micul Michael,în loc sa mearga la scoala,a trebuit sa munceasca.Pentru a-si ajuta familia,a început sa vînda ziare.Fiind un copil slabut,n-a putut face fata muncilor grele din fierarie. În 1804,la vîrsta de numai 13 ani,a izbutit cu greu sa fie angajat ucenic la un librar,care în acelasi timp era si legator de carti.Acolo a învatat meseria,devenind calfa;opt ani a lucrat în subsolul din casa unde patronul avea pravalia.În tot acest timp,framîntat de o nepotolita dorinta de a învata,citea pe nerasuflate carte dupa carte: le alegea dintre cele aduse de clienti la legat.Pe cele care-l interesau mai mult le studia temeinic,facîndu-si însemnari care exprimau "aprobarea sau dezaprobarea teoriilor care mereu apar în lumea stiintelor",dupa cum scria în caietul de notite.Lectura Enciclopediei britanice l-a familiarizat cu fizica.
Numai cititul cartilor nu putea însa potoli setea de a sti a lui Michael.Ajutat de fratele sau,a reusit sa plateasca taxele pentru a frecventa un ciclu de conferinte publice serale de fizica si astronomie.Împreuna cu cîtiva prieteni care urmau si ei aceste cursuri,a întemeiat un fel de asociatie intitulata "Societatea filozofica a orasului",în cadrul careia tineau adevarate prelegeri despre ceea ce audiau,citeau sau experimentau,caci tînarul legator îsi instalase un mic laborator în podul unei case.
Un eveniment de seama în viata lui Faraday a fost audierea lectiilor cunoscutului chimist Davy,pe care Faraday le-a expus apoi în rezumat în fata prietenilor sai.Faraday simtea sa-si consacre tot timpul învataturii si stiintei.Nazuia sa lucreze la Institutul Regal,a carei activitate stiintifica o conducea Davy,dar nu stia ce sa faca pentru a ajunge acolo.
La 25 de ani Faraday a publicat pentru prima oara rezultatele unei lucrari efectuate de el.De atunci numarul comunicarilor publicate a crescut an cu an. Muncea fara ragaz,de dis-de-dimineata si pîna-n noapte.Descriind într-o scrisoare adresata unui prieten viata pe care o ducea,Faraday îl prevenea: "Sa nu ma întelegi gresit -nu ma plîng .cu cît am mai mult de lucru,cu atît învat mai mult...." În aceasta perioada a avut loc calatoria în Europa în care Faraday l-a însotit pe Davy,calatorie ce a durat doi ani si a jucat un rol de seama în dezvoltarea tînarului om de stiinta.El a putut lua cunostinta nemijlocit de situatia existenta în stiinta europeana,sa vada laboratoarele din principalele centre de cercetari ale Europei continentale si sa stabileasca relatii personale cu o serie de mari savanti ai vremii. Tragîndu-se dintr-o familie de muncitori,el însusi muncitor în tinerete,Faraday era patruns de conceptii democratice.El sublinia ca"Stiinta nu poate sa progreseze decît într-o republica ".
Cînd curtea I-a oferit titlu de noblete si rangul de pair al Angliei,el l-a refuzat.Atunci a declarat "Tatal meu a fost meserias,fratele meu este de asemenea meserias,iar eu am fost cîndva lucrator într-o legatorie de carti.Ma cheama Michael Faraday si asa vreau sa stea scris o data si o data pe piatra mea de mormînt." Democratismul lui Faraday s-a exprimat si în neobosita lui activitate de popularizator.Marele savant se socotea dator sa transmita celor din rîndurile carora se ridicase cît mai mult din cunostintele pe care el însusi le capatase.Munca încordata,activitatea continua depusa de Faraday din frageda tinerete,preocuparile stiintifice de care nu se rupea nici în perioadele de odihna sau boala au avut urmari grele asupra sanatatii sale.Înca de la vîrsta de 29 de ani a început sa-l supere si,o data cu trecerea timpului si cu cresterea surmenajului,din ce în ce mai grav-slabirea memoriei.Pentru Faraday,care vedea în cercetarile stiintifice sensul vietii sale,astenia nervoasa de care suferea era"un zid între mine si ceea ce doresc sa înfaptuiesc".
