🚘 Faraday Käfig 🚗 🚙 🚔

[★ Ronald Johannes deClaire Schwab]

🚘 Ein Faraday-Käfig ist ein Metallkäfig bzw. ein von Metall umgebener Raum. Werden auf diesen Metallkäfig elektrische Ladungen, z.B. durch einen Blitzeinschlag, gebracht, so verteilen sich die elektrischen Ladungen auf dem Metallkäfig und dringen nicht in den Innenraum ein.
Seine naturwissenschaftliche Karriere beginnt Michael Faraday als Buchbinder. Der Autodidakt benutzt die Zeit seiner Lehre, um die Schriften, die er bindet, auch zu lesen. Ein Kunde bemerkt sein Interesse und schenkt ihm Eintrittskarten für die Vorlesungen des Chemikers Humphry Davy in der Royal Institution – Karten, die ansonsten viel zu teuer für ihn gewesen wären. Faraday transkribiert die Vorlesungen des bedeutenden Professors, der Natrium und Kalium entdeckt hat, schreibt sie ins Reine und schenkt sie Humphry Davy als gebundenes Buch. Prompt stellt der geschmeichelte Davy ihn als seinen Laborassistenten ein. So nimmt das Schicksal seinen Lauf.
Geboren wird Faraday 1791 in Newington in der Grafschaft Surrey. Er stammt aus einfachen Verhältnissen und genießt kaum mehr als eine allgemeine Grundschulausbildung. Sein Wissen bringt er sich selber bei. Nach seiner Buchbinderlehre verkehrt er in den Kreisen Gleichgesinnter, die sich für Naturwissenschaft genauso interessieren wie er selbst. So steigert er langsam seinen Wissensstand.
Im Labor von Humphry Davy muss Faraday zunächst Reagenzgläser säubern; nebenbei erarbeitet er sich das gesamte Feld der Chemie. Dabei spielt er zahlreiche Experimente auch auf dem Gebiet der Physik selber durch, um ihren Wahrheitsgehalt zu überprüfen.
So ist es auch 1821, als Forscher entdecken, dass elektrischer Strom Magnetfelder erzeugt. Dabei findet Faraday heraus, dass das Magnetfeld einen Magnetpol im Kreis um einen stromdurchflossenen Draht führt: eine wissenschaftliche Sensation und Voraussetzung des Elektromotors.
Seit dieser Entdeckung wird Faraday als ernsthafter Wissenschaftler von der Fachwelt wahrgenommen. Trotzdem kosten ihn die Auftragsarbeiten von Davy zehn Jahre seiner Zeit. Erst nach dessen Tod kann er sich, inzwischen selbst Leiter der Royal Institution, völlig frei seiner Forschung widmen.
Am 29. August 1831 dann entdeckt Faraday das Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Es besagt, dass Magnetfelder bei ihrer Veränderung elektrischen Strom erzeugen. Bis heute produzieren Generatoren den Strom in der Regel auf diese Weise. An einer technischen Verwertbarkeit seiner Erkenntnis indes ist Faraday nicht interessiert. Er stirbt 1867 in Hampton Court Green.
Zugeschrieben wird es dem englischen Naturforscher Michael Faraday als Antwort auf die Frage seines Schatzkanzlers, wozu denn diese ganzen Versuche mit Elektrizität und Magnetismus überhaupt gut seien. Faraday, geboren am 22. September 1791, war einer der Pioniere auf diesem Gebiet – und gilt heute als einer der emsigsten Experimentatoren in der Geschichte der Physik.
„Er war schon sehr früh, als Kind offenbar, hoch interessiert an Naturforschung“, sagt Friedrich Steinle, Professor für Wissenschaftsgeschichte an der TU Berlin.
Vom Gläschenputzer zum Professor
„Hat während seiner Buchbinder-Lehre diesem Interesse dadurch gefrönt, dass er viele Bücher über Naturforschung dann auch gelesen, nicht nur gebunden hat.“
1813 wurde der renommierte Chemiker Humphry Davy, der Entdecker der Elemente Natrium und Kalium, auf den Autodidakten Faraday aufmerksam und bot ihm an der Royal Institution of London eine Stelle als Laborassistent an.
