Biographie

Michael Faraday: un véritable héros scientifique derrière l'électromagnétisme

Michael Faraday: un véritable héros scientifique derrière l'électromagnétisme


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Sans le travail de Michael Faraday, nous n'aurions pas Teslas ou presque aucune mécanique moderne d'ailleurs. Le travail et l'invention de Faraday dans le domaine de l'électricité ont changé le monde à jamais.

Faraday est l'inventeur de l'électrolyse, des ballons, des moteurs électriques, des générateurs, des dynamos et plus encore. Si vous n'étiez pas au courant du travail de Faraday, vous pourriez au moins le reconnaître dans la cage qui garde son homonyme, la cage de Faraday.

C'était un scientifique britannique très influent qui a en partie transformé l'électricité en quelque chose qui pouvait être exploité pour le travail. C'était un chimiste et physicien réputé à son époque qui a créé un corpus substantiel de travaux et d'expériences qui ont finalement conduit à notre compréhension moderne de l'électromagnétisme.

Afin de saisir l'ampleur de l'intellect et de la réussite de Michael Faraday, revenons sur sa vie et son travail.

Au fait, saviez-vous qu'Albert Einstein conservait en fait des photos de trois scientifiques dans son bureau? Isaac Newton, James Clerk Maxwell et, oui vous l'avez deviné, Michael Faraday.

Là où tout a commencé pour Faraday

Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 dans une famille relativement pauvre du village de campagne de Newington, Surrey. Newington devait plus tard devenir absorbé dans le sud de Londres. Son père était un forgeron qui avait en fait quitté le nord de l'Angleterre à la recherche d'un travail plus tôt en 1791.

Sa mère était une humble paysanne qui a soutenu sa famille émotionnellement tout au long de leur éducation très difficile. Michael était l'un des quatre enfants qui avaient parfois du mal à manger suffisamment. Leur père était souvent malade et incapable de travailler. Un approvisionnement régulier en nourriture était loin d'être facile pour la famille Faraday.

Michael Faraday racontera plus tard dans sa vie comment on lui avait donné une miche de pain qui devait durer une semaine entière. Et vous pensez que vous l'avez mal?! Sa famille appartenait à une petite secte chrétienne. Cette secte a fourni un soutien spirituel et émotionnel substantiel tout au long de sa vie.

Enfant, Faraday s'est attaché à la curiosité pour s'en sortir, ne lâchant jamais son besoin d'enfance de comprendre pourquoi et le désir de mieux comprendre la façon dont les choses fonctionnent.Une histoire qui rappelle beaucoup d'ingénieurs.

Fait intéressant, sa première éducation était en effet très rudimentaire. Il n'a reçu que les bases, comme apprendre à lire, écrire et chiffrer à l'école du dimanche locale. Sa première occupation était un livreur de journaux livrant des journaux pour un libraire et relieur local. À l'âge de 14 ans, il entreprend même un apprentissage avec lui, qu'il poursuivra pendant les 7 prochaines années.

Faraday était cependant différent de ses camarades apprentis. Faraday prendrait le temps de lire certains des livres qu'il reliait. Michael raconterait qu'un article particulier sur l'électricité dans la troisième édition de l'Encyclopedia Brittanica captiverait particulièrement son imagination. Il a également été fortement influencé par le livreConversations sur la chimie par Jane Marcet.

M. Faraday commencerait même à expérimenter à cet âge tendre. Il a en fait construit une pile voltaïque faible à travers laquelle il effectuerait des expériences à domicile en électrochimie.

Et c'est ainsi qu'en utilisant son éducation relativement modeste, Faraday s'auto-apprendrait et deviendrait l'un des plus grands scientifiques du monde.

Quand il était beaucoup plus âgé, il assistait régulièrement aux conférences de Sir Humphry Davy, un chimiste qui isolait un certain nombre d'éléments, tels que le potassium et le sodium.

Faraday s'est assis absorbé par l'événement entier et a pris des notes méticuleuses.

