MICHAEL FARADAY: BIOGRAFIA, EXPERIMENTS I APORTACIONS - CIÈNCIA - 2025

Michael Faraday (Newington Butt, 22 de setembre de 1791 - Hampton Court, 25 d'agost de 1867) va ser un físic i químic d'origen britànic les principals contribucions es troben en les àrees de l'electromagnetisme i l'electroquímica. Entre les seves aportacions a la ciència, i per tant a la humanitat, podem destacar els seus treballs a la inducció electromagnètica, el diamagnetisme i l'electròlisi.

A causa de les condicions econòmiques de la seva família, Faraday va rebre escassa educació formal, de manera que des dels seus catorze anys es va encarregar de suplir aquestes mancances realitzant una gran quantitat de lectures durant el seu aprenentatge com enquadernador de llibres.

Un dels llibres que enquadernar i que més va influir en el científic va ser The Improvement of the Mind (El Millorament de la Ment) d'Isaac Watts.

Faraday va ser un excel·lent experimentador i va transmetre els seus descobriments en un llenguatge fàcil de comprendre. Encara que les seves habilitats matemàtiques no eren les millors, James Clerk Maxwell va resumir el seu treball i el d'altres en un grup d'equacions.

En paraules de Clerk Maxwell: "l'ús de les línies de força demostren que Faraday ha estat en realitat un gran matemàtic, de el qual els matemàtics de el futur podrien derivar mètodes valuosos i fèrtils."

La unitat de capacitat elèctrica de el Sistema Internacional d'Unitats (SI) es denomina Farad (F) en el seu honor.

Com químic, Faraday va descobrir el Benzè, va realitzar investigacions sobre el clatrato de clor, el sistema de nombres d'oxidació i va crear el que seria conegut com l'antecessor de l'encenedor Bunsen. A més, va popularitzar els termes: ànode, càtode, electró i ió.

En l'àrea de la física, les seves investigacions i experiments es van orientar a l'electricitat i al l'electromagnetisme.

El seu estudi de camp magnètic va ser fonamental per al desenvolupament de l'concepte de camp electromagnètic i el seu invent, nomenat per ell mateix com "Dispositius de rotació electromagnètica", van ser els precursors de l'actual motor elèctric.

Biografia

Michael Faraday va néixer el 22 de setembre de 1791, en un barri anomenat Newington Butt, situat cap al sud de Londres, a Anglaterra. La seva família no era adinerada, pel que la seva educació de caràcter formal no va ser molt àmplia.

El pare de Michael es deia James i era practicant d'una doctrina de l'cristianisme. Per la seva banda, la seva mare es deia Margaret Hastwell i abans de casar-se amb James treballava com a empleada domèstica. Michael va tenir 3 germans, i va ser el penúltim dels fills de el matrimoni.

Quan Michael tenia catorze anys va treballar juntament amb George Riebau, qui era venedor de llibres i enquadernador. Michael va romandre en aquesta tasca durant set anys, temps en el qual va tenir la possibilitat d'acostar-se a la lectura molt més.

En aquesta època va començar a sentir-se atret pels fenòmens científics, especialment els relacionats amb l'electricitat.

Aprofundiment de la formació

Als 20 anys, el 1812, Michael va començar a assistir a diferents conferències, gairebé sempre convidat per William Dance, un músic anglès que havia fundat la Royal Philharmonic Society.

Alguns dels conferenciants als que Michael va tenir accés van ser John Tatum, un filòsof i científic britànic, i Humphry Davy, un químic d'origen anglès.

Relació amb Humphry Davy

Michael Faraday era un home molt metòdic i va redactar apunts bastant específics que va enviar a Davy juntament amb una nota en la qual li demanava ocupació.

Aquests apunts conformaven un llibre d'unes 300 pàgines i van agradar molt a Davy. Aquest últim va patir un accident al laboratori temps després, que va danyar molt fortament la seva visió.

En aquest context, Davy va contractar a Faraday com el seu assistent. En la mateixa època -el 1 de març de 1813- Faraday va aconseguir ser assistent de química de la Royal Institution.

Viatge a Europa

Entre 1813 i 1815 Humphry Davy va viatjar per diversos països d'Europa. El servent que aquest tenia en aquell moment va decidir no assistir a el viatge, de manera que Faraday va ser qui va haver de complir amb les tasques de l'servent, tot i que la seva funció era la d'assistent químic.

Es diu que la societat anglesa d'aquell llavors era summament classista, raó per la qual Faraday era vist com un home amb característiques inferiors.

