MICHAEL FARADAY: BIOGRAFIE, EXPERIMENTE ȘI CONTRIBUȚII - ŞTIINŢĂ - 2025

Michael Faraday (Newington Butt, 22 septembrie 1791 - Hampton Court, 25 august 1867) a fost un fizician și chimist de origine britanică ale cărui contribuții principale sunt în domeniile electromagnetismului și electrochimiei. Printre contribuțiile sale la știință și, prin urmare, la umanitate, putem evidenția lucrările sale despre inducția electromagnetică, diamagnetism și electroliză.

Datorită condițiilor economice ale familiei sale, Faraday a primit puțină educație formală, așa că de la vârsta de paisprezece ani a fost însărcinat să umple aceste lacune, făcând o cantitate mare de lecturi în timpul uceniciei sale ca agent de carte.

Una dintre cărțile pe care le-a legat care l-a influențat cel mai mult pe omul de știință a fost „Îmbunătățirea minții” de Isaac Watts.

Faraday a fost un experimentator excelent și și-a transmis descoperirile într-un limbaj ușor de înțeles. Deși abilitățile sale matematice nu au fost cele mai bune, James Clerk Maxwell a rezumat munca sa și cea a altora într-un grup de ecuații.

În cuvintele lui Clerk Maxwell: „Utilizarea liniilor de forță arată că Faraday a fost într-adevăr un mare matematician, de la care viitorii matematicieni ar putea deriva metode valoroase și fertile”.

Unitatea de capacitate electrică a sistemului internațional de unități (SI) este numită Farad (F) în onoarea sa.

Ca chimist, Faraday a descoperit benzenul, a efectuat cercetări asupra clatratului de clor, a sistemului de numere de oxidare și a creat ceea ce va deveni cunoscut ca predecesorul arzătorului Bunsen. În plus, el a popularizat termenii: anod, catod, electron și ion.

În domeniul fizicii, cercetările și experimentele sale s-au concentrat pe electricitate și electromagnetism.

Studiul său asupra câmpului magnetic a fost fundamental pentru dezvoltarea conceptului de câmp electromagnetic, iar invenția sa, numită de el însuși „Dispozitive de rotație electromagnetică”, a fost precursorii curentului motor electric.

Biografie

Michael Faraday s-a născut pe 22 septembrie 1791, într-un cartier numit Newington Butt, situat la sud de Londra, în Anglia. Familia lui nu era bogată, așa că educația sa formală nu a fost foarte extinsă.

Tatăl lui Michael se numea James și era un practicant al unei doctrine a creștinismului. La rândul ei, numele mamei sale a fost Margaret Hastwell și, înainte de a se căsători cu James, a lucrat ca muncitoare domestică. Michael a avut 3 frați și a fost penultimul copiilor căsătoriei.

Când Michael a împlinit paisprezece ani, a lucrat alături de George Riebau, care a fost librăr și bookbinder. Michael a rămas în această lucrare șapte ani, timp în care a fost capabil să se apropie mult mai mult de lectură.

În acest moment a început să fie atras de fenomenele științifice, în special de cele legate de electricitate.

Aprofundarea antrenamentului

La vârsta de 20 de ani, în 1812, Michael a început să participe la diferite conferințe, invitat aproape întotdeauna de William Dance, un muzician englez care fondase Royal Philharmonic Society.

Unii dintre vorbitorii la care Michael a avut acces au fost John Tatum, un filozof și om de știință britanic, și Humphry Davy, un chimist de origine engleză.

Relația cu Humphry Davy

Michael Faraday a fost un om foarte metodic și a scris note destul de specifice pe care le-a trimis lui Davy împreună cu o notă care îi cerea un loc de muncă.

Aceste note au alcătuit o carte de aproximativ 300 de pagini, iar lui Davy le-a plăcut foarte mult. Acesta din urmă a suferit un accident în laborator ceva timp mai târziu, ceea ce i-a afectat grav vederea.

În acest context, Davy l-a angajat pe Faraday ca asistent al său. În același timp - la 1 martie 1813 - Faraday a devenit asistent de chimie la Instituția Regală.

Călătorie în Europa

Între 1813 și 1815 Humphry Davy a călătorit prin diferite țări din Europa. Servitorul pe care îl avea la acea vreme a decis să nu participe la călătorie, așa că Faraday a fost cel care trebuia să îndeplinească sarcinile servitorului, chiar dacă rolul său era cel de asistent chimic.

Se spune că societatea engleză la acea vreme era extrem de orientată spre clasă, motiv pentru care Faraday era văzut ca un om cu caracteristici inferioare.

Chiar și soția lui Davy a insistat să-l trateze pe Faraday ca pe un servitor, refuzând să-l primească în trăsura ei sau să-l facă să mănânce cu ei.

Deși această călătorie a însemnat o perioadă foarte proastă pentru Faraday ca urmare a tratamentului nefavorabil pe care l-a primit, în același timp a presupus că ar putea avea contact direct cu cele mai importante domenii științifice și academice din Europa.

Dedicarea energiei electrice

Încă din 1821, Michael Faraday s-a dedicat în întregime studierii electricității, magnetismului și posibilităților ambelor elemente.

În 1825, Davy era grav bolnav, motiv pentru care Faraday a devenit înlocuitorul său în laborator. Acesta a fost momentul în care a propus mai multe dintre teoriile sale.

Una dintre cele mai relevante a fost ideea că atât electricitatea, cât și magnetismul și lumina au funcționat ca o triadă cu un caracter unificat.

În același an, Faraday a început prelegeri la Instituția Regală, numită Prelegeri de Crăciun ale Instituției Regale, care au avut ca scop în special copiii și au tratat cele mai importante progrese științifice ale vremii, precum și diferite anecdote și povești din domeniul ştiinţă.

Intenția acestor discuții a fost de a apropia știința acelor copii care nu au avut ocazia să participe la studii formale, așa cum i s-a întâmplat lui.

Căsătorie

În 1821 Faraday s-a căsătorit cu Sarah Barnard. Familiile lor au participat la aceeași biserică și a fost acolo unde s-au întâlnit.

Faraday a fost un om foarte religios de-a lungul vieții și a fost adeptul bisericii Sandemaniana, care a derivat din Biserica Scoției. A participat activ la biserica sa, de când a devenit diacon și chiar preot timp de doi ani la rând.

Niciun copil nu s-a născut din căsătoria dintre Faraday și Barnard.

Ani de invenții

Anii următori ai lui Faraday au fost plini de invenții și experimente. În 1823 a descoperit procesul de lichefiere a clorului (trecerea de la starea gazoasă sau solidă la starea lichidă) și doi ani mai târziu, în 1825, a descoperit același proces, dar și pentru benzen.

În 1831 Faraday a descoperit inducția electromagnetică, din care a fost generată așa-numita Lege a lui Faraday sau Legea inducției electromagnetice. Un an mai târziu, în 1832, a primit numirea de onoare a lui D octor de drept civil de la Universitatea din Oxford.

Patru ani mai târziu, Faraday a descoperit un mecanism care a funcționat ca o cutie de protecție pentru șocuri electrice. Această cutie a fost numită cușca Faraday și a devenit mai târziu una dintre cele mai utilizate invenții, chiar și astăzi.

În 1845 a descoperit efectul care reflectă o interacțiune clară între lumină și magnetism; acest efect a fost numit efectul Faraday.

recunoașterile

Monarhia Angliei i-a oferit lui Faraday numirea domnului, la care a refuzat de mai multe ori, considerând-o contrar credințelor sale religioase; Faraday a asociat această întâlnire cu căutarea recunoașterii și cu vanitatea.

De asemenea, Royal Society a propus să fie președintele acesteia, iar Faraday a respins această ofertă, făcută în două ocazii diferite.

Academia Regală Suedeză de Științe l-a numit membru străin în 1838. Un an mai târziu, Faraday a suferit o criză nervoasă; după o perioadă scurtă, și-a continuat studiile.

În 1844, Academia Franceză de Științe a încorporat-o membrilor săi străini, care erau doar 8 personalități.

Anii finali

În 1848, Michael Faraday a obținut o casă de grație și favoare, care erau acele case care aparțineau statului englez și erau oferite gratuit personalităților relevante ale țării, cu intenția de a le mulțumi pentru serviciile prestate națiunii.

Această casă se afla în Middlesex, în Hampton Court, iar Faraday a locuit în ea începând cu 1858. În acea casă a murit ulterior.

În acești ani, guvernul Angliei l-a contactat și i-a cerut să îi sprijine în procesul de fabricare a armelor chimice în cadrul Războiului Crimeei, care a avut loc între 1853 și 1856. Faraday a refuzat să această ofertă, având în vedere că a considerat lipsit de etică participarea la acest proces.

Moarte

Michael Faraday a murit pe 25 august 1867, când avea 75 de ani. O anecdotă curiosă a acestui moment este că i s-a oferit un loc de înmormântare în renumita Abatere Westminster, un site pe care l-a refuzat.