În 1836 a trebuit sa plece sa-si îngrijeasca sanatatea în conditiile unui repaus complet în Elvetia. Dar si atunci nu-si putea opri mintea sa lucreze.În jurnalul sau aminteste ca tocmai în timp ce admira peisajul cu ghetari si zapezi ce se topeau în zilele de sfîrsit de iarna petrecute în Elvetia I-a venit ideea explicatiei teoretice a inductiei electrice.El nu s-a lasat coplesit nici de piedicile pe care i le punea sanatatea zdruncinata.Înainte de a-l angaja în laboratorul sau, Davy l-a sfatuit sa nu renunte la meseria de legator de carti,cu care putea sa cîstige destul de bine si l-a prevenit ca stiinta este o stapîna ingrata,care recompenseaza rau pe cei care o slujesc,si ca daca ar ramîne pe totdeuna la Institutul Regal,ar ajunge sa moara de foame. În ciuda acestui sfat,Michael n-a ezitat sa-si paraseasca vechea meserie,desi patronul legatoriei îi promisese ca-l va lasa mostenitor.
La 25 august 1867 a murit acela care,dupa caracterizarea data de F.Engels si pe deplin confirmata în istorie ,a fost "A fost cel mai mare cercetator în domeniul electricitatii". Dar roadele muncii sale titanice,experimentale si teoretice,traiesc astazi atît în nenumaratele aplicatii ale electrificarii,care contribuie hotîrîtor la eliberarea oamenilor de o mare povara eforturilor fizice cît si în cele mai înaintate cercetari teoretice ale fizicii cîmpului,care lasa sa se întrevada orizonturile unui progres nelimitat al cunoasterii umane si al tehnicii. Marele fizician englez a facut mari descoperiri experimentale, fundamentale în electricitate:
-inductia electromagnetica(1831);
-legile electrolizei(1833);
-autoinductia(1834);
-liniile de forta electrice si dielectrice(1837-1838);
-schimbarea planului de polarizare a luminii sub actiunea unui cîmp magnetic(1845);
-descoperirea diamagnetismului si paramagnetismului(1846);
Fiecare dintre aceste descoperiri a antrenat lucrari teoretice -experimentale generatoare de aplicatii practice esentiale pentru tehnica moderna;ele au constituit totodata baze de plecare în dezvoltarea unor directii noi,esentiale,ale fizicii moderne,care au dus la cunoasterea stiintifica,la marile descoperiri cu privire la structura fizica a materiei.
Primul dinam-principiul dinamului
Un obiectiv separat al cercetarilor lui Faraday era de a explica fenomenul magnetismului rotational descoperit de Arago. În acest scop el a realizat o noua masina electrica,folosind magnetul Societatii Regale.Un disc de cupru,fixat într-un ax de bronz,montat astfel încît sa poata fi rotit în diferite pozitii fata de polii magnetului,era legat la un galvanometru prin doi conductori:unul pleca de la axul discului celalalt de la un colector care era apasat cu mîna pe marginea discului.În clipa cînd discul a fost rotit,acul galvanometrului a deviat si devierea s-a mentinut tot timpul cît a durat învîrtirea discului,fiind mai mare sau mai mica,dupa iuteala cu care era rotit discul. Aceasta experienta a dovedit pe deplin ca miscarea mecanica produce curenti indusi.Aparatul-un adevarat transformator al energiei mecanice în energie electrica-este prototipul generatorului de curent continuu(dinamul). La sfîrsitul memoriului din 24 noiembrie 1831 Faraday da si explicatia fenomenului descoperit de Arago:în discul metalic învîrtit în apropierea acului magnetic sau a unui magnet ce se poate roti în jurul axului,deci care taie liniile de forta magnetice,se produc curenti electrici indusi.La rîndul lor, curentii electrici indusi în disc si acul sau magnetul alcatuiesc un motor electric:de aceea are loc si încîrtirea acului sau a magnetului.
Se poate trage deci concluzia ca pîna în 1831 Faraday a facut descoperiri de importanta principala,care în asamblu alcatuiesc cea mai mare parte din bazele electrotehnicii.
De la conductibilitate la electroliza
Faraday,in urma experientelor efectuate stabileste ca toate corpurile,de la metale pîna la lichide si gaze,conduc electricitatea,dar în grade diferite;caldura influenteaza conductibilitatea,marind-o sau micsorînd-o în functie de substanta corpului. În mod deosebit I-a atras atentia schimbarea conductibilitatii la trecerea unui corp din stare solida în stare lichida(primul corp studiat a fost apa, care cînd îngheata,nu mai este buna conductoare de electricitate ).