Ils étaient si complets, en fait, qu'il a même envoyé à Davy un document de 300 pages pour servir de notes officielles pour les conférences. Il a également pris la liberté de l'accompagner d'une lettre demandant un emploi.

"Ne demandez pas, ne comprenez pas" nous respectons cela M. Faraday.

Davy a été clairement impressionné mais a rapidement et gentiment rejeté le jeune Faraday car il n'avait actuellement aucun poste vacant. Il n'a cependant pas oublié le jeune homme. Dès qu'un de ses assistants a été licencié pour bagarre, il a rapidement proposé le poste à Michael.

Bien sûr, il a sauté sur l'occasion et s'est retrouvé dans la position enviable d'assister et d'apprendre la chimie auprès de l'un des plus grands praticiens de la journée. On dit souvent en plaisantant de Davy que Faraday a été, avec le recul, sa plus grande découverte.

Les premiers travaux de Faraday en chimie

Faraday a rejoint Davy dans le laboratoire pour la première fois en 1812 à l'âge de 21 ans. Ce fut une véritable opportunité pour Faraday au début de sa carrière, car Davy était l'un des meilleurs chimistes de son temps.

Le premier projet sur lequel le duo a travaillé ensemble consistait à interpréter la structure moléculaire de différents produits chimiques. Ces premiers travaux ont beaucoup appris à Faraday sur le fonctionnement rudimentaire de l'électricité.

Au moment où Michael Faraday a rejoint l'équipe de Davy, il était en train de renverser la pensée actuelle en chimie de l'époque. Antoine-Laurent Lavoisier, le fondateur de la chimie moderne, avait achevé ses réformes des connaissances chimiques et avait insisté sur quelques principes fondamentaux pour les futurs chimistes.

Parmi eux, même s'il y en avait beaucoup, l'oxygène était un élément unique. Il a également dicté que c'était le seul partisan de la combustion et, ce qui est important ici, c'était la base de tous les acides.

Davy avait réussi à isoler le sodium et le potassium, voire à les découvrir, en utilisant un courant puissant provenant d'une batterie galvanique. La batterie a été utilisée pour décomposer les oxydes de ces éléments ainsi que pour décomposer l'acide chlorhydrique muriatique, qui est l'un des acides les plus forts connus.

Ce processus a conduit à la libération d'hydrogène ainsi qu'à un étrange gaz vert. Ce gaz vert semblait soutenir la combustion et produire de l'acide lorsqu'il était combiné avec de l'eau.

Faraday a travaillé avec Davy jusqu'en 1820, qui à cette époque Faraday lui-même était devenu l'un des plus grands chimistes du monde de l'époque.

Il avait effectivement appris tout ce qu'il valait la peine d'apprendre sur la chimie à l'époque. Ses travaux sous Davy lui avaient donné une vaste expérience dans la réalisation d'analyses chimiques et de techniques de laboratoire. Il était à toutes fins utiles maintenant un maître expérimentateur.

Michael avait aussi développé ses propres vues théoriques à un point tel qu'elles le guideraient désormais dans son propre travail. Il combinerait tout ce qu'il avait appris tout au long de son temps avec Davy et choquerait le monde scientifique avec ses propres découvertes.

Michael Faraday est parti de son propre chef et allait bientôt se faire une renommée parmi ses pairs. Il s'était bâti une réputation sans faille en tant que chimiste analytique et se retrouvait souvent appelé comme témoin expert dans des procès judiciaires. Il s'est également constitué une clientèle dont le soutien financier a contribué à soutenir l'institution royale.

En 1820, il fit des découvertes remarquables, enfin pour les chimistes. Il a réussi à créer les premiers composés connus de chlore et de carbone C2CL6 et C2CL4. Il les a produits en remplaçant le chlore et l'hydrogène dans le «gaz oléfiant», alias l'éthylène. C'étaient les premières réactions de substitution induites et allaient plus tard remettre en question la théorie dominante de la combinaison chimique proposée par Jons Jacob Berzelius.

Il épousa une femme du nom de Sarah Barnard en 1821 et s'installa à la Royal Institution de Londres. Son objectif principal était de mener des expériences et des recherches sur le magnétisme et l'électricité.

