Реферат: Фарадей

Само собой разумеется, что теоретические воззрения Фарадея и исследования связи химических и электриче­ских явлений толкали его на активное участие в разго­равшейся борьбе между сторонниками и противниками контактной теории. 7 апреля .1834 г. он представил Ко­ролевскому обществу мемуар «Об электричестве воль­това столба», в котором он описывал ряд опытов, при­ведших его к убеждению, что причиной электродвижу­щей силы (в вольтовом столбе) «являются химические силы».

1831—1834 гг. были для Фарадея в высшей степени плодотворными. За это время он опубликовал десять серий «Опытных исследований по электричеству», со­ставляющих основную часть его работ в этой области. Труд был исключительно напряженным. Приходилось работать на новых, неизведанных участках науки, и са­мому прокладывать себе путь. Его работа была огром­ной и с чисто количественной стороны. Все это не могло не сказаться на физическом его состоянии. Силы Фарадея заметно ослабевают. В 1835 г. он не написал ни одной работы, и единственный доклад Королевскому обществу «Об улучшенной форме вольтова столба», про­читанный в 1835 г., был составлен еще в 1834 г. Тин­даль назвал этот мемуар «относительно неважным». В 1836 и 1837 гг. Фарадей не опубликовал ничего.

В 1837 г. Фарадей оправился и опять приступил к ра­боте. 21 декабря этого года он прочитал Королевскому обществу большой доклад, вошедший в одиннадцатую серию, которая носит общее название «Об индукции».

Исследования Фарадея, как следует из всего сказан­ного выше, носили до этого периода экспериментальный характер. Но было бы неправильно утверждать, как де­лают противники теоретических взглядов Фарадея, что вообще его исследования не выходили за пределы опытного естествознания. Начиная с одиннадцатой серии, Фарадей, накопивший к тому времени огромный фактический материал, предпринимает серьезные и решительные шаги к теоретическому осмыслению результатов своих работ. Действительно, к этому времени и самый характер исследований и вся освещавшаяся им область в целом неизбежно вели его к теоретическим обобщениям. Вот что писал Фарадей во вступлении к трактата «Об индукции»

«Учение об электричестве находится на той стадии) когда каждый из его отделов требует экспериментального изучения не только в целях обнаружения новых явлений, но что в данный момент гораздо более суще­ственно — в целях усовершенствования способов создания уже известных эффектов и, следовательно, более точного определения основ действия этой самой замечав тельной и универсальной силы в природе. Для тех исследователей, которые, отдаваясь своей работе с энтузиазмом, тем не менее с осторожностью сочетают опы1 с аналогиями, для исследователей, которые с недоверием относятся к своим собственным предвзятым мнениям, отдают предпочтение факту перед теорией, не слишком поспешно делают обобщения и на каждом шагу согласны проверять свои суждения, для всех них ни одна отрасль знания не представляет такого прекрасного и благодарного поля для открытий, как эта Это вполне подтверждается успехами, достигнутыми в области электричества за последние тридцать лет. Химия и учение о магнетизме одна за другим признали господствующее влияние электричества, и весьма вероятно, что все явления, обусловленные свойствами неорганической материи, а может быть и большинство тех. которые относятся к растительной и животной жизни окажутся в конце концов ему подчиненными».

Самым важным в учении об электричестве Фарадей считал явление индукции: «Среди различного рода про­явлений, по признакам которых принято подразделять электричество, нет, я полагаю, ни одного, которое превосходило бы или хотя бы было сравнимо с эффектом получившим имя индукции. Она играет наибольшую роль во всех электрических явлениях, участвуя, по видимому, в любом из них, и, действительно, носит характер первейшего существенного и основного начала. Изучение индукции является настолько важным, что без более глубокого понимания её природы нельзя, мне кажется, значительно продвинуться вперед. Каким же иным путем можно надеяться понять ту гармонию или даже единство действий, которое, несомненно, управляет возбуждением электричества с помощью трения, химических реакций, тепла, магнитного влияния, испарения и даже живого организма».

Вот почему Фарадей придавал проблеме электриче­ской индукции такое важное значение и в течение двух лет (1837—-1838 гг.) неустанно занимался ее изучением.

После трактата «Об индукции» четырнадцатая серия Фарадея была посвящена «природе электрической силы или сил» и «связи между электрическими и магнитными силами». Эта серия касается частных вопросов теории о природе электричества и является заключением к пер­вому тому, изданному в 1839 г.

Первые признаки переутомления обнаружились, как уже было сказано, в 1835 г. С целью отдыха и лечения Фарадею пришлось поехать в Швейцарию, хотя вообще ездить за границу ом не любил и делал это редко. Отдых не сразу вернул ему утерянные силы. В течение двух лет он ничего не опубликовал и вынужден был принять государственную пенсию.

B 1845 г. к Фарадею вернулась прежняя работоспособность., С присущей ему "энергией он принялся за осуществление тех «прекрасных открытий, которые бродили в его мыслях». Но силы были уже не те. Все чаще и чаще ему приходилось уезжать на дачу в Брайтон «одновременно и для успокоения и для освежения голо­вы». «Я чувствую, — писал Фарадей своему другу Деляриву, — что если бы я не пожил здесь и не был бы осторожным, я не смог бы работать». Однако на деле Фарадей не был осторожен. В том же письме он отмечает, что так захвачен своим открытием, что едва мо­жет урвать время для еды.

В 1845 г. им были сделаны два открытия, относя­щиеся к самым выдающимся в учении об электричества и магнетизмё. Первое, определявшееся им как «намагничивание света», в нынешней физической литературе носит название «магнитного вращения плоскости поля­ризации», а второе было явлением диамагнетизма.

В успехе 1845 г. значительную роль сыграли его ра­боты по оптическому стеклу. В начальных опытах Фарадей пытался выяснить, не оказывает ли электролитическая жидкость, при прохождении тока, влияния на поляризованный свет. Получив отрицательные резуль­таты, он в дальнейшем экспериментировал с прозрачными кристаллами, пока, наконец, не решил испытать свое стекло, которое отличалось особой тяжеловесностью. В последнем случае Фарадей добился благоприятных результатов. Он заставил поляризованный свет прохо­дить через стекло, находившееся в магнитном поле, и обнаружил, что плоскость поляризации светового луча, направленного вдоль магнитных силовых линий, поворачивается на некоторый угол, причем угол поворота тем больше, чем сильнее магнитное поле. Таким образом связь между световыми и магнитными, а следовательно» и электрическими явлениями была установлена.

Новое достижение Фарадея немедленно привлекло всеобщее внимание. Не успел он опубликовать свой до­клад, как в прессе появились сообщения о новом откры­тии. Не без удовольствия Фарадей отмечал, что в некоторых случаях сообщения эти были составлены вполне точно. Деляриву он, например, писал: «Я могу отослать вас к субботнему номеру «Таймса» (от 29 ноября), где имеется очень хороший отчет о докладе. Я не знаю, кто именно поместил его, но он составлен хорошо, хотя и коротко».

Интересно также письмо, полученное Фарадеем по поводу его открытия от миссис Марсет, автора «Бесед по химии», служивших начальным источником знаний для Фарадея, тогда еще мальчика.

«Дорогой м-р Фарадей! Сегодня утром я прочла в «Атенеуме» сообщение о публично объявленном вами открытии относительно тождества невесомых веществ, как-то: теплоты, света и электричества. Я в данный момент держу корректуру «Бесед по химии» для нового издания и поэтому взяла на себя смелость просить вас сообщить мне, где бы я могла получить правильный отчет об этом открытии. Боюсь, что оно слишком сложно и трудно, чтобы его можно было обработать для моих юных учеников, но все же я не могу решиться выпустить новое издание без всякого упоминания о нем. Я намеренно задержала корректуру «Бесед об электричестве», которые исправляла сегодня утром, до получения вашего ответа, в надежде включить его в эти гранки».

Можно себе представить, какое удовольствие испы­тывал Фарадей, читая это письмо. Четыре десятилетияотделяли его от того времени, когда он начал заниматься самообразованием. Но он не переставал считать Mapсет своей учительницей и все время питал к ней чувство глубокой благодарности. Сохранилось письмо от 2 сентября 1858 г., которое Фарадей написал Деляриву по поводу смерти Марсет.