Fins i tot l'esposa de Davy s'entestava a tractar a Faraday com un servent, negant-se a rebre-ho en el seu carruatge o al fet que aquest mengés al costat d'ells.

Tot i que aquest viatge va significar un molt mala estona per Faraday com a conseqüència de l'tracte desfavorable que rebia, alhora implicar que va poder tenir contacte directe amb els àmbits científics i acadèmics més importants d'Europa.

Dedicació a l'electricitat

Ja des de 1821 Michael Faraday es va dedicar per complet a estudiar l'electricitat, el magnetisme i les possibilitats de tots dos elements.

En 1825 Davy va estar malalt de gravetat, raó per la qual Faraday es va convertir en el seu substitut dins el laboratori. Aquesta va ser l'època en la qual va proposar diverses de les seves teories.

Una de les més rellevants va ser la noció que tant l'electricitat com el magnetisme i la llum funcionaven com una tríada amb caràcter unificat.

En aquest mateix any Faraday va donar inici a unes xerrades al Royal Institution, anomenades Royal Institution 's Christmas Lectures, que anaven dirigides especialment a nens i tractaven sobre els avenços científics més importants de l'època, així com sobre diferents anècdotes i relats de l'àmbit de les ciències.

La intenció d'aquestes xerrades era apropar la ciència a aquells nens que no tenien l'oportunitat de cursar estudis formals, tal com li va passar a ell.

matrimoni

En 1821 Faraday va contreure núpcies amb Sarah Barnard. Les seves famílies assistien a la mateixa església i va ser allà on es van conèixer.

Faraday va ser un home molt religiós durant tota la seva vida i era seguidor de l'església Sandemaniana, que derivava de l'Església d'Escòcia. Va participar activament en la seva església, atès que va arribar a ser diaca i fins i tot prevere per dos anys seguits.

D'el matrimoni entre Faraday i Barnard no van néixer fills.

Anys d'invencions

Els següents anys de Faraday van estar plens d'invencions i experiments. En 1823 va descobrir el procés de liqüefacció de el clor (canvi de l'estat gasós o sòlid a l'estat líquid) i dos anys després, el 1825, va descobrir el mateix procés però per al benzè.

En 1831 Faraday va descobrir la inducció electromagnètica, de la qual es va generar l'anomenada Llei de Faraday o Llei de la inducció electromagnètica. Un any després, en 1832, va rebre el nomenament honorari de D octor of civil law de part de la Universitat d'Oxford.

Quatre anys més tard Faraday va descobrir un mecanisme que funcionava com una caixa protectora de descàrregues elèctriques. Aquesta caixa va ser denominada gàbia de Faraday i es va convertir posteriorment en un dels invents més utilitzats, fins i tot en l'actualitat.

En 1845 va descobrir l'efecte que reflecteix una clara interacció entre la llum i el magnetisme; aquest efecte va portar per nom Efecte Faraday.

reconeixements

La monarquia d'Anglaterra li va oferir a Faraday el nomenament de Sir, al que aquest es va negar diverses vegades per considerar oposat a les seves creences religioses; Faraday associava aquest nomenament amb la recerca de reconeixement i amb la vanitat.

La Royal Society també li va proposar que fos el seu president i Faraday va rebutjar aquest oferiment, fet en dues ocasions diferents.

La Reial Acadèmia de les Ciències de Suècia el va nomenar membre estranger en 1838. Un any després Faraday va patir un atac de nervis; després d'un curt període, va continuar amb els seus estudis.

En 1844 l'Acadèmia de Ciències de França el va incorporar dins dels seus membres estrangers, que només eren 8 personalitats.

anys finals

En 1848 Michael Faraday va obtenir una casa de gràcia i favor, que eren aquells habitatges que pertanyien a l'estat anglès i s'oferien de forma gratuïta a aquelles personalitats rellevants de país, amb la intenció d'agrair pels serveis prestats a la nació.

Aquesta casa quedava a Middlesex, a Hampton Court, i Faraday la va habitar a partir de 1858. Va ser en aquesta casa on més endavant va morir.

Durant aquests anys el govern d'Anglaterra es va posar en contacte amb ell i li va demanar que els donés suport en el procés d'elaboració d'armes químiques en el marc de la guerra de Crimea, que es va dur a terme entre 1853 i 1856. Faraday es va negar a aquest oferiment, atès que considerava poc ètic participar en aquest procés.

mort

Michael Faraday va morir el 25 d'agost de 1867, quan comptava amb 75 anys d'edat. Una anècdota curiosa d'aquest moment és que se li va oferir un lloc de sepultura a la reconeguda Abadia de Westminster, lloc que va rebutjar.

