Faraday

Faraday wurde am 22.September 1791 in Newington Butts geboren und starb am 25.August 1867 in London.

Dem Autodidakten erfüllte sich nach dem Besuch der Abendvorlesungen von Humphry Davy in der Royal Institution der Wunsch als Wissenschaftler zu arbeiten: Im Februar 1813 wurde Faraday ebendort Laborgehilfe. Bald rückte er in eine bessere Position auf. Davy war häufig abwesend, und so kümmerte sich Faraday um die Vorträge der Gastdozenten und bereitete die Demonstrationsversuche vor. 1816 publizierte er seine erste wissenschftliche Arbeit über die chemische Analyse eines Atzkalks. 1823 stellte er Chlor in flüssiger Form dar; 1824 fand er bei der Destillation fetter Öle das Benzol und das Butylen. Zu den chemischen Arbeiten kamen technisch-physikalische: 1820 bis 1822 beschäftigte er sich mit der Herstellung rostfreier Stahlsorten, von 1825 bis 1829 mit der von Gläsern mit bestimmten optischen Eigenschaften.

Nach der Entdeckung des Elektromagnetismus durch Hans Christian Oersted wiederholten Davy und Faraday die Versuche, wobei sie zunächst noch der irrigen Auffassung waren, es handle sich bei der Wechselwirkung zwischen elektrischem Strom und Magnetnadel um die konventionell, in der Physik bekannten Kräfte, die in Richtung der Verbindungsgeraden liegen. Im August 1821 korrigierte sich Faraday und konstruierte am 4.September eine Vorrichtung, aus der ganz klar hervorging, daß die Kräfte senkrecht auf der Verbindungslinie stehen. Ein elektrischer Leiter rotiert dabei um einen festgehaltenen Magneten; ebenso rotiert auch umgekehrt ein beweglicher Magnet um einen festen Leiter. Damit hatte er zum ersten Mal einen Elektromotor konstruiert, wenn auch nur in allereinfachster Form. Faraday strebte nun danach, auch den gewissermaßen umgekehrten Effekt aufzufinden: eine elektrische Wirkung des Magneten. In seinem Notizbuch findet sich schon 1822 die bemerkenswerte Eintragung:

'Convert magnetism into electricity'

In den folgenden Jahren war es für Faraday ein wichtiges Ziel, diese 'Verwandlung' wirklich zu erreichen. Prinzipielll geeignete Versuchsanordnungen hatte er, wie das Labortagebuch zeigt, bereits 1825 und 1828 aufgebaut, aber die Meßempfindlichkeit war zu gering. Endlich entdeckte er am 29.August 1831 mit einer Anordnung, die wir heute einfach als Transformator bezeichnen, den langgesuchten Effekt der elektromagnetischen Induktion. In den folgenden Monaten wurde der Effekt nach allen Richtungen erforscht.

Da Faraday keinerlei mathematische Kenntnisse besaß, zog er als anschauliches Hilfsmittel zur Beschreibung der Versuchsergebnisse die magnetischen Kraftlinien heran. Die Richtung des Induktionsstromes wird dann nach Faraday dadurch bestimmt, in welcher Weise die vom Nordpol zum Südpol verlaufenden Kraftlinien durch den Draht 'geschnitten' werden. Obwohl sie zunächst nur eine Veranschaulichung waren, um Versuchsergebnisse bequem ausdrücken zu können, wurde Faraday doch überzeugt, daß die den Raum durchziehenden Kraftlinien doch physikalische Realität besitzen. So prägte er - langsam tastend, aber doch konsequent Schritt für Schritt - gegen den Widerstand der meisten Fachkollegen den Begriff des magnetischen und elektrischen Kraftfeldes.

Mit den wissenschaftlichen Erfolgen änderte sich auch die äußere Stellung. Er wurde 1824 Mitglied der Royal Society, 1825 Direktor der Royal Institution und nach und nach Ehrenmitglied von insgesamt 92 wissenschaftlichen Gesellschaften und Akademien.

Faraday stand, im Gegensatz zur überwiegenden Mehrheit seiner Kollegen, auf dem Boden des Dynamismus. Er betrachtete also als primäre Gegebenheiten in der Natur die 'Kräfte' (gemeint sind 'Energien') und glaubte sicher an die gegenseitige Umwandelbarkeit von Magnetismus, Elektrizität, Licht, Wärme, Galvanismus usw..Diese Auffassung hatte ihn schon folgerichtig zur Entdeckung der elektromagnetischen Induktion geführt; sie prägte auch seine Gedanken bei der Interpretation der elektrolytischen Versuche, die schließlich in den Faradayschen Gesetzen mündete, leitete ihn aber schließlich ebenso 1845 zur Auffindung des Faraday-Effektes und bei der Erforschung des Magnetismus.

Faraday sprach deutlich von den verschiedenen Erscheinungsformen oder Ausprägungen der Naturkräfte ('conditions of force') und der Umwandlung von einer Naturkraft in die andere. Diese Überzeugung durchzieht sein ganzes Lebenswerk. So formulierte er schon 1839 - Jahre vor der Aufstellung des Energieprinzips von Julius Robert Mayer u.a. - ein 'energetisches' Argument gegen einen von Volta ersonnenen Mechanismus, der das Zustandekommen der elektrolytischen Spannung durch den bloßen Kontakt von Metallen ohne chemische Veränderung erklären sollte.

'Das würde in der Tat eine Schöpfung von Kraft seinAllein niemalsfindet eine Schöpfung von Kraft statt, eine Erzeugung von Kraft, ohne eine entsprechende Erschöpfung von ertwas, ihr Nahrung gebendes.'

Nach der Entdeckung der Spektralanalyse durch Kirchhoff und Bunsen suchte Faraday Anfang 1862, seiner Grundüberzeugung vom inneren Zusammenhang aller Naturkräfte getreu, eine Beeinflussung der Spektrallinien durch das magnetische Feld aufzufinden. Ein Erfolg blieb ihm versagt. Wir wissen heute, daß lediglich das Auflösungsvermögen des von Faraday benutzten 'Steinheilschen Spektrometers' ungenügend gewesen war. Seit etwa 1849 versuchte Faraday ebenso eine Umwandlung der Gravitation in andere Kräfte hervorzubringen, aber diese Bemühungen waren ebenso erfolglos wie fast 100 Jahre später die theoretischen Ansätze Einsteins, Gravitattion und Elektrodynamik in einer Theorie zusammenzufassen. Resignierend schrieb Faraday:

'Hier enden für jetzt meine Versuche, ihre Resultate sind negativ. Sie erschüttern aber das starke Gefühl in mir nicht, daß eine Beziehung zwischen Schwerkraft und Elektrizität vorhanden ist, obgleich die Experimente bis jetzt nicht bewiesen haben, daß es so ist.'

Quelle: Armin Hermann 'Lexikon - Geschichte der Physik A-Z', Aulis-Verlag Deubner & Co KG 1978