Michael Faraday: Những Đóng Góp Vĩ Đại Trong Vật Lý Và Hóa Học

Meta Description: Khám phá những đóng góp to lớn của Michael Faraday trong lĩnh vực vật lý và hóa học. Bài viết này tại CAUHOI2025.EDU.VN cung cấp thông tin chi tiết về các phát minh, nghiên cứu đột phá và di sản của ông. Tìm hiểu về điện từ học, điện hóa học và ảnh hưởng của Faraday đến khoa học hiện đại. Từ khóa liên quan: Michael Faraday, điện từ học, điện hóa học, nhà khoa học Anh.

1. Tiểu Sử Và Sự Nghiệp Ban Đầu Của Michael Faraday

Michael Faraday (1791-1867) là một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử, người đã khám phá ra nhiều định luật cơ bản của vật lý và hóa học. Điều đáng ngạc nhiên là ông hầu như không được đào tạo bài bản. Sinh ra trong một gia đình nghèo ở Anh, cha là thợ rèn, Faraday bắt đầu sự nghiệp của mình năm 14 tuổi với vai trò là người học việc tại một hiệu sách và đóng sách. Tại đây, ông có cơ hội tiếp cận vô số kiến thức, đặc biệt là các cuốn sách về khoa học.

Faraday đã đọc ngấu nghiến mọi cuốn sách khoa học trong hiệu sách và tham dự các buổi giảng do các nhà triết học tự nhiên (nhà khoa học thời bấy giờ) tổ chức tại Viện Hoàng gia, trong đó có Sir Humphry Davy, người đã khám phá ra một số nguyên tố hóa học. Năm 1812, ông viết thư xin việc Davy, bày tỏ sự quan tâm sâu sắc đến khoa học và trình bày những ghi chép chi tiết từ các bài giảng mà ông đã tham dự. Davy đã nhận Faraday vào làm trợ lý nghiên cứu và trình diễn thí nghiệm.

2. Những Bước Tiến Trong Nghiên Cứu Từ Tính Và Hóa Học

Chỉ vài năm sau, Faraday bắt đầu tự mình thực hiện các nghiên cứu độc lập. Năm 1820, ông gửi hai bài báo về hóa học cho Hội Hoàng gia. Cùng năm đó, Oersted phát hiện ra rằng dòng điện trong dây dẫn làm lệch hướng kim la bàn. Faraday đã lặp lại các thí nghiệm của Oersted và phát hiện ra rằng nam châm cũng tác dụng lực lên dây dẫn có dòng điện chạy qua. Ngay sau đó, ông cũng chứng minh cách hóa lỏng clo và phân lập benzen, một thành phần cơ bản của hóa học hữu cơ.

Michael Faraday, nhà khoa học vĩ đại người Anh, người có những đóng góp mang tính cách mạng cho vật lý và hóa học.

Những khám phá quan trọng của Faraday đã mang lại cho ông danh tiếng lớn, điều này khiến Davy không thoải mái. Davy cho rằng mình nên được chia sẻ công lao cho một số tiến bộ. Davy muốn coi Faraday là một trợ lý kỹ thuật và thậm chí còn buộc ông phải làm người hầu trong một chuyến đi dài ngày đến các trung tâm nghiên cứu ở châu Âu. Bất chấp những phản đối của Davy, Faraday được bầu vào Hội Hoàng gia năm 1824 và được bổ nhiệm làm giám đốc phòng thí nghiệm tại Viện Hoàng gia năm 1825.

2.1. Faraday Và Benzen

Việc Faraday phân lập thành công benzen là một bước tiến lớn trong ngành hóa học hữu cơ. Benzen là một hợp chất quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thuốc nhuộm, nhựa và nhiều sản phẩm công nghiệp khác. Theo một nghiên cứu của Đại học Quốc gia Hà Nội, việc phát hiện ra benzen đã mở ra một chương mới trong nghiên cứu và ứng dụng các hợp chất hữu cơ (Nguồn: Tạp chí Hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2010).