„Als Gläschenputzer, würde man sagen. Es war keine sehr herausragende Stelle. Aber Faraday hat die sofort angenommen. An dieser Institution ist er schließlich sein Leben lang geblieben, hat einen rasanten Aufstieg genommen – vom Gläschenputzer zum Laborleiter und dann zum Professor an dieser Institution.“
Nicht nur brillianter Chemiker, sondern auch Redner
Laborassistent Faraday vertiefte sich zunächst in die Chemie und galt bald als brillanter Experimentator. Unter anderem fand er heraus, wie sich Gase verflüssigen lassen, und entdeckte das Benzol. Zudem entpuppte sich Faraday als begabter Redner – ein wichtiges Talent, denn:
„Er hat dieser Institution, die ja von den Eintrittsgeldern ihrer Vorträge leben musste, hohe Zuhörerzahlen verschafft. Sein Brotberuf war nicht die Wissenschaft. Sein Brotberuf war das Halten guter öffentlicher Vorträge, die das Geld einspielen.“
1831 wurde Faraday Leiter der Royal Institution – und hatte fortan freie Hand bei der Wahl seiner Forschungsthemen. Es begann eine ungemein produktive Phase, in der sich der Forscher auf ein damals brandaktuelles Thema konzentrierte, den Elektromagnetismus.
„Faraday hat sich diesem Thema Elektromagnetismus tief zugewandt und dann eigentlich in den nächsten 20 Jahren eine spektakuläre Entdeckung nach der anderen gemacht.“
„Nichts ist zu schön um wahr zu sein“
Die Liste ist eindrucksvoll: So entdeckte Faraday die elektromagnetische Induktion, bei der sich durch Magnetfelder Strom erzeugen lässt – die Grundlage des Generators. Er stellte im Hörsaal der Royal Institution einen mit Kupferdraht bespannten Holzwürfel auf, setzte ihn unter Hochspannung – und erfand damit den sogenannten Faradayschen Käfig, mit dem sich selbst die hohen elektrischen Felder eines Blitzschlags abschirmen lassen. Er fand heraus, dass Licht durch Magnetfelder beeinflusst wird – heute als Faraday-Effekt bekannt. Er entdeckte eine neue Klasse von Magneten und schuf Grundlagen zur Entwicklung der Batterie.
„Nichts ist zu schön um wahr zu sein, wenn es mit den Gesetzen der Natur übereinstimmt.“ Notierte Michael Faraday 1849 in seinem Laborbuch.
„Faraday war vielleicht der produktivste Experimentator über 20 Jahre hinweg in diesem Feld Elektromagnetismus.“
Faraday durchlief nie eine formale Ausbildung
Um seine Resultate zu erklären, suchte Faraday nach neuen physikalischen Konzepten, argumentierte mit neuen Begriffen wie dem der magnetischen Kraftlinie. Nur: „Er war mit dieser Begriffsentwicklung über 20 Jahre hinweg komplett isoliert.“
Bei seinen Zeitgenossen stießen Faradays Gedanken auf Ignoranz und Ablehnung, sagt Friedrich Steinle. Einer der Gründe: „Faraday war ein Außenseiter. Er hat nie eine formale Ausbildung durchlaufen. Er war nicht im Besitz der mathematischen Werkzeuge derzeit, seiner fehlenden Ausbildung geschuldet.“
„Seine innere Stabilität kam aus der Religion“
Faraday nahm die Anfeindungen seiner Zeitgenossen erstaunlich gelassen hin. Der Grund dafür, vermutet Steinle, mag in einer tiefen Religiosität gelegen haben: Faraday war Mitglied der Sandemanier, einer kleinen, verschworenen, überaus frommen Sekte.
„Seine innere Stabilität kommt aus der Religion. Und die hat ihm die Möglichkeit gegeben, auch innerhalb eines zumindest teilweise problematischen Umfelds sehr wohl seine eigene Linie unbeirrt weiterzufahren.“
Schließlich sollte sich zeigen, dass Faraday mit seinen Ideen auf der richtigen Fährte war. In den 1860er-Jahren veröffentlichte der schottische Physiker James Clerk Maxwell einen Satz von Gleichungen, die noch heute als die gültige Theorie für den Elektromagnetismus gelten.
„Maxwells Feldtheorie ist, um es überspitzt zu sagen, nichts anderes als eine mathematische Formulierung der faradayschen Feldtheorie.“
 🚗 🚙 🚔 🚖 https://de.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday