Nichts ist zu wunderbar, um wahr zu sein, wenn es mit den Gesetzen der Natur übereinstimmt.
Michael Faraday war ein englischer Wissenschaftler, der zur Erforschung des Elektromagnetismus und der Elektrochemie beitrug. Seine Hauptentdeckungen umfassen die Prinzipien der elektromagnetischen Induktion, des Diamagnetismus und der Elektrolyse.
Obwohl Faraday nur wenig formale Ausbildung erhielt, war er einer der einflussreichsten Wissenschaftler der Geschichte. Durch seine Forschung zum Magnetfeld um einen Leiter mit Gleichstrom etablierte Faraday die Grundlage für das Konzept des elektromagnetischen Feldes in der Physik. Faraday stellte auch fest, dass Magnetismus Lichtstrahlen beeinflussen konnte und dass es eine zugrunde liegende Beziehung zwischen den beiden Phänomenen gab. Er entdeckte ebenso die Prinzipien der elektromagnetischen Induktion und des Diamagnetismus sowie die Gesetze der Elektrolyse. Seine Erfindungen von elektromagnetischen Rotationsgeräten bildeten die Grundlage der Elektromotoren-Technologie, und es war weitgehend seinen Bemühungen zu verdanken, dass Elektrizität für die Verwendung in der Technologie praktisch wurde.
Als Chemiker entdeckte Faraday Benzol, untersuchte das Chlor-Clathrat-Hydrat, erfand eine frühe Form des Bunsenbrenners und das System der Oxidationszahlen und popularisierte Begriffe wie „Anode", „Kathode", „Elektrode" und „Ion". Faraday wurde schließlich der erste und hervorragendste Fullerian Professor für Chemie an der Royal Institution, eine lebenslange Position.
Faraday war ein ausgezeichneter Experimentator, der seine Ideen in klarer und einfacher Sprache vermittelte; seine mathematischen Fähigkeiten erstreckten sich jedoch nicht auf Trigonometrie und waren auf die einfachste Algebra beschränkt. James Clerk Maxwell nahm die Arbeiten von Faraday und anderen auf und fasste sie in einem Satz von Gleichungen zusammen, die als Grundlage aller modernen Theorien elektromagnetischer Phänomene akzeptiert werden. Zu Faradays Verwendung von Kraftlinien schrieb Maxwell, dass diese zeigen, dass Faraday „in Wirklichkeit ein Mathematiker von sehr hoher Ordnung war – einer, von dem die Mathematiker der Zukunft wertvolle und fruchtbare Methoden ableiten können." Die SI-Einheit der Kapazität ist nach ihm benannt: das Farad.
Albert Einstein behielt ein Bild von Faraday an seiner Studienwand, neben Bildern von Isaac Newton und James Clerk Maxwell. Der Physiker Ernest Rutherford erklärte: „Wenn wir die Größe und den Umfang seiner Entdeckungen und ihren Einfluss auf den Fortschritt der Wissenschaft und der Industrie berücksichtigen, gibt es keine Ehre, die groß genug wäre, um das Andenken an Faraday zu würdigen, einen der größten wissenschaftlichen Entdecker aller Zeiten."
Privatleben
Frühes Leben
Michael Faraday wurde am 22. September 1791 in Newington Butts geboren, das heute Teil des London Borough of Southwark ist, damals aber ein Vorortgebiet von Surrey war. Seine Familie war nicht wohlhabend. Sein Vater James war Mitglied der Glassite-Sekte des Christentums. James Faraday zog seine Frau und zwei Kinder während des Winters 1790 von Outhgill in Westmorland nach London, wo er Lehrling bei dem Dorfschmied gewesen war. Michael wurde im Herbst dieses Jahres geboren. Der junge Michael Faraday, das dritte von vier Kindern, mit nur der grundlegendsten Schulausbildung, musste sich selbst ausbilden.