L'approche de Faraday en matière d'électricité à l'époque était unique à ses homologues. Il a visualisé l'électricité comme une vibration plutôt que comme une sorte de flux, un concept qui l'aiderait à faire des découvertes autour de l'électromagnétisme.

Sa première découverte à la Royal Institution fut celle de dispositifs capables de produire une rotation électromagnétique ou un mouvement circulaire à partir des forces magnétiques entourant un fil.

En 1825, Michael travaillait sur l'éclairage des gaz et réussit à isoler et à décrire quelque chose qui sera plus tard connu sous le nom de benzène. À cette époque, il a également contribué à jeter les bases de la métallurgie et de la métallographie tout en menant des enquêtes sur les alliages d'acier.

Il a également travaillé sur une mission de la Royal Society of London visant à améliorer la qualité des lunettes et des télescopes. Il réussit à produire un indice de réfraction très élevé qui lui permettra plus tard, en 1845, de découvrir le diamagnétisme.

Les travaux ultérieurs de Faraday en électromagnétisme et électrolyse

Faraday a ensuite découvert l'induction électromagnétique, le processus de production de forces électromotrices à travers les conducteurs en raison des champs magnétiques. Si cela vous dit quelque chose, c'est la façon dont fonctionnent les générateurs et les moteurs électriques.

Hans Christian Ørsted avait découvert, en 1820, que le passage d'un courant électrique à travers un fil produisait un champ magnétique. Ses découvertes ont été approfondies par André-Marie Ampère qui a montré que la force magnétique semblait également être une force circulaire. Ampère a montré, en effet, que le champ magnétique semblait former un cylindre autour du fil. C'était la première fois que cela était proposé.

Faraday a compris, presque intuitivement, ce que cela impliquait. Il a noté que si un poteau pouvait être isolé, il devrait former un mouvement circulaire constant autour du fil porteur de courant. Avec cette hypothèse à l'esprit, couplée à son génie de l'expérimentation, il a décidé de le prouver avec son propre appareil.

Son appareil transformait l'énergie électrique en énergie mécanique. Michael Faraday venait de créer le premier moteur électrique au monde.

Faraday a travaillé pour étoffer ses idées et ses connaissances sur l'électromagnétisme, créant quelque chose appelé l'anneau d'induction en 1831. Cet appareil était essentiellement un transformateur qui générait de l'électricité dans un fil en raison des forces magnétiques d'un autre fil.

C'était révolutionnaire à l'époque.

Michael met ses idées en marche

Faraday ne s'est pas arrêté là, bien sûr. Il a commencé à regarder la situation dans son ensemble et à contempler la nature de l'électricité en général. Contrairement à la plupart de ses contemporains dans le domaine à l'époque, Faraday était convaincu que l'électricité n'était pas un fluide matériel circulant à travers des fils, comme l'eau dans un tuyau.

Il a insisté, à la place, sur le fait qu'il devait s'agir d'une vibration ou d'une force qui se déplaçait d'une manière ou d'une autre à travers les fils en raison des tensions créées dans le conducteur. L'une de ses premières expériences après son moteur a été de faire passer un rayon de lumière polarisée à travers une solution électrochimique en décomposition.

L'idée était de détecter les tensions intermoléculaires qui, selon lui, devaient avoir lieu en présence d'un courant électrique. Il reviendra sur cette idée tout au long des années 1820, mais malheureusement, en vain.

Au début des années 1830, Michael Faraday a tenté de déterminer comment un courant induit était produit. S'appuyant sur son expérience originale utilisant un électroaimant, il a maintenant essayé un aimant permanent à la place.

Son expérimentation a révélé que déplacer l'aimant dans et hors d'une bobine de fil induisait en fait un courant. Faraday savait également déjà que le champ magnétique est rendu visible à l'aide de limaille de fer saupoudrée sur du papier ou une carte tenue au-dessus de l'aimant.

Il a associé les «lignes de force» affichées par les limailles doivent être ces lignes de tension dans le milieu, l'air, avait-il précédemment postulé.