Cu toate acestea, în interiorul acestei biserici puteți găsi o placă care onorează Faraday și care se află lângă mormântul lui Isaac Newton. Trupul său se află în zona disidentă din Cimitirul Highgate.

Experimentele

Viața lui Michael Faraday a fost plină de invenții și experimentări. În continuare vom detalia două dintre cele mai importante experimente pe care le-a efectuat și care au fost transcendente pentru umanitate.

Legea lui Faraday

Pentru a demonstra așa-numita Lege a lui Faraday sau Legea inducției electromagnetice, Michael Faraday a luat un carton sub forma unui tub pe care a înfășurat sârmă izolată; în acest fel el a format o bobină.

Ulterior, el a luat bobina și a conectat-o ​​cu un voltmetru pentru a măsura forța electromotivă indusă în timp ce făcea un magnet să treacă prin bobină.

Ca urmare a acestui experiment, Faraday a stabilit că un magnet în repaus nu este capabil să genereze forță electromotivă, deși fiind în repaus, generează un câmp magnetic ridicat. Acest lucru se reflectă în faptul că, prin bobină, fluxul nu variază.

Pe măsură ce magnetul se apropie de bobină, fluxul magnetic crește rapid până când magnetul este efectiv în interiorul serpentinei. După ce magnetul a trecut prin bobină, acest flux scade.

Cușca Faraday

Cușca Faraday a fost structura prin care acest om de știință a reușit să protejeze elementele de descărcări electrice.

Faraday a efectuat acest experiment în 1836, dând seama că excesul de sarcină al unui conductor a afectat ceea ce se afla în afara lui și nu ceea ce a fost închis de respectivul conductor.

Pentru a demonstra acest lucru, Faraday a căptușit pereții unei camere cu folie de aluminiu și a generat descărcări de înaltă tensiune printr-un generator electrostatic în afara camerei.

Datorită verificării cu un electroscop, Faraday a putut verifica dacă, într-adevăr, nu existau încărcări electrice de niciun fel în interiorul camerei.

Acest principiu poate fi observat astăzi în cabluri și scanere și există și alte obiecte care, în sine, acționează ca cuști Faraday, precum mașini, ascensoare sau chiar avioane.

Principalele contribuții

Construirea dispozitivelor de „rotire electromagnetică”

După ce fizicianul și chimistul danez Hans Christian Ørsted au descoperit fenomenul electromagnetismului, Humphry Davy și William Hyde Wollaston au încercat și nu au reușit să proiecteze un motor electric.

Faraday, după ce a discutat cu cei doi oameni de știință despre acest lucru, a reușit să creeze două dispozitive care au dus la ceea ce el a numit „rotație electromagnetică”.

Unul dintre aceste dispozitive, cunoscut în prezent sub denumirea de "motor homopolar", a generat o mișcare circulară continuă, care a fost produsă de forța magnetică circulară din jurul unui fir, care s-a extins la un container de mercur cu un magnet în interior. Prin alimentarea cu curent a firului cu o baterie chimică, acesta s-ar roti în jurul magnetului.

Acest experiment a oferit baza teoriei electromagnetice moderne. Aceasta a fost emoția lui Faraday după această descoperire că a publicat rezultatele fără a consulta Wollaston sau Davy, rezultând în controverse în cadrul Royal Society și alocării lui Faraday la alte activități decât electromagnetismul.

Lichefiere gaz și refrigerare (1823)

Pe baza teoriei lui John Dalton, în care a afirmat că toate gazele pot fi aduse în stare lichidă, Faraday a demonstrat veridicitatea acestei teorii printr-un experiment, pe lângă faptul că și-a asumat bazele cu care lucrează frigiderele și congelatoarele moderne. .

Prin lichefiere sau lichefiere (creșterea presiunii și scăderea temperaturii gazelor) clorului și amoniacului în stare gazoasă, Faraday a reușit să aducă aceste substanțe într-o stare lichidă, care fusese considerată „stare gazoasă permanentă”.

În plus, a reușit să readucă amoniacul în starea sa gazoasă, observând că în timpul acestui proces a fost generată răcirea.

Această descoperire a arătat că o pompă mecanică poate transforma un gaz la temperatura camerei într-un lichid, să producă răcire la revenirea la starea sa gazoasă și să fie comprimată din nou într-un lichid.

Descoperirea benzenului (1825)

Faraday a descoperit molecula de benzen, izolând-o și identificându-l dintr-un reziduu uleios, derivat din producția de gaz de iluminare, căruia i-a dat numele de "Bicarburet de hidrogen".