Wie glücklich für die Zivilisation, dass Beethoven, Michelangelo, Galileo und Faraday nicht gesetzlich verpflichtet waren, Schulen zu besuchen, wo ihre gesamten Persönlichkeiten manipuliert würden, um sie zu lehren, akzeptable Wege der Teilhabe als Mitglieder der „Gruppe" zu lernen. —Joel H. Hildebrand's Education for Creativity in the Sciences Rede an der New York University, 1963.
Im Alter von 14 Jahren wurde er Lehrling bei George Riebau, einem lokalen Buchbinder und Buchhändler in der Blandford Street. Während seiner siebenjährigen Lehrzeit las Faraday viele Bücher, einschließlich Isaac Watts' „The Improvement of the Mind", und setzte die darin enthaltenen Prinzipien und Vorschläge enthusiastisch um. Er entwickelte auch ein Interesse an Wissenschaft, besonders an Elektrizität. Faraday wurde besonders durch das Buch „Conversations on Chemistry" von Jane Marcet inspiriert.
Erwachsenenleben
1812, im Alter von 20 Jahren und am Ende seiner Lehrzeit, besuchte Faraday Vorlesungen des eminenten englischen Chemikers Humphry Davy von der Royal Institution und der Royal Society sowie von John Tatum, dem Gründer der City Philosophical Society. Viele der Tickets für diese Vorlesungen wurden Faraday von William Dance gegeben, der einer der Gründer der Royal Philharmonic Society war. Faraday schickte Davy daraufhin ein 300-seitiges Buch basierend auf Notizen, die er während dieser Vorlesungen gemacht hatte. Davys Antwort war unmittelbar, freundlich und günstig. 1813 beschädigte Davy sein Augenlicht bei einem Unfall mit Stickstofftrichlorid und beschloss, Faraday als Assistent einzustellen. Zufällig wurde einer der Assistenten der Royal Institution, John Payne, entlassen und Sir Humphry Davy wurde gebeten, einen Ersatz zu finden; daher ernannte er Faraday am 1. März 1813 zum Chemical Assistant an der Royal Institution. Sehr bald vertraute Davy Faraday mit der Vorbereitung von Stickstofftrichlorid-Proben an, und beide wurden bei einer Explosion dieser sehr empfindlichen Substanz verletzt.
Faraday heiratete Sarah Barnard 1800–1879 am 12. Juni 1821. Sie trafen sich durch ihre Familien in der Sandemanianer-Kirche, und er bekannte seinen Glauben der Sandemanianer-Gemeinde im Monat nach ihrer Heirat. Sie hatten keine Kinder.
Faraday war ein frommer Christ; seine Sandemanianer-Denomination war ein Ableger der Church of Scotland. Lange nach seiner Heirat diente er als Diakon und für zwei Amtszeiten als Ältester im Versammlungshaus seiner Jugend. Seine Kirche befand sich in der Paul's Alley in der Barbican. Dieses Versammlungshaus zog 1862 nach Barnsbury Grove, Islington; an diesem Ort im Norden Londons diente Faraday während der letzten zwei Jahre seiner zweiten Amtszeit als Ältester vor seinem Rücktritt von diesem Posten. Biografen haben bemerkt, dass „ein starkes Gefühl der Einheit von Gott und Natur Faradays Leben und Werk durchdrungen hat."
Späteres Leben
Im Juni 1832 verlieh die Universität von Oxford Faraday einen Ehrendoktor der Zivilgesetze. Während seines Lebens wurde ihm ein Ritterschaftstitel als Anerkennung für seine Leistungen in der Wissenschaft angeboten, den er aus religiösen Gründen ablehnte, da er glaubte, dass es gegen das Wort der Bibel verstieß, Reichtum anzusammeln und weltliche Belohnung zu verfolgen, und erklärte, dass er lieber „plain Mr Faraday bis zum Ende" bleiben möchte. 1824 wurde er Mitglied der Royal Society gewählt, lehnte es aber zweimal ab, Präsident zu werden. 1833 wurde er der erste Fullerian Professor für Chemie an der Royal Institution.