Dupa Faraday,în electroliza descompunerile s-ar datora fortelor interne din molecule.Curentul electric modificînd afinitatea chimica dintre particulele de substanta din electrolit,în aceasta apar descompuneri si recompuneri.Se formeaza anioni si cationi din care,la electrozi,apar particulele descompuse ale corpului supus electrolizei.Dezvoltarea ulterioara a cercetarilor a aratat ca ionii se formeaza în electrolit înainte de interventia curentului electric.Aceasta dezvoltare a fost însa posibila tocmai datorita lucrarilor lui Faraday asupra electrolizei.
În urma experientelor,Faraday ajunge la concluzia ca electrolitul trebuie sa fie format din doi ioni pe care-i libereaza în timpul descompunerii electrochimice.Pe baza masuratorilor efectuate în cursul a nenumarate experiente,adesea repetate,el stabileste ca în procesul descompunerii electrochimice ionii se dezvolta la anod sau la catod în anumite proportii;numerele care indica aceste proportii le numeste echivalenti electrochimici. Exemplificînd, Faraday spune:"... Hidrogenul, noxigenul, clorul, iodul,plumbul,staniul...sunt ioni,iar numerele 1,8,36,125,104,58 sunt echivalentii lor electrochimici."
Inductia,factor fundamental
În secolul al XX-lea,Faraday exprima în mod clar convingerea ca:"orice fenomen care depinde de puterile materiei anorganice si,poate,chiar de cele mai multe dintre puterile legate de viata vegetala si animala este subordonat electricitatii". Iar în cadrul fenomenelor electricitatii, arata Faraday,inductia"are cea mai mare influenta generala asupra fenomenelor electrice,ea pare sa fie legata de fiecare din ele si are în realitate caracterul unui principiu prim,esential si fundamental." În urma a numeroase experiente,Faraday a stabilit ca nu se poate electriza un corp cu un fel de electricitate fara ca,prin inductie,sa se produca si celalalt fel de electricitate.Aceasta l-a dus la convingerea ca exista o strînsa legatura între inductie si faptul,constatat experimental si de alti oameni de stiinta,ca în fenomenele electrice sunt prezente întotdeauna doua feluri, doua forme ale electricitatii, opuse si totodata inseparabile. Concepînd fenomenele electrice în mod dialectic,ca o unitate a contrariilor, Faraday vedea tocmai în inductie acel factor care asigura unitatea celor doua forte,forme sau sensuri ale electricitatii,aparitia si existenta lor inseparabila.
Fratele sau mai mare a devenit fierar, învatînd meseria de la tatal sau.Dupa moartea tatalui sau,micul Michael,în loc sa mearga la scoala,a trebuit sa munceasca.Pentru a-si ajuta familia,a început sa vînda ziare.Fiind un copil slabut,n-a putut face fata muncilor grele din fierarie. În 1804,la vîrsta de numai 13 ani,a izbutit cu greu sa fie angajat ucenic la un librar,care în acelasi timp era si legator de carti.Acolo a învatat meseria,devenind calfa;opt ani a lucrat în subsolul din casa unde patronul avea pravalia.În tot acest timp,framîntat de o nepotolita dorinta de a învata,citea pe nerasuflate carte dupa carte: le alegea dintre cele aduse de clienti la legat.Pe cele care-l interesau mai mult le studia temeinic,facîndu-si însemnari care exprimau "aprobarea sau dezaprobarea teoriilor care mereu apar în lumea stiintelor",dupa cum scria în caietul de notite.Lectura Enciclopediei britanice l-a familiarizat cu fizica.
Numai cititul cartilor nu putea însa potoli setea de a sti a lui Michael.Ajutat de fratele sau,a reusit sa plateasca taxele pentru a frecventa un ciclu de conferinte publice serale de fizica si astronomie.Împreuna cu cîtiva prieteni care urmau si ei aceste cursuri,a întemeiat un fel de asociatie intitulata "Societatea filozofica a orasului",în cadrul careia tineau adevarate prelegeri despre ceea ce audiau,citeau sau experimentau,caci tînarul legator îsi instalase un mic laborator în podul unei case.
Un eveniment de seama în viata lui Faraday a fost audierea lectiilor cunoscutului chimist Davy,pe care Faraday le-a expus apoi în rezumat în fata prietenilor sai.Faraday simtea sa-si consacre tot timpul învataturii si stiintei.Nazuia sa lucreze la Institutul Regal,a carei activitate stiintifica o conducea Davy,dar nu stia ce sa faca pentru a ajunge acolo.
