Скачать

Фарадей

Михаил родился 22 сентября 1791 г. в семье кузнеца в Лондоне.

О родителях и детстве Фарадея дошло до нас оченьмало сведений. Известно только, что отец и мать Ми­хаила, Джеме и Маргарита, происходили из крестьян. У деда Фарадея, Роберта, было десятеро детей; боль­шинство из них вынуждено было бросить сельское хозяйство и заняться ремеслом. Так, один из них — отец Михаила — стал кузнецом, другой сапожником, третий ткачом и т. д.

В борьбе с нуждой семье Фарадея помогала ее внутренняя сплоченность и скромный образ жизни, который вели родители Михаила. Они сумели дать детям такое воспитание, которое приучило их с ранних лет к трудолюбию, взаимно помощи и сознанию долга. В тринадцать лет мальчик закончил школу, выучившись писать, читать и считать. За тем работает в книжном магазине, где книги не только продавались, но и переплетались. Кроме того, хозяин ма­газина, по фамилии Рибо, продавал газеты, доставляя их не по почте, а через рассыльного. Таким газетчиком-рассыльным и был Фарадей в течение одного года. Этот срок считался испытательным периодом, после чего он получил возможность поступить учеником в переплетную мастерскую.

Годы, проведенные в переплетной мастерской, совпадают с годами самообразования,. Именно этим интересен ранний период жизни Фарадея. К сожалению, дошедшие до нас данные не позволяют встановить картину того, как Фарадей без всякой подготовки, занятый с утра до вечера работой в переплетной мастерской, овладел основами грамоты и подошел к углубленному изучению химии и электричества

Фарадей пользовался вниманием и расположением ученых посетителей магазина и переплетной мастерской. Один из них, некто Дэне, член Королевского общества, посоветовал усердному переплетчику посещать публичные лекции Дэви (1778—1829), который читал их в Королевском институте, где состоял профессором и директором лаборатории.

Это научное учреждение Великобритании возникло в 1800 г. и было создано «для распространения научных знаний и содействия повсеместному введению полезных механических изобретений и улучшений, а также для доказательства, посредством естественно- научных докладов и экспериментов, возможности применения научных данных в повседневной жизни».

Одним из источников дохода Института были пу­бличные лекции, регулярно читавшиеся крупнейшими английскими учеными в большой аудитории. Фарадей попал на последние четыре лекции Дэви, который к этому времени приобрел уже мировую славу своими знамени­тыми исследованиями в области химии и электричества. Лекции Дави касались на этот раз лучистой материи, хлора, горючих газов и металлов. Фарадей тщательно их законспектировал. Том этих записей сохранился до сих пор и содержит изложение теоретической . части и описание опытов.

Собственно только в этот период Фарадей очутился в настоящей научной обстановке и в нем пробудилось страстное желание посвятить себя науке. Желание заняться научной деятельностью, хотя бы в самом скромном виде,— рассказывал он потом,— побудило меня еще в бытность мою учеником, при полном незнании светских обычаев, а также в простоте душевной написать сэру Джозефу Бенксу, бывшему тогда президентом Королевского общества. Естественно, что каждый раз» когда я обращался к портье, он сообщал мне: «ответа нет!».Но благодаря упорству Фарадея следующие попытки увенчались успехом.

В 1813г. Фарадей получил штатную должность в Королевском институте.

С 1816г. Фарадей занимается самостоятельно наукой и чтением курса в «Философском обществе» названный им «Описанием свойств, присущих веществу, видов вещества и ведения о простых телах». В 1832г. Фарадей получает жидкий хлор, а затем обращает в жидкость аммиак, закись азота, углекислый газ, двуокись серы, сероводород, и хлористый водород.

Успехи Фарадея сделали его известным в научных кругах и он избирается в члены высшего научного учреждения Англии- Королевского общества.

В истории науки 1820 г. знаменателен исключительным событием в учении электричества. В этом году ученому миру стал известен трактат датского физика Ганца- Христиана Эрстеда, который описал явление, наглядно показавшего связь между электричеством и и магнетизмом. Замыкая вольтов столб он заметил , что стоявшая рядом магнитная стрелка отклонилась, и занялда перпендикулярное положение к проводу. Хотя за долго до Эрстеда в 1802 г. Через два года после изобретения вольтова столба тоже самое и наблюдал итальянец Джовани Доминико Романьези, о чем он опубликовал в печати, но в то время открытие Романьези не обратило на себя должного внимания. Начало учения об электромагнетизме, связывается обычно с именем Эрстеда.

