MICHAEL FARADAY: BIOGRAFIE, EXPERIMENTEN EN BIJDRAGEN - WETENSCHAP - 2025

Michael Faraday (Newington Butt, 22 september 1791 - Hampton Court, 25 augustus 1867) was een natuurkundige en chemicus van Britse afkomst, wiens belangrijkste bijdragen liggen op het gebied van elektromagnetisme en elektrochemie. Onder zijn bijdragen aan de wetenschap, en dus aan de mensheid, kunnen we zijn werk over elektromagnetische inductie, diamagnetisme en elektrolyse benadrukken.

Vanwege de economische omstandigheden van zijn gezin ontving Faraday weinig formeel onderwijs, dus vanaf zijn veertiende had hij de leiding over het opvullen van deze leemtes door tijdens zijn leertijd als boekbinder een groot aantal lezingen te doen.

Een van de boeken die hij bond en die de wetenschapper het meest beïnvloedden, was The Improvement of the Mind van Isaac Watts.

Faraday was een uitstekende experimentator en bracht zijn bevindingen over in gemakkelijk te begrijpen taal. Hoewel zijn wiskundige vaardigheden niet de beste waren, vatte James Clerk Maxwell zijn werk en dat van anderen samen in een groep vergelijkingen.

In de woorden van griffier Maxwell: "Het gebruik van de krachtlijnen toont aan dat Faraday inderdaad een groot wiskundige was, van wie toekomstige wiskundigen waardevolle en vruchtbare methoden konden afleiden."

De eenheid van elektrische capaciteit van het International System of Units (SI) wordt ter ere van hem Farad (F) genoemd.

Als chemicus ontdekte Faraday benzeen, deed onderzoek naar chloorclathraat, het oxidatie-getalsysteem, en creëerde wat bekend zou worden als de voorloper van de bunsenbrander. Bovendien populariseerde hij de termen: anode, kathode, elektron en ion.

Op het gebied van fysica waren zijn onderzoek en experimenten gericht op elektriciteit en elektromagnetisme.

Zijn studie van het magnetische veld was fundamenteel voor de ontwikkeling van het concept van het elektromagnetische veld en zijn uitvinding, door hemzelf genoemd als "Electromagnetic Rotation Devices", waren de voorlopers van de huidige elektromotor.

Biografie

Michael Faraday werd geboren op 22 september 1791 in een wijk genaamd Newington Butt, ten zuiden van Londen, in Engeland. Zijn familie was niet rijk, dus zijn formele opleiding was niet erg uitgebreid.

Michael's vader heette James en hij was een beoefenaar van een leerstelling van het christendom. De naam van haar moeder was Margaret Hastwell en voordat ze met James trouwde, werkte ze als huishoudster. Michael had drie broers en zussen en was de voorlaatste van de kinderen van het huwelijk.

Toen Michael veertien jaar oud was, werkte hij samen met George Riebau, die boekverkoper en boekbinder was. Michael bleef zeven jaar in dit werk, gedurende welke tijd hij veel dichter bij het lezen kon komen.

Op dat moment begon hij zich aangetrokken te voelen tot wetenschappelijke verschijnselen, vooral die met betrekking tot elektriciteit.

Verdieping van opleidingen

Op 20-jarige leeftijd, in 1812, begon Michael verschillende lezingen bij te wonen, bijna altijd uitgenodigd door William Dance, een Engelse muzikant die de Royal Philharmonic Society had opgericht.

Enkele van de sprekers waar Michael toegang toe had, waren John Tatum, een Britse filosoof en wetenschapper, en Humphry Davy, een chemicus van Engelse afkomst.

Verwantschap met Humphry Davy

Michael Faraday was een zeer methodische man en hij schreef vrij specifieke aantekeningen die hij naar Davy stuurde, samen met een briefje waarin hij om een ​​baan vroeg.

Deze aantekeningen vormden een boek van ongeveer 300 pagina's en Davy vond ze erg leuk. De laatste kreeg enige tijd later een ongeluk in het laboratorium, waardoor zijn gezichtsvermogen ernstig werd aangetast.

In deze context huurde Davy Faraday in als zijn assistent. Tegelijkertijd - op 1 maart 1813 - werd Faraday een scheikundeassistent bij de Royal Institution.

Reis naar Europa

Tussen 1813 en 1815 reisde Humphry Davy door verschillende landen in Europa. De bediende die hij op dat moment had, besloot de reis niet bij te wonen, dus Faraday was degene die de taken van de bediende moest vervullen, ook al was zijn rol die van chemisch assistent.

Er wordt gezegd dat de Engelse samenleving in die tijd extreem klassegericht was, en daarom werd Faraday gezien als een man met inferieure eigenschappen.

Zelfs Davy's vrouw stond erop Faraday als een bediende te behandelen en weigerde hem in haar koets te ontvangen of hem met hen te laten eten.

Hoewel deze reis voor Faraday een zeer slechte tijd betekende als gevolg van de ongunstige behandeling die hij kreeg, betekende dit tegelijkertijd dat hij direct contact kon hebben met de belangrijkste wetenschappelijke en academische velden in Europa.

Toewijding aan elektriciteit

Al in 1821 wijdde Michael Faraday zich volledig aan het bestuderen van elektriciteit, magnetisme en de mogelijkheden van beide elementen.

In 1825 was Davy ernstig ziek, daarom werd Faraday zijn vervanger binnen het laboratorium. Dit was het moment waarop hij verschillende van zijn theorieën voorstelde.

Een van de meest relevante was het idee dat zowel elektriciteit als magnetisme en licht functioneerden als een triade met een verenigd karakter.

In datzelfde jaar begon Faraday lezingen aan de Royal Institution, genaamd Royal Institution's Christmas Lectures, die speciaal op kinderen waren gericht en die de belangrijkste wetenschappelijke vorderingen van die tijd behandelden, evenals verschillende anekdotes en verhalen uit het veld van wetenschap.

De bedoeling van deze lezingen was om de wetenschap dichter bij die kinderen te brengen die niet de kans hadden om formele studies bij te wonen, zoals het hem overkwam.

Huwelijk

In 1821 trouwde Faraday met Sarah Barnard. Hun families gingen naar dezelfde kerk en daar ontmoetten ze elkaar.

Faraday was zijn hele leven een zeer religieus man en was een volgeling van de Sandemaniana-kerk, die was afgeleid van de Church of Scotland. Hij nam actief deel aan zijn kerk, aangezien hij twee jaar op rij diaken en zelfs priester werd.

Uit het huwelijk tussen Faraday en Barnard zijn geen kinderen geboren.

Jarenlange uitvindingen

De volgende jaren van Faraday waren vol met uitvindingen en experimenten. In 1823 ontdekte hij het chloorvervloeiingsproces (overgang van gasvormige of vaste toestand naar vloeibare toestand) en twee jaar later, in 1825, ontdekte hij hetzelfde proces, maar dan voor benzeen.

In 1831 ontdekte Faraday elektromagnetische inductie, waaruit de zogenaamde wet van Faraday of de wet van elektromagnetische inductie werd gegenereerd. Een jaar later, in 1832, ontving hij van de Universiteit van Oxford de ere-benoeming tot Doctor in het burgerlijk recht.

Vier jaar later ontdekte Faraday een mechanisme dat fungeerde als een beschermend kastje voor elektrische schokken. Deze doos heette de kooi van Faraday en werd later een van de meest gebruikte uitvindingen, zelfs vandaag de dag.

In 1845 ontdekte hij het effect dat een duidelijke wisselwerking tussen licht en magnetisme weerspiegelt; dit effect werd het Faraday-effect genoemd.

Erkenningen

De monarchie van Engeland bood Faraday de benoeming van mijnheer aan, die hij verschillende keren weigerde, omdat hij dit in strijd achtte met zijn religieuze overtuigingen; Faraday associeerde deze afspraak met de zoektocht naar erkenning en met ijdelheid.

De Royal Society stelde ook voor dat hij haar president zou zijn en Faraday verwierp dit aanbod, dat bij twee verschillende gelegenheden was gedaan.

De Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen benoemde hem in 1838 tot buitenlands lid. Een jaar later kreeg Faraday een zenuwinzinking; na een korte periode vervolgde hij zijn studie.

In 1844 nam de Franse Academie van Wetenschappen het op bij zijn buitenlandse leden, die slechts 8 persoonlijkheden waren.

Laatste jaren

In 1848 verkreeg Michael Faraday een huis van genade en gunst, dat waren de huizen die toebehoorden aan de Engelse staat en gratis werden aangeboden aan de relevante persoonlijkheden van het land, met de bedoeling hen te bedanken voor de diensten die aan de natie werden bewezen.

Dit huis stond in Middlesex, in Hampton Court, en Faraday woonde er vanaf 1858. In dat huis stierf hij later.

Gedurende deze jaren nam de regering van Engeland contact met hem op en vroeg hem hen te steunen bij het maken van chemische wapens in het kader van de Krimoorlog, die plaatsvond tussen 1853 en 1856. Faraday weigerde dit te doen. dit aanbod, aangezien het onethisch werd geacht om aan dat proces deel te nemen.

Dood

Michael Faraday stierf op 25 augustus 1867, toen hij 75 jaar oud was. Een merkwaardige anekdote van dit moment is dat hem een ​​begraafplaats werd aangeboden in de beroemde Westminster Abbey, een site die hij afsloeg.

In deze kerk kun je echter een plaquette vinden die Faraday eert en die zich nabij het graf van Isaac Newton bevindt. Zijn lichaam ligt in het afwijkende gebied van Highgate Cemetery.