3. Đột Phá Trong Lĩnh Vực Điện Học

Năm 1831, Faraday phát hiện ra rằng sự thay đổi của từ trường có thể tạo ra dòng điện. Sau đó, ông thực hiện một loạt các thí nghiệm chứng minh rõ ràng rằng suất điện động cảm ứng bằng tốc độ thay đổi của từ thông. Ngoài ra, bằng cách tổng quát hóa từ các hình ảnh tạo bởi mạt sắt xung quanh nam châm, ông đã đưa ra khái niệm về đường sức từ và điện trường.

Faraday không giỏi toán học và ông thấy phương pháp tiếp cận cụ thể này đối với điện và từ tính hữu ích hơn nhiều so với các phương trình tính lực giữa các điện tích hoặc dòng điện. Ông cũng gợi ý rằng sự truyền ánh sáng trong không gian bao gồm sự rung động của các đường sức này. Các khái niệm về điện trường và từ trường của ông đã được Maxwell đưa vào dạng toán học một thế hệ sau đó, và Maxwell đã chứng minh rằng ánh sáng thực chất là một nhiễu loạn điện từ dao động.

Hình ảnh minh họa đường sức từ, một khái niệm quan trọng do Faraday đưa ra.

3.1. Máy Phát Điện Đầu Tiên

Faraday đã chế tạo máy phát điện đầu tiên, bao gồm một đĩa đồng quay giữa các cực của nam châm. Ông cũng khám phá ra các định luật chính xác của điện hóa học sau khi chứng minh rằng các lý thuyết trước đó không phù hợp với các thí nghiệm. Ông nghiên cứu các hiện tượng quang học và phát hiện ra rằng khi ánh sáng đi qua một môi trường, từ trường sẽ làm xoay hướng của điện trường dao động.

Bất chấp sự chế giễu từ những người đương thời, ông đã cố gắng không thành công trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để tìm ra mối liên hệ giữa lực hấp dẫn và điện từ. Mối liên hệ như vậy đã được quan sát thấy 70 năm sau đó trong một thử nghiệm về thuyết tương đối rộng của Einstein, khi các tia sáng đi gần Mặt trời bị lệch hướng.

3.2. “Nghiên Cứu Thực Nghiệm Về Điện”

Trong những năm 1831-1855, Faraday đã trình bày trước Hội Hoàng gia một loạt 30 bài báo được xuất bản trong bộ ba tập “Nghiên cứu Thực nghiệm về Điện” của ông. Thư mục của ông liệt kê gần 500 bài báo in, trong đó chỉ có ba bài được viết chung. Ngày nay, chúng ta có thể gọi Faraday là một nhà vật lý, nhưng thuật ngữ này chỉ được sử dụng vào cuối những năm 1860, và mô tả “nhà hóa học, nhà điện học và nhà triết học tự nhiên” mô tả rõ hơn phạm vi nghiên cứu rộng lớn của Faraday. Đến năm 1844, ông đã được bầu vào khoảng 70 hiệp hội khoa học, nhưng Faraday đã từ chối đề cử làm Chủ tịch Hội Hoàng gia. Cantor nhận xét “… với tư cách là một Cơ đốc nhân, Faraday cảm thấy rằng không nên lãng phí bất kỳ khoảnh khắc nào mà Chúa ban tặng. Thời gian của ông phải được kiểm soát chặt chẽ. Ông theo đuổi cả khoa học và tôn giáo của mình với sự tận tâm tuyệt đối”.

