Наука высокого напряжения. Фарадей. Электромагнитная индукция
Шрифт:
Фарадей также настаивал, что лектор всегда должен составлять лекции письменно, но никогда не должен читать их, чтобы избежать монотонности. Он полагал, что в течение часа лекции можно изложить все свои идеи, и вспоминал некоторых излишне самоуверенных лекторов, которые теряли счет времени в длинных рассуждениях, выставляя напоказ свои огромные знания.
При всем этом Фарадей осознавал, что существует тонкая грань между слишком академичной лекцией и слишком научно-популярной, и требуется мастерство эквилибриста, чтобы не оказаться по ту или другую сторону этой грани: «Слишком научно-популярная лекция не может научить, но лекция, которая слишком многому учит,
Среди европейских ученых, участвовавших в лекциях Королевского института в течение XIX века, можно назвать автора периодической системы элементов Дмитрия Менделеева (1834–1907), специалиста по органической химии Жана-Батиста Андре Дюма (1800–1884), личного друга Фарадея, автора книги «Историческое восхваление Майкла Фарадея» (`Eloge historique de Michael Faraday, 1868) и знаменитого итальянского химика Станислао Канниццаро (1826–1910).
* * *
Цвет мальвы: синтетический цвет, придуманный Фарадеем
Лекции Майкла Фарадея стали источником вдохновения для многих ученых и обычных людей. Один из необыкновенных случаев — история английского химика Уильяма Генри Перкина (1838–1907). В 1856 году он случайно смешал анилин с дихроматом калия — данная смесь, на первый взгляд, ничего не стоила. Однако Перкин внимательно посмотрел на пурпурную искорку смеси, добавил спирт и растворил им смесь, и получилось вещество пурпурного цвета, которое прекрасно окрашивало ткань. Перкин в 18-летнем возрасте оставил учебу и запатентовал свой продукт. Использовав все сбережения семьи, он создал красильную фабрику и начал производство своего анилинового пурпурного.
Во Франции новый краситель стал массово использоваться и получил название «мальва». Этот период в истории многие исследователи называют десятилетием мальвы, настолько популярным стал цвет. Было открыто множество предприятий по производству синтетических красок, стимулировавших параллельно развитие органической химии. Получив известность и разбогатев, Перкин прочел лекцию о красителях в Лондонском химическом обществе. В аудитории присутствовал и 70-летний Майкл Фарадей.
НАСЛЕДИЕ ФАРАДЕЯ
Глубокая духовность и способность к самообразованию подталкивали Фарадея к неутомимым поискам взаимосвязи между движением, магнетизмом и электричеством, как будто между частями Троицы — отдельными, но неразделимыми. Благодаря этой концепции природной симметрии Фарадей смог доказать, что возможно повернуть установленный порядок, пропустить электрический ток внутрь магнитного поля, чтобы создать движение, — так появился первый электрический двигатель, обеспечивающий сегодня движение как компьютерного диска, так и гигантского завода.
Вклад Фарадея стал решающим для развития физики, как было в случае с теорией электромагнитного поля, сформулированной Джеймсом Клерком Максвеллом, который понял, что открытые Фарадеем невидимые поля обладают сложной внутренней структурой, и ее можно разделить на два плана — электрический и
О широте научных исследований Фарадея Уильямс сделал следующее резюме:
«Как Берцелиус, Фарадей был способным химиком-аналитиком; как Гей-Люссак и Дальтон, получил признание научного сообщества за работу с газами; как Эрстед и Ампер, стал создателем новой эпохи в изучении электромагнетизма; как Френель и Янг, внес фундаментальный вклад в теорию света; как Гемфри Дэви, был основателем электрохимии. Однако, в отличие от всех перечисленных личностей, он один одновременно работал во всех этих сферах».
Фарадей разработал полную описательную теорию электричества, открыв электромагнитную индукцию, позволившую создать первый трансформатор и первую динамо-машину. Более современные изобретения, такие как телефон, предусматривают непосредственное применение электромагнитной индукции. Радиотелефония, в свою очередь, происходит от осмысления электромагнитной теории Максвелла. Исследование Фарадеем электролиза заложило основы, на которых позже было выстроено здание электрохимической промышленности. Открытие бензола стало истоком для становления промышленности по производству синтетических красителей.
Наконец, его изучение взаимодействия света и магнетизма легло в основу исследований, из которых позднее выросли квантовая механика и теория относительности Альберта Эйнштейна. Идеи, привнесенные в науку Майклом Фарадеем, словно гигантские щупальца, тянулись ко всему новому и загадочному. Ученый никогда не ограничивал себя каким-то одним вопросом и занимался всеми загадками, попадавшимися ему на пути, каждодневно доказывая этим свою веру в Бога. Множество тайн, осмысленных Фарадеем, можно было бы объединить в одну общую тайну. Он на два века обогнал современных физиков, ставящих цель объединить все силы Вселенной.
* * *
Фарад, единица измерения электрической емкости
Фарад (Ф) является единицей измерения электрической емкости в международной системе единиц (СИ) — в честь открытий, совершенных Майклом Фарадеем в области электромагнетизма. Электрическая емкость — свойство тел накапливать электрический заряд при определенной разности потенциалов, а также количество потенциальной электрической энергии, накопленной для заданной разности потенциалов. Типичным устройством для такого накопления энергии считается конденсатор. Таким образом, один фарад — это емкость конденсатора, между пластинами которого имеется разность потенциалов в 1 вольт (В), заряженного количеством электричества (электрическим зарядом) в один кулон (Кл). Такая емкость конденсатора, выраженная в фарадах, огромна, поэтому, как правило, используются кратные единицы: микрофарад (мФ) и пикофарад (пФ). Например, пикофарад — это одна миллионная миллионной фарада. Сфера диаметром 18 мм, расположенная в свободном пространстве, имела бы емкость в один пикофарад, при этом для того, чтобы проводящая сфера имела емкость в один фарад, ее диаметр должен быть 18 миллионов километров.