Le physicien anglais Michael Faraday, qui a grandi dans une famille pauvre, est devenu l'un des plus grands scientifiques de l'histoire de l'humanité. Ses réalisations exceptionnelles ont été réalisées à une époque où la science était le lot de personnes nées dans des familles privilégiées. L'unité de capacité électrique, le farad, porte son nom.
Faraday (physicien): courte biographie
Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 à Londres, la capitale britannique. Il était le troisième enfant de la famille de James et Margaret Faraday. Son père était un forgeron qui était en mauvaise santé. Avant le mariage, sa mère travaillait comme domestique. La famille vivait dans la pauvreté.
Jusqu'à l'âge de 13 ans, Michael a fréquenté une école locale où il a fait ses études primaires. Pour aider la famille, il a commencé à travailler comme messager dans une librairie. La diligence du garçon a impressionné son employeur. Un an plus tard, il est promu apprenti relieur.
Reliure et Science
Michael Faraday voulait en savoir plus sur le monde; il ne se limitait pas à la restauration des livres. Après un travail quotidien assidu, il passait tout son temps libre à lire des livres qu'il reliait.
Lentement, il a découvert qu'il s'intéressait à la science. Il a particulièrement aimé deux livres:
- L'Encyclopædia Britannica est la source de sa connaissance de l'électricité et bien plus encore.
- Chemistry Talks - 600 pages de chimie accessible par Jane Marset.
Il était tellement amoureux qu'il a commencé à dépenser une partie de son maigre revenu en produits chimiques et appareils pour confirmer la véracité de ce qu'il avait lu.
Alors qu'il élargissait ses connaissances scientifiques, il apprit que le célèbre scientifique John Tatum était sur le point de donner une série de conférences publiques sur la philosophie naturelle (physique). Pour assister aux conférences, il fallait payer une redevance d'un shilling - trop pour Michael Faraday. Son frère aîné, un forgeron, impressionné par la dévotion croissante de son frère pour la science, lui a donné le montant nécessaire.
Rencontrez Humphrey Davy
Faraday a franchi une nouvelle étape vers la science lorsque William Dance, un client de la librairie, a demandé à Michael s'il aimerait obtenir des billets pour des conférences à la Royal Institution.
Le conférencier, Sir Humphry Davy, était l'un des scientifiques les plus célèbres au monde à l'époque. Faraday a sauté sur l'occasion et a assisté à quatre conférences sur l'un des problèmes les plus récents de la chimie - la détermination de l'acidité. Il a regardé les expériences menées par Davy lors de conférences.
C'était le monde dans lequel il voulait vivre. Faraday a pris des notes, puis a fait tant d'ajouts aux notes qu'il a produit un manuscrit de 300 pages, qu'il a lui-même relié et envoyé à Davy en signemerci.
À cette époque, dans l'arrière-cour d'une librairie, Michael a commencé à mener des expériences plus complexes pour créer une pile électrique à partir de pièces de cuivre et de disques de zinc séparés par du papier salé humide. Il l'a utilisé pour décomposer des produits chimiques comme le sulfate de magnésium. Humphry Davy a été un pionnier dans ce domaine de la chimie.
En octobre 1812, l'apprentissage de Faraday prit fin et il commença à travailler comme relieur pour un autre employeur qu'il trouvait désagréable.
Il n'y aurait pas de bonheur, mais le malheur aidait
Et puis il y a eu un heureux événement pour Faraday. À la suite d'une expérience infructueuse, Humphry Davy a été blessé: cela a temporairement affecté sa capacité à écrire. Michael a réussi à garder des notes pendant plusieurs jours pour Davy, qui a été impressionné par le livre qu'il lui a envoyé.
À la fin de la courte période de travail en tant qu'assistant, Faraday a envoyé une note au scientifique lui demandant de l'embaucher comme assistant. Peu de temps après, l'un des assistants de laboratoire de Davy a été licencié pour inconduite et Humphrey a demandé à Michael s'il souhaitait pourvoir le poste vacant.
Aimerait-il travailler au Royal Institute avec l'un des scientifiques les plus célèbres au monde ? C'était une question rhétorique.
Carrière à la Royal Institution
Faraday a pris ses fonctions le 1er mars 1813, à l'âge de 21 ans.
Il était bien payé et avait une chambre à vivre dans le grenier de l'Institut Royal. Michael était très content et son association avec cette institution n'est plusinterrompu pendant 54 ans, au cours desquels il réussit à devenir professeur de chimie.
Le travail de Faraday consistait à préparer l'équipement pour les expériences et les conférences à la Royal Institution. Au début, il a eu affaire au trichlorure d'azote, un explosif qui a blessé Davy. Michael a également brièvement perdu connaissance lors de l'explosion suivante, et lorsque Humphrey a été blessé à nouveau, les expériences avec ce composé ont été arrêtées.
