Michael Faraday

Michael Faraday
Michael Faraday, portrait par Thomas Phillips c1841-1842
Né	(22/09/1791) Septembre 22, 1791 Sud de Londres, Angleterre -
Mort	25 août 1867 (25/08/1867) (75 ans) Hampton Court, Londres , Angleterre
Résidence	Angleterre
Nationalité	Britannique
Les champs	Physicien et Chimiste
Institutions	Royal Institution
Conseiller de doctorat	Humphry Davy
Connu pour	Induction électromagnétique, Électrochimie, Effet Faraday
Prix remarquables	Royal Medal (1846)
Remarques Faraday n'a pas assisté à une université, mais Humphry Davy peut être considéré comme son conseiller pédagogique à la lumière de leur collaboration scientifique depuis de nombreuses années.

Michael Faraday, (FRS 22 septembre 1791 - 25 août 1867 ) était un Anglais chimiste et physicien (ou philosophe de la nature, dans le la terminologie de l'époque) qui ont contribué à les domaines de l'électromagnétisme et électrochimie.

Faraday a étudié le magnétique autour d'un champ conducteur portant un courant continu courant électrique, et a établi la base du concept de champ magnétique dans la physique. Il a découvert induction électromagnétique, diamagnétisme et l'électrolyse . Il a établi que le magnétisme pourrait affecter rayons de lumière et qu'il y avait une relation sous-jacente entre les deux phénomènes. Son inventions de dispositifs rotatifs électromagnétiques ont formé la base de la technologie de moteur électrique, et ce est en grande partie grâce à ses efforts que l'électricité est devenu viable pour une utilisation dans la technologie.

En tant que chimiste, Faraday a découvert le benzène , l'enquête hydrate clathrate de chlore, a inventé une forme précoce de la bec Bunsen et le système de nombres d'oxydation, et la terminologie vulgarisée comme anode, cathode, électrode, et ion .

Bien que Faraday a reçu peu d'éducation formelle et savait peu de choses de la hausse des mathématiques , comme le calcul, il était l'un des plus influents les scientifiques de l'histoire. Certains historiens des sciences se réfèrent à lui comme le meilleur expérimentateur dans l'histoire de la science. Le Unité SI de capacité , le farad, est nommé d'après lui, comme ce est le Faraday constant, la charge d'un mole d' électrons (environ 96 485 coulombs). La loi d'induction de Faraday indique qu'un champ magnétique changeant dans le temps crée une proportionnelle force électromotrice.

Faraday a été le premier et avant tout professeur de chimie Fullerian au Institution royale de Grande-Bretagne, un poste auquel il a été nommé pour la vie.

Jeunesse

Michael Faraday après une photographie de John Watkins, British Library

Michael Faraday est né en Newington Butts, une partie de Sud de Londres, Angleterre . Sa famille ne était pas riche. Son père, James, était un membre de la Sandemanienne secte du christianisme. James Faraday était venu à Londres à partir de ca 1790 Outhgill dans Westmorland, où il avait été le village forgeron. Le jeune Michael Faraday, un des quatre enfants, ne ayant le plus fondamental des formations scolaires, a dû se instruire largement. A quatorze ans, il est devenu apprenti relieur locale et libraire George Riebau et, lors de son apprentissage de sept ans, il a lu beaucoup de livres, y compris Isaac Watts 'Le amélioration de l'esprit, et il œuvre avec enthousiasme les principes et les suggestions qui y sont contenues. Il a développé un intérêt pour la science et plus particulièrement dans l'électricité. En particulier, il a été inspiré par le livre Conversations en chimie par Jane Marcet.

À l'âge de vingt ans, en 1812, à la fin de son apprentissage, Faraday assisté à des conférences par l'éminent Anglais chimiste et physicien Humphry Davy de la Royal Institution et Société royale, et John Tatum, fondateur de la Ville Philosophical Society. Beaucoup de billets pour ces conférences ont été données par Faraday William Dance (l'un des fondateurs de la Royal Philharmonic Society). Ensuite, Faraday envoyé Davy un livre de trois cents pages basé sur des notes prises pendant les conférences. La réponse de Davy a été immédiate, genre, et favorable. Lorsque Davy endommagé sa vue dans un accident avec trichlorure d'azote, il a décidé d'employer Faraday comme secrétaire. Lorsque John Payne, l'un des assistants de l'Institution royale, a été congédié, Sir Humphry Davy a été invité à trouver un remplaçant. Il a nommé Faraday comme assistant chimique à l'Institution royale sur 1 mars.

