Kiel Faraday briligis la lumon

Michael Faraday naskiĝis en Londono en 1791 kaj estis la filo de malriĉa forĝisto en periodo dum kiu scienco estis nur praktikata de la elitanoj. Tio ŝanĝiĝis tamen, kiam la 13-jaraĝa Faraday akiris laboron kiel libroliveranto kaj per tre dure labori tiom imponis sian ĉefon ke li rajtis iĝi lernanto de librobindado. Dum la tago li bindis librojn kaj dum la nokto li legis ilin. Gvidite de lia nehaltebla scivolemo, li lernis ĉion pri la plej diversaj sciencoj. Specife elektro kaj ĥemio interesis lin. Scienco iĝis lia obsesio kaj li eĉ uzis lian modestan pagon por akiri sciencajn instrumentojn kaj ĥemiaĵojn por juĝi la verecon de tio kion legis.

Pro lia financa situacio, Faraday ne povis ĉeesti prelegojn, sed lia frato, kiu observis kiom pasia li iĝis, donacis la monon kiun Faraday bezonis por iri al prelego de John Tatum. Li ege zorgeme verkis notojn kaj poste bindis tiujn en libro en 1811. Tiu libro ne restis nerimarkata kaj unu el la klientoj de la librobindejo, imponite de liaj notoj, ofertis al Faraday biletojn al la kvar lastaj prelegoj de la fama Humphry Davy. Tie li spektis Davy paroli pri unu el la plej aktualaj problemoj en ĥemio, nome kiel oni definu acidecon, kaj fari eksperimentojn. Denove Faraday kreis notojn kaj bindis per tiuj 300-paĝan, mane verkitan libron, kiun li sendis al Humphry Davy por danki lin. Intertempe Faraday eklaboris por nova ĉefo, kiun li ege malŝatis. Feliĉe por Faraday tamen, Humpry iĝis la viktimo de eksplodo dum unu el liaj eksperimentoj, kiu kaŭzis ke dum specifa periodo, Davy ne kapablis skribi. Davy estis imponita de la libro kiun li ricevis kaj ofertis al Faraday labori por li dum kelkaj tagoj kiel skribisto. Poste li ricevis leteron en kiu Faraday petis iĝi lia asistanto. Feliĉe por li, unu el la asistantoj de Davy estis maldungita iom poste, do Davy ofertis al Faraday laboron kiel ĥemian asistanton. Tiel li povus eklabori por la Royal Institution (RI), kies anoj estis la plej elstaraj sciencistoj de la tempo. Kompreneble Faraday ne povis nei tian revan oferton.

Lia tasko kiel ĥemia asistanto estis la preparado de ĥemiaĵoj kaj instrumentoj por prelegoj kaj eksperimentado. Tamen jam post sep monatoj, Davy ofertis al li kuniri por dekok-monata vojaĝo tra Eŭropo kun li kaj lia edzino, kiel sekretario. Li akceptis kaj renkontis multajn gravajn sciencistojn, kiel Alessandro Volta. Tiumaniere la vojaĝo funkciis iomete kiel lia eduko. Tamen li malĝojis pri tio ke la edzino de Davy neniam sukcesis akcepti lin kiel samvalorulon. En la Britio de lia tempo estis granda laŭnaskiĝa divido kaj pro tio ke li venis de povra familio, li devis servi ŝin. Tiusence reveni al Londono estis liberiĝo. Lia kontrakto kun la RI estis plilongigita kaj li eĉ komencis mem prelegi. En 1821 li denove promociis kaj geedziĝis kun Sarah, kun kiu li loĝis en ĉambroj de la RI la sekvintajn dekjarojn. Li ne plu bezonis loĝi en subtegmentoj. Tri jarojn poste, en 1824, li estis oficiale elektita kiel membro de la RI. Tio estis la oficiala pruvo de lia akceptiĝo kiel grava sciencisto. Li iĝis profesoro de ĥemio kaj restis tio dum sia tuta vivo. Dufoje la RI ofertis al li prezidantecon, sed li neis.

Faraday estas plej bone konata pro lia laboro rilate al la interago inter magnetoj kaj elektro. Li pensis per bildoj kaj kredis ke ĉio en la naturo estas ligita. Laŭ li, oni povus vidi kiel ĉio rilatas nur per eltrovi kiel la unua paŝo funkcias. Kiam li eksperimentis kun elektra ŝnuro kaj observis ke la elektro influis kompason sur la tablo apud ĝi, kiel magneto, aliaj sciencistoj taksis lin freneza kiam li konstatis ke la elektro elsendas iun forton el la ŝnuron. Ĉiu sciis ke elektro kaj magnetismo rilatis neniel, sed Faraday sciis pli. Li vidis en lia menso la nevideblajn liniojn de forto kiuj ĉirkaŭis magnetojn kaj elektrajn ŝnurojn kaj pensadis pri kiel ili interagas.

Post ekkompreni kiel la elektro influis la magneton en la kompaso, li ekscivolis ĉu li ankaŭ povis fari la inverson. Li volis movi ŝnuron pere de magneto. Por fari tion li kreis ĉirkaŭ la jaro 1821 interesan eksperimenton kie metala bastoneto libere pendis de tenilo kun la pinto en malgranda bano de hidrargo, fluanta metalo kiu tralasas elektron. Pro tio ke la hidrargo estis fluaĵo, la bastoneto povis libere moviĝi tra la bano sen perdi kontakton. La alia flanko de la bastono kaj la hidrargo estis kontektitaj pere de baterio. Tiel la elektra cirkvito estis kompleta. La lasta parto estis magneto kiu kuŝis en la mezo de la bano. Nenio okazis kiam la baterio ne estis konektita, sed kiam Faraday konektis ĝin, li vidis ion kion neniu homo vidis antaŭe. La bastono ekturniĝis ĉirkaŭ la magneto. Eĉ la plej fortaj, modernaj elektromotoroj uzas ĉi tiun principon.

Nur la elektromotoro jam sufiĉus por igi Faraday unu el la plej gravaj sciencistoj el sia tempo, sed tio ne estas la nura maniero je kiu magnetoj kaj elektro interagas. Alia principo kiun Faraday malkovris estis tiu de elektromagneta indukto. Li jam sciis ke elektro povas krei magnetajn kampojn ĉirkaŭ ŝnuroj, sed en 1832 li scivolis ĉu la malo eblis. Li eltrovis plurajn manierojn por fari tion, sed ili ĉiuj estis bazitaj sur magnetoj kiuj moviĝis ĉirkaŭ metalo, aŭ metalo kiu moviĝis tra magnetoj. Unu ekzemplo estas la disko de Faraday, kiu konsistis el fiksitaj magnetoj kaj disko el metalo kiun oni povis turni per tenilo. La disko turniĝis inter la magnetoj kaj la magneta kampo kreis elektran fluon. Antaŭ tiu ekperimento, oni pli malpli nur havis bateriojn kiel fonto de elektra energio, sed per la malkovro de elektromagneta indukto, oni povis konstrui dinamojn kaj elektrajn generatorojn, sed ankaŭ aferojn kiel transformatorojn. Tamen samtempanoj ne ŝatis la teoriajn eksplikojn de Faraday, ĉar li neniam havis oficialan matematikan edukon kaj ne povis esprimi liajn ideojn pri linioj de forto matematike. Feliĉe estis unu sciencisto kiu ja kredis lin, nome James Clerk Maxwell. Li estis unu el la nuraj homoj kiuj kuraĝis kredi je la ideoj de Faraday kaj li havis la matematikajn kapablojn por pruvi ilin. Tial li ellaboris la leĝojn de Maxwell, kiuj priskribis elektron kaj magnetismon tiel kiel Faraday unue imagis ilin.

Unu lasta interago de elektro kaj magnetismo estis lumo. Oni sciis pli malpli kiel lumo agis, sed neniu sciis kio lumo precize estis. Faraday havis ideon tamen, nome ke ĝi estis elektromagneta radio. La ideo estis kie se la elektra kampo kaj la magneta kampo influas unu la alian, ili povas fari tion kiel du ondoj kiuj sinsekvas unu la alian. Lumo do estis fizika reprezento de la du kampoj. Ili estis du partoj de unu afero. Estas ideo kiu eĉ per bildoj kostas iom da pensado por kompreni. Kompreneble la matematiko malantaŭ ĝi estis eĉ pli komplika. Tamen Maxwell sukcesis priskribi la ideon. La du kampoj ja povis influi unu la alian, sed nur se tio okazis je unu tre specifa rapideco, nome tiu de lumo! Tio donis multe da pezo al la ideo de Faraday kaj hodiaŭ oni ankoraŭ uzas tiun modelon por priskribi lumon, kvankam ĝi ne povas klarigi ĉiun aspekton de lumo.

Hodiaŭ oni ankoraŭ povas renkonti ŝpurojn de Faraday. Liaj malkovroj gvidis al multe el la teĥnikoj kiuj ni uzas en nia tempo. Ankaŭ kiel komunikanto kaj prelegisto li ne perdiĝis en historio. Ekzemple la Kristnaskajn Prelegojn por infanoj kiujn li komencis ankoraŭ ekzistas. Tamen la plej grava leciono kiun ni povas lerni de li estas lia sinteno. Ke li ne perdis esperon kaj sukcesis iĝi unu el la plej gravaj sciencistoj komenciĝinte kiel filo de forĝisto, sed ankaŭ ke li kuraĝis pensi laŭ sia propra maniero. Kvankam preskaŭ ĉiu taksis lin freneza, li ne influiĝis de tiu premo kaj tamen sciis kiam ĉesi se lia intuicio ne ĝustis. Espereble ankaŭ la sciencistoj de hodiaŭ sekvas tiujn principojn.

 

Se vi volas lerni pli pri Michael Faraday, indas viziti la retpaĝon de la Royal Institution, kie oni povas inter alie rigardi la interaktivan tempolinion pri Faraday.

http://www.rigb.org/our-history/michael-faraday

Se vi volas vidi kiel Humphry Davy inspiris Michael Faraday, vi povas spekti videon de unu el la eksperimentoj kiujn Faraday rigardis dum la prelegoj de Davy.

https://www.youtube.com/watch?v=nxRHQ1xfnWc

 

Advertisements

Respondi

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Ŝanĝi )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Ŝanĝi )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Ŝanĝi )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Ŝanĝi )

Connecting to %s