¿Quién es Michael Faraday y qué descubrió?

¿Quién es Michael Faraday? Michael Faraday historia de vida, biografía, descubrimientos y obras. Información sobre sus inventos y las leyes de Faraday.

Michael Faraday (1791-1867), físico y químico inglés, quien descubrió la inducción electromagnética, sentando así las bases de la industria de la energía eléctrica. También creó esencialmente la ciencia de la electroquímica. Quizás el científico experimental más grande de todos los tiempos, Faraday también fue un teórico brillante: fue el principal arquitecto de la teoría de campo clásica desarrollada más tarde por James Clerk Maxwell y Albert Einstein.

Vida:

Faraday nació en Newington Butts (ahora parte de Londres) el 22 de septiembre de 1791. Su muy pobre familia pertenecía a una pequeña secta presbiteriana conocida como Sandemanianos, que combinó la creencia en la verdad literal de las Escrituras con el amor y la sencillez de los primeros tiempos. Cristianos. Más tarde, Faraday insistió en que mantuvo su religión y su ciencia completamente separadas, pero hay pruebas considerables de lo contrario; gran parte de su teoría de campo parece haber estado influida por su profunda convicción de la armonía y unidad divinas del universo.

La educación formal de Faraday se limitó a los elementos de lectura y escritura, y su formación matemática cubrió solo los rudimentos del cifrado. Sin embargo, su falta de instrucción matemática probablemente fue una ayuda más que un obstáculo para él en su investigación electromagnética. En 1805, Faraday fue aprendiz de librero y encuadernador. Durante los ocho años que pasó aprendiendo este oficio, aprovechó la oportunidad para leer mucho. Su pasión por la ciencia se despertó por primera vez con un artículo de enciclopedia sobre electricidad. Inmediatamente se sumergió en el tema, haciendo su primer instrumento, un generador electrostático, a partir de unas viejas botellas de vidrio.

En 1812, uno de los clientes de la tienda le dio a Faraday boletos para una serie de conferencias a cargo de Humphry Davy, director del laboratorio de la Royal Institution. Faraday estaba fascinado. Tomó notas cuidadosas, las escribió con su fina letra, las encuadernó y se las envió a Davy, solicitando empleo. Davy fue un gran Sombrerero. En octubre le pidió a Faraday que le sirviera como secretario y en marzo de 1813 como ayudante de laboratorio. La carrera científica de Faraday había comenzado.

En 1821, Faraday se casó con Sarah Barnard, con quien vivió felizmente hasta su muerte, no tuvieron hijos. En el mismo año se convirtió en superintendente de la Real Institución; sucedió a Davy como director de su laboratorio en 1825 y se convirtió en profesor fulleriano de química allí en 1833. Fue elegido miembro de la Royal Society en 1824, pero rechazó decenas de otros honores, incluido el título de caballero y la presidencia de la Royal Society. Después de 1860 se hundió gradualmente en la senilidad. Se había retirado en 1858 a una casa en el green en Hampton Court, que le regaló la reina Victoria, donde murió pacíficamente en su estudio el 25 de agosto de 1867.

Química

El primer trabajo de Faraday fue en química analítica. Descubrió los primeros compuestos orgánicos que contenían cloro, licuó varios gases y descubrió el butileno. En 1825 aisló, nombró y analizó el benceno. La química analítica parecía haber sido colocada sobre una base firme por la teoría atómica de John Dalton (1808), según la cual las diversas propiedades de la materia (como el calor, la luz, el magnetismo y la electricidad positiva y negativa) podrían considerarse como entidades materiales que rodean cada átomo duro e impenetrable como sucesivas «atmósferas». Sin embargo, la torpeza de este modelo resultó poco atractiva para algunos físicos, entre ellos Davy y Faraday, que se mantuvieron escépticos.

Dudaron de la existencia material de tales propiedades físicas, y también de la del átomo. Tales dudas llevaron a Faraday a adoptar una teoría atómica alternativa. En 1763, Ruggiero Giuseppe Boscovich sugirió que los átomos son estructuras puntuales adimensionales rodeadas por zonas alternas de fuerza atractiva y repulsiva. El comportamiento de la realidad física, sostenía Boscovich, debía explicarse por las interacciones de tales fuerzas. Además, se suponía que las fuerzas que podían estudiarse en el laboratorio (eléctricas, magnéticas, térmicas, etc.) eran convertibles entre sí en las condiciones adecuadas. Esta visión de la realidad guiaría a Faraday durante la mayor parte de su carrera.

Electromognetismo

En 1820 se realizó la primera de las conversiones previstas por esta teoría física cuando Hans Christian Oersted descubrió que un cable que transporta una corriente está rodeado por una fuerza magnética. Faraday pronto comenzó experimentos que lo llevaron a su demostración en 1821 de que un cable portador de corriente libre para girar alrededor de un solo polo magnético lo hará siempre que la corriente esté aullando. Así convirtió la fuerza eléctrica en fuerza mecánica, el principio del motor eléctrico.

Faraday intentó varias veces durante la década de 1820 convertir el magnetismo en electricidad. Finalmente, el 29 de agosto de 1831, descubrió que se podían inducir corrientes al hacer o romper un circuito eléctrico y el campo electromagnético que lo acompaña; así había descubierto la inducción electromagnética, convirtiendo el electromagnetismo en corriente eléctrica. Unas semanas después de este gran descubrimiento encontró las condiciones para la conversión del magnetismo ordinario en electricidad. Cuando hundió un imán permanente en una bobina de alambre, observó que se generaba una corriente en el alambre. Este fue el primer generador, que funciona según el principio que ahora es fundamental para la industria de la energía eléctrica. El 28 de octubre de 1831, Faraday logró generar una corriente estable al girar un disco de cobre, con cables desde el centro y el borde, entre los polos de un imán permanente. Este dispositivo, ahora conocido como generador homopoZar, fue la primera dínamo.