Статья опубликованная Эрстедом очень заинтересовала Фарадея и он включился в работу по исследованию электромагнетизма. Но кроме Фарадея наблюдениями Эрстеда заинтересовались другие ученые из разных стран мира.

Эрстед и его последователи в том числе Ампер и Араго, изучали притягательное и отталкивательное взаимодействие электричества и магнетизма. Фарадей же искал и добился того, что магнитная стрелка непрерывно вращалась вокруг проводника с то­ком. Это открытие представляло собой чрезвычайно важный вклад в науку об электричестве и доставило Фа радею мировую известность.

Практическое значение открытия выяснилось, конечно, гораздо позднее. Во времена Фарадея оно рассматривалось лишь как значительное, но чисто теоретическое достижение. Фарадей, несомненно, понимал, что открытое им явление далеко не заурядно, тем не менее он чрезвычайно скромно характеризовал свой вклад в науку. Следующими словами он начинает описание открытия электромагнитного вращения.

«Когда в начале прошлой недели я производил опы­ты по определению положения магнитной стрелки по отношению соединительного провода волтаического устройства, я был приведен к ряду опытов, которые, как мне кажется, открывают некоторые новые виды на элек­тромагнитное действие и на магнетизм вообще, а также вносят большую определенность и ясность в уже имею­щиеся представления. Столько выдающихся людей уже экспериментировало по данному вопросу, что мне следо­вало бы сомневаться в моей способности сделать что-ли­бо новое или интересное, если бы мне не казалось, что мои опыты могут значительно примирить существующие на этот счет противоположные мнения. По этой причине я решаюсь опубликовать их в надежде, что они могут сделать эту важную отрасль более совершенной».

Открытие Фарадея было новым шагом, продвинув­шим значительно вперед учение об электромагнетизме. Сам Фарадей понимал, к каким великим выводам ведут добытые им данные.

Однако ценнейшее открытие Фарадея принесло ему не только славу. Крупная победа была отравлена горькими обидами, причиненными ему клеветниками, вме­шавшимися в это большое дело. Не без участия Дэви был пущен слух, что трактат Фарадея «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма», — так назвал Фарадей свою работу, — является плагиатом: открытие электромагнитного вращения якобы Принадлежит не Фарадею, а Волластону, которого ассистент Дэви просто обокрал.

Поводом к подобному утверждению послужило следующее обстоятельство. Д-р Волластон, видный английский ученый, член Королевского общества, в апреле 1821 г. высказал мысль, что отклонение магнитной стрелки под влиянием проходимого вблизи электрического то­ка можно превратить в непрерывное вращение- Тиндаль Утверждает, что Волластон даже надеялся добиться обращения этого явления, т. е. возможности заставить про­водник вращаться вокруг магнитной стрелки. Свое предположение Волластон высказал Дэви и предпринял ряд опытов в лаборатории Королевского института. Опыты оказались неудачными и никакого эффекта не дали. Фарадей не присутствовал при этих опытах и только из беседы Дэви и Волластона узнал об идее последнего чего он, Фарадей, никогда не отрицал. Мысль Волластона могла лишь побудить его приступить к экспериментированию в области электромагнитного вращения. Решающую же роль здесь сыграли занятия Фарадея историей электромагнетизма. Именно изучение работ других ученых побудило его к новым шагам в учении об электричестве. За первый из этих шагов Фарадею при шлось заплатить очень дорого. Клевета приняла так» размеры, что он почти очутился в положении затравленного человека. Конец 1821 г. был для него чрезвычайно тягостным.