Après 7 mois à la Royal Institution, Davy a emmené Faraday avec lui pour une tournée de 18 mois en Europe. Pendant ce temps, Michael réussit à rencontrer de grands scientifiques comme André-Marie Ampère à Paris et Alessandro Volta à Milan. D'une certaine manière, la tournée a remplacé ses études universitaires - Faraday a beaucoup appris pendant cette période.
Pour la majeure partie de la tournée, cependant, il était mécontent, car en plus du travail scientifique et de secrétariat, il devait attendre Davy et sa femme. La femme du scientifique ne considérait pas Faraday comme un égal en raison de son origine.
Après son retour à Londres, tout s'est mis en place. L'Institut Royal a renouvelé le contrat de Michael et a augmenté sa rémunération. Davy a même commencé à mentionner son aide dans des articles scientifiques.
En 1816, à l'âge de 24 ans, Faraday donne sa première conférence sur les propriétés de la matière. Il a eu lieu à la City Philosophical Society. Parallèlement, il publie son premier article scientifique sur l'analyse de l'hydroxyde de calcium dans le Science Quarterly.
En 1821, à l'âge de 29 ans, Faraday est promu chef de la maison et du laboratoire de l'Institut royal. Dans le mêmeil a épousé Sarah Barnard. Michael et sa femme ont vécu à l'institut pendant la majeure partie des 46 années suivantes, non plus dans le grenier, mais dans l'espace confortable autrefois occupé par Humphry Davy.
En 1824, la biographie de Faraday (physique) est marquée par son élection à la Royal Society. C'était une reconnaissance qu'il était devenu un scientifique remarquable.
En 1825, le physicien Faraday devient directeur du laboratoire.
En 1833, il devint le professeur de chimie de Fuller à la Royal Institution of Great Britain. Faraday a occupé ce poste pour le reste de sa vie.
En 1848 et 1858, on lui demande de diriger la Royal Society, mais il refuse.
Réalisations scientifiques
Il faudrait plus d'un livre pour décrire les découvertes de Faraday en physique. Ce n'est pas un hasard si Albert Einstein ne conservait dans son bureau que les photographies de trois scientifiques: Isaac Newton, James Maxwell et Michael Faraday.
Curieusement, bien que le mot "physicien" ait commencé à être utilisé au cours de la vie du scientifique, lui-même ne l'aimait pas et il s'est toujours qualifié de philosophe. Faraday était un homme qui faisait des découvertes par le biais d'expériences, et il était connu pour ne jamais abandonner les idées qu'il avait eues grâce à son intuition scientifique.
S'il pensait que l'idée en valait la peine, il a continué à expérimenter malgré de nombreux échecs jusqu'à ce qu'il atteigne ce qu'il attendait ou jusqu'à ce qu'il soit convaincu que Mère Nature lui avait donné tort, ce qui était extrêmement rare.
Qu'est-ce que Faraday a découvert en physique ? Voici quelques-uns de ses plus remarquablesréalisations.
1821: découverte de la rotation électromagnétique
C'était le signe avant-coureur de ce qui mènerait finalement à la création du moteur électrique. La découverte était basée sur la théorie d'Oersted sur les propriétés magnétiques d'un fil transportant un courant électrique.
1823: Liquéfaction de gaz et réfrigération
En 1802, John D alton a suggéré que tous les gaz pouvaient être liquéfiés à basse température ou à haute pression. Le physicien Faraday l'a prouvé empiriquement. Il a d'abord transformé le chlore et l'ammoniac en liquide.
L'ammoniac liquide était également intéressant car, comme l'a noté Michael Faraday, la physique de son processus d'évaporation provoquait un refroidissement. Le principe du refroidissement par évaporation artificielle a été démontré publiquement par William Cullen à Édimbourg en 1756. Le scientifique, à l'aide d'une pompe, a abaissé la pression dans le ballon avec de l'éther, à la suite de quoi il s'est rapidement évaporé. Cela a provoqué un refroidissement et de la glace s'est formée à l'extérieur du flacon à cause de l'humidité de l'air.
L'importance de la découverte de Faraday était que les pompes mécaniques pouvaient transformer un gaz en liquide à température ambiante. Ensuite, le liquide s'est évaporé, refroidissant tout autour, le gaz résultant a pu être collecté et compressé à nouveau dans un liquide au moyen d'une pompe, répétant le cycle. C'est ainsi que fonctionnent les réfrigérateurs et congélateurs modernes.
En 1862, à l'Exposition universelle de Londres, Ferdinand Carré a présenté la première machine à glace commerciale au monde. La voiture utilisait de l'ammoniac comme liquide de refroidissement etproduit de la glace à raison de 200 kg par heure.