4. Phương Châm Sống Và Di Sản Của Faraday

Lời khuyên của Faraday dành cho một nhà khoa học trẻ tuổi là “Làm việc, hoàn thành, công bố”, là một câu châm ngôn hữu ích nên được treo trên tường của bất kỳ phòng thí nghiệm hiện đại nào. Tuy nhiên, Faraday vẫn dành thời gian để đánh giá cao nghệ thuật, đọc tiểu thuyết một cách say sưa và dành nhiều giờ mỗi tuần để thăm những người nghèo và bệnh tật trong bối cảnh công việc của mình với tư cách là một trưởng lão của nhà thờ địa phương ở London. Trên thực tế, ông là một nhà sưu tập nhiệt tình các bản khắc, bản in thạch bản và ảnh, đặc biệt là chân dung. Ông đã phát triển tình bạn lâu dài với nhiều nghệ sĩ hàng đầu của London và từng là cố vấn cho Bảo tàng Anh, Phòng trưng bày Quốc gia và Tu viện Westminster về việc bảo tồn điêu khắc và kiến trúc.

Một trong những công việc của Faraday tại Viện Hoàng gia là tổ chức các buổi diễn thuyết công khai thường xuyên để cập nhật cho công chúng những khám phá khoa học mới nhất. Công chúng Anh thời Victoria rất quan tâm đến khoa học. Ban đầu lo lắng về trách nhiệm mới của mình, Faraday nhanh chóng trở thành một giảng viên tự tin và tài năng, kết hợp các thí nghiệm vào các bài giảng của mình và nhanh chóng thiết lập mối quan hệ tốt với khán giả chủ yếu không chuyên của mình. Sự nhiệt tình rõ ràng của ông đối với chủ đề của mình có sức lan tỏa. “Tất cả đều là một dòng suối hùng biện và minh họa thực nghiệm” William Crookes nhiệt tình sau một trong những bài giảng của Faraday. Faraday hiếm khi ám chỉ đến tôn giáo trong các bài giảng công khai của mình, nhưng thông điệp tôn giáo được ngụ ý trong cảm giác kỳ diệu mà ông đã tạo ra về những thuộc tính đáng chú ý của thế giới của Chúa. Trong một bài giảng riêng được đưa ra trước Hoàng tử Albert vào năm 1849, Faraday đã trình bày những điều kỳ diệu của từ tính và ảnh hưởng mà nó dường như tác động lên mọi hạt trong vũ trụ: “Mục đích lớn lao của nó là gì, dường như đang lờ mờ ở phía xa trước mắt chúng ta…. và tôi không nghi ngờ gì rằng một khám phá vinh quang trong kiến thức tự nhiên, và về sự khôn ngoan và quyền năng của Chúa trong sự sáng tạo, đang chờ đợi thời đại của chúng ta”.

Faraday trong một buổi diễn thuyết khoa học tại Viện Hoàng gia, thể hiện khả năng truyền đạt kiến thức khoa học một cách dễ hiểu và hấp dẫn.

4.1. Niềm Tin Tôn Giáo Sâu Sắc

Faraday thuộc về một giáo phái không chính thống nhỏ và niềm tin Cơ đốc giáo của ông đã định hình thái độ của ông đối với khoa học cũng như các khía cạnh khác trong cuộc sống của ông. Faraday tin chắc vào Chúa như là Đấng sáng tạo, nhưng chỉ trích thần học tự nhiên vốn thống trị phần lớn khoa học thời Victoria sơ khai, và ông cũng không coi Kinh thánh là nguồn thông tin khoa học. Giống như Bacon, Faraday tin rằng cuốn sách về thế giới của Chúa và cuốn sách về lời của Chúa có cùng một tác giả, do đó “các tác phẩm tự nhiên của Chúa không bao giờ có thể mâu thuẫn với những điều cao cả hơn thuộc về sự tồn tại tương lai của chúng ta…” Nguồn gốc của kiến thức về sự cứu rỗi bắt nguồn từ sự mặc khải trong Kinh thánh về công việc của Chúa trong lịch sử thông qua dân tộc Israel trong Giao ước Cũ, và sau đó là việc Chúa gửi Con của Ngài đến chịu chết trên thập tự giá và sống lại từ cõi chết để bảo đảm Giao ước Mới. Kiến thức như vậy không thể có được bằng các cuộc điều tra về thế giới tự nhiên, vốn chỉ đủ để chỉ ra sự tồn tại và quyền năng của Chúa.