«То, что вы мне сообщили, глубоко опечалило меня," во всех отношениях, так как миссис Марсет была мне . добрым другом, как, вероятно, и многим другим людям. В 1804 году, тринадцати лет от роду, я поступил в учение к книготорговцу и переплетчику. Пробыл я у него восемь лет и все время был занят переплетением книг. По окончании работ я черпал из этих книг первые свои знания. Две книги были мне особенно полезны — это, во-первых, «Британская энциклопедия», из которой я получил первые понятия об электричестве, и, вторых, «Беседы по химии» миссис Марсет, положившие начало моим познаниям в этой науке... Можете предста­вить мое восхищение, когда я лично познакомился с Марсет. Как часто я обращался к прошедшему и срав­нивал его с настоящим, как часто я думал о моей пер­вой учительнице, посылая ей какое-нибудь из моих со­чинений как благодарственную жертву, и эти чувства меня никогда не покинут...».

Доклад Фарадея Королевскому обществу, озаглав­ленный «Намагничивание света и освещение магнитных силовых линий», был прочитан 20 ноября 1845 г., а 6 декабря он представил новый мемуар «О магнитном состоянии всякого вещества», в котором было изложено второе открытие — явление диамагнетизма, заключаю­щееся в том, что полюс магнита обладает свойством от­талкивания некоторых веществ.

До этого в мире науки было известно, что одни тела притягиваются магнитом, а на другие он не оказывает никакого действия. Фарадей обычно экспериментировал с очень сильными магнитами. При их помощи он много­кратно действовал на различные вещества, но кроме обычных явлений ничего не замечал. Когда же он про­делал опыт со стеклом своего состава, то обнаружил необычайное явление — стекло начало удаляться от по­люса магнита.

Подобное явление наблюдали и другие ученые, но Фарадей об этом не знал, так как должного внимания оно на себя не обратило, да и авторы этого открытия. видимо, не придавали ему особого значения. Фарадей всесторонне исследовал новое явление и установил, что все твердые и жидкие тела подвержены магнитному влиянию (при соответственной силе магнита). «Каждое вещество, — писал Фарадей, — принадлежит к классу магнитных или диамагнитных». Магнитными он на­зывает в данном случае те тела, которые притягиваются полюсом магнита (в настоящее время принято называть эти тела парамагнитными), а диамагнитны­ми — те, которые им отталкиваются.

В 1851 г. он представил Ко­ролевскому обществу двадцать восьмую и двадцать де­вятую серии «Опытных исследований по электричеству». В них изложены выношенные им в течение многих лет идеи о магнитных силовых линиях.

В самом начале работ над исследованием связи электрических и магнитных явлений Фарадей создал себе ' представление о силовых линиях «как об изображении магнитной силы». Оно вытекало из его общих идей о реальности магнитного поля и помогло ему разобраться в самых сложных явлениях электричества и магнетизма. Важность этого представления была очевидна, и Фара­дей принялся за серьезную его разработку.

«Изучение этих линий,—писал Фарадей, — много­кратно оказывало большое влияние на мой ум и приво­дило меня к различным результатам, доказывающим на деле пользу и плодотворность этого представления». Дальнейшее развитие науки показало всю справедли­вость рассуждений Фарадея.

Последняя, тридцатая, серия «Опытных исследова­ний по электричеству» написана в 1855 г. Она касается магнитных явлений в их зависимости от кристаллической формы, температуры и т. п. Серия эта не включена в III том «Опытных исследований по электричеству», так как она была опубликована через год после его выхода.

«Опытные исследования по электричеству» история науки признает величайшим вкладом в учение об элек­тричестве. Все, занимавшиеся историей физики, считают, что труды Фарадея заложили основы современных представлений об электричестве, одной из основных отраслей естествознания, изучавшейся им около полувека.

В. 1857 г. кандидатура Фарадея была выдвинута на .пост президента Королевского общества Фарадёи" отка­зался.

12 марта 1862 г. он про­извел последнюю экспериментальную работу в своей лаборатории, а 20 июня того же года он в последний раз выступил на еженедельном собрании (по пятницам) в Королевском институте.

Годом раньше, когда Фарадею было семьдесят лет, он подал в отставку. Руководители Королевского ин­ститута ее не приняли и просили его остаться, разгрузив себя от любых обязанностей по своему усмотрению. Но глубокая добросовестность не позволяла Фарадею относиться к делу «кое-как». Несмотря на преклонный возраст и частое физическое недомогание, он старался возможно аккуратнее выполнять все, за что он считал себя ответственным, пока в марте 1865 г. снова не попросил увольнения.

Руководители Королевского инст?