Il découvrira bientôt la loi déterminant la production de courants électriques par aimants. A savoir, l'amplitude d'un courant dépendait du nombre de lignes de force coupées par le conducteur par unité de temps.

Faraday a rapidement construit sur cela en réalisant qu'il pouvait produire un courant continu en faisant tourner un disque de cuivre entre les pôles d'un aimant. Le courant pourrait être "tiré" en retirant les fils du bord et du centre du disque. C'était, en effet, la toute première dynamo.

C'était l'ancêtre direct des moteurs électriques modernes, quoique le même principe mais à l'envers pour faire tourner le disque.

Lois de l'électrolyse

Alors qu'il poursuivait ses recherches sur l'électricité, il s'est fortement appuyé sur son expérience de chimiste de renommée mondiale. Il a fait de nombreux travaux dans le domaine de l'électrochimie, où il a développé les première et deuxième lois de l'électrolyse.

Ces lois stipulent que"la quantité de changement chimique produit par un courant à une limite électrode-électrolyte est proportionnelle à la quantité d'électricité utilisée, et les quantités de changements chimiques produits par la même quantité d'électricité dans différentes substances sont proportionnelles à leurs poids équivalents."

CONNEXES: COMMENT FONCTIONNE UNE CAGE FARADAY?

Expliqué plus simplement, les flux d'électricité peuvent être utilisés pour déclencher des réactions chimiques. Concrètement, sous forme d'électrolyse, cela signifie que l'électricité peut être utilisée pour produire de l'hydrogène à partir de molécules d'eau, déposer des composés métalliques sur des surfaces (galvanoplastie) et extraire des éléments métalliques purs des solutions.

Comme pour de nombreux sujets scientifiques, il est beaucoup plus facile de comprendre l'électrolyse à travers des éléments visuels. Jetez un œil à la rapide vidéo ci-dessous pour comprendre le fonctionnement de l'électrolyse et l'importance de cette découverte de Faraday.

Les travaux de Faraday dans le domaine de l'électrolyse ont jeté les bases de cette industrie désormais incontournable.

Liquidation et réfrigération de gaz

En 1823, Michael Faraday s'est inspiré des idées de John Dalton et a prouvé ses idées en appliquant une pression pour liquéfier le chlore gazeux et l'ammoniac pour la première fois.

Sa liquéfaction réussie de l'ammoniac était d'un intérêt particulier. Quand il a laissé l'ammoniac s'évaporer à nouveau, il a remarqué que cela provoquait un refroidissement. Bien que ce principe ait été affiché publiquement par William Cullen en 1756, les travaux de Faraday avaient montré que des pompes mécaniques pouvaient être utilisées pour transformer le gaz en liquide à température ambiante.

La beauté de cette découverte était que le gaz pouvait être mis sous pression et liquéfié et laissé s'évaporer et se refroidir en continu dans un système fermé. La séquence entière pouvait être répétée à l'infini, tant que le système était scellé. C'est la base de tous les réfrigérateurs modernes et des systèmes de pompe à chaleur à air.

Bunsen Burner (en quelque sorte)

Michael Faraday était un grand inventeur pratique qui l'a amené à produire un précurseur de l'un des équipements de laboratoire les plus emblématiques, le Bunsen Burner. Il a combiné l'air et le gaz avant de l'allumer, évidemment, pour fournir une forme facilement accessible de haute température.

Ses premiers travaux ont ensuite été développés par Robert Wilhelm Bunsen pour produire un équipement dont se souviennent de nombreux étudiants en sciences du monde entier.

Cage de Faraday

En 1836, Michael Faraday avait découvert que lorsqu'un conducteur électrique est chargé, tous les frais supplémentaires se trouvent à l'extérieur de celui-ci. Par extension, cela signifierait que le supplément «n'apparaît» pas à l'intérieur d'une pièce ou d'une cage métallique.

Le même principe peut être utilisé dans les vêtements réels, les costumes dits Faraday. Ces sur-vêtements ont une doublure métallique qui protège le porteur de toute source électrique externe.