В октябре Фарадей обратился с пространным письмом к своему другу Стодарту. В этом письме он изложил все обстоятельства крайне досадного инцидента s негодованием и горячностью несправедливо обвиненного человека и по пунктам разбил все возведенные на нег обвинения. Стодарт, как и большинство друзей Фарадея считал, что вокруг этого дела не следует создавать лишнего шума. Фарадей сперва был склонен последовать совету своих друзей, но затем отверг все эти сове ты и решил апеллировать непосредственно к благородству и лояльности самого Волластона. «Я полагаю сэр, — писал он Волластону, прося о свидании, — что поврежу себе в ваших глазах, прибегнув к наиболее простым и прямым средствам для выяснения возникшей недоразумения...»…

Переговоры с Волластоном принесли Фарадею, полное удовлетворение, так как первый признал, что ничего предосудительного в действиях молодого ученого не было. Считая, что недоразумение с Волластоном совершенно забыто, Фарадей спокойно продолжал свои исследования, сосредоточив все внимание на вопросах, связанных с явлениями электромагнитного вращения. Особенно интересовала его попытка заставить проволоку по которой течет электрический ток, вращаться под действием земного магнетизма. После ряда опытов старания Фарадея увенчались успехом. Как и во всех случаях, когда он ставил перед собой какую-либо задачу, oн страстно и упорно добивался цели. И когда, наконец ему в последних числах декабря 1821 г. удалось получить желаемый результат, он с чисто детским восторгом радовался своему успеху. Шурин Фарадея, Джорж Барнард, присутствовавший как раз в это время в лаборатории, рассказывал, что когда проволока начала вра­щаться, то Фарадей взволнованно воскликнул: «Ты ви­дишь, ты видишь, ты видишь, Джордж!». «Никогда, — подчеркивает Джордж, — не забуду я энтузиазма, вы­ражавшегося на его лице, и блеска его глаз».

Этот эксперимент оказался исключитеольно важным для практического применения электричества. Фарадей впервые осуществил непррывное превращение электрической энергии в механическую. Именно 1821 г. надо считать годом возникновения электродвигателя., как устройства, превращающего энергию электрическую в механическую. Возникновение электродвигателей связано с именем Фарадея: он выяснил их физические основы тем самым раскрыл неограниченные просторы для технического творчества многочисленных изобретателей, создавших современные электрические машины.

В литературе принято делить научное творчество Фарадея на три периода.

Первый начинается с момента опубликования Фа радеем его первой научной работы и кончается 1830-в годом т. е. простирается вплоть до открытия электромагнитной индукции.

Второй, это—период знаменитых «Опытных исследований по электричеству», т. е. время с 1830-го по 1840-3 год, когда вследствие расстройства здоровья Фарадея его научное творчество приостанавливается на четыре года.

И, наконец, третий период начинается с 1844 г. когда Фарадей, оправившись от недуга,, снова приступил к работе.

Самым знаменательным событием первого периоды было несомненно, открытие явления электромагнитного вращения. Но за первые пятнадцать лет своей научной деятельности Фарадей обогатил науку и рядом другие открытий и ценных исследованию. К концу 1830 г. опубликовал до 60 оригинальных работ, не считая множества заметок и мелких сообщений.

В 1825 г. Фарадей был назначен директором лаборатории Королевского института.

Но важнейшим этапом достижения связанные с именем Фарадея относятся ко второму периоду его деятельности, связанному с « Опытными исследованиями по электричеству»

Как уже было сказано, мысль об обратимости явления Эрстеда зародилась у Фарадея еще в 1822 г.. С тех пор он, не переставая, думал над этой проблемой. Говорили, что он носил в жилетном кармане маленький магнит, который должен был напомнить ему о поставлена себе задаче — превратить магнетизм в электричество.

Хотя 1822— 1831 гг. были полны кипучей научной деятельности в самых различных областях, тем не менее записной книжке Фарадея мы тогда же находим описание опытов «для получения электричества от магнетизма», правда, неизменно заканчивавшихся выводом: «безрезультатно».

Плодотворные результаты были достигнуты только в 1831 г. Летом этого года Фарадей стал усиленно обдумывать свою идею. Он решил отстраниться от всяко другой работы и все внимание посвятить новым экспериментам. В июле, получил снова предложение от Совета Королевского общества заняться оптическим стеклом, он ответил отказом и целиком занялся, как он это отмечал в лабораторном журнале, «опытом для получения электричества от магнетизма».

Уже 29 августа 1831 г. Фарадей, экспериментируя с прототипом современного трансформатора (рис. 1), наблюдал появление индуктированного электрического тока.

Рис 1

Решающим днем опытов было 17 октября 1831 г. Опыты этого дня завершились получением электрическо­го тока от приближения магнита к проводнику (прово­локе). Это и было собственно центральным моментом во всей серии опытов: задача «превратить магнетизм в электричество» была разрешена.

