Зміст
Введення
Глава 1. Дослідження електродинаміки Фарадея
1.1 Дослідження розвитку електродинаміки до Фарадея
1.2 Праці М.Фарадея по постійному струму
1.3 Дослідження положень М.Фарадея про існуванняелектричного і магнітного полів
1.4 Дослідження положень Фарадея про перетвореннямагнетизму в електрику і електрики вмагнетизм
Глава 2. Дослідження електродинаміки Фарадея-Максвелла
2.1 Роль Фарадея в розвиток електродинаміки і електромагнетизму
2.2 Модельне подання про електромагнітних процесах
2.3 Переваги і недоліки ідейФарадея
2.4 Використання ідей Фарадея Максвеллом
2.5 Сучасний погляд на електродинаміку Фарадея-Максвелла
Висновок
Література
Введення
Якщо дійсно, длятого, щоб геній реалізував свій творчий потенціал, він повинен народитися впотрібний час і в потрібному місці, то доля Майкла Фарадея повністю цепідтверджує. У рік його народження був опублікований трактат Гальвані, колиФарадею виповнилося 8 років, був створений Лондонський Королівський інститут попоширенню наукових знань. Роком пізніше в Лондонське Королівське товариство -вищий науковий центр Великобританії - прийшло повідомлення про винахід Вольта,коли Фарадею було 11 років, його вчитель Гемфрі Деві довів факт розкладання водиза допомогою вольтова стовпа і став, таким чином, одним із засновників новоїнауки - електрохімії.
Майбутній великийанглійський фізик (Faraday, Michael) (1791-1867), народився 22 вересня 1791 впередмісті Лондона в сім'ї коваля. З 12 років працював рознощиком газет, потімучнем в палітурній майстерні. Займався самоосвітою, читав книжки зхімії і електрики. У 1813 один із замовників подарував Фарадеюзапрошення на лекції Г.Деві в Королівському інституті, які зіграливирішальну роль у долі Фарадея. Завдяки Деві він отримав місце асистента вКоролівської асоціації.
На початку Фарадей присвятивсебе хімії, але потім захопився дослідами з магнітними і електричними явищами.Він приступив до цих дослідів не відразу, хоча постійно носив із собою маятник,щоб не забувати про те, що пора давно зайнятися магнетизмом.
У 1813-1815, подорожуючиразом з Деві по Європі, Фарадей відвідав лабораторії ряду країн. Допомагав Деві вхімічних експериментах, почав самостійні дослідження по хімії.Здійснив зрідження газів, отримав бензол. У 1821 вперше спостерігав обертаннямагніту навколо провідника зі струмом і провідника зі струмом навколо магніта, створивпершу модель електродвигуна. Протягом наступних 10 років займавсядослідженням зв'язку між електричними й магнітними явищами, в 1831 відкривелектромагнітну індукцію, яка лежить в основі роботи всіх електрогенераторівпостійного і змінного струму.
У 1824 Фарадей був обранийчленом Королівського товариства, в 1825 став директором лабораторії в Королівськійасоціації. З 1833 складався Фуллеровскім професором хімії Королівськогоінституту, залишив цей пост в 1862. Широку популярність здобули публічнілекції Фарадея. Використовуючи величезний експериментальний матеріал, Фарадей довівтотожність відомих тоді "видів" електрики: "тварини","Магнітного", термоелектрики, гальванічного електрики іт.д. Прагнення виявити природу електричного струму привело його до експериментівпо проходженню струму через розчини кислот, солей і лугів. Результатомдосліджень стало відкриття в 1833 законів електролізу (закони Фарадея). У 1845Фарадей виявив явище обертання площини поляризації світла в магнітному полі(Ефект Фарадея). У тому ж році відкрив діамагнетизм, в 1847 - парамагнетизм.Ввів ряд понять - рухливості (1827), катода, анода, іонів, електролізу, електродів(1834); винайшов вольтметр (1833). У 1830-х роках запропонував поняття поля, в 1845вперше вжив термін "магнітне поле", а в 1852 сформулювавконцепцію поля.
