Michael Faraday , (nato il 22 settembre 1791, Newington , Surrey , Inghilterra—morto agosto 25, 1867, Hampton Court, Surrey), inglese fisico e chimico i cui numerosi esperimenti hanno contribuito notevolmente alla comprensione dell'elettromagnetismo.
inglese fisico e chimico Michael Faraday è stato uno dei più grandi scienziati del XIX secolo. I suoi numerosi esperimenti hanno contribuito notevolmente alla comprensione dell'elettromagnetismo.
Il padre di Michael Faraday era un fabbro. Sua madre era una contadina di grande calma e saggezza. Faraday era uno dei quattro bambini che avevano spesso fame, poiché il loro padre era spesso malato e non poteva lavorare costantemente. In tenera età, Faraday iniziò a guadagnare denaro consegnando giornali per un libraio e un rilegatore.
Michael Faraday ha ricevuto un'istruzione di base alla scuola domenicale. Quando era un apprendista rilegatore, gli fu offerto un biglietto per frequentare le lezioni di chimica di Humphry Davy. Le lezioni hanno ispirato Faraday a diventare uno scienziato. Alla fine divenne l'assistente di laboratorio di Davy, permettendogli di imparare la chimica da uno dei più grandi professionisti dell'epoca.
Nel 1820 Michael Faraday produsse il primo conosciuto composti di carbonio e cloro. Nel 1825 isolò e descrisse benzene . Inoltre, nel 1821 inventò il primo motore elettrico , e nei primi anni '30 scoprì un modo per convertire l'energia meccanica in elettricità su larga scala, creando il primo generatore elettrico .
Faraday, che divenne uno dei più grandi scienziati del XIX secolo, iniziò la sua carriera come chimico. Ha scritto un manuale di chimica pratica che rivela la sua padronanza degli aspetti tecnici della sua arte, ha scoperto una serie di nuove composti organici , tra loro benzene , e fu il primo a liquefare un gas permanente (cioè uno che si credeva incapace di liquefazione). Il suo contributo maggiore, tuttavia, fu nel campo dell'elettricità e del magnetismo. Fu il primo a produrre un corrente elettrica da un campo magnetico , ha inventato il primo motore elettrico e dinamo , dimostrò la relazione tra elettricità e legame chimico, scoprì l'effetto del magnetismo sulla luce e scoprì e chiamò diamagnetismo, il comportamento peculiare di alcune sostanze in forti campi magnetici. Fornì la base sperimentale, e buona parte della teoria, su cui James Clerk Maxwell eresse la teoria classica del campo elettromagnetico.
Michael Faraday è nato nel villaggio di campagna di Newington, nel Surrey, ora parte del sud di Londra. Suo padre era un fabbro che era emigrato dal nord dell'Inghilterra all'inizio del 1791 per cercare lavoro. Sua madre era una donna di campagna di grande calma e saggezza che ha sostenuto emotivamente suo figlio durante un'infanzia difficile. Faraday era uno dei quattro figli, tutti difficili da mangiare a sufficienza, dal momento che il padre era spesso malato e incapace di lavorare stabilmente. Faraday ricordò in seguito che gli era stata data una pagnotta di pane che doveva durare per una settimana. La famiglia apparteneva a una piccola setta cristiana, chiamata Sandemanians, che fornì sostegno spirituale a Faraday per tutta la sua vita. Fu l'unica influenza più importante su di lui e influenzò fortemente il modo in cui si avvicinava e interpretava la natura.
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Faraday, Michael Michael Faraday. iStockphoto/Thinkstock
Faraday ricevette solo i rudimenti di un'educazione, imparando a leggere, scrivere e cifrare in una scuola domenicale della chiesa. In tenera età iniziò a guadagnare denaro consegnando giornali per un libraio e un rilegatore, e all'età di 14 anni fu apprendista presso l'uomo. A differenza degli altri apprendisti, Faraday colse l'occasione per leggere alcuni dei libri portati per la rilegatura. L'articolo sull'elettricità nella terza edizione del Enciclopedia Britannica lo affascinava particolarmente. Usando vecchie bottiglie e legname, costruì un grezzo generatore elettrostatico e fece semplici esperimenti. Ha anche costruito un debole pila voltaica con cui eseguì esperimenti di elettrochimica.
La grande opportunità di Faraday è arrivata quando gli è stato offerto un biglietto per partecipare alle lezioni di chimica di Sir Humphry Davy presso la Royal Institution of Great Britain a Londra. Faraday se ne andò, si sedette assorto in tutto ciò, registrò le lezioni nei suoi appunti e tornò alla rilegatura con la speranza apparentemente irrealizzabile di entrare nel tempio della scienza. Mandò una copia rilegata dei suoi appunti a Davy insieme a una lettera chiedendo un impiego, ma non c'era spazio per aprirsi. Davy non dimenticò, tuttavia, e, quando uno dei suoi assistenti di laboratorio fu licenziato per rissa, offrì un lavoro a Faraday. Faraday ha iniziato come assistente di laboratorio di Davy e ha imparato chimica al fianco di uno dei più grandi praticanti dell'epoca. È stato detto, con una certa verità, che Faraday è stata la più grande scoperta di Davy.
