Michael Faraday – Sức Mạnh Của Chúa Và Sức Mạnh Của Dòng Điện

303

Michael Faraday là người đã phát minh ra máy biến áp, máy phát điện, benzen, mạ điện, v.v… là nền tảng cho nền công nghiệp điện, hóa điện và hóa chất hiện đại

Michael Faraday sinh ra trong một ngôi làng ở Newington, Sussex, Anh Quốc vào thứ năm, 22 tháng 9 năm 1791. Ông là người con thứ ba trong gia đình có bốn anh em. Sớm sau khi sinh, cả nhà ông chuyển đến Tây Luân Đôn, nơi Michael lớn lên. Gia đình ông là những Cơ Đốc nhân tin kính và thờ phượng Chúa ở một nhà thờ nhỏ cách đó bốn cây số. Sức khỏe kém khiến cha của Michael, một người thợ rèn, không thể làm việc toàn thời gian, khiến gia đình ông gặp khó khăn về tài chính.

Sau chưa tới hai năm đi học, Michael phải nghỉ. Năm 11 tuổi, ông trở thành cậu bé sai vặt cho một người đóng sách. Khi lên 14 tuổi, ông trở thành thợ học việc của người đóng sách. Bằng cách sử dụng thời gian rảnh để đọc những quyển sách mình đang đóng, Michael tận dụng cơ hội này để nâng cao học vấn của mình. Ông bị thu hút bởi khoa học, đặc biệt là với hóa học và điện. Ông bắt đầu thực nghiệm lại những thí nghiệm mà ông đang đọc. Việc đóng sách đã huấn luyện ông trở nên khéo léo trong việc dùng hai bàn tay, điều này đã giúp ông rất nhiều trong việc thao tác các dụng cụ khoa học.

Michael bắt đầu tham dự các bài thuyết trình khoa học hàng tuần. Ông ghi chép lại rất chi tiết và đóng chúng thành những quyển sổ tay rất đẹp. Những bài thuyết trình ông tham dự bao gồm chuỗi thuyết trình ở Viện Hoàng Gia (Royal Institution) bởi Ngài Humphry Davy, nhà hóa học nổi tiếng mà sau này sáng tạo ra đèn an toàn cho thợ mỏ. (Viện Hoàng Gia được thành lập để thúc đẩy sự hiểu biết của công chúng về những phát minh và những áp dụng hằng ngày của khoa học.) Sau khi hoàn thành khóa học việc của mình, Michael tìm kiếm một công việc trong ngành khoa học. Ông dùng những tờ ghi chép đóng lại tuyệt đẹp của mình để thuyết phục Ngài Humphry về cam kết nghiêm túc của ông với khoa học. Năm 1813 ông được thuê làm trợ lý phòng thí nghiệm. Sự nghiệp khoa học của Michael Faraday bắt đầu từ đây.

SỰ GIÚP ĐỠ KHÔNG THỂ THIẾU

Năng lực khoa học của Faraday nhanh chóng được thấy rõ bởi những người xung quanh ở Viện Hoàng Gia. Thay vì chỉ là người chuẩn bị dụng cụ và hóa chất, ông sớm được tham gia giúp đỡ trình bày thí nghiệm tại những buổi giảng trước quần chúng của Ngài Humphry Davy. Tới khi Davy đi một chuyến công du khoa học vòng quanh châu Âu sáu tháng sau đó, ông này cảm thấy mình không thể thiếu Faraday nên đã đem ông đi cùng. Chuyến đi kéo dài hai năm và khiến Faraday vô cùng thỏa mãn về mặt khoa học. Không chỉ học được rất nhiều điều, ông còn được gặp nhiều nhà khoa học nổi tiếng, kể cả Ampere và Volta, những người mà đơn vị điện amp (A) và volt (V) được đặt tên theo.

TÌM RA CHẤT MỚI

Khi trở về nước Anh năm 1815, Faraday lại được nhận vào làm việc tại Học Viện Hoàng Gia. Ông tham gia càng lúc càng nhiều vào các công trình phân tích hóa chất. Ông làm nghiên cứu về thép, thực hiện nhiều cải tiến về hợp kim thép.