Все неудачи, которые Фарадей терпел до этого вре­мени, объясняются тем, что в опытах и магнит и про­водник оставались в состоянии покоя. Как говорит Сильванус Томпсон (один из биографов Фарадея), маг­нит мог лежать близ проводника преспокойно сто лет и никакого действия не произвел бы. «Цилиндрический по­лосовой магнит, — гласит запись этого дня, — диаметром в три четверти дюйма и длиной в восемь с половиной дюймов одним концом был вставлен в конец цилиндра с соленоидом (Рис. 2), затем он был быстро внесен

Рис. 2. Соленоид и цилиндрический магнит (схематическое изображение)

внутрь во всю свою длину, и стрелка гальванометра от­клонилась; далее он был удален, и стрелка снова откло­нилась, но в противоположном направлении. Этот эф­фект повторялся каждый раз, когда магнит вносили или удаляли. Из этого следует, что волна электричества со­здавалась от простого приближения магнита, а не от его нахождения in situ²».

Из дальнейшего наибольший интерес представляют опыты, относящиеся к 28 октября 1831 г. Эта дата мо­жет считаться днем рождения прототипа современных динамо-машин — так называемого «медного диска Фарадея. В его записной книжке отмечено, что он «заставил медный диск вращаться между полюсами подковообразного магнита Королевского общества. Ось и край диска были соединены с гальванометром. Стрелка отклонялась, как только диск начинал вращаться».

Исключительно напряженная работа была проделана менее, чем в полтора месяца. Верный своему методу начав работу, довести ее до конца и опубликовать, Фарадей привел в систему все полученные им данные и составил доклад для Королевского общества, который и был им прочитан 24 ноября 1831 г. Этот доклад послу-

Фиг. 3. Медный диск Фарадея (собственноручный рисунок Фарадея).

жил основанием первой серии знаменитых «Опытных ис­следований по электричеству».

Заметим что в первых двух опытах о гальванометре не упоминается, появление индуцированного тока Фарадей наблюдал по отклонению магнитной стрелки, а уже в опыте с медным диском «ось и край диска были соединены с гальванометром»

Гальванометр Фарадей изготовил сам, вот так его описал сам автор.

«гальванометр был изготовлен примитивно, но все же был достаточно чувствителен в отношении своих показаний. Провод был медный с шелковой изоляцией, и содержал 16 или 18 витков. Две швейные иглы были намагничены и пропущены через высушенную соломинку параллельно одна другой. Эта система была подвешена на волокне из сученого шелка, так чтобы нижняя игла находилась внутри витков многократно намотанного провода, а верхняя под ними. Последняя являлась более сильным магнитом и давала устройству ориентировку относительно земли. На рис. 4 показано направление провода и игл, когда был помещен в магнитный меридиан. Для удобства дальнейших ссылок концы проводов отмечены буквами А и В, буквы S и N обозначают южный и северный концы иглы, когда на нее действует только земной магнетизм. Коней иглы N является, следовательно, отмеченным полюсом. Весь прибор был защищен стеклянной банкой; его положение и расстояние относительно большого магнита было такое же, как раньше.

Рис. 4

До открытия электромагнитной индукции многочис­ленные исследования, обогащая учение об электромаг­нетизме новыми данными, скорее осложняли, чем облег­чали, понимание получаемых фактов. Фарадей же внес полную ясность в эту область и тем самым открыл но­вые перспективы в изучении электромагнитных явлений. Именно с момента открытия электромагнитной индукции учение об электричестве пошло семимильными шагами вперед, обогащаясь все новыми и новыми достижения­ми. Больше всего плодов от этого открытия пожал сам Фарадей, придерживавшийся своеобразного мнения на права и судьбы ученого, возделавшего новое поле в науке.

Тиндаль писал в своих воспоминаниях: -«Фарадей держался того взгляда, что основатель важного закона или принципа имеет право на «остаточные колосья после жатвы» (его собственное выражение), т. .е. на все вы­воды из его открытий. Руководимый открытым принци­пом, его могучий ум с помощью чудесных десяти паль­цев обошел широкое поле и едва ли оставил для сбо­ра последователям хотя бы крохи фактов».

Открыв новый источник электричества, Фарадей стал размышлять о «тождестве двух электричеств», т. е. о том, одна ли и та же природа у электричеств, получае­мых от различных источников: электростатической ма­шины, гальванического элемента, термоэлемента и т. п. Этот вопрос возник сразу же как только вслед за элек­тростатической машиной появился новый источник элек­тричества—вольтов столб (гальванический элемент). Многие ученые отрицали, что вольтов столб производит то, что можно было бы назвать «электричеством», и не употребляли даже этого последнего термина в связи с вольтовым столбом, предпочитая в этом случае говорить «о гальванизме». В учебных пособиях по физике в нача­ле XIX века можно было встретить самостоятельные разделы: «электричество» и «гальванизм». Вопрос о то­ждестве электричёств до 20-х годов прошлого столетия оставался предметом дискуссий на страницах научных журналов.

Когда Фарадей направлял свой интерес на какую-либо проблему { в данном случае на проблему тожде­ства электричёств), он уже не переставал думать о ее разрешении до тех пор, пока не находил ясного ответа.

Проблемой тождества электричеств Фарадей зани­мался до конца 1832 г. В январе 1833 года он доложил Королевскому обществу о своих исследованиях, которые привели его к выводам, не допускающим никаких сом­нений в том, что природа всех видов электричества одинакова. Все эти виды, каково бы ни было их происхож­дение, в состоянии произвести все присущие электриче­ству действия — физиологические, химические, магнит­ные, световые и механические.

Фарадей опубликовал с 1831 по 1855 г. всего трид­цать серий «Опытных исследований», изложенных в форме кратких параграфов. Общее число этих парагра­фов достигло 30430. «Опытные исследования» периодически публиковались в журнале «Philosophical Transac­tions» — печатном органе Королевского общества.

Отличительной чертой научных взглядов Фарадея было твердое убеждение в единстве сил природы. Именно эта теоретическая установка побудила его добиваться «превращения магнетизма в электричество». Той же, мыслью он руководился и в дальнейших работах. Стремление доказать тождество электричеств является следующим шагом в утверждении идеи о единстве сил, природы.

Успешно завершив свои исследования по связи между магнетизмом и электричеством, Фарадей предпринял ряд опытов по установлению связи между химическими и электрическими явлениями. Этот вопрос, не менее чем другие, занимал внимание его современников и изучал­ся многими учеными. Фарадей указывает на «замеча­тельную теорию, предложенную сэром Гемфри Дэви и развитую Берцелиусом и другими выдающимися учены­ми, согласно которой обычное химическое сродство яв­ляется следствием электрического притяжения между частицами- вещества».

Исследования связи между химическими и электри­ческими явлениями привели к весьма важным результа­там. Фарадей приступил к этим исследованиям в 1832 г., т. е. тогда же, когда занимался проблемой тождества электричеств, а в 1833 г. он пришел к выводам, изве­стным в истории науки под названием «количественных электрохимических законов Фарадея». Поэтому-то Фара­дей справедливо считается одним из основателей элек­трохимии.

Открытие законов электролиза дало повод Фарадею высказать весьма важные соображения относительно атомной структуры электричества. Несомненно, с этим преемственно связано современное представление об электроне.

Фарадей ввел в научный язык основную, до сих пор сохранившуюся электрохимическую терминологию. Ему принадлежат употребляемые теперь во всем мире тер­мины: «электролит», «электрод», «анод», «катод»

Исследованиям по электрохимии Фарадей посвятив несколько серий. Электрохимия возникла вслед за изобретением «вольтова столба». По вопросу о причине возникновения. электродвижущей силы в вольтовом столба шел спор с самого начала его появления.

Первую теорию выдвинул сам Вольта. Эта теория известная в истории науки под названием «контактной теории» (в русской литературе часто употреблялся тер мин «теория прикосновения»), заключается в утверждении, что электрический ток возбуждается от прикосновения различных металлов. От этого прикосновения зарождается электродвижущая сила, которая «разделяет соединенные электричества и гонит их (в виде то ков) по противоположным направлениям»..

Контактная теория нашла многочисленных сторонников и долгое время, как говорил Тиндаль, «самые высокие умы Европы принимали ее за выражение естественного закона». Но как только вольтов столб стал предметом исследований со стороны химиков, крупнейшие ученые, как, например, Фаброни, Волластон, Беккерель, Делярив и другие, изучая химические явления, связанные изобретением Вольта, в один голос стали заявлять, что дело не в прикосновении металла, а что причиной возникновения электродвижущей силы являются химические процессы, происходящие в гальваническом эле­менте.

Само собой разумеется, что теоретические воззрения Фарадея и исследования связи химических и электриче­ских явлений толкали его на активное участие в разго­равшейся борьбе между сторонниками и противниками контактной теории. 7 апреля .1834 г. он представил Ко­ролевскому обществу мемуар «Об электричестве воль­това столба», в котором он описывал ряд опытов, при­ведших его к убеждению, что причиной электродвижу­щей силы (в вольтовом столбе) «являются химические силы».

1831—1834 гг. были для Фарадея в высшей степени плодотворными. За это время он опубликовал десять серий «Опытных исследований по электричеству», со­ставляющих основную часть его работ в этой области. Труд был исключительно напряженным. Приходилось работать на новых, неизведанных участках науки, и са­мому прокладывать себе путь. Его работа была огром­ной и с чисто количественной стороны. Все это не могло не сказаться на физическом его состоянии. Силы Фарадея заметно ослабевают. В 1835 г. он не написал ни одной работы, и единственный доклад Королевскому обществу «Об улучшенной форме вольтова столба», про­читанный в 1835 г., был составлен еще в 1834 г. Тин­даль назвал этот мемуар «относительно неважным». В 1836 и 1837 гг. Фарадей не опубликовал ничего.

В 1837 г. Фарадей оправился и опять приступил к ра­боте. 21 декабря этого года он прочитал Королевскому обществу большой доклад, вошедший в одиннадцатую серию, которая носит общее название «Об индукции».

Исследования Фарадея, как следует из всего сказан­ного выше, носили до этого периода экспериментальный характер. Но было бы неправильно утверждать, как де­лают противники теоретических взглядов Фарадея, что вообще его исследования не выходили за пределы опытного естествознания. Начиная с одиннадцатой серии, Фарадей, накопивший к тому времени огромный фактический материал, предпринимает серьезные и решительные шаги к теоретическому осмыслению результатов своих работ. Действительно, к этому времени и самый характер исследований и вся освещавшаяся им область в целом неизбежно вели его к теоретическим обобщениям. Вот что писал Фарадей во вступлении к трактата «Об индукции»

«Учение об электричестве находится на той стадии) когда каждый из его отделов требует экспериментального изучения не только в целях обнаружения новых явлений, но что в данный момент гораздо более суще­ственно — в целях усовершенствования способов создания уже известных эффектов и, следовательно, более точного определения основ действия этой самой замечав тельной и универсальной силы в природе. Для тех исследователей, которые, отдаваясь своей работе с энтузиазмом, тем не менее с осторожностью сочетают опы1 с аналогиями, для исследователей, которые с недоверием относятся к своим собственным предвзятым мнениям, отдают предпочтение факту перед теорией, не слишком поспешно делают обобщения и на каждом шагу согласны проверять свои суждения, для всех них ни одна отрасль знания не представляет такого прекрасного и благодарного поля для открытий, как эта Это вполне подтверждается успехами, достигнутыми в области электричества за последние тридцать лет. Химия и учение о магнетизме одна за другим признали господствующее влияние электричества, и весьма вероятно, что все явления, обусловленные свойствами неорганической материи, а может быть и большинство тех. которые относятся к растительной и животной жизни окажутся в конце концов ему подчиненными».

Самым важным в учении об электричестве Фарадей считал явление индукции: «Среди различного рода про­явлений, по признакам которых принято подразделять электричество, нет, я полагаю, ни одного, которое превосходило бы или хотя бы было сравнимо с эффектом получившим имя индукции. Она играет наибольшую роль во всех электрических явлениях, участвуя, по видимому, в любом из них, и, действительно, носит характер первейшего существенного и основного начала. Изучение индукции является настолько важным, что без более глубокого понимания её природы нельзя, мне кажется, значительно продвинуться вперед. Каким же иным путем можно надеяться понять ту гармонию или даже единство действий, которое, несомненно, управляет возбуждением электричества с помощью трения, химических реакций, тепла, магнитного влияния, испарения и даже живого организма».

Вот почему Фарадей придавал проблеме электриче­ской индукции такое важное значение и в течение двух лет (1837—-1838 гг.) неустанно занимался ее изучением.

После трактата «Об индукции» четырнадцатая серия Фарадея была посвящена «природе электрической силы или сил» и «связи между электрическими и магнитными силами». Эта серия касается частных вопросов теории о природе электричества и является заключением к пер­вому тому, изданному в 1839 г.

