Michael Faraday , (nacido el 22 de septiembre de 1791 en Newington, Surrey , Inglaterra — murió agosto 25, 1867, Hampton Court, Surrey), inglés físico y químico cuyos numerosos experimentos contribuyeron enormemente a la comprensión del electromagnetismo.
Preguntas principalesinglés físico y químico Michael Faraday fue uno de los más grandes científicos del siglo XIX. Sus muchos experimentos contribuyeron en gran medida a la comprensión del electromagnetismo.
El padre de Michael Faraday era herrero. Su madre era una campesina de gran serenidad y sabiduría. Faraday era uno de los cuatro niños que a menudo pasaban hambre, ya que su padre a menudo estaba enfermo y no podía trabajar de manera constante. A una edad temprana, Faraday comenzó a ganar dinero entregando periódicos para un librero y encuadernador.
Michael Faraday recibió una educación básica en la escuela dominical. Cuando era un aprendiz de encuadernador, Humphry Davy le ofreció un boleto para asistir a conferencias de química. Las conferencias inspiraron a Faraday a convertirse en científico. Con el tiempo se convirtió en el asistente de laboratorio de Davy, lo que le permitió aprender química de uno de los mejores profesionales de la época.
En 1820 Michael Faraday produjo el primer conocido compuestos de carbono y cloro. En 1825 aisló y describió benceno . Es más, en 1821 inventó el primer motor eléctrico , y a principios de la década de 1830 descubrió una forma de convertir la energía mecánica en electricidad a gran escala, creando la primera generador eléctrico .
Faraday, quien se convirtió en uno de los más grandes científicos del siglo XIX, comenzó su carrera como químico. Escribió un manual de química práctica que revela su dominio de los aspectos técnicos de su arte, descubrió una serie de nuevas compuestos orgánicos , entre ellos benceno , y fue el primero en licuar un gas permanente (es decir, uno que se creía incapaz de licuarse). Su mayor contribución, sin embargo, fue en el campo de la electricidad y el magnetismo. Fue el primero en producir un corriente eléctrica a partir de una campo magnético , inventó el primero motor eléctrico y dinamo , demostró la relación entre la electricidad y los enlaces químicos, descubrió el efecto del magnetismo sobre la luz, y descubrió y nombró diamagnetismo, el comportamiento peculiar de ciertas sustancias en campos magnéticos fuertes. Proporcionó la base experimental, y gran parte de la teórica, sobre la que James Clerk Maxwell erigió la teoría clásica del campo electromagnético.
Michael Faraday nació en el pueblo rural de Newington, Surrey, ahora parte del sur de Londres. Su padre era un herrero que había emigrado del norte de Inglaterra a principios de 1791 para buscar trabajo. Su madre era una campesina de gran calma y sabiduría que apoyó emocionalmente a su hijo durante una infancia difícil. Faraday era uno de cuatro hijos, a todos los cuales les costaba comer lo suficiente, ya que su padre a menudo estaba enfermo y era incapaz de trabajar de manera constante. Más tarde, Faraday recordó que le dieron una barra de pan que tenía que durarle una semana. La familia pertenecía a una pequeña secta cristiana, llamada Sandemanianos, que proporcionó sustento espiritual a Faraday durante toda su vida. Fue la influencia más importante sobre él y afectó fuertemente la forma en que se acercó e interpretó la naturaleza.
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Faraday, Michael Michael Faraday. iStockphoto / Thinkstock
Faraday recibió solo los rudimentos de una educación, aprendiendo a leer, escribir y cifrar en una escuela dominical de la iglesia. A temprana edad comenzó a ganar dinero entregando periódicos para un librero y encuadernador, y a la edad de 14 años fue aprendiz del hombre. A diferencia de los otros aprendices, Faraday aprovechó la oportunidad para leer algunos de los libros que trajo para volver a encuadernar. El artículo sobre electricidad de la tercera edición del Encyclopædia Britannica particularmente le fascinaba. Usando botellas viejas y madera, hizo un generador electrostático rudimentario e hizo experimentos sencillos. También construyó un débil pila voltaica con el que realizó experimentos en electroquímica.
La gran oportunidad de Faraday llegó cuando Sir Humphry Davy le ofreció una entrada para asistir a conferencias de química en la Royal Institution of Great Britain en Londres. Faraday se fue, se sentó absorto en todo, registró las conferencias en sus notas y volvió a la encuadernación con la esperanza aparentemente irrealizable de entrar en el templo de la ciencia. Envió una copia encuadernada de sus notas a Davy junto con una carta solicitando empleo, pero no hubo apertura. Sin embargo, Davy no lo olvidó y, cuando uno de sus ayudantes de laboratorio fue despedido por peleas, le ofreció un trabajo a Faraday. Faraday comenzó como asistente de laboratorio de Davy y aprendió química al codo de uno de los mejores practicantes del día. Se ha dicho, con algo de verdad, que Faraday fue el mayor descubrimiento de Davy.
Cuando Faraday se unió a Davy en 1812, Davy estaba revolucionando la química de la época. Antoine-Laurent Lavoisier , el francés al que generalmente se le atribuye la fundación de la química moderna, había efectuado su reordenamiento del conocimiento químico en las décadas de 1770 y 1780 al insistir en unos pocos principios simples. Entre ellos estaba que el oxígeno era un elemento único, ya que era el único partidario de combustión y era también el elemento que estaba en la base de todos los ácidos. Davy, después de haber descubierto sodio y potasio mediante el uso de una poderosa corriente de un galvánico batería descomponer óxidos de estos elementos, se convirtió en la descomposición del ácido muriático (clorhídrico), uno de los ácidos más fuertes conocidos. Los productos de la descomposición fueron hidrógeno y un gas verde que favoreció la combustión y que, cuando se combina con agua , produjo un ácido. Davy concluyó que este gas era un elemento, al que dio el nombre de cloro, y que no había oxígeno alguno en el ácido muriático. La acidez, por lo tanto, no fue el resultado de la presencia de un elemento formador de ácido sino de alguna otra condición. ¿Qué otra cosa podría ser esa condición sino la forma física de la propia molécula de ácido? Davy sugirió, entonces, que las propiedades químicas no estaban determinadas únicamente por elementos específicos, sino también por las formas en que estos elementos estaban dispuestos en moléculas. Al llegar a este punto de vista, estuvo influido por una teoría atómica que también tendría importantes consecuencias para el pensamiento de Faraday. Esta teoría, propuesta en el siglo XVIII por Ruggero Giuseppe Boscovich, argumentó que los átomos eran puntos matemáticos rodeados por campos alternos de fuerzas atractivas y repulsivas. Un verdadero elemento compuesto un solo punto, y los elementos químicos se componían de varios de esos puntos, sobre los cuales los campos de fuerza resultantes podrían ser bastante complicados. Las moléculas, a su vez, se construyeron a partir de estos elementos, y las cualidades químicas de ambos elementos y compuestos fueron el resultado de los patrones finales de fuerza que rodean grupos de átomos puntuales. Cabe señalar específicamente una propiedad de tales átomos y moléculas: podrían someterse a una tensión o tensión considerable antes de que se rompan los enlaces que los mantienen unidos. Estas cepas iban a ser fundamentales para las ideas de Faraday sobre la electricidad.
El segundo aprendizaje de Faraday, con Davy, finalizó en 1820. Para entonces, había aprendido química tan a fondo como cualquier otro vivo. También había tenido amplia oportunidad de practicar análisis químicos y técnicas de laboratorio hasta el punto de un dominio completo, y había desarrollado sus puntos de vista teóricos hasta el punto de que podían guiarlo en sus investigaciones. Siguieron una serie de descubrimientos que asombraron al mundo científico.
Faraday alcanzó su primera fama como químico. Su reputación como analítico químico lo llevó a ser llamado como perito en juicios judiciales y a la constitución de un clientela cuyos honorarios ayudaron a sustentar la Real Institución. En 1820 produjo el primer conocido compuestos de carbono y cloro, C2Cl6y C2Cl4. Estos compuestos se produjeron sustituyendo cloro por hidrógeno en gas olefiante ( etileno ), las primeras reacciones de sustitución inducidas. (Tales reacciones más tarde servirían para desafiar la teoría dominante de la combinación química propuesta por Jöns Jacob Berzelius.) En 1825, como resultado de una investigación sobre esclarecedor gases, Faraday aislado y descrito benceno . En la década de 1820 también llevó a cabo investigaciones sobre el acero. aleaciones , contribuyendo a sentar las bases de la metalurgia y la metalografía científicas. Mientras completaba una tarea de la Royal Society of London para mejorar la calidad de la óptica vidrio por telescopios , sacó un vaso de muy alto índice de refracción eso lo llevaría en 1845 al descubrimiento del diamagnetismo. En 1821 se casó con Sarah Barnard, se instaló definitivamente en la Royal Institution y comenzó la serie de investigaciones sobre electricidad y magnetismo que revolucionarían física .
Faraday, Michael: cofre químico Cofre químico perteneciente a Michael Faraday, siglo XIX. Museo de Ciencias de Londres
En 1820 Hans Christian Ørsted había anunciado el descubrimiento de que el flujo de un corriente eléctrica a través de un alambre produjo un campo magnético alrededor del alambre. André-Marie Ampère mostró que la fuerza magnética aparentemente era circular, produciendo en efecto un cilindro de magnetismo alrededor del alambre. Nunca antes se había observado tal fuerza circular, y Faraday fue el primero en comprender lo que implicaba. Si un polo magnético pudiera aislarse, debería moverse constantemente en un círculo alrededor de un cable conductor de corriente. El ingenio y la habilidad de laboratorio de Faraday le permitieron construir un aparato que confirmó esta conclusión. Este dispositivo, que transformó la energía eléctrica en energía mecánica, fue el primero motor eléctrico .
Este descubrimiento llevó a Faraday a contemplar la naturaleza de la electricidad. A diferencia de sus contemporáneos, no estaba convencido de que la electricidad fuera un fluido material que fluyera a través de cables como el agua a través de una tubería. En cambio, pensó en ello como una vibración o fuerza que de alguna manera se transmitía como resultado de las tensiones creadas en el conductor. Uno de sus primeros experimentos después de su descubrimiento de la rotación electromagnética fue hacer pasar un rayo de luz polarizada a través de una solución en la que se estaba produciendo una descomposición electroquímica para detectar las deformaciones intermoleculares que pensó debían producirse por el paso de una corriente eléctrica. Durante la década de 1820 siguió volviendo a esta idea, pero siempre sin resultado.
En la primavera de 1831, Faraday comenzó a trabajar con Charles (más tarde Sir Charles) Wheatstone en la teoría de sonar , otro fenómeno vibratorio. Estaba particularmente fascinado por los patrones (conocidos como figuras de Chladni) formados en un polvo ligero esparcido sobre placas de hierro cuando estas placas eran puestas en vibración por un arco de violín. Aquí se demostró la capacidad de un dinámica causa de crear un efecto estático, estaba convencido de que algo sucedió en un cable conductor de corriente. Estaba aún más impresionado por el hecho de que tales patrones podrían inducirse en un plato inclinando otro cercano. Tal inducción acústica es aparentemente lo que se esconde detrás de su experimento más famoso. El 29 de agosto de 1831, Faraday enrolló un anillo de hierro grueso en un lado con un cable aislado que estaba conectado a una batería. Luego enroló el lado opuesto con un cable conectado a un galvanómetro. Lo que esperaba era que se produciría una onda cuando el circuito de la batería estuviera cerrado y que la onda se mostrara como una desviación del galvanómetro en el segundo circuito. Cerró el circuito primario y, para su deleite y satisfacción, vio saltar la aguja del galvanómetro. Se había inducido una corriente en la bobina secundaria por una en la primaria. Cuando abrió el circuito, sin embargo, se sorprendió al ver que el galvanómetro saltaba en la dirección opuesta. De alguna manera, apagar la corriente también creó una corriente inducida, igual y opuesta a la corriente original, en el circuito secundario. Este fenómeno llevó a Faraday a proponer lo que llamó el estado electrotónico de las partículas en el alambre, al que consideró un estado de tensión. Por tanto, una corriente parecía ser el establecimiento de tal estado de tensión o el colapso de tal estado. Aunque no pudo encontrar evidencia experimental para el estado electrotónico, nunca abandonó por completo el concepto y dio forma a la mayor parte de su trabajo posterior.
En el otoño de 1831, Faraday intentó determinar cómo se producía una corriente inducida. Su experimento original había involucrado un poderoso electroimán creado por el devanado de la bobina primaria. Ahora trató de crear una corriente utilizando un imán permanente. Descubrió que cuando un imán permanente entraba y salía de una bobina de alambre, se inducía una corriente en la bobina. Sabía que los imanes estaban rodeados de fuerzas que podían hacerse visibles con el simple recurso de rociar limaduras de hierro en una tarjeta colocada sobre ellos. Faraday vio las líneas de fuerza así reveladas como líneas de tensión en el medio, es decir, el aire, que rodea al imán, y pronto descubrió la ley que determina la producción de corrientes eléctricas por imanes: la magnitud de una corriente depende del número de líneas. de fuerza cortada por el conductor en unidad de tiempo. Inmediatamente se dio cuenta de que se podía producir una corriente continua girando un disco de cobre entre los polos de un poderoso imán y quitando los cables del borde y el centro del disco. El exterior del disco cortaría más líneas que el interior y, por tanto, se produciría una corriente continua en el circuito que une la llanta con el centro. Esta fue la primera dinamo . También fue el antepasado directo de motor electrico , pues solo era necesario revertir la situación, alimentar una corriente eléctrica al disco, hacerlo girar.