Quando Faraday si unì a Davy nel 1812, Davy stava rivoluzionando la chimica dell'epoca. Antoine-Laurent Lavoisier , il francese generalmente accreditato di aver fondato la chimica moderna, aveva effettuato il suo riordino delle conoscenze chimiche negli anni 1770 e 1780 insistendo su alcuni semplici principi. Tra questi c'era che l'ossigeno era un elemento unico, in quanto era l'unico sostenitore di combustione ed era anche l'elemento che stava alla base di tutti gli acidi. Davy, dopo aver scoperto sodio e potassio utilizzando una potente corrente da un galvanico batteria decomporsi ossidi di questi elementi, volta alla decomposizione dell'acido muriatico (cloridrico), uno degli acidi più forti conosciuti. I prodotti della decomposizione erano idrogeno e un gas verde che supportava la combustione e che, quando combinato con combined acqua , ha prodotto un acido. Davy concluse che questo gas era un elemento, a cui diede il nome di cloro, e che non c'era ossigeno di sorta nell'acido muriatico. L'acidità, quindi, non era il risultato della presenza di un elemento acidogeno ma di qualche altra condizione. Cos'altro potrebbe essere quella condizione se non la forma fisica della molecola acida stessa? Davy suggerì, quindi, che le proprietà chimiche fossero determinate non solo da elementi specifici, ma anche dai modi in cui questi elementi erano disposti nelle molecole. Nell'arrivare a questa visione fu influenzato da una teoria atomica che avrebbe avuto importanti conseguenze anche per il pensiero di Faraday. Questa teoria, proposta nel XVIII secolo da Ruggero Giuseppe Boscovich, sosteneva che gli atomi fossero punti matematici circondati da campi alternati di forze attrattive e repulsive. Un vero elemento compreso un singolo punto, e gli elementi chimici erano composti da un certo numero di tali punti, attorno ai quali i campi di forza risultanti potevano essere piuttosto complicati. Le molecole, a loro volta, sono state costruite da questi elementi e le qualità chimiche di entrambi gli elementi e composti erano i risultati dei modelli finali di forza che circondano i gruppi di atomi puntuali. Una proprietà di tali atomi e molecole dovrebbe essere specificatamente notata: potrebbero essere sottoposti a notevoli sforzi, o tensioni, prima che i legami che li tengono insieme venissero spezzati. Questi ceppi dovevano essere al centro delle idee di Faraday sull'elettricità.
Il secondo apprendistato di Faraday, sotto Davy, terminò nel 1820. A quel punto aveva imparato la chimica a fondo come chiunque altro in vita. Aveva anche avuto ampia opportunità di praticare analisi chimiche e tecniche di laboratorio fino alla completa padronanza, e aveva sviluppato le sue visioni teoriche al punto da poterlo guidare nelle sue ricerche. Seguì una serie di scoperte che stupirono il mondo scientifico.
Faraday ha raggiunto la sua prima fama come chimico. La sua reputazione di an analitico chimico lo portò a essere chiamato come perito in processi legali e alla costituzione di un a clientela le cui tasse hanno contribuito a sostenere la Royal Institution. Nel 1820 produsse il primo noto composti di carbonio e cloro , CDueCl6e CDueCl4. Questi composti sono stati prodotti sostituendo il cloro all'idrogeno in un gas olefico ( etilene ), le prime reazioni di sostituzione indotte. (Tali reazioni in seguito sarebbero servite a sfidare la teoria dominante della combinazione chimica proposta da Jöns Jacob Berzelius.) Nel 1825, a seguito di ricerche su illuminante gas, Faraday isolato e descritto benzene . Nel 1820 condusse anche indagini sull'acciaio leghe , contribuendo a gettare le basi per la metallurgia scientifica e la metallografia . Durante il completamento di un incarico della Royal Society di Londra per migliorare la qualità dell'ottica bicchiere per telescopi , ha prodotto un bicchiere di altissima indice di rifrazione che lo condurrà nel 1845 alla scoperta del diamagnetismo. Nel 1821 sposò Sarah Barnard, si stabilì definitivamente alla Royal Institution, e iniziò la serie di ricerche sull'elettricità e sul magnetismo che avrebbero rivoluzionato fisica .