Первые признаки переутомления обнаружились, как уже было сказано, в 1835 г. С целью отдыха и лечения Фарадею пришлось поехать в Швейцарию, хотя вообще ездить за границу ом не любил и делал это редко. Отдых не сразу вернул ему утерянные силы. В течение двух лет он ничего не опубликовал и вынужден был принять государственную пенсию.

B 1845 г. к Фарадею вернулась прежняя работоспособность., С присущей ему "энергией он принялся за осуществление тех «прекрасных открытий, которые бродили в его мыслях». Но силы были уже не те. Все чаще и чаще ему приходилось уезжать на дачу в Брайтон «одновременно и для успокоения и для освежения голо­вы». «Я чувствую, — писал Фарадей своему другу Деляриву, — что если бы я не пожил здесь и не был бы осторожным, я не смог бы работать». Однако на деле Фарадей не был осторожен. В том же письме он отмечает, что так захвачен своим открытием, что едва мо­жет урвать время для еды.

В 1845 г. им были сделаны два открытия, относя­щиеся к самым выдающимся в учении об электричества и магнетизмё. Первое, определявшееся им как «намагничивание света», в нынешней физической литературе носит название «магнитного вращения плоскости поля­ризации», а второе было явлением диамагнетизма.

В успехе 1845 г. значительную роль сыграли его ра­боты по оптическому стеклу. В начальных опытах Фарадей пытался выяснить, не оказывает ли электролитическая жидкость, при прохождении тока, влияния на поляризованный свет. Получив отрицательные резуль­таты, он в дальнейшем экспериментировал с прозрачными кристаллами, пока, наконец, не решил испытать свое стекло, которое отличалось особой тяжеловесностью. В последнем случае Фарадей добился благоприятных результатов. Он заставил поляризованный свет прохо­дить через стекло, находившееся в магнитном поле, и обнаружил, что плоскость поляризации светового луча, направленного вдоль магнитных силовых линий, поворачивается на некоторый угол, причем угол поворота тем больше, чем сильнее магнитное поле. Таким образом связь между световыми и магнитными, а следовательно» и электрическими явлениями была установлена.

Новое достижение Фарадея немедленно привлекло всеобщее внимание. Не успел он опубликовать свой до­клад, как в прессе появились сообщения о новом откры­тии. Не без удовольствия Фарадей отмечал, что в некоторых случаях сообщения эти были составлены вполне точно. Деляриву он, например, писал: «Я могу отослать вас к субботнему номеру «Таймса» (от 29 ноября), где имеется очень хороший отчет о докладе. Я не знаю, кто именно поместил его, но он составлен хорошо, хотя и коротко».

Интересно также письмо, полученное Фарадеем по поводу его открытия от миссис Марсет, автора «Бесед по химии», служивших начальным источником знаний для Фарадея, тогда еще мальчика.

«Дорогой м-р Фарадей! Сегодня утром я прочла в «Атенеуме» сообщение о публично объявленном вами открытии относительно тождества невесомых веществ, как-то: теплоты, света и электричества. Я в данный момент держу корректуру «Бесед по химии» для нового издания и поэтому взяла на себя смелость просить вас сообщить мне, где бы я могла получить правильный отчет об этом открытии. Боюсь, что оно слишком сложно и трудно, чтобы его можно было обработать для моих юных учеников, но все же я не могу решиться выпустить новое издание без всякого упоминания о нем. Я намеренно задержала корректуру «Бесед об электричестве», которые исправляла сегодня утром, до получения вашего ответа, в надежде включить его в эти гранки».

Можно себе представить, какое удовольствие испы­тывал Фарадей, читая это письмо. Четыре десятилетия отделяли его от того времени, когда он начал заниматься самообразованием. Но он не переставал считать Mapсет своей учительницей и все время питал к ней чувство глубокой благодарности. Сохранилось письмо от 2 сентября 1858 г., которое Фарадей написал Деляриву по поводу смерти Марсет.