La 25 de ani Faraday a publicat pentru prima oara rezultatele unei lucrari efectuate de el.De atunci numarul comunicarilor publicate a crescut an cu an. Muncea fara ragaz,de dis-de-dimineata si pîna-n noapte.Descriind într-o scrisoare adresata unui prieten viata pe care o ducea,Faraday îl prevenea: "Sa nu ma întelegi gresit -nu ma plîng .cu cît am mai mult de lucru,cu atît învat mai mult...." În aceasta perioada a avut loc calatoria în Europa în care Faraday l-a însotit pe Davy,calatorie ce a durat doi ani si a jucat un rol de seama în dezvoltarea tînarului om de stiinta.El a putut lua cunostinta nemijlocit de situatia existenta în stiinta europeana,sa vada laboratoarele din principalele centre de cercetari ale Europei continentale si sa stabileasca relatii personale cu o serie de mari savanti ai vremii. Tragîndu-se dintr-o familie de muncitori,el însusi muncitor în tinerete,Faraday era patruns de conceptii democratice.El sublinia ca"Stiinta nu poate sa progreseze decît într-o republica ".
Cînd curtea I-a oferit titlu de noblete si rangul de pair al Angliei,el l-a refuzat.Atunci a declarat "Tatal meu a fost meserias,fratele meu este de asemenea meserias,iar eu am fost cîndva lucrator într-o legatorie de carti.Ma cheama Michael Faraday si asa vreau sa stea scris o data si o data pe piatra mea de mormînt." Democratismul lui Faraday s-a exprimat si în neobosita lui activitate de popularizator.Marele savant se socotea dator sa transmita celor din rîndurile carora se ridicase cît mai mult din cunostintele pe care el însusi le capatase.Munca încordata,activitatea continua depusa de Faraday din frageda tinerete,preocuparile stiintifice de care nu se rupea nici în perioadele de odihna sau boala au avut urmari grele asupra sanatatii sale.Înca de la vîrsta de 29 de ani a început sa-l supere si,o data cu trecerea timpului si cu cresterea surmenajului,din ce în ce mai grav-slabirea memoriei.Pentru Faraday,care vedea în cercetarile stiintifice sensul vietii sale,astenia nervoasa de care suferea era"un zid între mine si ceea ce doresc sa înfaptuiesc".
În 1836 a trebuit sa plece sa-si îngrijeasca sanatatea în conditiile unui repaus complet în Elvetia. Dar si atunci nu-si putea opri mintea sa lucreze.În jurnalul sau aminteste ca tocmai în timp ce admira peisajul cu ghetari si zapezi ce se topeau în zilele de sfîrsit de iarna petrecute în Elvetia I-a venit ideea explicatiei teoretice a inductiei electrice.El nu s-a lasat coplesit nici de piedicile pe care i le punea sanatatea zdruncinata.Înainte de a-l angaja în laboratorul sau, Davy l-a sfatuit sa nu renunte la meseria de legator de carti,cu care putea sa cîstige destul de bine si l-a prevenit ca stiinta este o stapîna ingrata,care recompenseaza rau pe cei care o slujesc,si ca daca ar ramîne pe totdeuna la Institutul Regal,ar ajunge sa moara de foame. În ciuda acestui sfat,Michael n-a ezitat sa-si paraseasca vechea meserie,desi patronul legatoriei îi promisese ca-l va lasa mostenitor.
La 25 august 1867 a murit acela care,dupa caracterizarea data de F.Engels si pe deplin confirmata în istorie ,a fost "A fost cel mai mare cercetator în domeniul electricitatii". Dar roadele muncii sale titanice,experimentale si teoretice,traiesc astazi atît în nenumaratele aplicatii ale electrificarii,care contribuie hotîrîtor la eliberarea oamenilor de o mare povara eforturilor fizice cît si în cele mai înaintate cercetari teoretice ale fizicii cîmpului,care lasa sa se întrevada orizonturile unui progres nelimitat al cunoasterii umane si al tehnicii. Marele fizician englez a facut mari descoperiri experimentale, fundamentale în electricitate:
-inductia electromagnetica(1831);
-legile electrolizei(1833);
-autoinductia(1834);
-liniile de forta electrice si dielectrice(1837-1838);
-schimbarea planului de polarizare a luminii sub actiunea unui cîmp magnetic(1845);
-descoperirea diamagnetismului si paramagnetismului(1846);
Fiecare dintre aceste descoperiri a antrenat lucrari teoretice -experimentale generatoare de aplicatii practice esentiale pentru tehnica moderna;ele au constituit totodata baze de plecare în dezvoltarea unor directii noi,esentiale,ale fizicii moderne,care au dus la cunoasterea stiintifica,la marile descoperiri cu privire la structura fizica a materiei.