Faraday trở thành người đầu tiên làm lỏng hóa clo. Ông tìm ra chất mới mà sau này gọi là benzene. Benzene sau này có nhiều ứng dụng quan trọng để sản xuất những hợp chất hữu cơ quan trọng như chất nhuộm, nylon và nhựa. Faraday cũng sản xuất nhiều loại thủy tinh khác nhau trong nỗ lực cải tiến tròng kính thiên văn.

NIỀM YÊU THÍCH VỀ ĐIỆN

Ngay cả khi Faraday dùng hầu hết thời gian nghiên cứu của ông vào hóa học, ông vẫn tiếp tục giữ niềm yêu thích về điện. Năm 1820, một nhà khoa học người Đan Mạch là Hans Oersted cho thấy rằng dòng điện đi qua dây dẫn phát sinh từ trường xung quanh dây. Năm sau, Faraday phát triển công trình của Oersted bằng cách cho thấy rằng dòng điện có thể được tao ra bằng cách di chuyển cục nam châm xung quanh một dây dẫn hay làm dây dẫn quay xung quanh cục nam châm. Thiết bị xoay điện từ này là tiền thân của máy phát điện.

Cũng trong năm đó, năm 1821, Faraday được nhận làm thành viên của hội Hoàng Gia – một hội chuyên gia gồm những nhà khoa học hàng đầu để trao đổi khám phá và ý tưởng. Ông cũng cưới Sarah Barnard, một thành viên ở hội thánh mình.

Vào thời đó, thực nghiệm đã cho thấy điện sinh ra từ. Mặc dù nhiều nhà khoa học không tin, Faraday tin rằng điều ngược lại cũng đúng, từ trường chắc có thể sinh ra điện. Faraday chứng minh điều này thành công vào năm 1831. Nhà khoa học người Anh William Sturgeon cuộn dây điện xoắn quanh một thanh sắt, nhờ đó tăng cường sức mạnh của từ trường tạo ra. Nhà khoa học Mỹ Joseph Henry thêm vỏ cách điện cho dây, tiếp tục tăng cường sức mạnh của từ trường. Bằng cách biến thanh sắt thành một vòng tròn hoàn chỉnh và quấn một cuộc dây có vỏ cách điện, Faraday đã sản xuất ra sáng chế vĩ đại nhất của mình – máy biến áp. Khi một dòng điện được bật và ngắt ở một mạch, nó sẽ tạo ra từ trường biến đổi, điều này sẽ tạo ra dòng điện với điện áp cường độ khác ở mạch kia.

Bởi vì điện được tạo ra và truyền tải ở điện áp cao và phải được chuyển hóa thành điện áp thấp để an toàn cho dân dụng, máy biến áp là một phần không thể thiếu trong hệ thống cung cấp điện hiện đại.

Sau đó, Faraday tìm cách sản xuất điện từ từ trường mà không cần phải bắt đầu từ điện. Ông tạo ra từ trường biến đổi bằng cách di chuyển một thanh nam châm ra vào một cuộn dây điện quấn quanh ống rỗng. Như trong trường hợp máy biến áp, từ trường biến đổi tạo ra dòng điện. Khám phá này giúp tạo ra máy phát điện mà chúng ta biết hiện nay.

ĐỨC TIN Ở ĐẤNG TẠO HÓA

Trong một quyển sách về Faraday và dòng điện, Brian Bowers viết rằng “Rất có thể đức tin vào một Đấng Tạo Hóa duy nhất đã thúc đẩy niềm tin khoa học vào một sự thống nhất của các lực, ý tưởng rằng từ trường, điện và những lực khác có cùng một nguồn gốc”. Faraday tiếp tục cho thấy dòng điện sản xuất ra là như nhau ở mọi nguồn – bằng từ trường, bằng pin hóa học hay bằng tĩnh điện.

Faraday sau đó kết hợp hóa học với điện học trong các công trình nghiên cứu của mình. Ông tìm hiểu về điện phân, là việc phân tách các hóa chất bằng cách truyền điện qua chúng. Một ứng dụng đặc biệt là mạ điện, là cách một miếng kim loại được mạ bởi một lớp kim loại khác. Nghiên cứu của Faraday về điện dẫn ông tới phát hiện những qui luật quản trị điện hóa học. Ông cũng chịu trách nhiệm đặt tên cho những phần của các thiết bị mới (như chất điện phân, cực a-nốt và ca-tốt).