Faraday, Michael: forziere chimico Forziere chimico appartenente a Michael Faraday, XIX secolo. Museo della Scienza di Londra
Nel 1820 Hans Christian Ørsted aveva annunciato la scoperta che il flusso di an corrente elettrica attraverso un filo prodotto a campo magnetico intorno al filo. André-Marie Ampère mostrò che la forza magnetica apparentemente era circolare, producendo in effetti un cilindro di magnetismo attorno al filo. Nessuna tale forza circolare era mai stata osservata prima, e Faraday fu il primo a capire cosa implicasse. Se un polo magnetico potesse essere isolato, dovrebbe muoversi costantemente in cerchio attorno a un filo percorso da corrente. L'ingegnosità e l'abilità di laboratorio di Faraday gli hanno permesso di costruire un apparato che ha confermato questa conclusione. Questo dispositivo, che trasformava l'energia elettrica in energia meccanica, fu il primo motore elettrico .
Questa scoperta ha portato Faraday a contemplare la natura dell'elettricità. A differenza dei suoi contemporanei, non era convinto che l'elettricità fosse un fluido materiale che scorreva attraverso i fili come l'acqua attraverso un tubo. Invece, lo considerava una vibrazione o una forza che veniva in qualche modo trasmessa come risultato delle tensioni create nel conduttore. Uno dei suoi primi esperimenti dopo la scoperta della rotazione elettromagnetica fu quello di far passare un raggio di luce polarizzata attraverso una soluzione in cui stava avvenendo la decomposizione elettrochimica per rilevare gli sforzi intermolecolari che riteneva dovessero essere prodotti dal passaggio di una corrente elettrica. Durante gli anni '20 dell'Ottocento continuò a tornare su questa idea, ma sempre senza risultato.
Nella primavera del 1831, Faraday iniziò a lavorare con Charles (poi Sir Charles) Wheatstone sulla teoria della suono , un altro fenomeno vibrazionale. Era particolarmente affascinato dai motivi (noti come figure di Chladni) formati in polvere leggera sparsa su lastre di ferro quando queste lastre venivano lanciate in vibrazione da un arco di violino. Qui è stata dimostrata la capacità di a dinamico causa di creare un effetto statico, qualcosa che era convinto fosse accaduto in un filo percorso da corrente. Era ancora più impressionato dal fatto che tali schemi potessero essere indotti in un piatto inchinandosi a un altro vicino. Tale induzione acustica è apparentemente ciò che sta dietro al suo esperimento più famoso. Il 29 agosto 1831, Faraday avvolse uno spesso anello di ferro su un lato con un filo isolato che era collegato a una batteria. Ha poi avvolto il lato opposto con filo collegato a un galvanometro. Quello che si aspettava era che si sarebbe prodotta un'onda quando il circuito della batteria fosse stato chiuso e che l'onda si sarebbe manifestata come una deflessione del galvanometro nel secondo circuito. Chiuse il circuito primario e, con sua gioia e soddisfazione, vide saltare l'ago del galvanometro. Una corrente era stata indotta nella bobina secondaria da una nel primario. Quando aprì il circuito, però, rimase stupito nel vedere il galvanometro saltare nella direzione opposta. In qualche modo, spegnere la corrente ha anche creato una corrente indotta, uguale e contraria alla corrente originale, nel circuito secondario. Questo fenomeno portò Faraday a proporre quello che chiamò lo stato elettrotonico delle particelle nel filo, che considerava uno stato di tensione. Una corrente sembrava quindi essere l'instaurarsi di un tale stato di tensione o il crollo di un tale stato. Sebbene non sia riuscito a trovare prove sperimentali per lo stato elettrotonico, non ha mai abbandonato del tutto il concetto e ha plasmato la maggior parte del suo lavoro successivo.
Nell'autunno del 1831, Faraday tentò di determinare come fosse prodotta una corrente indotta. Il suo esperimento originale aveva coinvolto un potente elettromagnete creato dall'avvolgimento della bobina primaria. Ora ha cercato di creare una corrente utilizzando un magnete permanente. Scoprì che quando un magnete permanente veniva spostato dentro e fuori da una bobina di filo, nella bobina veniva indotta una corrente. I magneti, lo sapeva, erano circondati da forze che potevano essere rese visibili con il semplice espediente di spargere limatura di ferro su un cartoncino tenuto sopra di essi. Faraday vide le linee di forza così rivelate come linee di tensione nel mezzo, cioè l'aria, che circonda il magnete, e presto scoprì la legge che determina la produzione di correnti elettriche da parte dei magneti: la grandezza di una corrente dipendeva dal numero di linee di forza tagliata dal conduttore nell'unità di tempo. Si rese subito conto che si poteva produrre una corrente continua ruotando un disco di rame tra i poli di un potente magnete e staccando i cavi dal bordo e dal centro del disco. L'esterno del disco taglierebbe più linee rispetto all'interno, e quindi si produrrebbe una corrente continua nel circuito che collega il cerchione al centro. Questo è stato il primo dinamo . Fu anche il diretto antenato di motori elettrici , perché bastava solo invertire la situazione, alimentare il disco con corrente elettrica, farlo ruotare.
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