1832 wurde Faraday zum auswärtigen Ehrenmitglied der American Academy of Arts and Sciences gewählt. 1838 wurde er auswärtiges Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften, und 1844 war er eines von acht auswärtigen Mitgliedern, die zur Französischen Akademie der Wissenschaften gewählt wurden. 1849 wurde er zum assoziierten Mitglied des Königlich Niederländischen Instituts gewählt, das zwei Jahre später zur Königlich Niederländischen Akademie der Künste und Wissenschaften wurde, und er wurde anschließend zum auswärtigen Mitglied ernannt.
Faraday erlitt 1839 einen Nervenzusammenbruch, kehrte aber schließlich zu seinen Untersuchungen des Elektromagnetismus zurück. 1848 wurde Faraday infolge von Vorstellungen des Prinzgemahls ein kostenloses Haus in Hampton Court in Middlesex zugewiesen, frei von allen Kosten und Instandhaltung. Dies war das Haus des Master Mason, später Faraday House genannt, und jetzt Nr. 37 Hampton Court Road. 1858 zog sich Faraday dorthin zurück.
Nachdem er eine Reihe verschiedener Serviceprojekte für die britische Regierung bereitgestellt hatte, weigerte sich Faraday, als die Regierung ihn aufforderte, bei der Herstellung von Chemiewaffen zur Verwendung im Krimkrieg 1853–1856 zu beraten, aus ethischen Gründen teilzunehmen.
Faraday starb am 25. August 1867 in seinem Haus in Hampton Court im Alter von 75 Jahren. Er hatte einige Jahre zuvor ein Angebot auf Beerdigung in der Westminster Abbey nach seinem Tod abgelehnt, hat aber dort eine Gedenktafel in der Nähe von Isaac Newtons Grab. Faraday wurde auf dem Friedhof Highgate im Dissenters-Abschnitt für Nicht-Anglikanische beigesetzt.
Wissenschaftliche Leistungen
Chemie
Faradays früheste chemische Arbeit war als Assistent von Humphry Davy. Faraday war speziell an der Untersuchung von Chlor beteiligt; er entdeckte zwei neue Verbindungen von Chlor und Kohlenstoff. Er führte auch die ersten groben Experimente zur Gasdiffusion durch, ein Phänomen, das zuerst von John Dalton aufgezeigt wurde. Die physikalische Bedeutung dieses Phänomens wurde später von Thomas Graham und Joseph Loschmidt vollständiger offenbart. Faraday gelang es, mehrere Gase zu verflüssigen, untersuchte Stahllegierungen und produzierte mehrere neue Glassorten für optische Zwecke. Ein Exemplar eines dieser schweren Gläser wurde später historisch wichtig; als das Glas in ein Magnetfeld gebracht wurde, bestimmte Faraday die Rotation der Polarisationsebene des Lichts. Dieses Exemplar war auch die erste Substanz, von der festgestellt wurde, dass sie von den Polen eines Magneten abgestoßen wird.
Faraday erfand eine frühe Form dessen, was zum Bunsenbrenner werden sollte, der in Naturwissenschaftslaboren weltweit als praktische Wärmequelle verwendet wird. Faraday arbeitete umfangreich auf dem Gebiet der Chemie, entdeckte chemische Substanzen wie Benzol, das er Bicarburet aus Wasserstoff nannte, und verflüssigte Gase wie Chlor. Die Verflüssigung von Gasen trug dazu bei, festzustellen, dass Gase die Dämpfe von Flüssigkeiten mit sehr niedrigem Siedepunkt sind, und gab eine solidere Grundlage für das Konzept der molekularen Aggregation. 1820 berichtete Faraday über die erste Synthese von Verbindungen aus Kohlenstoff und Chlor, C2Cl6 und C2Cl4, und veröffentlichte seine Ergebnisse im folgenden Jahr. Faraday bestimmte auch die Zusammensetzung des Chlor-Clathrat-Hydrats, das 1810 von Humphry Davy entdeckt worden war. Faraday ist auch verantwortlich für die Entdeckung der Gesetze der Elektrolyse und für die Popularisierung von Begriffen wie Anode, Kathode, Elektrode und Ion, Begriffe, die großenteils von William Whewell vorgeschlagen wurden.