1825: Découverte du benzène
Historiquement, le benzène est devenu l'une des substances les plus importantes de la chimie, à la fois dans un sens pratique, c'est-à-dire qu'il est utilisé pour créer de nouveaux matériaux, et dans un sens théorique, pour comprendre la liaison chimique. Un scientifique a découvert du benzène dans les résidus huileux d'une installation de production de gaz d'éclairage à Londres.
1831: Loi de Faraday, formule, physique de l'induction électromagnétique
Ce fut une découverte extrêmement importante pour l'avenir de la science et de la technologie. La loi de Faraday (physique) stipule qu'un champ magnétique alternatif induit un courant électrique dans un circuit et que la force électromotrice générée est directement proportionnelle au taux de variation du flux magnétique. Une de ses entrées possibles est |E|=|dΦ/dt|, où E est l'EMF et Ф est le flux magnétique.
Par exemple, le déplacement d'un aimant en fer à cheval le long d'un fil produit un courant électrique, car le mouvement de l'aimant provoque un champ magnétique alternatif. Avant cela, la seule source de courant était la batterie. Michael Faraday, dont les découvertes en physique ont montré que le mouvement pouvait être converti en électricité, ou, en termes plus scientifiques, que l'énergie cinétique pouvait être convertie en énergie électrique, est ainsi responsable du fait que la majeure partie de l'énergie dans nos maisons aujourd'hui est produite à partir de ce principe.
La rotation (énergie cinétique) est convertie en électricité par induction électromagnétique. Et la rotation, quant à elle, est obtenue par l'action de la haute vapeur sur les turbines.pression créée par l'énergie du charbon, du gaz ou de l'atome, ou la pression de l'eau dans les centrales hydroélectriques, ou la pression de l'air dans les parcs éoliens.
1834: les lois de l'électrolyse
Faraday le physicien a apporté une contribution majeure à la création de la nouvelle science de l'électrochimie. Il explique ce qui se passe à l'interface entre l'électrode et la substance ionisée. Grâce à l'électrochimie, nous utilisons des batteries et des accumulateurs lithium-ion qui alimentent la technologie mobile moderne. Les lois de Faraday sont importantes pour notre compréhension des réactions des électrodes.
1836: invention de la caméra blindée
Le physicien Faraday a découvert que lorsqu'un conducteur électrique est chargé, toute la charge excédentaire s'accumule sur sa face externe. Cela signifie qu'à l'intérieur d'une pièce ou d'une cage en métal, aucune charge supplémentaire n'apparaît. Par exemple, une personne vêtue d'un costume Faraday, c'est-à-dire avec une doublure en métal, n'est pas exposée à l'électricité extérieure. En plus de protéger les personnes, la cage de Faraday peut être utilisée pour mener des expériences électriques ou électrochimiques sensibles aux interférences extérieures. Les caméras blindées peuvent également créer des zones mortes pour les communications mobiles.
1845: découverte de l'effet Faraday - l'effet magnéto-optique
Une autre expérience importante dans l'histoire des sciences a été la première à prouver le lien entre l'électromagnétisme et la lumière, qui en 1864 a été entièrement décrit par les équations de James Clerk Maxwell. Le physicien Faraday a établi que la lumière est une onde électromagnétique: « Quandpôles magnétiques opposés étaient du même côté, cela avait un effet sur le faisceau polarisé, ce qui prouve ainsi le lien entre la force magnétique et la lumière…
1845: découverte du diamagnétisme comme propriété de toute matière
La plupart des gens connaissent le ferromagnétisme en utilisant des aimants ordinaires comme exemple. Faraday (un physicien) a découvert que toutes les substances sont diamagnétiques - faiblement pour la plupart, mais il y en a aussi de fortes. Le diamagnétisme est opposé à la direction du champ magnétique appliqué. Par exemple, si vous placez le pôle nord près d'une substance fortement diamagnétique, il se repoussera. Le diamagnétisme des matériaux, induit par des aimants modernes très puissants, peut être utilisé pour réaliser la lévitation. Même les êtres vivants comme les grenouilles sont diamagnétiques et peuvent flotter dans un champ magnétique puissant.
Fin
Michael Faraday, dont les découvertes en physique ont révolutionné la science, est décédé le 25 août 1867 à Londres à l'âge de 75 ans. Sa femme Sarah a vécu plus longtemps. Le couple n'avait pas d'enfant. Il fut un fervent chrétien toute sa vie et appartenait à une petite secte protestante appelée les Sandemaniens.
Même de son vivant, Faraday s'est vu offrir l'inhumation à l'abbaye de Westminster, avec les rois et les reines de Grande-Bretagne et des scientifiques comme Isaac Newton. Il a refusé pour une cérémonie plus modeste. Sa tombe, où Sarah est également enterrée, se trouve au cimetière de Highgate à Londres.