Dans la société anglaise basée sur la classe de l'époque, Faraday était pas considéré comme un gentleman. Lorsque Davy a fait une longue tournée sur le continent en 1813 à 5, son valet de chambre ne voulait pas y aller. Faraday allait comme assistant scientifique de Davy, et a été invité à agir comme le valet de Davy jusqu'à ce qu'un remplaçant n'a pu être trouvée à Paris. Faraday a été contraint de remplir le rôle de valet ainsi comme assistant au long du voyage. La femme de Davy, Jane Apreece , a refusé de considérer comme un égal Faraday (lui faisant voyager à l'extérieur l'entraîneur, manger avec les fonctionnaires, etc.) et généralement en Faraday si misérable qu'il envisage de revenir à la seule Angleterre et d'abandonner la science tout à fait. Le voyage n'a, cependant, lui donner accès à l'élite scientifique européenne et une foule d'idées stimulantes.

Son parrain et mentor était John 'Mad Jack' Fuller, qui a créé le Professeur Fullerian de chimie à l'Institution royale.

Faraday était un fervent chrétien et un membre de la petite Dénomination sandemanienne, une émanation de la Église d'Écosse. Plus tard, il a servi deux mandats comme un aîné dans l'église du groupe.

Faraday a épousé Sarah Barnard (1800-1879) sur 2 juin 1821 , bien qu'ils ne auraient jamais avoir d'enfant. Ils se sont rencontrés en assistant à l'église sandemanienne.

Il a été élu membre de la Royal Society en 1824, nommé directeur du laboratoire en 1825; et en 1833 il est nommé professeur Fullerian de la chimie dans l'institution pour la vie, sans l'obligation de donner des conférences.

Réalisations scientifiques

Chimie

La page de titre de L'histoire chimique d'une bougie (1861)

Premiers travaux chimique de Faraday était comme assistant de Davy. Il a fait une étude spéciale de chlore , et a découvert deux nouveaux chlorures de carbone . Il a également fait les premières expériences rugueuses sur la diffusion des gaz, un phénomène d'abord souligné par John Dalton , l'importance physique de qui a été pleinement mis en lumière par Thomas Graham et Joseph Loschmidt. Il réussit à liquéfier plusieurs gaz; il a enquêté sur les alliages de l'acier , et produit plusieurs nouveaux types de verre destinés à des fins optiques. Un échantillon de l'une de ces verres lourds ensuite devenu historiquement importante que la substance détectée dans laquelle la rotation de Faraday du plan de polarisation de la lumière lorsque le verre a été placé dans un champ magnétique, et également en tant que substance qui a d'abord repoussé par les poteaux de l'aimant. Il se efforce également, avec un certain succès, de faire les méthodes générales de la chimie, à la différence de ses résultats, l'objet d'une étude spéciale et d'exposition populaire.

Il a inventé une forme précoce de ce qui allait devenir le Bec Bunsen, qui est presque universellement utilisé dans les laboratoires scientifiques comme une source pratique de chaleur.

Faraday a beaucoup travaillé dans le domaine de la chimie , à la découverte de substances chimiques tels que le benzène (qu'il appelait bicarburet d'hydrogène), en inventant le système de nombres d'oxydation et des gaz tels que le chlore liquéfaction. En 1820, Faraday rapport sur les premières synthèses de composés à base de carbone et de chlore, C ₂ Cl ₆ et C ₂ Cl _4, et publié ses résultats de l'année suivante. Faraday a également déterminé la composition du chlore hydrate clathrate, qui avait été découvert par Humphry Davy en 1810.

Faraday a également découvert les lois de l'électrolyse et popularisé des termes tels que anode, cathode, électrode, et ions , les termes largement créés par William Whewell.

Faraday a été le premier à signaler ce qui est venu plus tard appelé métallique nanoparticules. En 1847, il a découvert que les propriétés optiques d'or colloïdes diffèrent de celles du métal en vrac correspondant. Ce était probablement la première observation rapporté des effets de taille quantique, et peut être considérée comme la naissance de nanosciences.

Électricité

Plus grand travail de Faraday était probablement à l'électricité et le magnétisme. La première expérience qu'il a enregistré a été la construction d'un pile de Volta avec sept pièces de demi-pence, empilés avec sept disques de feuille de zinc, et six morceaux de papier humidifié avec de l'eau salée. Avec cette pile, il décompose le sulfate de magnésie (première lettre à Abbott, 12 juillet 1812 ).

Michael Faraday tenant une barre de verre de type qu'il a utilisé en 1845 pour montrer que le magnétisme peut affecter la lumière. Détail d'une gravure par Henry Adlard, basée sur une photographie plus tôt par Maull & Polyblank ca. 1857.

En 1821 , peu de temps après le physicien et chimiste danois, Hans Christian Ørsted découvert le phénomène de l'électromagnétisme , Davy et scientifique britannique William Hyde Wollaston a essayé mais n'a pas réussi à concevoir un moteur électrique. Faraday, après avoir discuté du problème avec les deux hommes, a continué à construire deux dispositifs pour produire ce qu'il appelle la rotation électromagnétique: un mouvement circulaire continu de la force magnétique circulaire autour d'un fil et un fil se étendant dans un bassin de mercure avec un aimant placé se tourner à l'intérieur autour de l'aimant alimenté en courant si à partir d'une batterie chimique. Ce dernier dispositif est connu en tant que moteur homopolaire. Ces expériences et inventions forment la base de la technologie électromagnétique moderne. Faraday a publié ses résultats sans reconnaître sa dette à Wollaston et Davy, et la controverse résultant causé Faraday de se retirer de la recherche électromagnétique pour plusieurs années. A ce stade, il ya également des preuves pour suggérer que Davy a peut-être essayé de ralentir la hausse de Faraday en tant que scientifique (ou philosophe de la nature comme on l'appelait alors). En 1825, par exemple, Davy lui mis sur les expériences de verre optiques, qui ont progressé pendant six ans sans grands résultats. Ce ne était pas jusqu'à la mort de Davy, en 1829, que Faraday arrêté ces tâches inutiles et déplacé sur aux efforts qui ont été plus intéressant. Deux ans plus tard, en 1831 , il a commencé sa grande série d'expériences dans lesquelles il a découvert l'induction électromagnétique. Joseph Henry susceptibles découvert auto-induction quelques mois plus tôt et les deux peuvent avoir été prévu par le travail de Francesco Zantedeschi en Italie en 1829 et 1830.

La percée de Faraday est venue quand il a enveloppé deux bobines isolées de fil autour d'un anneau de fer massif, boulonnés à une chaise, et a constaté que lors du passage d'un courant dans une bobine, un courant momentanée a été induite dans l'autre bobine. Ce phénomène est connu sous le nom induction mutuelle . L'appareil anneau bobine fer est toujours exposé à la Royal Institution. Dans les expériences suivantes, il a constaté que se il bougeait un aimant à travers une boucle de fil, un courant électrique se écoulait dans le fil. Le courant coulait aussi si la boucle a été déplacé sur un aimant stationnaire. Ses démonstrations établi que un champ magnétique changeant produit un champ électrique. Cette relation a été modélisé mathématiquement par La loi de Faraday, qui est ensuite devenu l'un des quatre équations de Maxwell . Ceux-ci à leur tour, ont évolué vers la généralisation connu aujourd'hui comme la théorie des champs.

Faraday tard dans la vie

Faraday utilisé plus tard le principe de construire l'électrique dynamo, l'ancêtre de générateurs électriques modernes.

En 1839, il a complété une série d'expériences visant à enquêter sur la nature fondamentale de l'électricité. Faraday utilisé " statique ", batteries, et " électricité animale "pour produire les phénomènes d'attraction électrostatique, l'électrolyse , le magnétisme , etc. Il a conclu que, contrairement à l'opinion scientifique de l'époque, les divisions entre les différents «types» d'électricité étaient illusoires. Faraday propose plutôt qu'un seul " électricité »existe, et les valeurs changeantes de la quantité et de l'intensité (tension et la charge) serait produire différents groupes de phénomènes.

Près de la fin de sa carrière de Faraday a proposé que les forces électromagnétiques prolongées dans l'espace vide autour du conducteur. Cette idée a été rejetée par ses collègues scientifiques, et Faraday n'a pas vécu pour voir cette idée finalement accepté. Le concept de Faraday de lignes de flux émanant des organes chargés et aimants fourni un moyen de visualiser des champs électriques et magnétiques. Ce modèle mental était cruciale pour la réussite du développement de dispositifs électromécaniques qui ont dominé l'ingénierie et de l'industrie pour le reste du 19ème siècle.

En 1845, il a découvert le phénomène qu'il nomme diamagnétisme, et ce qui est maintenant appelé le Effet Faraday: Le plan de polarisation de la lumière polarisée linéairement se propageant dans un milieu matériel peut être mis en rotation par l'application d'un champ magnétique externe alignées dans la direction de propagation. Il a écrit dans son carnet: «Je ai enfin réussi à illuminer une courbe magnétique ou ligne de force et magnétisant un rayon de lumière". Ce établi que la force magnétique et la lumière étaient liés.

Dans son travail sur l'électricité statique, Faraday démontré que la charge ne résidait à l'extérieur d'un conducteur chargé, et la charge extérieure avait aucune influence sur quoi que ce soit enfermé dans un conducteur. Ce est parce que les charges extérieures redistribuent tels que les champs intérieurs en raison de les annuler. Cet effet de blindage est utilisé dans ce qui est maintenant connu comme un Cage de Faraday.

Faraday était un excellent expérimentateur qui a transmis ses idées dans un langage clair et simple. Cependant, ses aptitudes en mathématiques ne se étendent pas aussi loin que la trigonométrie ou tout mais l'algèbre simple. Ce était James Clerk Maxwell qui a pris le travail de Faraday, et d'autres, et consolidée par un ensemble d'équations qui se trouvent à la base de toutes les théories modernes des phénomènes électromagnétiques. Sur les utilisations de Faraday des lignes de force, James Clerk Maxwell a écrit qu'ils montrent Faraday "avoir été en réalité un mathématicien d'un ordre très élevé -. Celui dont les mathématiciens de l'avenir peuvent tirer de précieuses méthodes et fertiles"

Service publique

Michael Faraday répond Father Thames, de Punch ( 21 juillet 1855 )

Au-delà de ses recherches scientifiques dans des domaines tels que la chimie, l'électricité et le magnétisme à la Royal Institution, Faraday a entrepris de nombreuses, et souvent chronophages, des projets de service pour l'entreprise privée et le gouvernement britannique. Ce travail comprenait des enquêtes sur les explosions dans les mines , étant un témoin expert en cour, et la préparation de verre optique de haute qualité.

Comme un scientifique respecté dans un pays avec de fortes intérêts maritimes, Faraday a passé des quantités importantes de temps sur des projets tels que la construction et l'exploitation de maisons légères et de protéger la coque des navires de la corrosion .

Faraday a également été actif dans ce qu'on appellerait aujourd'hui la science de l'environnement , ou de l'ingénierie. Il a étudié la pollution industrielle au Swansea et a été consulté sur la pollution atmosphérique à la Monnaie royale. En Juillet 1855, Faraday a écrit une lettre à The Times sur le sujet de la condition de la faute Tamise , qui a abouti à une caricature souvent réimprimé dans Punch. (Voir aussi La Grande Puanteur.)

Faraday a aidé à la planification et à en juger d'expositions pour la Grande Exposition de 1851 à Londres. Il a également conseillé la National Gallery sur le nettoyage et la protection de sa collection d'art, et servi sur la Galerie Commission Site National en 1857.

L'éducation est un autre domaine de service pour Faraday. Il a donné des conférences sur le sujet en 1854 à l'Institution royale, et en 1862 il a comparu devant une commission des écoles publiques pour donner son point de vue sur l'éducation en Grande-Bretagne. Faraday a également pesé dans, négativement, sur la fascination du public avec les tables tournantes, le mesmérisme et séances, châtiant la fois le public et le système éducatif de la nation.

La vie plus tard

Faraday dans la vieillesse

En Juin 1832, l' Université d'Oxford accordé Faraday un doctorat en droit civil (honoraire). Durant sa vie, Faraday a rejeté une chevalerie et deux fois refusé de devenir Président de la Royal Society.

En 1848, à la suite des représentations de la Prince Consort, Michael Faraday a reçu une la grâce et la faveur maison Hampton Court, Surrey, sans frais, ou l'entretien. Ce était la maison du maître maçon, appelé plus tard Faraday House, et maintenant No.37 Hampton Court Road. En 1858, Faraday se retira à y vivre.

Faraday est mort à sa maison Hampton Court le 25 août, 1867 . Il a refusé l'enterrement dans l'abbaye de Westminster , mais il a une plaque commémorative là, près de Isaac Newton tombeau. Faraday a été enterré dans la parcelle en sandemanienne Cimetière de Highgate.

Écrits par Faraday

La signature de Michael Faraday

Les livres de Faraday, à l'exception de la manipulation des produits chimiques, étaient collections d'articles scientifiques ou des transcriptions de conférences. Depuis sa mort, le journal de Faraday a été publiée, ainsi que plusieurs grands volumes de ses lettres et le journal de Faraday de ses voyages avec Davy en 1813-1815.

• Manipulation chimique, Être Instructions à l'étudiant en chimie, John Murray, 1re éd. 1827, 2e éd. 1830, 3e éd. 1842
• Expérimentales recherches en électricité, vols. i. et ii., Richard et John Edward Taylor, vol. i. et ii .. 1844 et 1847; vol. iii, 1844.; vol. iii. Richard Taylor et William Francis, 1855
• Recherches expérimentales en chimie et physique, Taylor et Francis, 1859
• Un cours de six conférences sur l'histoire chimique d'une bougie, édité par W. Crookes, Griffin, Bohn & Co., 1861 PDF / DjVu partir Internet Archive
• Sur les différentes forces de la nature, édité par W. Crookes, Chatto & Windus, 1873
• Journal des Faraday édité par T. Martin a été publiée en huit volumes, 1932 - 1936
• Curiosité Parfaitement satisfyed: Voyages de Faraday en Europe 1813-1815, édité par B. et L. Bowers Symons, Institution of Electrical Engineers, 1991
• La Correspondance de Michael Faraday, édité par fajl James, INSPEC, Inc., le volume 1, 1991; tome 2, 1993; le volume 3, 1996; Volume 4, 1999
• Cours de six conférences sur les différentes forces de la matière, et leurs relations les uns aux autres de Londres; Glasgow: R. Griffin, 1860.
• La liquéfaction du gaz Édimbourg: WF Clay, 1896.
• Les lettres de Faraday et Schoenbein 1836-1862. Avec des notes, des commentaires et des références à des lettres contemporaines de Londres: Williams & Norgate 1899.

Citations

Wikiquote a une collection de citations liées à: Michael Faraday

• «Rien ne est trop beau pour être vrai se il est compatible avec les lois de la nature, et de telles choses, l'expérience est le meilleur test d'une telle cohérence."
• "Travailler. Terminer. Publier". - Ses conseils bien connu à la jeune William Crookes
• "La chose importante est de savoir comment prendre toutes les choses tranquillement."
• En ce qui concerne l'au-delà, "spéculations? Je ne en ont pas. Je me repose sur des certitudes. Je sais qui je ai cru, et je suis persuadé qu'il est capable de garder ce que je lui ai confié jusqu'à ce jour-."
• "Le lendemain du sabbat (le 22) je vais compléter ma 70e année. Je peux à peine penser à moi si vieux."
• Au-dessus des portes de la salle des sciences à Pfahler Ursinus College à Collegeville, Pennsylvanie, il ya une inscription en pierre d'une citation attribuée à Michael Faraday qui se lit "mais toujours essayer, car qui sait ce qui est possible ..."
• «Un monsieur de jours, vous peut taxer il. " La réponse de Faraday à William Gladstone , alors ministre britannique des Finances, lorsqu'on lui a demandé de la valeur pratique de l'électricité.
• «Si vous voulez entraîner votre vue ... d'être reconnu par les hommes scientifiques;.. Vous feriez un grand service à la science Si vous ne auriez même les amener à dire oui ou non à vos conclusions, il aiderait à effacer les progrès futurs, je croient certains hésitent parce qu'ils ne aiment pas leurs pensées perturbées ".