Experimenten

Michael Faraday's leven was vol uitvindingen en experimenten. Vervolgens zullen we twee van de belangrijkste experimenten beschrijven die hij uitvoerde en die transcendent waren voor de mensheid.

De wet van Faraday

Om de zogenaamde wet van Faraday of de wet van elektromagnetische inductie te demonstreren, nam Michael Faraday een karton in de vorm van een buis waar hij geïsoleerde draad omheen wikkelde; op deze manier vormde hij een spoel.

Vervolgens nam hij de spoel en verbond deze met een voltmeter om de geïnduceerde elektromotorische kracht te meten terwijl hij een magneet door de spoel liet passeren.

Als gevolg van dit experiment heeft Faraday vastgesteld dat een magneet in rust geen elektromotorische kracht kan genereren, hoewel hij in rust wel een hoog magnetisch veld genereert. Dit komt tot uiting in het feit dat door de spoel de flux niet varieert.

Als de magneet de spoel nadert, neemt de magnetische flux snel toe totdat de magneet zich effectief in de spoel bevindt. Zodra de magneet door de spoel is gegaan, daalt deze flux.

Kooi van Faraday

De kooi van Faraday was de structuur waardoor deze wetenschapper elementen wist te beschermen tegen elektrische ontladingen.

Faraday voerde dit experiment uit in 1836, zich realiserend dat de overmatige lading van een geleider invloed had op wat erbuiten was en niet op wat er door de geleider omsloten was.

Om dit aan te tonen bekleedde Faraday de muren van een kamer met aluminiumfolie en genereerde hoogspanningsontladingen via een elektrostatische generator buiten de kamer.

Dankzij de verificatie met een elektroscoop kon Faraday verifiëren dat er inderdaad geen enkele elektrische lading in de kamer was.

Dit principe kan tegenwoordig worden waargenomen in kabels en scanners, en er zijn andere objecten die op zichzelf fungeren als kooien van Faraday, zoals auto's, liften of zelfs vliegtuigen.

Belangrijkste bijdragen

Constructie van "elektromagnetische rotatie" -inrichtingen

Nadat de Deense natuurkundige en scheikundige Hans Christian Ørsted het fenomeen elektromagnetisme had ontdekt, probeerden Humphry Davy en William Hyde Wollaston een elektrische motor te ontwerpen, maar dat lukte ze niet.

Faraday slaagde erin, na hierover met de twee wetenschappers te hebben geruzie, twee apparaten te maken die leidden tot wat hij 'elektromagnetische rotatie' noemde.

Een van deze apparaten, momenteel bekend als een "homopolaire motor", genereerde een continue cirkelvormige beweging, die werd geproduceerd door de cirkelvormige magnetische kracht rond een draad, die zich uitstrekte tot een kwikcontainer met een magneet erin. Door stroom te leveren aan de draad met een chemische batterij, zou deze rond de magneet draaien.

Dit experiment vormde de basis voor moderne elektromagnetische theorie. Na deze ontdekking was Faraday zo opgewonden dat hij de resultaten publiceerde zonder Wollaston of Davy te raadplegen, wat leidde tot controverse binnen de Royal Society en de toewijzing van Faraday aan andere activiteiten dan elektromagnetisme.

Gasliquefactie en koeling (1823)

Op basis van de theorie van John Dalton, waarin hij stelde dat alle gassen in vloeibare toestand konden worden gebracht, demonstreerde Faraday de juistheid van deze theorie door middel van een experiment, naast de veronderstelling dat moderne koelkasten en diepvriezers werken. .

Door het vloeibaar maken of vloeibaar maken (verhoging van de druk en verlaging van de temperatuur van de gassen) van chloor en ammoniak in gasvormige toestand, slaagde Faraday erin deze stoffen in een vloeibare toestand te brengen, die werd beschouwd als "permanente gasvormige toestand".

Bovendien slaagde hij erin de ammoniak terug te brengen naar zijn gasvormige toestand, waarbij hij opmerkte dat tijdens dit proces koeling werd gegenereerd.

Deze ontdekking toonde aan dat een mechanische pomp een gas bij kamertemperatuur in een vloeistof kan omzetten, koeling kan produceren wanneer het terugkeert naar zijn gasvormige toestand en weer kan worden gecomprimeerd tot een vloeistof.

Ontdekking van benzeen (1825)

Faraday ontdekte het benzeenmolecuul door het te isoleren en te identificeren uit een olieachtig residu, afkomstig van de productie van verlichtingsgas, waaraan hij de naam "Bicarburet van waterstof" gaf.

Ervan uitgaande dat deze ontdekking een belangrijke chemische prestatie is, vanwege de praktische toepassingen van benzeen.