KHÔNG QUÁ BẬN ĐỂ LÀM CHỨNG VỀ CHÚA

Dù rất bận với việc nghiên cứu và giảng dạy của mình, Faraday luôn đóng vai trò tích cực ở hội thánh mình. Ông là trưởng lão suốt hơn 20 năm. Hội thánh của Faraday không có mục sư toàn thời gian. Thay vào đó, các trưởng lão, kể cả Faraday, thay phiên nhau giảng luận và hướng dẫn thờ phượng. Hội thánh của Faraday nhấn mạnh việc sống theo lời Chúa Giê-xu trong Bài Giảng Trên Núi (Ma-thi-ơ 5-7). Những nguyên tắc Cơ Đốc được thể hiện trong đó, như là rộng lượng, khiêm tốn, tha thứ được thể hiện rõ trong đời sống của Faraday.

Ông giúp đỡ rộng rãi các tổ chức từ thiện và những người nghèo ông thăm viếng. Ông cũng giúp đỡ người mẹ góa của mình nhiều năm. Faraday không quan tâm đến việc tích lũy của cải. Ông liên tục từ chối những vị trí tư vấn trả lương cao của chính phủ và công nghiệp để tập trung vào công việc nghiên cứu và giảng dạy với mức lương khiêm tốn của mình.

Danh tiếng của Faraday vang rộng. Ông được mời ăn trưa với Nữ Hoàng Victoria, và thành viên hoàng gia đến dự các buổi giảng của ông. Dù vậy, ông vẫn rất khiêm tốn. Ông từ chối đề nghị làm Chủ tịch hội Hoàng Gia năm 1846. Năm 1864, ông từ chối lời đề nghị làm Viện trưởng viện Hoàng Gia vì nó làm mất thời gian nghiên cứu của ông. Cũng cùng lý do đó, ông từ chối vị trí Giáo Sư Hóa Học tại Đại Học Luân Đôn năm 1827.

Lòng vị tha của Faraday được thử thách nhiều lần. Ông cho rằng việc nhận lời mời ăn trưa của Nữ Hoàng là thích đáng, cho dù ông bị lỡ một buổi thờ phượng Chủ Nhật. Nhưng những trưởng lão khác lại không nghĩ rằng nó thích đáng. Họ bãi quyền trưởng lão của ông, thậm chí cả quyền thành viên nhà thờ trong một thời gian. Faraday phản ứng như Chúa Giê-xu sẽ làm. Ông tiếp tục tham gia thờ phượng và cư xử trong yêu thương với những người làm ông thương tổn. Ngoài ra, Faraday có nhiều báo cáo khác biệt với ý kiến của Ngài Humphry Davy trong suốt sự nghiệp làm khoa học của mình. Tuy nhiên, điều này không làm lu mờ sự kính trọng của Faraday cho Davy.

Việc dùng ngữ pháp và chính tả không tốt của Faraday phản ánh việc ông không được đến trường, nhưng năng lực khoa học thiên phú của ông là không thể chối cãi.

Michael Faraday mất vào Chủ Nhật, 25 tháng 8, 1867. Chỉ 14 năm sau, hệ thống cung cấp điện dân dụng đầu tiên trở thành hiện thực ở Godalming, Surrey. Từ đó, những khám phá của ông về điện vẫn tiếp tục có những ảnh hưởng lớn trong đời sống thường nhật của chúng ta.

Khi Faraday nghỉ hưu sau khi làm việc ở Viện Hoàng Gia sau hơn 50 năm, ông cám ơn những người đã làm việc với ông suốt những năm qua. Hơn nữa, ông cẩn thận “Cám ơn Đức Chúa Trời, trước hết, cho những món quà của Ngài”. Trong tiểu sử của Faraday, L.P. Williams viết “Sự khiêm tốn chân thành của ông dựa trên ý thức sâu sắc về những ân nợ của ông với Đấng Sáng Tạo. Rằng Michael Faraday, người con trai thất học của một thợ rèn thuê và một cô nông dân nghèo lại được cho phép nhìn thoáng qua nét đẹp của những quy luật vĩnh cửu của Đấng Sáng Tạo luôn là những trăn trở không dứt của ông.

Richard Huynh dịch

Nguồn: creation.com

Ảnh: lifepersona.com

Bình Luận: