Michael Faraday biografia, esperimenti e contributi

Michael Faraday (Newington Butt, 22 settembre 1791 - Hampton Court, 25 agosto 1867) era un fisico e un chimico di origine britannica i cui principali contributi sono nelle aree dell'elettromagnetismo e dell'elettrochimica. Tra i suoi contributi alla scienza, e quindi all'umanità, possiamo evidenziare il suo lavoro nell'induzione elettromagnetica, nel diamagnetismo e nell'elettrolisi.

A causa delle condizioni economiche della sua famiglia, Faraday ricevette poca istruzione formale, quindi dai suoi quattordici anni fu responsabile di colmare queste lacune facendo molta lettura durante la sua formazione come legatore di libri.

Uno dei libri che legava e che più influenzava lo scienziato eraIl miglioramento della mente (The Improvement of the Mind) di Isaac Watts.

Faraday era un ottimo sperimentatore e trasmise le sue scoperte in un linguaggio facile da capire. Sebbene le sue capacità matematiche non fossero le migliori, James Clerk Maxwell riassunse il suo lavoro e quello degli altri in un gruppo di equazioni.

Nelle parole di Clerk Maxwell: "l'uso delle linee di forza mostra che Faraday è stato in realtà un grande matematico, da cui i matematici del futuro potrebbero derivare metodi preziosi e fertili".

L'unità di capacità elettrica del Sistema internazionale di unità (SI) si chiama Faradio (F) in suo onore.

Come chimico, Faraday scoprì Benzene, fece ricerche sul clatrato di clorato, sul sistema del numero di ossidazione e creò quello che sarebbe stato conosciuto come il predecessore del becco Bunsen. Inoltre, ha reso popolari i termini: anodo, catodo, elettrone e ione.

Nell'ambito della fisica, le sue ricerche e esperimenti erano orientati verso l'elettricità e l'elettromagnetismo.

Il suo studio del campo magnetico fu fondamentale per lo sviluppo del concetto di campo elettromagnetico e la sua invenzione, nominata da lui stesso come "dispositivi di rotazione elettromagnetica", furono i precursori del motore elettrico corrente.

indice

• 1 biografia
  • 1.1 Approfondimento della formazione
  • 1.2 Relazione con Humphry Davy
  • 1.3 Viaggio in Europa
  • 1.4 Dedizione all'elettricità
  • 1.5 Matrimonio
  • 1,6 anni di invenzioni
  • 1.7 Ringraziamenti
  • 1.8 anni finali
  • 1.9 La morte
• 2 esperimenti
  • 2.1 Legge di Faraday
  • 2.2 Gabbia di Faraday
• 3 contributi principali
• 4 riferimenti

biografia

Michael Faraday è nato il 22 settembre 1791, in un quartiere chiamato Newington Butt, situato a sud di Londra, in Inghilterra. La sua famiglia non era ricca, quindi la sua educazione formale non era molto ampia.

Il padre di Michael si chiamava James ed era un praticante di una dottrina del cristianesimo. Da parte sua, sua madre si chiamava Margaret Hastwell e prima di sposare James ha lavorato come cameriera. Michael aveva 3 fratelli ed era il penultimo dei figli del matrimonio.

Quando Michael aveva quattordici anni, ha lavorato insieme a George Riebau, che era un venditore di libri e rilegatore di libri. Michael è rimasto in questo lavoro per sette anni, tempo in cui ha avuto l'opportunità di avvicinarsi alla lettura molto di più.

In quel periodo iniziò ad essere attratto dai fenomeni scientifici, specialmente quelli legati all'elettricità.

Approfondimento dell'allenamento

All'età di 20 anni, nel 1812, Michael iniziò a frequentare varie conferenze, quasi sempre invitato da William Dance, un musicista inglese che aveva fondato la Royal Philharmonic Society.

Alcuni dei relatori a cui Michael aveva accesso erano John Tatum, un filosofo e scienziato britannico, e Humphry Davy, un chimico di origine inglese.

Relazione con Humphry Davy

Michael Faraday era un uomo molto metodico e ha scritto note molto specifiche che ha inviato a Davy insieme a una nota in cui ha chiesto un lavoro.

Queste note erano un libro di circa 300 pagine e molto apprezzato Davy. Quest'ultimo subì un incidente in laboratorio qualche tempo dopo, che danneggiò gravemente la sua vista.

In questo contesto, Davy assunse Faraday come suo assistente. Allo stesso tempo, il 1 marzo 1813, Faraday riuscì a diventare un assistente di chimica presso la Royal Institution.

Viaggio in Europa

Tra il 1813 e il 1815 Humphry Davy viaggiò attraverso diversi paesi in Europa. Il servo che in quel momento aveva deciso di non partecipare al viaggio, così Faraday era quello che doveva adempiere ai compiti del servitore, anche quando il suo ruolo era quello dell'assistente chimico.

Si dice che la società inglese a quel tempo fosse altamente classista, motivo per cui Faraday era considerato un uomo con caratteristiche inferiori.

Persino la moglie di Davy insisteva nel trattare Faraday come un servitore, rifiutandosi di accoglierlo nella sua carrozza o di mangiare con loro.

Anche se questo viaggio ha significato un brutto momento per Faraday a causa del trattamento sfavorevole che ha ricevuto, allo stesso tempo implicava che avrebbe potuto avere un contatto diretto con i più importanti campi scientifici e accademici in Europa.

Dedizione all'elettricità

Già nel 1821 Michael Faraday si dedicò completamente allo studio dell'elettricità, del magnetismo e delle possibilità di entrambi gli elementi.

Nel 1825 Davy era gravemente malato, motivo per cui Faraday divenne il suo sostituto in laboratorio. Questo è stato il momento in cui ha proposto alcune delle sue teorie.

Uno dei più rilevanti era la nozione che sia l'elettricità che il magnetismo e la luce funzionassero come una triade con un carattere unificato.

In quello stesso anno Faraday iniziò i colloqui alla Royal Institution, chiamate Lezioni di Natale della Royal Institution, che erano rivolti soprattutto ai bambini e trattati con i più importanti progressi scientifici del tempo, nonché su diversi aneddoti e storie dal campo della scienza.

L'intenzione di questi colloqui era avvicinare la scienza a quei bambini che non avevano l'opportunità di studiare formalmente, proprio come gli era successo.

matrimonio

Nel 1821 Faraday contrasse le nozze con Sarah Barnard. Le loro famiglie hanno frequentato la stessa chiesa ed è stato lì che si sono incontrati.

Faraday era un uomo molto religioso per tutta la sua vita ed era un seguace della chiesa Sandemaniana, che derivava dalla Chiesa di Scozia. Ha partecipato attivamente alla sua chiesa, da quando è diventato diacono e anche sacerdote per due anni di seguito.

Nessun bambino è nato dal matrimonio tra Faraday e Barnard.

Anni di invenzioni

Gli anni seguenti di Faraday furono pieni di invenzioni e esperimenti. Nel 1823 scoprì il processo di liquefazione del cloro (passaggio dallo stato gassoso o solido allo stato liquido) e due anni dopo, nel 1825, scoprì lo stesso processo ma per il benzene.

Nel 1831 Faraday scoprì l'induzione elettromagnetica, da cui fu generata la cosiddetta Legge di Faraday o Legge dell'induzione elettromagnetica. Un anno dopo, nel 1832, ricevette l'incarico onorario di Doctor of civil law dall'università di Oxford.

Quattro anni dopo Faraday scoprì un meccanismo che funzionava come una scatola di protezione elettrica. Questa scatola fu chiamata gabbia di Faraday e più tardi divenne una delle invenzioni più usate, ancora oggi.

Nel 1845 scoprì l'effetto che riflette una chiara interazione tra luce e magnetismo; questo effetto è stato chiamato Effetto Faraday.

riconoscimenti

La monarchia d'Inghilterra offrì a Faraday la nomina di sir, a cui ha rifiutato più volte perché lo considerava contrario alle sue credenze religiose; Faraday associa questo appuntamento alla ricerca del riconoscimento e alla vanità.

La Royal Society propose anche che fosse il suo presidente e Faraday rifiutò questa offerta, fatta in due diverse occasioni.

La Royal Academy of Sciences di Svezia lo nominò membro straniero nel 1838. Un anno dopo Faraday ebbe un esaurimento nervoso; Dopo un breve periodo, ha continuato con i suoi studi.

Nel 1844 l'Accademia delle scienze di Francia la inserì nei suoi membri stranieri, che erano solo 8 personalità.

Anni finali

Nel 1848 Michael Faraday ottenne una casa di grazia e di grazia, che erano quelle dimore che appartenevano allo stato inglese e furono offerte gratuitamente a quelle personalità rilevanti del paese, con l'intenzione di ringraziare per i servizi resi alla nazione.

Questa casa era in Middlesex, a Hampton Court, e Faraday visse lì dopo il 1858. Fu in quella casa che morì in seguito.

Durante questi anni il governo dell'Inghilterra lo contattò e gli chiese di sostenerli nel processo di sviluppo di armi chimiche nel quadro della guerra di Crimea, che ebbe luogo tra il 1853 e il 1856. Faraday si rifiutò di questa offerta, dal momento che considerava non etico partecipare a quel processo.

morte

Michael Faraday morì il 25 agosto 1867, quando aveva 75 anni. Un curioso aneddoto di questo momento è che gli è stato offerto un luogo di sepoltura nella famosa Abbazia di Westminster, un sito che ha respinto.

Tuttavia, all'interno di questa chiesa è possibile trovare una targa che onora Faraday e si trova vicino alla tomba di Isaac Newton. Il suo corpo giace nell'area dei dissidenti del cimitero di Highgate.

esperimenti

La vita di Michael Faraday era piena di invenzioni e sperimentazioni. Di seguito illustreremo due degli esperimenti più importanti che ha realizzato e che erano trascendenti per l'umanità.

Legge di Faraday

Per dimostrare la cosiddetta legge di Faraday o la legge di induzione elettromagnetica, Michael Faraday prese un cartone nella forma di un tubo a cui si avvolgeva attorno a un filo isolato; In questo modo ha formato una bobina.

Successivamente, prese la bobina e la collegò con un voltmetro per misurare la forza elettromotrice indotta mentre faceva passare un magnete attraverso la bobina.

Come risultato di questo esperimento, Faraday ha determinato che un magnete a riposo non è in grado di generare forza elettromotrice, anche se essendo a riposo genera un alto campo magnetico. Ciò si riflette nel fatto che, attraverso la bobina, il flusso non varia.

Nella misura in cui il magnete si avvicina alla bobina, il flusso magnetico aumenta rapidamente fino a quando il magnete si trova effettivamente all'interno della bobina.Una volta che il magnete è passato attraverso la bobina, questo flusso diminuisce.

Gabbia di Faraday

La gabbia di Faraday era la struttura attraverso la quale questo scienziato riuscì a proteggere gli elementi dalle scosse elettriche.

Faraday realizzò questo esperimento nel 1836, quando si rese conto che l'eccesso di carico di un conducente influiva su ciò che era fuori e non su ciò che era racchiuso dall'autista.

Con l'intenzione di dimostrarlo, Faraday ha allineato le pareti di una stanza con un foglio di alluminio e generato scariche ad alta tensione attraverso un generatore elettrostatico all'esterno della stanza.

Grazie alla verifica con un elettroscopio, Faraday è stato in grado di verificare che, effettivamente, non c'erano cariche elettriche di alcun tipo all'interno della stanza.

Questo principio può ora essere osservato nei cavi e negli scanner, e ci sono altri oggetti che, di per sé, agiscono come gabbie di Faraday, come automobili, ascensori o persino aeroplani.

Principali contributi

Costruzione di dispositivi "rotazione elettromagnetica"

Dopo che il fisico e chimico danese Hans Christian Ørsted scoprì il fenomeno dell'elettromagnetismo, Humphry Davy e William Hyde Wollaston tentarono e fallirono nel tentativo di progettare un motore elettrico.

Faraday, dopo aver discusso con i due scienziati al riguardo, è riuscito a creare due dispositivi che hanno dato il via alla produzione di quella che lui chiamava "rotazione elettromagnetica".

Uno di questi dispositivi, oggi noto come "motore omopolare", generava un movimento circolare continuo, prodotto dalla forza magnetica che circolava attorno a un filo, che si estendeva fino a un contenitore di mercurio con all'interno un magnete. Fornendo corrente al filo con una batteria chimica, ruoterebbe attorno al magnete.

Questo esperimento fu la base della moderna teoria elettromagnetica. Tale fu l'emozione di Faraday dopo questa scoperta, che pubblicò i risultati senza consultarlo con Wollaston o Davy, il che portò a una polemica all'interno della Royal Society e all'assegnazione di Faraday ad altre attività diverse dall'elettromagnetismo.

Liquefazione e refrigerazione del gas (1823)

Basato sulla teoria di John Dalton, in cui affermava che tutti i gas potevano essere portati allo stato liquido, Faraday dimostrò attraverso un esperimento la veridicità di questa teoria, oltre ad aver assunto le basi con cui i moderni frigoriferi e congelatori funzionano .

Attraverso la liquefazione o la liquefazione (aumento della pressione e diminuzione della temperatura del gas) di cloro e ammoniaca allo stato gassoso, Faraday è riuscito a portare allo stato liquido queste sostanze che erano state considerate come "stato permanente del gas".

Inoltre, è riuscito a riportare l'ammoniaca allo stato gassoso, osservando che durante questo processo è stato generato un raffreddamento.

Questa scoperta ha mostrato che una pompa meccanica potrebbe trasformare un gas in liquido a temperatura ambiente, produrre raffreddamento quando ritorna allo stato gassoso e essere nuovamente compressa in liquido.

Scoperta del benzene (1825)

Faraday scoprì la molecola del benzene isolandola e identificandola da un residuo oleoso, derivato dalla produzione di gas di illuminazione, che chiamò "Bicarburet di idrogeno".

Supponendo che questa scoperta sia un importante risultato della chimica, a causa delle applicazioni pratiche del benzene.

Scoperta dell'induzione elettromagnetica (1831)

L'induzione elettromagnetica fu la grande scoperta di Faraday, che ottenne collegando due solenoidi a due fili attorno alle estremità opposte di un anello di ferro.

Faraday collegò un solenoide a un galvanometro e osservò mentre collegava e scollegava l'altro dalla batteria.

Quando disconnetteva e collegava il solenoide, poteva osservare che quando passava la corrente attraverso un solenoide, un'altra corrente veniva temporaneamente indotta nell'altra.

La causa di questa induzione è dovuta al cambiamento del flusso magnetico che si è verificato durante lo scollegamento e il collegamento della batteria.

Questo esperimento è ora noto come "mutua induzione", che si verifica quando il cambiamento di corrente in un induttore induce una tensione in un altro induttore vicino. Questo è il meccanismo con cui i trasformatori funzionano.

Leggi di elettrolisi (1834)

Michael Faraday è stato anche uno dei principali responsabili della creazione della scienza dell'elettrochimica, la scienza responsabile della creazione delle batterie attualmente utilizzate dai dispositivi mobili.

Mentre conduceva ricerche sulla natura dell'elettricità, Faraday formulò le sue due leggi sull'elettrolisi.

Il primo di questi afferma che la quantità di sostanza depositata in ciascun elettrodo di una cella elettrolitica è direttamente proporzionale alla quantità di elettricità che passa attraverso la cellula.

La seconda di queste leggi afferma che le quantità di diversi elementi depositati da una data quantità di elettricità sono nella proporzione del loro peso chimico equivalente.

Il matematico James Clerk Maxwell ha modellato queste leggi nella seguente equazione:

Scoperta dell'effetto Faraday (1845)

Conosciuto anche come rotazione di Faraday, questo effetto è un fenomeno magnetico-ottico, che è l'interazione tra la luce e un campo magnetico in un mezzo.

L'effetto Faraday provoca la rotazione di un piano di polarizzazione, che è linearmente proporzionale alla componente del campo magnetico nella direzione della propagazione.

Faraday credeva fermamente che la luce fosse un fenomeno elettromagnetico e che dovesse essere influenzata dalle forze elettromagnetiche.

Per questo motivo, dopo una serie di test senza successo, ha continuato a testare un pezzo di vetro solido contenente tracce di piombo, che ha fatto nei suoi giorni di fabbricazione del vetro.

In questo modo ha osservato che quando un raggio di luce polarizzato attraversava il vetro, nella direzione di una forza magnetica, la luce polarizzata ruotava di un angolo proporzionale alla forza del campo magnetico.

Poi ha provato questo con diversi solidi, liquidi e gas per ottenere elettromagneti più forti.

Scoperta del diamagnetismo (1845)

Faraday scoprì che tutti i materiali mostrano una debole repulsione nei confronti dei campi magnetici, che chiamò diamagnetismo.

Cioè, creano un campo magnetico indotto nella direzione opposta a un campo magnetico applicato esternamente, respinto dal campo magnetico applicato

Scoprì anche che i materiali paramagnetici si comportano in modo opposto, essendo attratti da un campo magnetico esterno applicato.

Faraday ha dimostrato che questa proprietà (diamagnetica o paramagnetica) è presente in tutte le sostanze. Il diamagnetismo indotto con magneti extra forti può essere usato per produrre levitazione.

riferimenti

1. Michael Faraday. (2017, 9 giugno). Estratto da en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 giugno). Estratto da en.wikipedia.org.
3. Benzene. (2017, 6 giugno) Estratto da en.wikipedia.org.
4. Liquefazione di gas. (2017, 7 maggio) Estratto da en.wikipedia.org.
5. Le leggi di Faraday sull'elettrolisi. (2017, 4 giugno). Estratto da en.wikipedia.org.
6. Gabbia di Faraday. (2017, 8 giugno). Estratto da en.wikipedia.org.
7. Esperimento di secchio di ghiaccio di Faraday. (3 maggio 2017). Estratto da en.wikipedia.org.
8. Effetto di Faraday. (2017, 8 giugno). Estratto da en.wikipedia.org.
9. Effetto di Faraday. (2017, 10 maggio). Estratto da en.wikipedia.org.
10. Chi è Michael Faraday? Qual è stata la sua scoperta nei campi della scienza? (2015, 6 giugno). Recuperato da quora.com
11. I 10 migliori contributi di Michael Faraday alla scienza. (16 dicembre 2016). Estratto da learnodo-newtonic.com.