Ontdekking van elektromagnetische inductie (1831)

Elektromagnetische inductie was de grote ontdekking van Faraday, die hij bereikte door twee draadsolenoïden aan te sluiten rond tegenoverliggende uiteinden van een ijzeren ring.

Faraday verbond de ene solenoïde met een galvanometer en keek toe hoe hij de andere van de batterij verbond en loskoppelde.

Door de solenoïde los te koppelen en aan te sluiten, kon hij zien dat wanneer hij stroom door de ene solenoïde liet gaan, er tijdelijk een andere stroom in de andere werd opgewekt.

De oorzaak van deze inductie is te wijten aan de verandering in magnetische flux die optrad bij het loskoppelen en aansluiten van de batterij.

Dit experiment staat nu bekend als "wederzijdse inductie", die optreedt wanneer de stroomverandering in een inductor een spanning induceert in een andere nabijgelegen inductor. Dit is het mechanisme waarmee transformatoren werken.

Wetten van elektrolyse (1834)

Michael Faraday was ook een van de belangrijkste verantwoordelijken voor de totstandkoming van de wetenschap van elektrochemie, de wetenschap die verantwoordelijk is voor het maken van de batterijen die momenteel worden gebruikt door mobiele apparaten.

Terwijl hij onderzoek deed naar de aard van elektriciteit, formuleerde Faraday zijn twee wetten van elektrolyse.

De eerste stelt dat de hoeveelheid stof die op elke elektrode van een elektrolytische cel wordt afgezet, recht evenredig is met de hoeveelheid elektriciteit die door de cel gaat.

De tweede van deze wetten stelt dat de hoeveelheden verschillende elementen die door een bepaalde hoeveelheid elektriciteit worden afgezet, in verhouding staan ​​tot hun equivalent chemisch gewicht.

Ontdekking van het Faraday-effect (1845)

Dit effect, ook wel bekend als Faraday-rotatie, is een magnetisch-optisch fenomeen: de interactie tussen licht en een magnetisch veld in een medium.

Het Faraday-effect veroorzaakt de rotatie van een polarisatievlak, dat lineair evenredig is met de component van het magnetische veld in de voortplantingsrichting.

Faraday was er vast van overtuigd dat licht een elektromagnetisch fenomeen was en dat het daarom moest worden beïnvloed door elektromagnetische krachten.

Dus na een reeks mislukte beproevingen, ging hij verder met het testen van een stuk massief glas met sporen van lood, dat hij maakte tijdens zijn glasblazende dagen.

Op deze manier merkte hij op dat wanneer een gepolariseerde lichtstraal door het glas ging, in de richting van een magnetische kracht, het gepolariseerde licht roteerde onder een hoek die evenredig was met de sterkte van het magnetische veld.

Hij testte dit vervolgens met verschillende vaste stoffen, vloeistoffen en gassen door sterkere elektromagneten te krijgen.

Ontdekking van diamagnetisme (1845)

Faraday ontdekte dat alle materialen een zwakke afstoting hebben ten opzichte van magnetische velden, wat hij diamagnetisme noemde.

Dat wil zeggen, ze creëren een geïnduceerd magnetisch veld in de tegenovergestelde richting van een extern aangelegd magnetisch veld, dat wordt afgestoten door het aangelegde magnetische veld.

Hij ontdekte ook dat paramagnetische materialen zich omgekeerd gedragen: ze worden aangetrokken door een aangelegd extern magnetisch veld.

Faraday toonde aan dat deze eigenschap (diamagnetisch of paramagnetisch) in alle stoffen aanwezig is. Diamagnetisme geïnduceerd met extra sterke magneten kan worden gebruikt om levitatie te produceren.

Referenties

1. Michael faraday. (2017, 9 juni). Opgehaald van en.wikipedia.org.
2. Michael faraday. (2017, 8 juni). Opgehaald van en.wikipedia.org.
3. Benzeen. (2017, 6 juni) Hersteld van en.wikipedia.org.
4. Gasvervloeiing. (2017, 7 mei) Hersteld van en.wikipedia.org.
5. Faraday's wetten van elektrolyse. (2017, 4 juni). Opgehaald van en.wikipedia.org.
6. Kooi van Faraday. (2017, 8 juni). Opgehaald van en.wikipedia.org.
7. Faraday's ijsemmer-experiment. (2017, 3 mei). Opgehaald van en.wikipedia.org.
8. Faraday-effect. (2017, 8 juni). Opgehaald van en.wikipedia.org.
9. Faraday-effect. (2017, 10 mei). Opgehaald van en.wikipedia.org.
10. Wie is Michael Faraday? Wat was zijn ontdekking op het gebied van wetenschap? (2015, 6 juni). Opgehaald van quora.com
11. Michael Faraday's 10 belangrijkste bijdragen aan de wetenschap. (2016, 16 december). Opgehaald van learnodo-newtonic.com.