Майкл Фарадей став одним із найвидатніших фізиків XIX століття. Його відкриття заклали фундамент електротехніки: без електромагнітної індукції не було б сучасних генераторів і всієї електроенергетики.
Але найдивніше в цій історії те, що Фарадей не навчався в університеті й майже не мав систематичної наукової освіти.
Він народився у 1791 році в Англії в небагатій родині. Його батько працював ковалем, грошей постійно не вистачало, тому Майкл отримав лише початкову освіту. У тринадцять років він почав працювати в книжковій крамниці, а невдовзі став учнем палітурника.
І саме ця робота змінила його життя.
Фарадей-палітурник
Фарадей отримав доступ до величезної кількості книжок. Поки він зшивав і переплітав їх, то читав усе, що його цікавило, особливо книги про фізику та хімію. А потім почав самостійно повторювати описані там досліди, використовуючи те обладнання, яке міг дістати.
У 1812 році Фарадей потрапив на лекції знаменитого британського хіміка Гемфрі Деві в Королівському інституті. Він уважно записував почуте, доповнив записи малюнками, переплів їх у книгу й надіслав Деві разом із проханням дати йому можливість працювати в науці.
І це спрацювало.
Фарадей у Королівському інституті
У 1813 році Фарадей став лабораторним асистентом у Королівському інституті. Спочатку його обов’язки були досить простими: готувати обладнання, допомагати під час дослідів, стежити за лабораторією. Але натомість він отримав дещо набагато важливіше — можливість щодня бачити, як працюють провідні науковці свого часу, і самому займатися експериментами.
Поступово Фарадей із помічника перетворився на самостійного дослідника.
У 1820 році Ганс Крістіан Ерстед відкрив, що електричний струм створює навколо провідника магнітне поле. Це відкриття показало, що електрика й магнетизм якимось чином пов’язані між собою.
Фарадей поставив наступне запитання: чи можна використати цю взаємодію, щоб перетворити електричну енергію на безперервний механічний рух?
Фарадей і електромагнітне обертання
У 1821 році він продемонстрував електромагнітне обертання. У його пристрої провідник зі струмом міг безперервно рухатися навколо магніту. Це був один із перших пристроїв, здатних перетворювати електричну енергію на безперервний механічний рух, і важливий крок до появи електродвигуна.
Але залишалося ще цікавіше питання.
Якщо електричний струм може створювати магнітне поле, чи можливий зворотний процес? Чи можна за допомогою магнетизму отримати електричний струм?
Фарадей неодноразово повертався до питання про зв’язок електрики й магнетизму, і в 1831 році серія експериментів нарешті привела його до нового відкриття.
Фарадей і електромагнітна індукція
В одному зі своїх знаменитих дослідів він узяв залізне кільце й намотав на нього дві окремі обмотки дроту. Першу з’єднав із батареєю, а другу — з приладом для виявлення струму. При цьому електричного контакту між обмотками не було.
Коли Фарадей підключив батарею до першої обмотки, стрілка приладу, з’єднаного з другою, раптом відхилилася. Але майже одразу повернулася назад.
Коли він від’єднав батарею, стрілка знову відхилилася — цього разу в протилежний бік.
І це було дивно.
Поки в першій обмотці постійно протікав струм, навколо неї існувало магнітне поле. Але постійного струму в другій обмотці не виникало. Стрілка рухалася лише в моменти вмикання та вимикання батареї — тобто тоді, коли струм у першій обмотці, а разом із ним і магнітне поле, змінювалися.
Фарадей продовжив експерименти й довів, що електричний струм можна отримати й іншим способом — рухаючи постійний магніт відносно котушки з дроту.
Так було відкрито електромагнітну індукцію.
Досліди Фарадея показали, що зв’язок між електрикою й магнетизмом набагато глибший, ніж здавалося раніше. Саме вони відкрили шлях до створення електричних генераторів, трансформаторів і майбутньої електроенергетики.
Але цим внесок Фарадея в науку не обмежився. Він сформулював кількісні закони електролізу, відкрив діамагнетизм, показав зв’язок між магнетизмом і світлом та розвивав уявлення про силові лінії — про те, що електричні й магнітні взаємодії пов’язані з простором навколо тіл.
Для свого часу це був надзвичайно незвичний спосіб мислення.
Фарадей не мав серйозної математичної підготовки. Він мислив передусім експериментами, фізичними образами та силовими лініями. А те, що Фарадей уявляв за допомогою цих ліній, інший великий фізик — Джеймс Клерк Максвелл — згодом зміг описати мовою математики.
Так колишній учень палітурника, який не мав університетської освіти, став одним із людей, чиї відкриття електрифікували світ.
Додаткову інформацію дивись на сторінці “Світ електрики“.