Les cages de Faraday sont également utilisées pour protéger les équipements électriques sensibles et lors des expériences électrochimiques pour éviter les interférences externes. Ils sont également utilisés pour créer des zones mortes pour les communications mobiles aujourd'hui.

Benzène

En 1825, Michael Faraday découvrit cette molécule «miracle» dans le résidu huileux laissé par la production de gaz pour l'éclairage à Londres.

Le benzène est l'une des substances les plus importantes en chimie. Il fabriquait de nombreux nouveaux matériaux et a aidé à comprendre le collage. Le benzène est en fait l'un des 20 principaux produits chimiques, en termes de volume de production, aux États-Unis.

C'est un composant essentiel de nombreux plastiques, résines, nylon, caoutchoucs, lubrifiants, colorants, médicaments pour n'en citer que quelques-uns.

Diamagnétisme

Nous connaissons tous intuitivement le ferromagnétisme ou votre course de l'aimant de moulin, mais Faraday a découvert, en 1845, que toutes les substances sont diamagnétiques. Bien sûr, il existe une grande variation dans la force des phénomènes dans la nature.

Le diamagnétisme est une direction opposée à un champ magnétique appliqué. Si la substance en question présente un fort diamagnétisme, elle sera fortement repoussée par le pôle nord d'un aimant.

Étonnamment, cela peut être utilisé pour produire une lévitation dans la plupart des matériaux avec un aimant suffisamment puissant. Même les êtres vivants, comme une grenouille, peuvent «défier» la gravité avec un champ magnétique puissant.

Mort et héritage

Michael Faraday est mort à l'âge mûr de 75 ans le 25 août 1867. Son épouse lui a survécu. Le couple n'avait pas d'enfants. Faraday avait été un chrétien pieux toute sa vie. Il avait également entretenu des liens étroits avec cette petite secte, les sandemaniens, depuis son enfance.

En raison de ses contributions à la science, dans la vie, il s'était vu offrir un espace funéraire à l'abbaye de Westminster avec les rois et les reines de Grande-Bretagne, même Sir Isaac Newton. Il a rejeté cette offre en faveur d'un enterrement plus modeste. Vous pouvez trouver sa tombe dans le cimetière de Highgate à Londres. Sa femme, Sarah, est également enterrée avec lui.

Une statue a été érigée en son honneur à Savoy Place, Londres. Il se situe en dehors de l'Institution d'ingénierie et de technologie. Il existe diverses autres statues, écoles, parcs et autres monuments dédiés à l'homme qui a tant contribué à l'humanité. Il y a aussi de nombreuses rues qui portent son nom à travers le Royaume-Uni et les États-Unis.

Il a bien sûr reçu la récompense ultime en apparaissant au verso du billet de 20 £ de la série E de la Banque d'Angleterre. Michael a également un prix spécial de la Royal Society of London qui porte son nom pour «l'excellence de la communication scientifique au public britannique».

Le dernier mot

Michael Faraday a également écrit une série de lettres et de journaux à son époque, qui sont tous largement disponibles et entièrement recommandés à lire à tout fan de Faraday.

Bien que issu d'une famille pauvre, Michael Faraday travaillait sans relâche pour s'éduquer d'abord. Il consacrerait alors sa vie à la poursuite du savoir. Sa ténacité le verrait devenir l'un des scientifiques les plus importants du monde. Ses réalisations sont d'autant plus remarquables compte tenu de ses humbles débuts dans un monde dominé par la classe privilégiée. Parmi ses nombreuses grandes découvertes et inventions, il a également été immortalisé en tant qu'unité SI pour la capacité,allé, ou F.


Voir la vidéo: Les futures Découvertes de lAstronomie Gravitationnelle! (Juin 2022).


Commentaires:

  1. Malagigi

    Quelle réponse divertissante

  2. Shara

    Je pense que c'est la magnifique phrase

  3. Darron

    Je suis désolé, mais, à mon avis, des erreurs sont commises. Je propose d'en discuter. Écrivez-moi en MP, parlez.



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