Para explicar la ley de la generación actual, Faraday introdujo la noción de líneas de fuerza magnéticas. Estas son las líneas a lo largo de las cuales se juntan las limaduras de hierro cuando se rocían sobre un imán permanente. Cuando tales líneas son cortadas por un conductor, se genera una corriente cuya fuerza depende de la potencia del imán, la velocidad a la que se cortan las líneas y la conductividad de la sustancia que las corta.

En 1832, surgieron dudas sobre si la naturaleza de la electricidad variaba con su método de producción. Faraday estaba convencido de que no era así y se propuso demostrarlo. En el curso de esta investigación, trabajando con celdas electrolíticas, llegó a una conclusión asombrosa: la fuerza eléctrica en dicha celda no actuaba a distancia sobre las sustancias que descomponía. La mayoría de los electroquímicos hasta ahora habían dado por sentado que los polos positivo y negativo eran centros de fuerza que, actuando a distancia sobre las moléculas en una solución, literalmente las desgarraba. Faraday comenzó ahora un estudio intensivo de este tema; los primeros resultados (1834) fueron sus leyes de electrólisis. También introdujo gran parte de la nomenclatura electroquímica moderna, incluidos los términos electrodo, ánodo, cátodo, ian, anión, catiano, ianizatian, electroluto y electrólisis.

Teoría de campo:

El hecho de que la fuerza eléctrica no actuara a distancia en la electrólisis sugirió a Faraday que lo mismo podría ocurrir con la acción electrostática. La teoría de la acción a distancia estaba firmemente establecida y sus matices más sutiles se habían elaborado con elegante detalle matemático. Un físico con formación matemática podría no haberse atrevido a atacarlo, pero Faraday sintió que podría ser desafiado con éxito. En una serie de experimentos, utilizando la teoría de los átomos puntuales, demostró que la fuerza electrostática tampoco actúa a distancia, sino que se transmite como una tensión entre un átomo puntual y el siguiente a través del espacio. La línea de fuerza electrostática consistía en tales deformaciones, y su efecto total era el campo electrostático.

Las líneas de fuerza iban a ser centrales en el desarrollo posterior de Faraday de su teoría de campo. En esta etapa, los concibió como tensiones en el medio que rodea al imán, sin explicar qué era este medio. En sus investigaciones electrostáticas, la tensión se encontraba entre las partículas del aire o, en el caso de la inducción a través de un sólido dieléctrico como el azufre, entre las partículas de azufre. Ésta era la razón por la que la carga del cuerpo inducido era siempre exactamente igual y de signo opuesto a la del cuerpo inductor: era simplemente el extremo opuesto de la línea de tensión. El concepto de líneas de fuerza de Faraday tuvo implicaciones revolucionarias: la energía del sistema no estaba en el cuerpo del que emanaba la fuerza electrostática o en el que se inducía una carga, sino que se trataba de tensiones entre partículas intermedias.

La energía estaba, en definitiva, en el campo; este es el axioma principal de la teoría de campos. Surgieron dificultades en la investigación posterior de las líneas magnéticas de fuerza, que podían atravesar el espacio vacío. La mayoría de los físicos asumieron más tarde que el mismo medio, el éter, debía realizar estas tensiones, pero el propio Faraday no se comprometió en este punto a lo largo de su carrera.

Magnetismo y Luz:

La intensa concentración exigida por casi diez años de investigación muy original ya no podía sostenerse. En 1839, Faraday sufrió una avería y desde entonces hasta 1845 su obra fue esporádica. Durante este tiempo, se convenció más que nunca de la unidad básica de todas las fuerzas, y en 1845 volvió a su búsqueda de confinamiento experimental. El 13 de septiembre de 1845, descubrió que cuando la luz polarizada en un plano pasa a través de una pieza de vidrio con un índice de refracción alto, el plano de polarización puede rotar mediante una fuerza magnética intensa. Infirió que el magnetismo debe ser una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, y pronto concluyó que todos los cuerpos se veían afectados por la fuerza magnética. Aquellos, como el hierro, que se movieron de áreas de fuerza magnética menos intensa a áreas de fuerza más intensa, los llamó pammagnéticos; las del tipo opuesto las llamó diamagnéticas.

El último problema con el que se ocupó Faraday fue el de la naturaleza del magnetismo en sí. La línea de fuerza magnética, a diferencia de la electrostática, no tenía «extremos», ya que, como mostró Faraday, era una curva continua. Debido a que tal línea de fuerza no podía resultar de las tensiones de partículas contiguas, Faraday no podía explicarlo. pero se sugirió que podría ser «una condición peculiar del espacio mismo». Para entonces, su mente estaba fallando y ya no podía probar sus especulaciones. Sin embargo, su idea fue adoptada más tarde por James Clerk Maxwell, quien la desarrolló matemáticamente en teoría de campo clásica, y juega un papel importante en la teoría de la relatividad de Einstein.

LAS LEYES DE FARADAY, son tres leyes descubiertas por el científico inglés Michael Faraday en la década de 1830. Son:

• Ley de inducción de Faraday (1831): si ocurre un cambio en el flujo magnético a través de un bucle de alambre, la fuerza electromotriz inducida en el bucle es proporcional a la tasa de cambio del flujo.
• Primera ley de electrólisis de Faraday (1832): la masa de cualquier producto liberado en la electrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través del electrolito.
• Segunda ley de la electrólisis de Faraday (1833): las masas de productos liberados en la electrólisis por la misma cantidad de electricidad están en la relación de sus respectivos equivalentes químicos.