Michael Faraday (Newington Butt, 22 septembre 1791 - Hampton Court, 25 août 1867) était un physicien et chimiste d'origine britannique dont les principales contributions sont dans les domaines de l'électromagnétisme et de l'électrochimie. Parmi ses contributions à la science, et donc à l'humanité, on peut souligner ses travaux sur l'induction électromagnétique, le diamagnétisme et l'électrolyse..
En raison des conditions économiques de sa famille, Faraday a reçu peu d'éducation formelle, donc dès l'âge de quatorze ans, il a été chargé de combler ces lacunes en faisant un grand nombre de lectures pendant son apprentissage de relieur..
L'un des livres qu'il a reliés et qui a le plus influencé le scientifique était L'amélioration de l'esprit (L'amélioration de l'esprit) par Isaac Watts.
Faraday était un excellent expérimentateur et a transmis ses découvertes dans un langage facile à comprendre. Bien que ses compétences en mathématiques ne soient pas les meilleures, James Clerk Maxwell a résumé son travail et celui des autres dans un groupe d'équations.
Pour reprendre les mots de Clerk Maxwell: "L'utilisation des lignes de force montre que Faraday était en effet un grand mathématicien, dont les futurs mathématiciens pourraient tirer des méthodes précieuses et fécondes."
L'unité de capacité électrique du Système international d'unités (SI) est appelée Farad (F) en son honneur.
En tant que chimiste, Faraday a découvert le benzène, mené des recherches sur le clathrate de chlore, le système de nombre d'oxydation, et a créé ce qui allait devenir le prédécesseur du brûleur Bunsen. De plus, il a popularisé les termes: anode, cathode, électron et ion.
Dans le domaine de la physique, ses recherches et ses expériences se sont concentrées sur l'électricité et l'électromagnétisme..
Son étude du champ magnétique a été fondamentale pour le développement du concept de champ électromagnétique et son invention, nommée par lui-même sous le nom de «dispositifs de rotation électromagnétique», étaient les précurseurs du moteur électrique actuel..
Index des articles
Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 dans un quartier appelé Newington Butt, situé au sud de Londres, en Angleterre. Sa famille n'était pas riche, donc son éducation formelle n'était pas très étendue.
Le père de Michael s'appelait James et il était un pratiquant d'une doctrine du christianisme. Pour sa part, le nom de sa mère était Margaret Hastwell et avant d'épouser James, elle travaillait comme femme de chambre. Michael avait 3 frères et sœurs et était l'avant-dernier des enfants du mariage.
Quand Michael avait quatorze ans, il a travaillé aux côtés de George Riebau, qui était libraire et relieur. Michael est resté dans ce travail pendant sept ans, période pendant laquelle il a pu se rapprocher beaucoup plus de la lecture..
À cette époque, il a commencé à être attiré par les phénomènes scientifiques, en particulier ceux liés à l'électricité..
À l'âge de 20 ans, en 1812, Michael commença à assister à différentes conférences, presque toujours invité par William Dance, un musicien anglais qui avait fondé la Royal Philharmonic Society..
Certains des orateurs auxquels Michael avait accès étaient John Tatum, un philosophe et scientifique britannique, et Humphry Davy, un chimiste né en Angleterre..
Michael Faraday était un homme très méthodique et a écrit des notes assez précises qu'il a envoyées à Davy avec une note demandant un emploi..
Ces notes constituaient un livre d'environ 300 pages et Davy les aimait beaucoup. Ce dernier a subi un accident dans le laboratoire quelque temps plus tard, ce qui a gravement endommagé sa vision..
Dans ce contexte, Davy a engagé Faraday comme assistant. Au même moment - le 1er mars 1813 - Faraday réussit à devenir assistant chimiste à la Royal Institution.
Entre 1813 et 1815, Humphry Davy a voyagé à travers différents pays d'Europe. Le domestique qu'il avait à ce moment-là a décidé de ne pas assister au voyage, donc Faraday était celui qui devait remplir les tâches du domestique, même si sa fonction était celle d'assistant chimiste..
