Michael Faraday (0)

Kool
mICHAEL fARADAY
referaat
Nimi
11. a klass
Juhendaja
Linn 2014
SISSEJUHATUS
Michael Faraday (22. september 1791 – 25. august 1867) oli inglise füüsik ja keemik , kes arendas elektromagnetismi teooriat ja elektrokeemiat. 14-aastaselt läks ta raamatuköitja õpilaseks ja huvitus õpipoisi ajal loodusteadusest. Ta pani kirja oma tähelepanekud ainete omaduste ja reaktsioonide kohta ning saatis need Humphry Davyle, kes võttis ta pärast nendega tutvumist oma assistendiks. Michael Faraday valiti 1838. aastal Rootsi Kuningliku Teaduste Akadeemia välisliikmeks. Aastal 1840 valiti ta Ameerika Filosoofiaseltsi välisliikmeks.
Tema elutöö oli elektri ja magnetismi uurimine , mille ta rajas lähimõju printsiibile. Ta leiutas elektrimootori, dünamo ja Faraday silindri. Ta oli väga hea eksperimentaator, kuid vähese matemaatilise haridusega. Ta sõnastas elektrolüüsi seadused (Faraday seadused) ja võttis kasutusele terminid katood , anood , elektrood, ioon , elektrolüüt ja elektrolüüs . Faraday avastas diamagentismi ja paramagnetismi. Tema järgi on nimetatud elektrimahtuvuse ühik farad .
AVASTUSED

Faraday esimesed tööd kuuluvad keemia valdkonda, kuid suurimad saavutused kuuluvad siiski elektri alale . Oerstedi, Ampéri’e ja Ohmi kõrval oli Faraday see, kes avastas siin nõnda palju uut, et eelmisel sajandil võinuks jääda mulje, nagu oleks ta lahendanud oma uurimisalal ka kõige viimased lahtised küsimused.

1821. a. tõestas Faraday eksperimentaalselt, et – nagu ta oma päevikutes kirjutas – „ magnetnõela kõik harilikud tõukumised ja tõmbumised vooluga juhtme poole on pettekujutlused; liikumine ei ole tõmbumine ega tõukumine ega üldsegi taandatav mingite külgetõmbavate või eemaletõukavate jõudude toimele, vaid põhjustatud traadis olevast jõust, mis püüab magnetnõela pöörata, selle asemel et ühte tema poolustest traadile lähendada või traadist eemaldada. Sellest järeldub kestev ringliikumine nii kaua kui patarei töötab. Mul õnnestus niisuguse liikumise olemasolu näidata teoreetiliselt ja ka eksperimentaalselt; mul läks korda panna traat ringlema ümber magnetpooluse ja magnetpoolus ümber traadi.“ Sellega oli Faraday põhimõtteliselt leiutanud eektrimootori, mida käivitab Volta patareist saadav alalisvool; unipolaarmootori, sest selle keskel avaldab mõju ainult üks kahest magnetpoolusest, mille ringjad jõujooned panevad vooluahela liikuma ja säilitavad liikumisoleku. Energiat anda see mootor ei saanud; see oli füüsikariist aga mitte tehniline masin. Faraday avastas ja tõestas, et vooluga juhtme magnetjõud ei mõju risti juhtmega, vaid piki suletud ringjooni ümber juhtme kui keskpunkti punkt. Need jooned on magnetvälja jõujooned.

Reaalsetes mehhanismides vajaliku võimsusega elektriajamid said võimalikuks alles pärast elektromagnetismi avastamist ja esimeseks elektromagnetiliseks elektriajamiks tuleb pidada Michael Faraday katseseadet, mille ta valmistas 3. septembril 1821 ja milles voolust läbitud varras pöörles ümber seisva magneti (joonis 4).
Faraday esimest elektriajamit võib nimetada elektromagnetiliseks segistiks, sest pöörlev varras paneb anumas oleva vedeliku (elavhõbeda) keeriseliselt liikuma. Kuna aga vool kulgeb ka elavhõbedas, tekivad selles vedelmetallis endas samuti liikumapanevad magnetohüdrodünaamilised jõud. Seega sisaldab Faraday katseseade endas ka esimese magnetohüdrodünaamilise ajami tunnuseid.

