Michael Faraday

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Michael Faraday (født 1791, død 25. august 1867) var en engelsk fysiker. Han oppdaget at det er mulig å lage elektrisk strøm ved å bevege en magnet. Denne oppdagelsen gjorde han i 1831. Fenomentet blir kalt elektromagnetisk induksjon. Faraday oppdaget senere elektrolyse, i 1833. Michael Faraday var også mannen bak «Faradays bur», et prinsipp som brukes i lynvernanlegg i kombinasjon med Benjamin Franklins lynavlederprinsipp.

[rediger] Faradays utrolige karriere

Michael Faraday ble født inn i en fattig familie fra Nord-England. Faren var en smed som flyttet til London i 1791 for å lete etter jobb. Det var der Michael Faraday ble født. Faren var en bra smed, men hadde store problemer med helsa og var derfor ofte ikke i stand til å arbeide. Så barna vokste opp i fattigdom uten råd til noen annen utdanning utenom grunnleggende lese-, skrive- og regneferdigheter. Men familien var en nær og kjærlig familie, som søkte trøst i sin religion. De var medlemmer i liten sekt kalt Sandimanianerne. Da Faraday ble 13 år fikk han seg jobb som bokbinder. Det var her han kom i kontakt med bøker. Faraday brukte svært mye tid lese bøkene, som kom inn til binding. I 1810 ble Faraday medlem av ”The City Philosophical Society” som var en gruppe unge menn som møttes for å diskutere dagens temaer og nye oppdagelser innenfor vitenskapen. Gjennom disse diskusjonene fikk Faraday muligheten til å utvikle sine kunnskaper innenfor vitenskap. Han prøvde ut eksperimenter med både elektrisitet og kjemi og diskuterte dette med vennene sine. Under møtene tok han notater som han bandt sammen. Til slutt hadde han fire volum av arbeidet sitt. Arbeidsgiveren hans, Ribeau, likte Faraday og viste gjerne fram arbeidet til venner og kunder. En av disse kundene, Dance, var så imponert at han ba om å få låne en bok for å vise sin far. Dance’ far var så imponert over arbeidet, at han ga Faraday billetter til Humphry Davys forelesninger i kjemi våren 1812. Faraday noterte iherdig og bandt notatene sammen til en bok. Faraday hadde virkelig fått smak på vitenskapen og sendte brev til alle han kunne finne for å få en jobb, som i det hele tatt hadde noe som helst med vitenskap å gjøre. Oppgaven var nesten umulig, men en dag var han heldig. Davy hadde blitt midlertidig blindet i en ulykke i laboratoriet og trengte noen med litt kunnskap innenfor kjemi til å være sekretær for han et par dager. Faraday fikk jobben på Royal Institution, RI. Da Faraday var ferdig hos Davy, sendte han boka med forelesningsnotatene til han med en søknad om å få det minste jobben som skulle dukke opp. Det var ikke noen ledige jobber. Men Faraday var heldig igjen. Laboratorieassistenten på RI og en mann som var svært glad i å drikke, fikk sparken etter å ha angrepet instrumentmakeren. Davy tilbød Faraday jobben. Faraday slo til, på tross av at den var hakket dårligere betalt enn jobben som bokbinder. Faradays jobb dreide seg i utgangspunktet om å vaske flasker og utføre enkle lavstatusjobber. Men Faraday vokste såpass i anseelse at etter 6 måneder ba Davy han om å bli med hans turné i Europa. På turen møtte Faraday så mange forskere og lærte så mye at når turen var over, halvannet år senere, gikk han fra å være Davys assistent til å bli Davys samarbeidspartner med en betraktelig lønnsøkning. Etter hvert opparbeidet han sitt rykte som en anerkjent og pålitelig kjemiker. Men det var først da han ble satt til å jobbe med Ørsteds kjente oppdagelse at han gjorde sine virkelig kjente oppdagelser.

Den første som prøvde å undersøke sammenhengen mellom magnetisme og elektrisitet, var den danske vitenskapsmannen Hans Christian Ørsted. I 1812 forutsa han at en elektrisk strøm ville påvirke en magnetnål, men ikke før i 1820 klarte han å påvise dette ved et eksperiment. Ørsted oppdaget at når en magnetisk kompassnål ble holdt over en ledning som ledet elektrisk strøm, pekte den til siden og ikke med ledningen. Dette var ganske overraskende siden man tidligere hadde vært vant til å tenke på krefter som tiltrekkende eller frastøtende.