Основні роботи поелектрики і магнетизму Фарадей представляв Королівському суспільству у виглядісерій доповідей під назвою Експериментальні дослідження пЮ електрики(Experimental Researches in Electricity). Крім Досліджень, Фарадейопублікував роботу Хімічні маніпуляції (Chemical Manipulation, 1827). Широковідома його книга Історія свічки (A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle, 1861).
Тема дипломної роботи "РоботиМ.Фарадея з електрики "актуальна, так як його відкриття внесливеличезний внесок у розвиток не тільки фундаментальною, але і прикладної фізики.
Талановитийекспериментатор, наділений науковою інтуїцією, Фарадей поставив ряд дослідів, вяких були відкриті фундаментальні фізичні закони і явища.
Фарадей висловив нові,що виправдалися надалі ідеї про природу струму і магнетизму, про механізм провідностів різних середовищах та ін Він довів тотожність різних видів електрики:отриманого від тертя, "тварини", "магнітного" та інПрагнучи встановити кількісні співвідношення між різними видамиелектрики, Фарадей почав дослідження по електролізу, відкрив його закони(1833-34) і ввів збережену донині термінологію в цій області. Закониелектролізу з'явилися вагомим доказом на користь дискретності речовини іелектрики. У 1840, ще до відкриття закону збереження енергії, Фарадей висловивдумка про єдність "сил" природи (різних видів енергії) і їхвзаємне перетворення. Він ввів уявлення про силових лініях, які вважавфізично існуючими.
Ідеї Фарадея проелектричному і магнітному полях справили великий вплив на розвиток усієїфізики. У 1832 Фарадей висловив думку про те, що поширенняелектромагнітних взаємодій є хвилевий процес, що відбувається з кінцевоюшвидкістю.
У 1845 році, досліджуючимагнітні властивості різних матеріалів, Фарадей відкрив явища парамагнетизмуі діамагнетизму. У 1845 він встановив обертання площини поляризації світла вмагнітному полі (Фарадея ефект), це було перше спостереження зв'язку міжмагнітними і оптичними явищами, яка пізніше з'явилася підтвердженнямелектромагнітної теорії світла Дж. Максвелла. Фарадей вивчав також електричнірозряди в газах, намагаючись з'ясувати природу електрики.
Відкриття Фарадеязавоювали визнання у всьому науковому світі. Вперше ідеї Фарадея "перевів"на загальноприйнятий математичний мова Максвелл. У передмові до свого "Трактатуз електрики і магнетизму В»(1873) він писав:" У міру того, як япосувався вперед у вивченні Фарадея, я переконався, що його спосіб розумінняявищ також має математичний характер, хоча він і не постає намнаділеним в одяг загальноприйнятих математичних формул ". Іменем Фарадеязгодом були названі закони, явища, одиниці фізичних величин і т.д.(Фарада, Фарадей, Фарадея число, циліндр Фарадея і ін).
Ф. Енгельс оцінював Фарадеяяк найбільшого дослідника в області електрики. Значення Фарадея врозвитку науки відзначав А. Г. Столетов: "Ніколи з часів Галілея світло невидал стількох вражаючих і різноманітних відкриттів, що вийшли з однієї голови "
Об'єкт дослідження:наукова діяльність М.Фарадея в галузі електродинаміки та магнетизму.
Мета дослідження: застосуваннянаукових відкриттів і законів М.Фарадея на уроках в середній школі
Завдання дослідження:
1) проаналізувати основні ідеї тароботи з електродинаміки і магнетизму, що сприяють відкриттям М.Фарадея;
2) вивчити роботи М.Фарадея попостійному струму;
3) розкрити ідеї Фарадея проіснування електричного і магнітного полів;
4) розглянути експерименти Фарадея поперетворенню електрики в магнетизм і магнетизму в електрику;
5) дати характеристику модельномуподанням про електромагнітних процесах;
6) проаналізувати основні ідеїМ.Фарадея, що отримали продовження в роботах Д.Максвелл.
7) вивчити розвиток електродинаміки Максвелла-Фарадеяв сучасний період.
Глава 1. Дослідження електродинаміки Фарадея
1.1 Дослідженнярозвитку електродинаміки до Фарадея
Початок електродинамікияк науки найчастіше співвідноситься з фундаментальними дослідженнями У. Гільберта(1544-1603), який у 1600 р. вида...