«То, что вы мне сообщили, глубоко опечалило меня," во всех отношениях, так как миссис Марсет была мне . добрым другом, как, вероятно, и многим другим людям. В 1804 году, тринадцати лет от роду, я поступил в учение к книготорговцу и переплетчику. Пробыл я у него восемь лет и все время был занят переплетением книг. По окончании работ я черпал из этих книг первые свои знания. Две книги были мне особенно полезны — это, во-первых, «Британская энциклопедия», из которой я получил первые понятия об электричестве, и, вторых, «Беседы по химии» миссис Марсет, положившие начало моим познаниям в этой науке... Можете предста­вить мое восхищение, когда я лично познакомился с Марсет. Как часто я обращался к прошедшему и срав­нивал его с настоящим, как часто я думал о моей пер­вой учительнице, посылая ей какое-нибудь из моих со­чинений как благодарственную жертву, и эти чувства меня никогда не покинут...».

Доклад Фарадея Королевскому обществу, озаглав­ленный «Намагничивание света и освещение магнитных силовых линий», был прочитан 20 ноября 1845 г., а 6 декабря он представил новый мемуар «О магнитном состоянии всякого вещества», в котором было изложено второе открытие — явление диамагнетизма, заключаю­щееся в том, что полюс магнита обладает свойством от­талкивания некоторых веществ.

До этого в мире науки было известно, что одни тела притягиваются магнитом, а на другие он не оказывает никакого действия. Фарадей обычно экспериментировал с очень сильными магнитами. При их помощи он много­кратно действовал на различные вещества, но кроме обычных явлений ничего не замечал. Когда же он про­делал опыт со стеклом своего состава, то обнаружил необычайное явление — стекло начало удаляться от по­люса магнита.

Подобное явление наблюдали и другие ученые, но Фарадей об этом не знал, так как должного внимания оно на себя не обратило, да и авторы этого открытия. видимо, не придавали ему особого значения. Фарадей всесторонне исследовал новое явление и установил, что все твердые и жидкие тела подвержены магнитному влиянию (при соответственной силе магнита). «Каждое вещество, — писал Фарадей, — принадлежит к классу магнитных или диамагнитных». Магнитными он на­зывает в данном случае те тела, которые притягиваются полюсом магнита (в настоящее время принято называть эти тела парамагнитными), а диамагнитны­ми — те, которые им отталкиваются.

В 1851 г. он представил Ко­ролевскому обществу двадцать восьмую и двадцать де­вятую серии «Опытных исследований по электричеству». В них изложены выношенные им в течение многих лет идеи о магнитных силовых линиях.

В самом начале работ над исследованием связи электрических и магнитных явлений Фарадей создал себе ' представление о силовых линиях «как об изображении магнитной силы». Оно вытекало из его общих идей о реальности магнитного поля и помогло ему разобраться в самых сложных явлениях электричества и магнетизма. Важность этого представления была очевидна, и Фара­дей принялся за серьезную его разработку.

«Изучение этих линий,—писал Фарадей, — много­кратно оказывало большое влияние на мой ум и приво­дило меня к различным результатам, доказывающим на деле пользу и плодотворность этого представления». Дальнейшее развитие науки показало всю справедли­вость рассуждений Фарадея.

Последняя, тридцатая, серия «Опытных исследова­ний по электричеству» написана в 1855 г. Она касается магнитных явлений в их зависимости от кристаллической формы, температуры и т. п. Серия эта не включена в III том «Опытных исследований по электричеству», так как она была опубликована через год после его выхода.

«Опытные исследования по электричеству» история науки признает величайшим вкладом в учение об элек­тричестве. Все, занимавшиеся историей физики, считают, что труды Фарадея заложили основы современных представлений об электричестве, одной из основных отраслей естествознания, изучавшейся им около полувека.

В. 1857 г. кандидатура Фарадея была выдвинута на .пост президента Королевского общества Фарадёи" отка­зался.

12 марта 1862 г. он про­извел последнюю экспериментальную работу в своей лаборатории, а 20 июня того же года он в последний раз выступил на еженедельном собрании (по пятницам) в Королевском институте.

Годом раньше, когда Фарадею было семьдесят лет, он подал в отставку. Руководители Королевского ин­ститута ее не приняли и просили его остаться, разгрузив себя от любых обязанностей по своему усмотрению. Но глубокая добросовестность не позволяла Фарадею относиться к делу «кое-как». Несмотря на преклонный возраст и частое физическое недомогание, он старался возможно аккуратнее выполнять все, за что он считал себя ответственным, пока в марте 1865 г. снова не попросил увольнения.

Руководители Королевского институ