No obstant això, dins d'aquesta església pot trobar-se una placa que ret honors a Faraday i està situada prop de la sepultura d'Isaac Newton. El seu cos jeu a l'àrea de dissidents de l'cementiri de Highgate.

experiments

La vida de Michael Faraday va estar plena d'invencions i experimentacions. A continuació detallarem dos dels més importants experiments que va dur a terme i que van resultar transcendents per a la humanitat.

Llei de Faraday

Per demostrar l'anomenada Llei de Faraday o Llei de la inducció electromagnètica, Michael Faraday va prendre un cartró en forma de tub a el qual li va enrotllar al voltant filferro aïllat; d'aquesta manera va formar una bobina.

Posteriorment, va prendre la bobina i la va connectar amb un voltímetre per mesurar la força electromotriu induïda mentre feia que un imant passés per la bobina.

Com a conseqüència d'aquest experiment Faraday va determinar que un imant en repòs no és capaç de generar força electromotriu, encara que estant en repòs si que genera un camp magnètic elevat. Això es reflecteix en el fet que, a través de la bobina, el flux no varia.

En la mesura en què l'imam s'apropa a la bobina, el flux magnètic augmenta de forma ràpida fins que l'imam es troba efectivament dins de la bobina. Un cop l'imam ha travessat la bobina, aquest flux descendeix.

Gàbia de Faraday

La gàbia de Faraday va ser l'estructura a través de la qual aquest científic va aconseguir protegir elements de les descàrregues elèctriques.

Faraday va dur a terme aquest experiment en 1836, a l'adonar-se que l'excés de càrrega d'un conductor afectava al que estava per fora d'aquest i no al que estava tancat per aquest conductor.

Amb la intenció de demostrar això, Faraday va folrar les parets d'una habitació amb paper alumini i va generar descàrregues d'alta tensió a través d'un generador electrostàtic fora de l'habitació.

Gràcies a la comprovació amb un electroscopi, Faraday va poder comprovar que, efectivament, no existien càrregues elèctriques de cap tipus dins de l'habitació.

Aquest principi pot observar-se actualment en cables i escàners, i hi ha altres objectes que, en si mateixos, actuen com gàbies de Faraday, com els automòbils, els ascensors o fins i tot els avions.

aportacions principals

Construcció dels dispositius de "rotació electromagnètica"

Després que el físic i químic danès Hans Christian Ørsted descobrís el fenomen de l'electromagnetisismo, Humphry Davy i William Hyde Wollaston van intentar i van fallar intentant dissenyar un motor elèctric.

Faraday, després de discutir amb els dos científics sobre això, va aconseguir crear dos dispositius que van donar pas a produir el que va anomenar "rotació electromagnètica".

Un d'aquests dispositius, conegut actualment com "motor homopolar", generava un moviment circular continu, que es produïa per la força magnètica circular al voltant d'un filferro, que s'estenia fins a un contenidor de mercuri amb un imant dins. Subministrant corrent a la corda fluixa amb una bateria química, aquest rotaría al voltant de l'imant.

Aquest experiment va suposar les bases de la teoria electromagnètica moderna. Va ser tal l'emoció de Faraday després d'aquest descobriment, que va publicar els resultats sense consultar-ho amb Wollaston o Davy, la qual cosa va resultar en una controvèrsia dins de la Royal Society i l'assignació de Faraday a altres activitats diferents de l'electromagnetisme.

Liqüefacció de el gas i refrigeració (1823)

Basat en la teoria de John Dalton, en què exposava que tots els gasos podrien ser portats a un estat líquid, Faraday va demostrar mitjançant un experiment la veracitat d'aquesta teoria, a més d'haver suposat les bases amb què funcionen els refrigeradors i congeladors moderns.

Mitjançant la liqüefacció o liquació (augment de la pressió i disminució de la temperatura dels gasos) de el clor i l'amoníac en estat gasós, Faraday va aconseguir portar a l'estat líquid aquestes substàncies que havien estat considerades com de "estat gasós permanent".

A més, va aconseguir tornar el amoníac al seu estat gasós, observant que durant aquest procés es generava un refredament.

Aquest descobriment va demostrar que una bomba mecànica podria transformar en líquid un gas a temperatura ambient, produir refredament a l'tornar al seu estat gasós i ser comprimit en líquid de nou.

