Читать книгу "Фарадей. Электромагнитная индукция - Сержио Рарра Кастильо"

Лекция «О связи золота (и других материалов) со светом», которую Фарадей прочитал в 1857 году, вдохновила ирландского физика Джона Тиндаля, который через два года после кончины Фарадея описал так называемый эффект Тиндаля, объясняющий голубой цвет неба.

Скоро после этой лекции Фарадей по причине преклонного возраста ушел с поста директора Королевского института, который занимал долгие 36 лет. Впервые в Англии человек, происходящий из низших слоев общества, занимал такой ответственный пост, до сих пор достававшийся людям с хорошим происхождением, для которых научный труд не был способом заработка.

* * *

Эффект Тиндаля

Эффект Тиндаля проявляется, когда пучок света проходит через среду, содержащую мелкие взвешенные частицы, рассеивающие свет. Свет без рассеивания был бы виден только наблюдателю, находящемуся перед источником света. При столкновении с частицами свет отклоняется в разных направлениях, достигая наблюдателя, находящегося на некотором расстоянии от источника, и становясь видимым. Мы можем наблюдать эффект Тиндаля, когда, например, зажигаем фары машины в тумане или когда луч света попадает в комнату с большим количеством пыли, висящей в воздухе. Тиндаль, как и Фарадей, был лектором Королевского института и великим экспериментатором. А в 1859 году он открыл парниковый эффект, воссоздав в лабораторных условиях атмосферу Земли для точного расчета того, сколько солнечной энергии достигает нашей планеты и сколько ее излучается в пространство.

Пучок света сначала проходит через стакан воды без взвешенных частиц. Без рассеивании свет не виден стороннему наблюдателю.

В следующем сосуде находится вода со взвешенными частицами, которые рассеивают свет, делая пучок света видимым.

* * *

В 1858 году королева Виктория предоставила Фарадею в пожизненное пользование дом, в котором 12 марта 1862 года он провел свое последнее исследование — ученый искал экспериментальные доказательства рефракции солнечного луча под воздействием магнитного поля. Инструменты, имевшиеся в ту эпоху, не были достаточно совершенными, поэтому попытки Фарадея не дали результатов, хотя они и заинтересовали нидерландского физика Питера Зеемана (1865–1943). В1896 году Зееман обнаружил явление, которое искал Фарадей. За это открытие в 1902 году он получил Нобелевскую премию по физике. Таким образом, эффект расщепления спектральных линий источника света под воздействием сильного магнитного поля на разные компоненты, каждый из которых поляризован, известен сегодня как эффект Зеемана. В конце XIX века было известно, что вибрация электронов создает электромагнитное излучение, такое как свет, а также что электроны каждого атома испускают волны строго определенной частоты. То есть каждый атом испускает уникальную цветовую комбинацию, спектральные или цветовые линии являются подписью атомов.

Я принимаю их как почетные назначения, отказ от которых подразумевает оскорбление другой стороне.

Майкл Фарадей о полученных наградах и должностях

Королева Виктория была особенно щедра к Фарадею, хотя он никогда не пользовался этим обстоятельством. Для сандеманианцев с их религиозным кредо авторитет королевы не был так уж велик: например, в 1844 году Фарадей был исключен из состава старейшин сандеманианцев, так как отсутствовал на воскресной службе, и это несмотря на то что он предварительно принес извинения, поскольку должен был ужинать с Ее Величеством. Когда в 1850-х правительство Британии пожелало увидеть Фарадея в составе группы ученых, которые должны были разрабатывать токсичный газ для использования в качестве химического оружия в Крымской войне против России, Фарадей отказался, поскольку подобные исследования не согласовывались с его моральными убеждениями. Несмотря на отказ Фарадея от всех излишеств и скептицизм относительно ценности открытий, он получил не менее сотни наград и должностей от всех основных мировых держав.

Ученый работал в течение более чем 40 лет, оставил семь томов детальных лабораторных заметок, отказался от поста президента Королевского общества и даже отклонил предложение королевы посвятить его в рыцари. На самом деле для Фарадея не было большей награды, чем воплотить в жизнь свою мечту: стать натурфилософом и раскрыть тайны электричества. Именно за раскрытие одной из этих тайн, состоящей в том, что переменная магнитная сила создает электричество, он получил наибольшее признание. На первый взгляд простое открытие стало причиной появления генераторов и динамо-машин, способных изменить ход истории.

Но в 1867 году разум Фарадея начал погружаться во тьму, и 25 августа того же года он умер, сидя в любимом кресле. Ровно через шесть лет Джеймс Клерк Максвелл опубликовал полную теорию электромагнетизма, в которой предлагалось окончательное объяснение природы света. Книга была основана на теориях Фарадея о силовых линиях.

В одном из последних писем, отправленных швейцарскому коллеге Опосту де ля Риву, Фарадей писал о своем отношении к смерти:

«Я благодарен, как мне кажется, потому что после того, как мои способности ослабели и многие вещи в жизни стали неинтересны, мне остается надежда, которая превращает созерцание смерти в облегчение, смерть не страшит меня. Этот мир является даром Божьим, и так как Он дает его нам, чего же мы должны бояться? Его невиданный дар, его возлюбленный сын — это основа нашей надежды […]. Я счастлив и доволен».

Королева Виктория намеревалась организовать погребение Майкла Фарадея рядом с Исааком Ньютоном и другими великими деятелями в Вестминстерском аббатстве, но вновь дали о себе знать религиозные воззрения английского ученого, который оставил следующие распоряжения: «Скромные похороны, на которых должны присутствовать только мои родственники, самый простой надгробный памятник в самом обычном месте земли».

Рядом с могилой Исаака Ньютона в Вестминстерском аббатстве есть памятная табличка в честь Фарадея. Но его, как твердого в своей вере сандеманианца, похоронили согласно его пожеланию на сандеманианском участке кладбища Хайгейт в Лондоне.

ПРОСВЕТИТЕЛЬ

Одна из самых выдающихся граней таланта Фарадея выходит за пределы его научных исследований, хотя и дополняет их — мы говорим о работе просветителя. Фарадей не только был автором тысяч страниц с описанием опытов, которые может без труда прочесть любой неофит, так как в них нет математических уравнений и сложных объяснений, но также он прочел множество публичных лекций, чтобы приблизить людей к науке, и особенно много работал с детьми.

В 1825 году Фарадей начал читать Вечерние лекции по пятницам, в 1827-м — Рождественские лекции для юношества. Эти лекции имели большой успех и привлекли новых членов и подписчиков в Королевский институт, что помогло исправить пошатнувшееся финансовое положение этого учреждения. Слава Фарадея распространялась не только на научное сообщество, но и на простых любителей науки. Недаром даже такие крупные газеты, как «Таймс», часто печатали объявления о Вечерних лекциях по пятницам. Но самыми популярными были Рождественские лекции для юношества (Christmas Lectures), которые в середине XIX века собирали до 800 слушателей. Эти циклы лекций продолжались и после смерти Фарадея, и сегодня миллионы людей смотрят их по телевизору: ВВС транслирует их с 1966 года. Самый знаменитый цикл Рождественских лекций — без сомнения, «История свечи». Фарадей прочел ее в 1860 году, и это был последний из 17 циклов с 1827 года. «История свечи» была опубликована и переведена на многие языки. Причина необыкновенного успеха Фарадея в качестве лектора основывалась на том, что он не ограничивался сухим изложением научных знаний, а пытался сделать рассказ как можно более понятным для всех слушателей.