Faraday có một cảm giác sâu sắc về trật tự của sự sáng tạo của Chúa. Các quy luật tự nhiên “đã được thiết lập từ ban đầu” và do đó “cổ xưa như sự sáng tạo”. Các ghi chép của một trong những bài giảng đầu tiên của ông chứa đựng lời khuyên ngắn gọn “Tìm kiếm các quy luật”. Nhiệm vụ của khoa học là khám phá ra những quy luật đó bằng một quá trình điều tra thực nghiệm. Như Faraday đã lập luận trong một bản ghi nhớ (1844) về bản chất của vật chất: “Chúa đã hài lòng làm việc trong sự sáng tạo vật chất của Ngài theo các quy luật” và “Đấng Tạo Hóa cai quản các tác phẩm vật chất của Ngài theo các quy luật xác định do các lực tác động lên vật chất”. “Vẻ đẹp của điện….[là] nó tuân theo quy luật”. “Các quy luật tự nhiên, như chúng ta hiểu, là nền tảng kiến thức của chúng ta về những điều tự nhiên”, ông nói với khán giả tại một trong những bài giảng của mình.

“Chén thánh” của mối quan hệ giữa các sức mạnh khác nhau của sự sáng tạo là một chủ đề mà Faraday thường xuyên đề cập đến, mặc dù đó vẫn là một chủ đề mang tính suy đoán đến mức Faraday chỉ tâm sự những suy nghĩ đầy tham vọng nhất của mình với nhật ký của mình. Vào ngày 19 tháng 3 năm 1849, nhật ký của ông ghi lại: “Lực hấp dẫn. Chắc chắn lực này phải có khả năng có mối quan hệ thực nghiệm với Điện, Từ tính và các lực khác, để liên kết nó với chúng trong tác động qua lại và hiệu ứng tương đương. Hãy xem xét trong một khoảnh khắc cách tiếp cận vấn đề này bằng các sự kiện và thử nghiệm”. Nhiều thí nghiệm đã diễn ra sau đó, nhưng Faraday không thể phát hiện bất kỳ ảnh hưởng nào của các vật thể rơi đối với điện trường, báo cáo những kết quả tiêu cực này cho Hội Hoàng gia vào tháng 11 năm 1850. Tuy nhiên, Faraday kết luận, mặc dù kết quả là tiêu cực, nhưng chúng “không làm lung lay cảm giác mạnh mẽ của tôi về sự tồn tại của một mối quan hệ giữa lực hấp dẫn và điện, mặc dù chúng không đưa ra bằng chứng cho thấy một mối quan hệ như vậy tồn tại”. Thế giới của Chúa là mạch lạc, được cai trị bởi luật pháp. Trong một thế giới như vậy, mối quan hệ giữa các lực phải tồn tại.

5. Di Sản Vượt Thời Gian Của Michael Faraday

Faraday là một nhà biểu tượng xuất sắc. Einstein nhận xét về Faraday rằng ông, trong tất cả mọi người, “đã tạo ra sự thay đổi lớn nhất trong quan niệm của chúng ta về thực tế”. Tuy nhiên, bất chấp những thành tựu của mình, Faraday vẫn là một người khiêm tốn và giản dị. Ông từ chối được phong tước hiệp sĩ hoặc nhận bằng danh dự và chỉ miễn cưỡng chấp nhận một khoản lương hưu nhỏ khi ông nghỉ hưu vào năm 1858.

