Большая Советская Энциклопедия (ФА)
Шрифт:
В 1845, исследуя магнитные свойства различных материалов, Ф. открыл явления парамагнетизма и диамагнетизма . В 1845 он установил вращение плоскости поляризации света в магнитном поле (Фарадея эффект ), это было первое наблюдение связи между магнитными и оптическими явлениями, которая позднее явилась подтверждением электромагнитной теории света Дж. Максвелла. Ф. изучал также электрические разряды в газах, пытаясь выяснить природу электричества.
Открытия Ф. завоевали признание во всём научном мире. Впервые идеи Ф. «перевёл» на общепринятый математический язык Максвелл. В предисловии к своему «Трактату по электричеству и магнетизму» (1873) он писал: «По мере того, как я подвигался вперед в изучении Фарадея, я убедился, что его способ понимания явлений также имеет математический характер, хотя он и не предстает нам облеченным в одежду
Ф. Энгельс оценивал Ф. как величайшего исследователя в области электричества. Значение Ф. в развитии науки отмечал А. Г. Столетов: «Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы» (Собр. соч., т. 2, 1941, с. 145).
Соч.: Experimental researches in chemistry and phvsics, L., 1859; Faraday’s Diary..., v. 1–7, L., 1932–36; в рус. пер. – Экспериментальные исследования по электричеству, т. 1–3, [М.], 1947–59 (лит.).
Лит.: Радовский М. И., Михаил Фарадей. Биографический очерк, М. – Л., 1946.
Я. М. Гельфер
М. Фарадей.
Фарадея законы
Фараде'я зако'ны, количественные законы электролиза , открытые М. Фарадеем (1833 – 34). Ф. з. выражают связь между количеством прошедшего через электролит электричества, массой и химической природой (через эквиваленты химические ) веществ, претерпевших превращение на электродах, 1-й Ф. з.: массы т превращенных веществ пропорциональны количеству электричества q, прошедшего через электролит, 2-й Ф. з.: массы различных веществ, превращенных в результате прохождения через электролит одного и того же количества электричества, пропорциональны химическим эквивалентам А этих веществ. Из второго Ф. з. следует, что для выделения электрическим током 1 г– экв. различных веществ необходимо одно и то же количество электричества, называемое Фарадея числом F. Математически Ф. з. можно записать в виде одного уравнения т = (A/F ) q = kq (коэффициент k = A/F называется электрохимическим эквивалентом). Оба Ф. з. абсолютно точны, если ионами электролита переносится всё прошедшее через него количество электричества. Наблюдаемые в некоторых случаях отклонения от этих законов могут быть связаны с неучтенными побочными электрохимическими реакциями (например, выделение газообразного водорода при электроосаждении некоторых металлов) или с частичной электронной проводимостью (например, при электролизе некоторых расплавов).
Лит.: Фарадей М., Экспериментальные исследования по электричеству, пер. с англ., т. 1, [М.], 1947, с. 176–226, 265–346, См. также лит. при статьях Электрохимия , Электролиз .
И. А. Кузнецов.
Фарадея число
Фараде'я число', Фарадея постоянная (F), одна из фундаментальных физических постоянных , равная произведению Авогадро числа NA на элементарный электрический заряд е (заряд электрона): F = NA (е = (9,648456 ± 0,000027) (104к моль– 1. Ф. ч. широко применяется в электрохимических расчётах. Названо в честь М. Фарадея , открывшего основные законы электролиза .
Фарадея эффект
Фараде'я эффе'кт, один из эффектов магнитооптики. Заключается во вращении плоскости поляризации электромагнитного излучения (например, света ), распространяющегося в веществе вдоль силовых линий постоянного магнитного поля, проходящих через это вещество. Открыт М. Фарадеем
Феноменологическое объяснение Ф. з. заключается в следующем. Намагниченное вещество в общем случае уже нельзя охарактеризовать единым преломления показателем n. Показатели преломления n + и n– для излучения правой и левой круговых поляризаций становятся различными (см. Магнитооптика ). Проходящее через изотропную среду линейно поляризованное излучение всегда может быть формально представлено как суперпозиция (наложение) двух поляризованных по правому и левому кругу волн с противоположным направлением вращения. Различие n + и n– приводит к тому, что поляризованные по правому и левому кругу составляющие излучения распространяются в среде с различными фазовыми скоростями, приобретая разность хода , линейно зависящую от оптической длины пути . В результате плоскость поляризации монохроматического света с длиной волны (после прохождения в среде пути l поворачивается на угол J: (= pl (n + – n– )/l. Разность (n + – n– ) линейно зависит от напряжённости магнитного поля Н в области не очень сильных полей, в которой в общем случае справедливо соотношение J = VHl, где константа пропорциональности V зависит от свойств вещества, длины волны излучения и температуры и носит название Верде постоянной .
Ф. э. оказался тесно связанным с Зеемана эффектом , открытым в 1896 и обусловленным расщеплением уровней энергии атомов и молекул магнитным полем. Частоты, соответствующие отщепленным уровням, сдвигаются симметрично по отношению к основной частоте. Эта симметричность проявляется, в частности, в том, что квантовые переходы между этими уровнями при продольном относительно поля распространении света (в этом случае можно считать исходный уровень расщепленным лишь на 2 подуровня) происходят с испусканием и поглощением фотонов , поляризованных по кругу направо и налево. В результате показатели преломления (и коэффициент поглощения),. слабо зависящие от длины волны (частоты) света, становятся различными для право- и левополяризованных по кругу компонент монохроматического излучения. Грубо можно сказать, что различие скоростей обусловлено различием длин волн (частот) света, поглощаемого и переизлучаемого частицами вещества. Строгое описание Ф. э. возможно лишь в рамках квантовой теории.
В Ф. э. ярко проявляется специфический характер вектора напряжённости магнитного поля Н (Н – осевой вектор , «псевдовектор»). Обусловленное Н направление поворота плоскости поляризации при Ф. э., в отличие от явления естественной оптической активности , не зависит от направления распространения излучения. Поэтому многократное прохождение света через среду, помещенную в магнитное поле, приводит к возрастанию угла поворота плоскости поляризации в соответствующее число раз. Эта особенность Ф. э. нашла применение при конструировании т. н. невзаимных оптических и микроволновых устройств, циркуляторов , гираторов , фазовращателей СВЧ и т.д. Ф. э. широко используется в научных исследованиях.
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд.,. М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. – Л., 1951; Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М. – Л., 1963.
В. С. Запасский.
Фарадизация
Фарадиза'ция, устаревший метод применения с лечебной или диагностической целью-асимметричного переменного (т. н. фарадического) тока низкой (30–150 гц ) частоты; назван по имени М. Фарадея . В современной медицинской практике используют более эффективные методы электродиагностики и электролечения посредством импульсных токов.