Michael Faraday

Rozbalit box

Obsah boxu

Michael Faraday (22. září 1791 – 25. srpna 1867) byl anglický fyzik a chemik, který je považován za jednoho z největších experimentálních vědců v historii. Přestože získal jen základní formální vzdělání, jeho objevy zásadně proměnily chápání elektřiny a magnetismu. Mezi jeho nejvýznamnější příspěvky patří objev elektromagnetické indukce, diamagnetismu a zákonů elektrolýzy. V chemii jako první izoloval a identifikoval benzen.

📜 Život a kariéra

👶 Dětství a učení

Michael Faraday se narodil 22. září 1791 ve vesnici Newington, která je dnes součástí Londýna, ve velmi chudé rodině. Jeho otec, James Faraday, byl kovář, který často trpěl nemocemi a nebyl schopen soustavně pracovat, což rodinu uvrhlo do bídy. Michael byl třetí ze čtyř dětí a kvůli nedostatku financí musel již ve třinácti letech začít pracovat. Nastoupil do učení ke knihvazači Georgi Riebauovi. Během sedmi let v této dílně přečetl obrovské množství knih, které mu prošly rukama, a obzvláště ho zaujaly vědecké spisy, především o elektřině a chemii.

🔬 Vstup do světa vědy

V roce 1812 začal navštěvovat veřejné přednášky slavného chemika Sira Humphryho Davyho v Královské instituci. Faraday si dělal pečlivé poznámky, které svázal do knihy a poslal je Davymu s žádostí o místo. Davy byl ohromen mladíkovým zájmem a nadáním a v roce 1813 mu nabídl místo laboratorního asistenta. Zpočátku jeho práce zahrnovala i mytí laboratorního skla.

Krátce nato vzal Davy Faradaye s sebou na osmnáctiměsíční cestu po Evropě, kde se Faraday setkal s předními vědci té doby, jako byli André-Marie Ampère v Paříži nebo Alessandro Volta v Itálii. Po návratu do Londýna v roce 1815 pokračoval v práci v Královské instituci, kde se rychle vypracoval a začal provádět vlastní výzkum.

🏆 Vědecké úspěchy a pozdní léta

V roce 1821 se oženil se Sarah Barnardovou, se kterou prožil bezdětné, ale šťastné manželství. Ve stejném roce učinil svůj první velký objev – princip elektromotoru. V roce 1824 byl zvolen členem prestižní Královské společnosti, a to i přes počáteční odpor Davyho, který na něj zřejmě žárlil. V roce 1825 byl jmenován ředitelem laboratoře v Královské instituci a v roce 1833 se stal prvním fullerovským profesorem chemie na doživotí.

Faraday byl známý svou skromností a hlubokou náboženskou vírou. Patřil k malé křesťanské sektě sandemaniánů. Dvakrát odmítl nabídku stát se prezidentem Královské společnosti a odmítl i povýšení do šlechtického stavu.

Ke konci života se jeho zdraví zhoršovalo, trpěl zejména ztrátou paměti, pravděpodobně v důsledku chronické otravy rtutí z experimentů. Královna Viktorie mu za jeho zásluhy poskytla dům v Hampton Courtu, kde 25. srpna 1867 zemřel. Je pohřben na hřbitově Highgate v Londýně.

⚡ Hlavní objevy

Faraday byl především experimentátor, který své myšlenky formuloval jasným a jednoduchým jazykem, často bez použití složité matematiky.