On dit que la société anglaise de l'époque était extrêmement classiste, c'est pourquoi Faraday était considéré comme un homme aux caractéristiques inférieures..
Même la femme de Davy a insisté pour traiter Faraday comme une servante, refusant de le recevoir dans sa voiture ou de le faire manger avec eux..
Bien que ce voyage ait été un très mauvais moment pour Faraday en raison du traitement défavorable qu'il a reçu, cela impliquait en même temps qu'il pouvait avoir un contact direct avec les domaines scientifiques et universitaires les plus importants d'Europe..
Dès 1821, Michael Faraday se consacre entièrement à l'étude de l'électricité, du magnétisme et des possibilités des deux éléments..
En 1825, Davy tomba gravement malade, raison pour laquelle Faraday le remplaça au sein du laboratoire. Ce fut le moment où il proposa plusieurs de ses théories.
L'une des plus pertinentes était la notion que l'électricité, le magnétisme et la lumière fonctionnaient comme une triade à caractère unifié..
Au cours de la même année, Faraday a commencé des conférences à la Royal Institution, appelées Conférences de Noël de la Royal Institution, qui s'adressaient particulièrement aux enfants et traitaient des avancées scientifiques les plus importantes de l'époque, ainsi que de différentes anecdotes et histoires du domaine de la science.
L'intention de ces discussions était de rapprocher la science des enfants qui n'avaient pas la possibilité de suivre des études formelles, comme il lui était arrivé..
En 1821, Faraday épousa Sarah Barnard. Leurs familles fréquentaient la même église et c'est là qu'ils se sont rencontrés.
Faraday était un homme très religieux tout au long de sa vie et était un adepte de l'église Sandemaniana, qui était dérivée de l'Église d'Écosse. Il a participé activement à son église, puisqu'il est devenu diacre et même prêtre pendant deux années consécutives.
Aucun enfant n'est né du mariage entre Faraday et Barnard.
Les années suivantes de Faraday furent remplies d'inventions et d'expériences. En 1823, il découvre le procédé de liquéfaction du chlore (passage de l'état gazeux ou solide à l'état liquide) et deux ans plus tard, en 1825, il découvre le même procédé mais pour le benzène.
En 1831, Faraday a découvert l'induction électromagnétique, à partir de laquelle la soi-disant loi de Faraday ou loi de l'induction électromagnétique a été générée. Un an plus tard, en 1832, il a reçu la nomination honorifique de Docteur de droit civil au nom de l'Université d'Oxford.
Quatre ans plus tard, Faraday a découvert un mécanisme qui fonctionnait comme un boîtier de protection contre les chocs électriques. Cette boîte s'appelait la cage de Faraday et devint plus tard l'une des inventions les plus utilisées, même aujourd'hui.
En 1845, il découvrit l'effet qui reflète une interaction claire entre la lumière et le magnétisme; cet effet s'appelait Effet Faraday.
La monarchie d'Angleterre offrit à Faraday la nomination de Monsieur, à laquelle il a refusé à plusieurs reprises, le considérant contraire à ses croyances religieuses; Faraday a associé ce rendez-vous à la recherche de la reconnaissance et à la vanité.
La Royal Society a également proposé qu'il en soit le président et Faraday a rejeté cette offre, faite à deux reprises..
L'Académie royale des sciences de Suède le nomma membre étranger en 1838. Un an plus tard, Faraday fit une dépression nerveuse; après une courte période, il a poursuivi ses études.
En 1844, l'Académie française des sciences l'incorpore à ses membres étrangers, qui ne sont que 8 personnalités.
En 1848, Michael Faraday a obtenu une maison de grâce et de faveur, qui étaient ces maisons qui appartenaient à l'État anglais et étaient offertes gratuitement à ces personnalités pertinentes du pays, avec l'intention de les remercier pour les services rendus à la nation..
Cette maison était à Middlesex, à Hampton Court, et Faraday y vécut à partir de 1858. C'est dans cette maison qu'il mourut plus tard..
Au cours de ces années, le gouvernement d'Angleterre l'a contacté et lui a demandé de les soutenir dans le processus de fabrication d'armes chimiques dans le cadre de la guerre de Crimée, qui a eu lieu entre 1853 et 1856. Faraday a refusé cette offre, car il la considérait comme contraire à l'éthique. participer à ce processus.
Michael Faraday est décédé le 25 août 1867 à l'âge de 75 ans. Une anecdote curieuse de ce moment est qu'on lui a offert un site de sépulture dans la célèbre abbaye de Westminster, un site qu'il a rejeté..
Cependant, à l'intérieur de cette église, vous pouvez trouver une plaque qui honore Faraday et est située près de la tombe d'Isaac Newton. Son corps repose dans la zone dissidente du cimetière de Highgate..
La vie de Michael Faraday était pleine d'inventions et d'expérimentations. Ensuite, nous détaillerons deux des expériences les plus importantes qu'il a menées et qui ont été transcendantes pour l'humanité.
Pour démontrer la soi-disant loi de Faraday ou loi de l'induction électromagnétique, Michael Faraday a pris un carton sous la forme d'un tube auquel il a enroulé du fil isolé; de cette manière formé une bobine.
Par la suite, il a pris la bobine et l'a connectée à un voltmètre pour mesurer la force électromotrice induite tout en faisant passer un aimant à travers la bobine..
À la suite de cette expérience, Faraday a déterminé qu'un aimant au repos n'est pas capable de générer une force électromotrice, bien qu'étant au repos, il génère un champ magnétique élevé. Cela se reflète dans le fait qu'à travers la bobine, le flux ne varie pas.
Au fur et à mesure que l'aimant se rapproche de la bobine, le flux magnétique augmente rapidement jusqu'à ce que l'aimant soit réellement à l'intérieur de la bobine. Une fois que l'aimant a traversé la bobine, ce flux diminue.
La cage de Faraday était la structure à travers laquelle ce scientifique a réussi à protéger les éléments des décharges électriques.
Faraday a effectué cette expérience en 1836, réalisant que la charge excessive d'un conducteur affectait ce qui était à l'extérieur de celui-ci et non ce qui était enfermé par ledit conducteur..
Afin de le démontrer, Faraday a recouvert les murs d'une pièce de papier d'aluminium et a généré des décharges haute tension à travers un générateur électrostatique à l'extérieur de la pièce..
Grâce à la vérification à l'électroscope, Faraday a pu vérifier qu'il n'y avait en effet aucune charge électrique d'aucune sorte à l'intérieur de la pièce..
Ce principe peut être observé aujourd'hui dans les câbles et les scanners, et il existe d'autres objets qui, en eux-mêmes, agissent comme des cages de Faraday, comme des voitures, des ascenseurs ou même des avions..
Après que le physicien et chimiste danois Hans Christian Ørsted ait découvert le phénomène de l'électromagnétisme, Humphry Davy et William Hyde Wollaston ont essayé et échoué de concevoir un moteur électrique..
Faraday, après s'être disputé avec les deux scientifiques à ce sujet, a réussi à créer deux dispositifs qui ont conduit à produire ce qu'il a appelé la «rotation électromagnétique»..
L'un de ces dispositifs, actuellement connu sous le nom de "moteur homopolaire", a généré un mouvement circulaire continu, qui a été produit par la force magnétique circulaire autour d'un fil, qui s'est étendue à un conteneur de mercure avec un aimant à l'intérieur. En fournissant du courant au fil avec une batterie chimique, il tournerait autour de l'aimant.
Cette expérience a fourni la base de la théorie électromagnétique moderne. L'enthousiasme de Faraday après cette découverte fut tel qu'il publia les résultats sans consulter Wollaston ou Davy, ce qui provoqua une controverse au sein de la Royal Society et l'affectation de Faraday à des activités autres que l'électromagnétisme..
Sur la base de la théorie de John Dalton, dans laquelle il affirmait que tous les gaz pouvaient être amenés à l'état liquide, Faraday a démontré la véracité de cette théorie à travers une expérience, en plus d'avoir supposé la base sur laquelle les réfrigérateurs et les congélateurs modernes fonctionnent..
En liquéfiant ou liquéfiant (en augmentant la pression et en diminuant la température des gaz) du chlore et de l'ammoniac à l'état gazeux, Faraday a réussi à amener ces substances à l'état liquide, qui avait été considéré comme ayant un «état gazeux permanent».
De plus, il a réussi à ramener l'ammoniac à son état gazeux, observant qu'au cours de ce processus un refroidissement était généré..
Cette découverte a montré qu'une pompe mécanique pouvait transformer un gaz à température ambiante en liquide, produire un refroidissement lorsqu'il revenait à son état gazeux et être à nouveau comprimé en liquide..
Faraday a découvert la molécule de benzène en l'isolant et en l'identifiant à partir d'un résidu huileux, issu de la production de gaz d'éclairage, auquel il a donné le nom de "Bicarburet d'hydrogène".
En supposant que cette découverte soit une réalisation importante de la chimie, en raison des applications pratiques du benzène.
L'induction électromagnétique a été la grande découverte de Faraday, qu'il a réalisée en connectant deux solénoïdes de fil autour des extrémités opposées d'un anneau de fer..
Faraday a connecté un solénoïde à un galvanomètre et l'a regardé se connecter et déconnecter l'autre de la batterie.
En déconnectant et en connectant le solénoïde, il a pu observer que lorsqu'il faisait passer du courant dans un solénoïde, un autre courant était temporairement induit dans l'autre..
La cause de cette induction est due au changement de flux magnétique qui s'est produit lors de la déconnexion et de la connexion de la batterie.
Cette expérience est maintenant connue sous le nom d '«induction mutuelle», qui se produit lorsque le changement de courant dans un inducteur induit une tension dans un autre inducteur à proximité. C'est le mécanisme par lequel les transformateurs fonctionnent.
Michael Faraday a également été l'un des principaux responsables de la création de la science de l'électrochimie, la science responsable de la création des batteries actuellement utilisées par les appareils mobiles..
Tout en menant des recherches sur la nature de l'électricité, Faraday a formulé ses deux lois de l'électrolyse.
Le premier de ces états indique que la quantité de substance déposée sur chaque électrode d'une cellule électrolytique est directement proportionnelle à la quantité d'électricité qui passe à travers la cellule..
La seconde de ces lois stipule que les quantités d'éléments différents déposés par une quantité donnée d'électricité sont dans la proportion de leur poids chimique équivalent.
Aussi connu sous le nom de rotation de Faraday, cet effet est un phénomène magnéto-optique, qui est l'interaction entre la lumière et un champ magnétique dans un milieu.
L'effet Faraday provoque la rotation d'un plan de polarisation, qui est linéairement proportionnel à la composante du champ magnétique dans le sens de propagation..
Faraday croyait fermement que la lumière était un phénomène électromagnétique et qu'elle devait donc être affectée par les forces électromagnétiques..
Ainsi, après une série d'essais infructueux, il a ensuite testé un morceau de verre solide contenant des traces de plomb, qu'il fabriquait à l'époque de la verrerie..
De cette manière, il a observé que lorsqu'un rayon de lumière polarisé traversait le verre, dans la direction d'une force magnétique, la lumière polarisée tournait à un angle proportionnel à la force du champ magnétique..
Il a ensuite testé cela avec différents solides, liquides et gaz en obtenant des électroaimants plus puissants..
Faraday a découvert que tous les matériaux ont une faible répulsion envers les champs magnétiques, qu'il a appelé le diamagnétisme..
C'est-à-dire qu'ils créent un champ magnétique induit dans la direction opposée à un champ magnétique appliqué de l'extérieur, repoussé par le champ magnétique appliqué.
Il a également découvert que les matériaux paramagnétiques se comportent de manière opposée, étant attirés par un champ magnétique externe appliqué..
Faraday a montré que cette propriété (diamagnétique ou paramagnétique) est présente dans toutes les substances. Le diamagnétisme induit avec des aimants très puissants peut être utilisé pour produire une lévitation.
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