Descobriment de l'benzè (1825)

Faraday va descobrir la molècula de l'benzè a l'haver-la aïllat i identificat a partir d'un residu oliós, derivat de la producció de gas d'enllumenat, a la qual va donar el nom de "Bicarburet of hydrogen".

Suposant aquest descobriment un èxit important de la química, a causa de les aplicacions pràctiques de l'benzè.

Descobriment de la Inducció electromagnètica (1831)

La inducció electromagnètica va ser el gran descobriment de Faraday, el qual va aconseguir a l'connectar dos solenoides de filferro a l'voltant dels extrems oposats d'un cèrcol de ferro.

Faraday va connectar un solenoide a un galvanòmetre i el va observar mentre connectava i desconnectava l'altre de la bateria.

A l'desconnectar i connectar el solenoide, va poder observar que quan feia passar corrent per un solenoide, un altre corrent era temporalment induïda en l'altre.

La causa d'aquesta inducció es deu a el canvi de flux magnètic que passava a l'desconnectar i connectar la bateria.

Aquest experiment es coneix actualment com "inducció mútua", la qual ocorre quan el canvi de corrent en un inductor indueix un voltatge en un altre inductor proper. Aquest és el mecanisme mitjançant el qual funcionen els transformadors.

Lleis de l'electròlisi (1834)

Michael Faraday va ser també un dels principals responsables de la creació de la ciència de l'electroquímica, la ciència responsable de la creació de les bateries utilitzades actualment pels dispositius mòbils.

Mentre realitzava investigacions sobre la naturalesa de l'electricitat, Faraday va formular les seves dues lleis de l'electròlisi.

La primera d'aquestes afirma que la quantitat de substància dipositada en cada elèctrode d'una cel·la electrolítica és directament proporcional a la quantitat d'electricitat que passa a través de la cel·la.

La segona d'aquestes lleis afirma que les quantitats de diferents elements dipositats per una quantitat donada d'electricitat es troben en la proporció del seu pes químic equivalent.

Descobriment de l'efecte Faraday (1845)

També conegut com La rotació Faraday, aquest efecte és un fenomen magnètic-òptic, que és la interacció entre la llum i un camp magnètic en un mitjà.

L'efecte Faraday causa la rotació d'un pla de polarització, el qual és linealment proporcional a el component de camp magnètic en la direcció de propagació.

Faraday creia fermament que la llum era un fenomen electromagnètic i que per això havia de ser afectat per forces electromagnètiques.

Per això, després d'una sèrie d'assajos sense èxit, pas a provar una peça de vidre sòlid que conté traces de plom, que va fer en els seus dies de fabricació de vidre.

D'aquesta manera va observar que quan un raig de llum polaritzat passava a través de l'vidre, en direcció a una força magnètica, la llum polaritzada rotava en un angle proporcional a la força de camp magnètic.

Després va provar això amb diferents sòlids, líquids i gasos a l'aconseguir electromagnetos més forts.

Descobriment de l'diamagnetisme (1845)

Faraday va descobrir que tots els materials presenten una feble repulsió cap als camps magnètic, la qual cosa va cridar diamagnetisme.

És a dir, que creen un camp magnètic induït en direcció contrària a un camp magnètic aplicat externament, sent repel·lits pel camp magnètic aplicat

A més va descobrir que els materials paramagnètics es comporten de manera oposada, sent atrets per un camp magnètic extern aplicat.

Faraday va demostrar que aquesta propietat (diamagnética o paramagnètica) es troba present en totes les substàncies. El diamagnetisme induït amb imants extrafortes, pot ser usat per a produir levitació.

referències

1. Michael Faraday. (2017, June 9). Recuperat de en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 de juny). Recuperat de en.wikipedia.org.
3. Benzene. (2017, June 6) Recuperat de en.wikipedia.org.
4. Liqüefacció de gasos. (2017, 7 de maig) Recuperat de en.wikipedia.org.
5. Faraday 's laws of electrolysis. (2017, June 4). Recuperat de en.wikipedia.org.
6. Faraday cage. (2017, June 8). Recuperat de en.wikipedia.org.
7. Faraday 's ice Pail experiment. (2017, May 3). Recuperat de en.wikipedia.org.
8. Faraday effect. (2017, June 8). Recuperat de en.wikipedia.org.
9. Efecte Faraday. (2017, 10 de maig). Recuperat de en.wikipedia.org.
10. Who is Michael Faraday? What was his discovery in the fields of science? (2015, 6 de juny). Recuperat de quora.com
11. Michael Faraday 's 10 major contributions to science. (2016, 16 de desembre). Recuperat de learnodo-newtonic.com.