🔌 Elektromagnetismus

Elektromagnetická indukce (1831): Jeho nejzásadnější objev, který položil základy moderní elektrotechniky. Faraday zjistil, že změna magnetického pole může v uzavřeném elektrickém obvodu vyvolat (indukovat) elektrický proud. Tento princip je základem pro fungování generátorů (dynam) a transformátorů.
Elektromagnetická rotace (1821): Demonstroval přeměnu elektrické energie na mechanickou, což je princip, na kterém fungují všechny elektromotory.
Siločáry: Zavedl koncept elektrických a magnetických siločar pro vizualizaci neviditelných polí. Tuto myšlenku později matematicky rozpracoval James Clerk Maxwell ve svých slavných rovnicích.
Faradayův efekt (1845): Objevil, že magnetické pole může otáčet rovinou polarizovaného světla. To byl první důkaz o vztahu mezi magnetismem a světlem.
Diamagnetismus (1845): Zjistil, že všechny látky nějakým způsobem reagují na magnetické pole. Většina látek je slabě odpuzována, což nazval diamagnetismem.

🧪 Chemie

Faradayovy zákony elektrolýzy (1834): Formuloval dva základní zákony, které popisují kvantitativní vztahy při elektrolýze – rozkladu chemických látek elektrickým proudem. Tyto zákony jsou základem elektrochemie.
Zavedení terminologie: Ve spolupráci s Williamem Whewellem zavedl a popularizoval dnes běžné termíny jako anoda, katoda, elektroda, iont, kationt a aniont.
Objev benzenu (1825): Izoloval a popsal benzen (C₆H₆) z olejovitého zbytku, který vznikal při výrobě svítiplynu. Tento objev byl klíčový pro rozvoj organické chemie.
Zkapalňování plynů: Jako první zkapalnil několik plynů, například chlor a amoniak, čímž dokázal, že jsou to jen páry kapalin s velmi nízkým bodem varu.
Bunsenův kahan: Vynalezl ranou formu Bunsenova kahanu, která se stala standardním vybavením chemických laboratoří.

🛡️ Faradayova klec

V roce 1836 demonstroval, že elektrický náboj se nachází pouze na vnějším povrchu vodiče a uvnitř dutého vodiče nepůsobí žádné elektrické pole. Tento jev, známý jako Faradayova klec, se využívá k ochraně citlivých elektronických zařízení před vnějším elektromagnetickým rušením. Princip Faradayovy klece chrání například i pasažéry v automobilu nebo letadle při úderu blesku.

👶 Pro laiky: Faradayovy objevy jednoduše

Představte si, že točíte klikou a najednou se rozsvítí žárovka, aniž by byla připojena k baterii. Přesně to je základní myšlenka Faradayova největšího objevu – elektromagnetické indukce. Zjistil, že když hýbete magnetem v blízkosti drátu (například cívky), v drátu začne proudit elektřina. Tím v podstatě vynalezl první elektrický generátor. Každá elektrárna na světě, ať už vodní, uhelná nebo jaderná, funguje na tomto principu: něco (voda, pára) roztáčí obrovský magnet uvnitř cívek a vyrábí tak elektřinu, kterou máme doma v zásuvkách.

Další jeho slavný vynález je Faradayova klec. Je to jako neviditelný ochranný štít proti elektřině. Když sedíte v autě během bouřky a udeří do něj blesk, proud sjede po kovové karoserii do země a vám se nic nestane. Auto funguje jako Faradayova klec. Stejně tak chrání i citlivou elektroniku, například v mikrovlnné troubě, kde kovová mřížka ve dvířkách brání mikrovlnám uniknout ven.

🏛️ Odkaz a vliv

Faradayovy objevy položily základy pro masové využití elektřiny a odstartovaly technologickou revoluci. Jeho práce na elektromagnetismu přímo vedla k Maxwellovým rovnicím a později k teorii relativity Alberta Einsteina, který měl ve své pracovně Faradayův portrét vedle portrétů Isaaca Newtona a Jamese Clerka Maxwella.

Na jeho počest byla pojmenována základní jednotka elektrické kapacity – farad (F). Jeho jméno nese také Faradayova konstanta, kráter na Měsíci a asteroid (37582) Faraday. Jeho portrét se objevil na britské 20librové bankovce vydané v roce 1991.

Zdroje