“Thật vậy, tất cả những gì tôi có thể nói với bạn vào cuối những bài giảng này (vì chúng ta phải kết thúc vào một thời điểm nào đó) là bày tỏ mong muốn rằng bạn có thể, trong thế hệ của mình, xứng đáng được so sánh với một ngọn nến; rằng, trong tất cả hành động của bạn, bạn có thể chứng minh vẻ đẹp của ngọn nến bằng cách làm cho hành động của bạn đáng kính và hiệu quả trong việc thực hiện nghĩa vụ của bạn đối với đồng loại”.

(Michael Faraday, kết thúc loạt bài Giáng sinh nổi tiếng nhất của mình, ‘Lịch sử Hóa học của một Ngọn nến’)

Michael Faraday và thí nghiệm ngọn nến nổi tiếng, thể hiện sự kết hợp giữa khoa học và diễn giải hấp dẫn.

5.1. Ảnh Hưởng Đến Khoa Học Hiện Đại

Những khám phá của Faraday đã đặt nền móng cho nhiều công nghệ hiện đại, từ máy phát điện đến động cơ điện và các thiết bị điện tử. Các khái niệm về điện trường và từ trường của ông vẫn là những khái niệm cơ bản trong vật lý học ngày nay. Theo Viện Vật lý Việt Nam, các công trình nghiên cứu của Faraday có ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của khoa học và công nghệ trong thế kỷ 20 và 21 (Nguồn: Viện Vật lý Việt Nam, Báo cáo tổng kết khoa học, 2015).

6. Câu Hỏi Thường Gặp Về Michael Faraday (FAQ)

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về cuộc đời và sự nghiệp của Michael Faraday:

1. Michael Faraday nổi tiếng vì điều gì? Ông nổi tiếng với những đóng góp đột phá trong lĩnh vực điện từ học và điện hóa học.
2. Faraday có được đào tạo chính thức không? Không, ông tự học thông qua việc đọc sách và tham dự các buổi giảng.
3. Phát minh quan trọng nhất của Faraday là gì? Máy phát điện và các định luật điện hóa học.
4. Faraday có ảnh hưởng đến ai? Ông có ảnh hưởng lớn đến James Clerk Maxwell và Albert Einstein.
5. Faraday có nhận được giải thưởng nào không? Ông được bầu vào Hội Hoàng gia và nhận được nhiều vinh dự khác, nhưng từ chối tước hiệp sĩ.
6. Faraday có quan tâm đến tôn giáo không? Có, ông là một người có đức tin Cơ đốc giáo sâu sắc và niềm tin này ảnh hưởng đến công việc của ông.
7. Phương châm sống của Faraday là gì? “Làm việc, hoàn thành, công bố”.
8. Faraday đã khám phá ra benzen khi nào? Năm 1825.
9. “Nghiên cứu Thực nghiệm về Điện” là gì? Là một bộ sách gồm 3 tập, tập hợp các bài báo khoa học quan trọng của Faraday.
10. Tại sao Viện Faraday lại được đặt tên theo ông? Để vinh danh những đóng góp to lớn của ông cho khoa học và sự kết hợp giữa đức tin và khoa học.

7. Tìm Hiểu Thêm Về Michael Faraday Tại CAUHOI2025.EDU.VN

Bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về cuộc đời và sự nghiệp của Michael Faraday? Hãy truy cập CAUHOI2025.EDU.VN để khám phá thêm nhiều bài viết, tài liệu tham khảo và thông tin hữu ích khác. Tại CAUHOI2025.EDU.VN, chúng tôi cung cấp những câu trả lời chính xác, đáng tin cậy và dễ hiểu cho mọi thắc mắc của bạn. Đừng ngần ngại đặt câu hỏi của bạn tại CAUHOI2025.EDU.VN để được giải đáp tận tình và nhanh chóng.

Thông tin liên hệ CAUHOI2025.EDU.VN:
Địa chỉ: 30 P. Khâm Thiên, Thổ Quan, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam
Số điện thoại: +84 2435162967
Trang web: CAUHOI2025.EDU.VN

Hãy để CauHoi2025.EDU.VN đồng hành cùng bạn trên hành trình khám phá tri thức!