[rediger] Faraday finner opp elektromotoren

Ørsteds oppdagelse nådde Faraday i 1921 og han fikk til oppgave å jobbe med denne. Siden den vanlige oppfatningen var at alle krefter kan brytes ned til enkle frastøtende eller tiltrekkende rettlinjede krefter, var det naturlig å lete etter slike når man forsket på Ørsteds oppdagelse. Siden Faraday ikke hadde noen formell utdannelse var han ikke bundet av denne tankegangen, noe som vise seg å skulle bli en fordel. Han kunne dermed være friere i sin tankegang. Sekten Faraday tilhørte, Sandemanianerne, tenkte på sirkelen som noe hellig i menneskets natur. Dersom du hjelper et annet menneske, vil dette mennesket hjelpe en annen igjen og videre inntil sirkelen er sluttet. Faraday satte opp en magnet og forestilte seg en tornado av sirkelformede linjer som svirret rundt den. Dersom denne tankegangen stemte, ville en strømførende ledning som hang over bli dratt med i sirkelbevegelsene. Faraday koblet til batteriet og ledningen oppførte seg akkurat slik han forutsa. Raskt konstruerte han det som ble den første elektromotoren basert på denne ideen. Faraday brukte sirkelbevegelsene rundt magneten til å forklare tilfellet. Det var også han som innførte begrepet magnetfelt, som skulle bli et svært viktig teoretisk begrep for å beskrive elektromagnetisme. Denne oppdagelsen var så revolusjonerende at han ble medlem av the Royal Society i 1824. Davy støttet av en eller annen grunn ikke dette og mente at ideen var stjålet fra hans kollega William Wollaston, som hadde vært og diskutert problemet med Davy tidligere. Selv om Davy var skeptisk, viste det faktum at Faraday ble valgt inn i the Royal Society av et overlegent flertall, at de mer klarsynte vitenskapsmennene fullstendig verdsatte Faradays arbeid.

[rediger] Faraday finner opp dynamoen

Faraday og mange andre forskere sto nå ovenfor et viktig spørsmål: Dersom elektrisk strøm kan skape magnetisme, kan magnetisme skape elektrisk strøm? Faraday hadde i tankene at strøm gjennom en ledning kunne indusere strøm i en nærliggende ledning. Ørsted hadde vist at en kontinuerlig elektrisk strøm kunne gi kontinuerlig magnetisme. På grunn av symmetrien skulle man da tro at dersom man plasserte ledninger rundt eller i nærheten av en magnet, skulle det skape elektrisk strøm. På samme måte skulle man tro at kontinuerlig elektrisk strøm i nærheten av en ledning ville gi kontinuerlig elektrisk strøm i denne. Så til slutt i 29. august 1831 oppdaget Faraday nærmest ved et uhell hvordan man kan overføre strøm fra en krets til en annen. I et forsøk på å finne den kontinuerlige overføring av strøm plasserte han to ledninger A og B i nærheten av hverandre. Ledning A var koblet til et batteri, ledning B var koblet til en strømmåler. Begge ledningene var surret rundt hver sin ende av en jernring. I det Faraday skrudde på bryteren til batteriet gjorde dette utslag på måleren. Da han koblet fra batteriet, gjorde det utslag på måleren igjen. Når en kontinuerlig strøm gikk gjennom lederen gjorde det ikke utslag, men når strømmen endret seg, gjorde dette utslag på strømmåleren. I videre eksperimenter prøvde Faraday å la en magnet bevege seg gjennom en spiral med ledninger, som var koblet til en strømmåler. Når magneten beveget seg, gjorde dette utslag på måleren, når magneten sto stille ga det ikke noe utslag. Faraday hadde nå oppdaget dynamoen. Faraday begrunnet fenomenet slik: Hvis en leder står stille i forhold til en magnet, står den stille i forhold til feltlinjene til magneten og ingen strøm vil oppstå. Men dersom lederen beveger seg, bryter den med feltlinjene og det oppstår strøm. Det Faraday trengte nå var noen som kunne gi dette en matematisk begrunnelse. Denne oppgaven var det den unge skotten James Clerk Maxwell som utførte.