Faraday war der erste, der das berichtete, was später metallische Nanopartikel genannt werden sollte. 1847 entdeckte er, dass sich die optischen Eigenschaften von Goldkolloiden von denen des entsprechenden Massivmetalls unterschieden. Dies war wahrscheinlich die erste berichtete Beobachtung der Auswirkungen der Quantengröße und könnte als die Geburt der Nanowissenschaft betrachtet werden.
Elektrizität und Magnetismus
Faraday ist am besten für seine Arbeiten zur Elektrizität und zum Magnetismus bekannt. Sein erstes aufgezeichnetes Experiment war die Konstruktion einer Voltaschen Säule mit sieben britischen Halbpennys, übereinander gestapelt mit sieben Scheiben aus Zinkblech und sechs Stücken Papier, die mit Salzwasser befeuchtet waren. Mit dieser Säule zersetzt er Magnesiumsulfat erster Brief an Abbott, 12. Juli 1812.
1821, kurz nachdem der dänische Physiker und Chemiker Hans Christian Ørsted das Phänomen des Elektromagnetismus entdeckt hatte, versuchten Davy und der britische Wissenschaftler William Hyde Wollaston, einen Elektromotor zu entwerfen, scheiterten aber. Faraday, nachdem er das Problem mit den beiden Männern diskutiert hatte, baute zwei Geräte, um das zu produzieren, was er „elektromagnetische Rotation" nannte. Eines davon, jetzt als Homopolarmotor bekannt, verursachte eine kontinuierliche Kreisbewegung, die durch die zirkuläre Magnetkraft um einen Draht erzeugt wurde, der sich in einen Pool mit Quecksilber erstreckte, in den ein Magnet platziert wurde; der Draht würde sich dann um den Magneten drehen, wenn er von einer chemischen Batterie mit Strom versorgt würde. Diese Experimente und Erfindungen bildeten die Grundlage der modernen elektromagnetischen Technologie. In seiner Begeisterung veröffentlichte Faraday Ergebnisse, ohne seine Arbeit mit Wollaston oder Davy anzuerkennen. Der daraus resultierende Streit in der Royal Society belastete seine Mentorbeziehung zu Davy und trug möglicherweise zu Faradays Zuweisung zu anderen Aktivitäten bei, die folglich seine Beteiligung an der elektromagnetischen Forschung für mehrere Jahre verhinderten.
Seit seiner ersten Entdeckung 1821 setzte Faraday seine Laborarbeit fort und erforschte die elektromagnetischen Eigenschaften von Materialien und entwickelte notwendige Erfahrung. 1824 richtete Faraday kurzzeitig einen Stromkreis ein, um zu untersuchen, ob ein Magnetfeld den Stromfluss in einem benachbarten Draht regulieren könnte, fand aber keine solche Beziehung. Dieses Experiment folgte ähnlicher Arbeit, die drei Jahre zuvor mit Licht und Magneten durchgeführt wurde und identische Ergebnisse lieferte. In den nächsten sieben Jahren verbrachte Faraday viel Zeit damit, sein Rezept für optisch hochwertige schwere Gläser, Bleiborosilikat, zu perfektionieren, das er in seinen zukünftigen Studien zur Verbindung von Licht mit Magnetismus verwendete. In seiner Freizeit setzte Faraday seine experimentelle Veröffentlichung zu Optik und Elektromagnetismus fort; er führte Korrespondenz mit Wissenschaftlern, denen er auf seinen Reisen durch Europa mit Davy begegnet war und die ebenfalls am Elektromagnetismus arbeiteten. Zwei Jahre nach dem Tod von Davy, 1831, begann er seine große Serie von Experimenten, in denen er die elektromagnetische Induktion entdeckte, aufzeichnend in seinem Labor