Primul dinam-principiul dinamului
Un obiectiv separat al cercetarilor lui Faraday era de a explica fenomenul magnetismului rotational descoperit de Arago. În acest scop el a realizat o noua masina electrica,folosind magnetul Societatii Regale.Un disc de cupru,fixat într-un ax de bronz,montat astfel încît sa poata fi rotit în diferite pozitii fata de polii magnetului,era legat la un galvanometru prin doi conductori:unul pleca de la axul discului celalalt de la un colector care era apasat cu mîna pe marginea discului.În clipa cînd discul a fost rotit,acul galvanometrului a deviat si devierea s-a mentinut tot timpul cît a durat învîrtirea discului,fiind mai mare sau mai mica,dupa iuteala cu care era rotit discul. Aceasta experienta a dovedit pe deplin ca miscarea mecanica produce curenti indusi.Aparatul-un adevarat transformator al energiei mecanice în energie electrica-este prototipul generatorului de curent continuu(dinamul). La sfîrsitul memoriului din 24 noiembrie 1831 Faraday da si explicatia fenomenului descoperit de Arago:în discul metalic învîrtit în apropierea acului magnetic sau a unui magnet ce se poate roti în jurul axului,deci care taie liniile de forta magnetice,se produc curenti electrici indusi.La rîndul lor, curentii electrici indusi în disc si acul sau magnetul alcatuiesc un motor electric:de aceea are loc si încîrtirea acului sau a magnetului.
Se poate trage deci concluzia ca pîna în 1831 Faraday a facut descoperiri de importanta principala,care în asamblu alcatuiesc cea mai mare parte din bazele electrotehnicii.
De la conductibilitate la electroliza
Faraday,in urma experientelor efectuate stabileste ca toate corpurile,de la metale pîna la lichide si gaze,conduc electricitatea,dar în grade diferite;caldura influenteaza conductibilitatea,marind-o sau micsorînd-o în functie de substanta corpului. În mod deosebit I-a atras atentia schimbarea conductibilitatii la trecerea unui corp din stare solida în stare lichida(primul corp studiat a fost apa, care cînd îngheata,nu mai este buna conductoare de electricitate ).
Dupa Faraday,în electroliza descompunerile s-ar datora fortelor interne din molecule.Curentul electric modificînd afinitatea chimica dintre particulele de substanta din electrolit,în aceasta apar descompuneri si recompuneri.Se formeaza anioni si cationi din care,la electrozi,apar particulele descompuse ale corpului supus electrolizei.Dezvoltarea ulterioara a cercetarilor a aratat ca ionii se formeaza în electrolit înainte de interventia curentului electric.Aceasta dezvoltare a fost însa posibila tocmai datorita lucrarilor lui Faraday asupra electrolizei.
În urma experientelor,Faraday ajunge la concluzia ca electrolitul trebuie sa fie format din doi ioni pe care-i libereaza în timpul descompunerii electrochimice.Pe baza masuratorilor efectuate în cursul a nenumarate experiente,adesea repetate,el stabileste ca în procesul descompunerii electrochimice ionii se dezvolta la anod sau la catod în anumite proportii;numerele care indica aceste proportii le numeste echivalenti electrochimici. Exemplificînd, Faraday spune:"... Hidrogenul, noxigenul, clorul, iodul,plumbul,staniul...sunt ioni,iar numerele 1,8,36,125,104,58 sunt echivalentii lor electrochimici."
Inductia,factor fundamental
În secolul al XX-lea,Faraday exprima în mod clar convingerea ca:"orice fenomen care depinde de puterile materiei anorganice si,poate,chiar de cele mai multe dintre puterile legate de viata vegetala si animala este subordonat electricitatii". Iar în cadrul fenomenelor electricitatii, arata Faraday,inductia"are cea mai mare influenta generala asupra fenomenelor electrice,ea pare sa fie legata de fiecare din ele si are în realitate caracterul unui principiu prim,esential si fundamental." În urma a numeroase experiente,Faraday a stabilit ca nu se poate electriza un corp cu un fel de electricitate fara ca,prin inductie,sa se produca si celalalt fel de electricitate.Aceasta l-a dus la convingerea ca exista o strînsa legatura între inductie si faptul,constatat experimental si de alti oameni de stiinta,ca în fenomenele electrice sunt prezente întotdeauna doua feluri, doua forme ale electricitatii, opuse si totodata inseparabile. Concepînd fenomenele electrice în mod dialectic,ca o unitate a contrariilor, Faraday vedea tocmai în inductie acel factor care asigura unitatea celor doua forte,forme sau sensuri ale electricitatii,aparitia si existenta lor inseparabila.