Joonis 1. Katseseade

1831 . a. avastas elektromagnetilise induktsiooni nähtuse – kui üksteise sisse asetada kaks pooli, millest esimene on ühendatud ainult ampermeetriga, siis saab selles esimeses poolis tekitada elektrivoolu, kui teises poolis on muutuva tugevusega elektrivool . Muutuvat voolu võib tekitada teise pooli vooluallikaga ühendamise ja lahtiühendamise abil või ka elektriahelasse ühendatud reostaadi takistuse muutmise abil. Paneme tähele, et kaks pooli pole üksteisega elektriliselt ühendatud, seega peab seda efekti ühelt poolilt teisele üle kanda mingi väli. Lisaks saab sama efekti tekitada veel liigutades poole üksteise suhtes, kui teises poolis on ühtlane elektrivool ning ka ainult ühe pooli abil, kui esimesse pooli sisse panna või sealt välja võtta püsimagnet . Kui püsimagnet on pooli sees paigal, siis elektrivoolu poolis ei teki. Järelikult tekitab elektrivoolu muutuv magnetväli .

Faraday seaduse avastamist peetakse tema suurimaks saavutuseks. Leiutis oli tähelepanuväärne kahel põhjusel . Esiteks on Faraday seadusel põhjapanev tähtsus, et me mõistaksime elektromagnetismi. Teiseks saab elektromagneetilist induktsiooni kasutada alalise elektrivoolu genereerimiseks.

Faraday efekt on aines piki magnetvälja leviva lineaarselt polariseeritud valguse võnketasandi pöördumine. Pöördenurk on võrdeline magnetvälja tugevusega ja valguse läbitud ainekihi paksusega; võrdetegur ( Verdet ’ konstant) sõltub aine omadustest, temperatuurist ja valguse võnkesagedusest. Faraday avastas efekti 1845. aastal.
Faraday arv ehk Faraday konstant on füüsikas ja keemias kasutatav konstantne arv, mis näitab ühe mooli elektronide elektrilaengu absoluutväärtust. Faraday konstandi väärtus on 96 485,3415 C/mol (teistel andmetel 96 485,3383 C/mol). Faraday arv saadakse Avogadro arvu korrutamisel elektroni laenguga.
Faraday silinder – elektrijuhist valmistatud õõnes, enamasti silindrikujuline keha. Selle õõnsuses puudub elektriväli, sõltumata laengute olemasolust silindri välispinnal või välises ruumis (nähtuse avastas 1836). Faraday silinder kaitseb sellesse asetatud aparatuuri väliste elektriväljade mõju eest (elektrostaatiline varje ). Faraday silinder toimib hästi ka juhul, kui see on valmistatud tihedast elektrit juhtivast võrgust.
Faradmeeter – mahutuvusmõõtur, elektrimõõteriist mahutuvuse mõõtmiseks. Eristatakse elektromehaanilisi ja elektronfaradeid. Esimese mõõtemehhanism on elektrodünaamiline või elektromagnetiline logomeeter, harvem alaldiga magnetoelektriline süsteem. Faraditega mõõdetakse kondensaatorite, kaablite jms. mahutuvust; mõõteviga on ∓ (0,2-4)%, mõõtepiirkond 10 nF-100 µF.
KOKKUVÕTE
Faraday oli see, kes tõi füüsikasse magneti ja elektri jõujoonte tähtsa idee. Mitte rõhutades magneteid endid , vaid pigem nendevahelit välja, aitas ta ette valmistada teed paljudele tänapäeva füüsika saavutustele , Maxwelli võrrandid kaasa arvatud. Faraday avastas ka, et kui lasta polariseeritud valgus läbi magnetvälja, siis selle polarisatsioon muutub. See avastus on oluline sellepärast, et see oli esimene viide valguse ja magnetismi vahelisele seosele.
Tark, kena välimusega Faraday oli väga populaarne lektor . Sellele vaatamata oli ta tagasihoidlik ning suhtus äärmise ükskõiksusega rahasse ja autasudesse. Ta keeldus aadlitiitlist ja samuti Londoni Kuningliku Seltsi presidendi ametikohast. Faraday suri 25. august 1867 Londoni lähedal.

KASUTATUD MATERJALID

Backe, H. 1984. Retk füüsikasse. Tallinn: Valgus
1987. Eesti Nõukogude Entsüklopeedia 2. Tallinn: Valgus
Elektriajamid. Sissejuhatus. [ http://www.e-ope.ee/_download/euni_repository/file/2463/Elektriajamid_2011.zip/Elektriajamid_2011/Sissejuhatus.html ].
Faraday arv. [ http://et.wikipedia.org/wiki/Faraday_arv ].
Hart , M.M. 2001. Maailma sada mõjukamat inimest. Tallinn: Olion
Michael Faraday. [ http://et.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday ].
Tuntud füüsikud . Michael Faraday. [ http://www.hot.ee/hothotrauno/faraday.html ].