Presupunând această descoperire o realizare importantă a chimiei, datorită aplicațiilor practice ale benzenului.

Descoperirea inducției electromagnetice (1831)

Inducția electromagnetică a fost marea descoperire a lui Faraday, pe care a realizat-o prin conectarea a două solenoide din sârmă în jurul capetelor opuse ale unui inel de fier.

Faraday a conectat un solenoid la un galvanometru și l-a urmărit conectându-se și deconectându-l pe celălalt de la baterie.

Prin deconectarea și conectarea solenoidului, a putut observa că atunci când a trecut curent printr-un solenoid, un alt curent a fost provocat temporar în celălalt.

Cauza acestei inducții se datorează schimbării fluxului magnetic care a avut loc la deconectarea și conectarea bateriei.

Acest experiment este acum cunoscut sub numele de "inducție reciprocă", care are loc atunci când schimbarea curentului într-un inductor induce o tensiune într-un alt inductor din apropiere. Acesta este mecanismul prin care transformatorii lucrează.

Legile electrolizei (1834)

Michael Faraday a fost, de asemenea, unul dintre principalii responsabili pentru crearea științei electrochimiei, știința responsabilă cu crearea bateriilor utilizate în prezent de dispozitivele mobile.

În timp ce conducea cercetări cu privire la natura electricității, Faraday și-a formulat cele două legi ale electrolizei.

Primul dintre acestea afirmă că cantitatea de substanță depusă pe fiecare electrod al unei celule electrolitice este direct proporțională cu cantitatea de electricitate care trece prin celulă.

A doua din aceste legi prevede că cantitățile de elemente diferite depuse de o anumită cantitate de energie electrică sunt în proporție din greutatea lor chimică echivalentă.

Descoperirea efectului Faraday (1845)

Cunoscut și sub denumirea de rotație Faraday, acest efect este un fenomen magnetico-optic, care este interacțiunea dintre lumină și un câmp magnetic într-un mediu.

Efectul Faraday determină rotirea unui plan de polarizare, care este liniar proporțional cu componenta câmpului magnetic în direcția de propagare.

Faraday credea cu tărie că lumina este un fenomen electromagnetic și că, prin urmare, trebuie să fie afectată de forțele electromagnetice.

Așa că, după o serie de încercări nereușite, a continuat să testeze o bucată de sticlă solidă care conține urme de plumb, pe care le-a făcut în zilele sale de fabricare a sticlei.

În acest fel, el a observat că atunci când o rază polarizată de lumină trecea prin geam, în direcția unei forțe magnetice, lumina polarizată se rotea într-un unghi proporțional cu forța câmpului magnetic.

Apoi a testat acest lucru cu diferite solide, lichide și gaze, obținând electromagneti mai puternici.

Descoperirea diamagnetismului (1845)

Faraday a descoperit că toate materialele au o repulsie slabă față de câmpurile magnetice, pe care el le-a numit diamagnetism.

Adică creează un câmp magnetic indus în direcția opusă unui câmp magnetic aplicat extern, fiind respinse de câmpul magnetic aplicat.

El a descoperit, de asemenea, că materialele paramagnetice se comportă în mod opus, fiind atrase de un câmp magnetic extern aplicat.

Faraday a arătat că această proprietate (diamagnetică sau paramagnetică) este prezentă în toate substanțele. Diamagnetismul indus cu magneți foarte puternici poate fi utilizat pentru a produce levitație.

Referințe

1. Michael Faraday. (2017, 9 iunie). Recuperat de pe en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 iunie). Recuperat de pe en.wikipedia.org.
3. Benzen. (2017, 6 iunie) Recuperat de pe en.wikipedia.org.
4. Lichefierea gazelor. (2017, 7 mai) Recuperat de pe en.wikipedia.org.
5. Legile lui Faraday despre electroliză. (2017, 4 iunie). Recuperat de pe en.wikipedia.org.
6. Cușca Faraday. (2017, 8 iunie). Recuperat de pe en.wikipedia.org.
7. Experimentul lui Faraday cu gheață. (2017, 3 mai). Recuperat de pe en.wikipedia.org.
8. Efect Faraday. (2017, 8 iunie). Recuperat de pe en.wikipedia.org.
9. Efect Faraday. (2017, 10 mai). Recuperat de pe en.wikipedia.org.
10. Cine este Michael Faraday? Care a fost descoperirea lui în domeniile științei? (2015, 6 iunie). Recuperat de pe quora.com
11. Cele mai importante 10 contribuții ale lui Michael Faraday la știință. (2016, 16 decembrie). Recuperat de la learnodo-newtonic.com.