Michel Faraday
Michel Faraday(1791-1867) - Physicien anglais, fondateur de la doctrine du champ électromagnétique, membre honoraire étranger de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg (1830). Découverte de l'effet chimique du courant électrique, de la relation entre l'électricité et le magnétisme, le magnétisme et la lumière.
Découverte (1831) de l'induction électromagnétique - un phénomène qui constitue la base de l'ingénierie électrique. Établi (1833-34) les lois de l'électrolyse, qui portent son nom, découvrent le para- et le diamagnétisme, rotation du plan de polarisation de la lumière dans un champ magnétique (effet Faraday).
Prouvé l'identité de différents types d'électricité. Faraday a introduit les concepts de champs électriques et magnétiques et a exprimé l'idée de l'existence d'ondes électromagnétiques. Il a étudié auprès d'un chimiste et physicien, l'un des fondateurs de l'électrochimie. L'électrochimie est une branche de la chimie physique qui étudie les propriétés des systèmes contenant des ions mobiles (solutions, fondus ou électrolytes solides), ainsi que les phénomènes qui se produisent à la frontière de ceux-ci. deux phases (par exemple, solution métallique et électrolytique) en raison du transfert de particules chargées (électrons et ions).
L'électrochimie développe les fondements scientifiques de l'électrolyse, de l'électrosynthèse, de la galvanoplastie, de la protection des métaux contre la corrosion, de la création de sources de courant chimique, etc. Les processus électrochimiques jouent un rôle important dans la vie des organismes, par exemple dans la transmission de l'influx nerveux. Humphry Davy.
Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 à Londres. Il décède le 25 août 1867 au même endroit. Fondateur du concept moderne de champ en électrodynamique, auteur d'un certain nombre de découvertes fondamentales, dont la loi de l'induction électromagnétique, les lois de l'électrolyse, le phénomène de rotation du plan de polarisation de la lumière dans un champ magnétique, l'un des premiers chercheurs de l'influence d'un champ magnétique sur les médias.
Enfance et jeunesse
Michael Faraday est né dans la famille d'un forgeron. Son frère aîné, Robert, était également forgeron et a encouragé de toutes les manières possibles la soif de connaissances de Michael et l'a d'abord soutenu financièrement. La mère de Faraday, une femme travailleuse et sage, bien que sans instruction,
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a vécu jusqu'à l'époque où son fils a connu le succès et la reconnaissance, et était à juste titre fier de lui.
Les revenus modestes de la famille ne permettent même pas à Michael d'obtenir son diplôme d'études secondaires et, à l'âge de treize ans, il devient apprenti chez le propriétaire d'une librairie et d'un atelier de reliure, où il restera pendant 10 ans. Pendant tout ce temps, Faraday était constamment engagé dans l'auto-éducation - il lisait toute la littérature sur la physique et la chimie à sa disposition, répétait les expériences décrites dans les livres dans son laboratoire d'origine et assistait à des cours privés sur la physique et l'astronomie le soir et le dimanche. . Il recevait de l'argent (un shilling pour payer chaque conférence) de son frère. Lors des conférences, Faraday a fait de nouvelles connaissances, à qui il a écrit de nombreuses lettres afin de développer un style de présentation clair et concis ; il essaya également de maîtriser les techniques de l'art oratoire.
Débuter à la Royal Institution
L'un des clients de la reliure, membre de la Royal Society of London Denault, remarquant l'intérêt de Faraday pour la science, l'a aidé à assister aux conférences de l'éminent physicien et chimiste Humphry Davy à la Royal Institution. Faraday a soigneusement écrit et relié les quatre conférences et les a envoyées avec la lettre au conférencier. Cette « démarche audacieuse et naïve », selon Faraday lui-même, a eu une influence décisive sur son destin. En 1813, Davy (non sans hésitation) invita Faraday à occuper le poste vacant d'assistant à la Royal Institution et, à l'automne de la même année, il l'emmena faire un voyage de deux ans dans les centres scientifiques d'Europe. Ce voyage fut d'une grande importance pour Faraday : lui et Davy visitèrent plusieurs laboratoires, rencontrèrent des scientifiques tels que A. Ampère, M. Chevreul, J. L. Gay-Lussac, qui à leur tour attirèrent l'attention sur les brillantes capacités du jeune Anglais.
Première recherche indépendante. Publications scientifiques
De retour à la Royal Institution en 1815, Michael Faraday entame un travail intensif, dans lequel la recherche scientifique indépendante occupe une place croissante. En 1816, il commença à donner des conférences publiques sur la physique et la chimie à la Society for Self-Education. La même année paraît son premier ouvrage imprimé.
En 1821, plusieurs événements importants se produisirent dans la vie de Faraday. Il a reçu un poste de surveillant du bâtiment et des laboratoires de la Royal Institution (c'est-à-dire surveillant technique) et a publié deux articles scientifiques importants (sur la rotation d'un courant autour d'un aimant et d'un aimant autour d'un courant, et sur la liquéfaction du chlore. ). La même année, il se maria et, comme le montra toute sa vie ultérieure,
était très heureux en mariage.
Jusqu'en 1821, Michael Faraday a publié une quarantaine d'articles scientifiques, principalement sur la chimie. Peu à peu, ses recherches expérimentales s'orientent de plus en plus vers le domaine de l'électromagnétisme. Après la découverte par Hans Oersted de l'action magnétique du courant électrique en 1820, Faraday fut fasciné par le problème du lien entre l'électricité et le magnétisme. En 1822, une entrée apparaît dans son journal de laboratoire : « Convertir le magnétisme en électricité ». Cependant, Faraday a poursuivi d'autres recherches, notamment dans le domaine de la chimie. Ainsi, en 1824, il fut le premier à obtenir du chlore à l'état liquide.
Élection à la Royal Society. Chaire
En 1824, Michael Faraday fut élu membre de la Royal Society, malgré l'opposition active de Davy, avec qui les relations de Faraday étaient alors devenues assez difficiles, même si Davy aimait répéter que de toutes ses découvertes, la plus significative était « la découverte de Faraday ». découverte." Ce dernier a également rendu hommage à Davy, le qualifiant de « grand homme ».
Un an après son élection à la Royal Society, Michael Faraday fut nommé directeur du laboratoire de la Royal Institution et, en 1827, il reçut une chaire dans cet institut.
Loi de l'induction électromagnétique. Électrolyse
En 1830, malgré sa situation financière restreinte, Faraday abandonne résolument toute activité secondaire, effectuant toute recherche scientifique et technique et autre travail (à l'exception des cours de chimie) afin de se consacrer entièrement à la recherche scientifique. Il obtient bientôt un brillant succès : le 29 août 1831, il découvre le phénomène d'induction électromagnétique - le phénomène de génération d'un champ électrique par un champ magnétique alternatif. Dix jours de travail intense ont permis à Faraday d'étudier de manière approfondie et complète ce phénomène qui, sans exagération, peut être appelé le fondement notamment de toute l'ingénierie électrique moderne. Mais Faraday lui-même n'était pas intéressé par les possibilités appliquées de ses découvertes ; il recherchait l'essentiel : l'étude des lois de la nature.
La découverte de l'induction électromagnétique a fait la renommée de Faraday. Mais Michael était toujours à court d’argent, alors ses amis ont été obligés de se démener pour lui fournir une pension gouvernementale à vie. Ces efforts ne furent couronnés de succès qu'en 1835. Lorsque Faraday eut l'impression que le ministre du Trésor traitait cette pension comme une arnaque au scientifique, il envoya une lettre au ministre dans laquelle il refusait respectueusement toute pension. Le ministre a dû s'excuser auprès de Faraday.
En 1833-34, Michael Faraday étudia le passage des courants électriques à travers des solutions d'acides, de sels et d'alcalis, ce qui le conduisit à la découverte des lois de l'électrolyse. Ces lois (les lois de Faraday) ont ensuite joué un rôle important dans le développement des idées sur les porteurs de charge électriques discrets. Jusqu'à la fin des années 1830. Faraday a mené des études approfondies sur les phénomènes électriques dans les diélectriques.
La maladie de Faraday. Derniers travaux expérimentaux
Un énorme stress mental constant a miné la santé de Faraday et l'a contraint à interrompre ses travaux scientifiques pendant cinq ans en 1840. Pour y revenir, Faraday découvre en 1848 le phénomène de rotation du plan de polarisation de la lumière se propageant dans des substances transparentes le long des lignes d'intensité du champ magnétique (effet Faraday). Apparemment, Faraday lui-même (qui écrivait avec enthousiasme qu’il avait « magnétisé la lumière et illuminé la ligne de force magnétique ») attachait une grande importance à cette découverte. En effet, ce fut la première indication de l’existence d’un lien entre l’optique et l’électromagnétisme. La conviction de l'interconnexion profonde des phénomènes électriques, magnétiques, optiques et autres phénomènes physiques et chimiques est devenue la base de l'ensemble de la vision scientifique du monde de Faraday.
D'autres travaux expérimentaux de Faraday à cette époque étaient consacrés à l'étude des propriétés magnétiques de divers milieux. Il découvre notamment en 1845 les phénomènes de diamagnétisme et de paramagnétisme.
En 1855, la maladie contraint de nouveau Faraday à interrompre son travail. Il est devenu considérablement plus faible et a commencé à perdre la mémoire de manière catastrophique. Il devait tout noter dans le cahier de laboratoire, où et ce qu'il avait mis avant de quitter le laboratoire, ce qu'il avait déjà fait et ce qu'il allait faire ensuite. Pour continuer à travailler, il a dû renoncer à beaucoup de choses, notamment rendre visite à des amis ; la dernière chose qu'il a abandonnée, ce sont les cours pour enfants.
L'importance des travaux scientifiques
Même une liste loin d'être complète de ce que Faraday a apporté à la science donne une idée de l'importance exceptionnelle de ses œuvres. Cette liste omet cependant l’essentiel qui constitue l’énorme mérite scientifique de Faraday : il fut le premier à créer un concept de champ dans la doctrine de l’électricité et du magnétisme. Si avant lui prévalait l'idée d'une interaction directe et instantanée de charges et de courants à travers l'espace vide, alors Michael Faraday a systématiquement développé l'idée que le support matériel actif de cette interaction est le champ électromagnétique.
James Clerk Maxwell, qui devint son disciple, écrivit magnifiquement à ce sujet, développant davantage son enseignement et mettant les idées sur le champ électromagnétique sous une forme mathématique claire : « Faraday voyait avec son esprit les lignes de force qui subordonnent tout l'espace. Là où les mathématiciens voyaient des centres de tension de forces à longue portée, Faraday voyait un agent intermédiaire. Là où ils ne voyaient que la distance, se contentant de trouver la loi de répartition des forces agissant sur les fluides électriques, Faraday cherchait l’essence des phénomènes réels se produisant dans le milieu.
Le point de vue sur l'électrodynamique du point de vue du concept de champ, dont le fondateur était Faraday, est devenu partie intégrante de la science moderne. Les travaux de Faraday ont marqué l'avènement d'une nouvelle ère en physique.
(V.N. Grigoriev)
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 des personnes nées dans des familles privilégiées. L'unité de capacité électrique, le farad, est nommée en son honneur.
Faraday (physicien): brève biographie
Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 à Londres, la capitale britannique. Il était le troisième enfant de James et Margaret Faraday. Son père était un forgeron en mauvaise santé. Avant le mariage, sa mère travaillait comme femme de ménage. La famille vivait mal.
Jusqu'à l'âge de 13 ans, Michael a fréquenté une école locale où il a fait ses études primaires. Pour aider sa famille, il commence à travailler comme livreur 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 Après avoir travaillé dur chaque jour, il passait tout son temps libre à lire les livres qu'il reliait.
Peu à peu, il découvre qu’il s’intéresse aux sciences. Il aimait particulièrement deux livres :
- L'Encyclopedia Britannica est sa source de connaissances sur l'électricité et bien plus encore.
- "Chemistry Conversations" - 600 pages sur la chimie dans une présentation accessible de Jane Marse.
Il était tellement fasciné qu'il a commencé à dépenser une partie de ses maigres revenus en produits chimiques et en équipements pour confirmer la véracité de ce qu'il lisait.
Tout en élargissant ses connaissances scientifiques, il apprit que John Tatum allait donner une série de conférences publiques sur la philosophie naturelle (physique). Pour assister aux conférences, il fallait payer un shilling – trop cher pour Michael Faraday. Son frère aîné, forgeron, impressionné par son dévouement croissant pour la science, lui donna la somme nécessaire.
Rencontrez Humphry Davy
Faraday a fait un pas de plus vers la science lorsque William Dance, un client d'une librairie, a demandé à Michael s'il souhaitait des billets pour des conférences à la Royal Institution.
Le conférencier, Sir Humphry Davy, était à l’époque l’un des scientifiques les plus célèbres au monde. 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 observé 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 tellement d'ajouts aux notes qu'il a produit un manuscrit de 300 pages, qu'il a relié et envoyé à Davy en signe de gratitude.
Pendant ce temps, dans la cour de la librairie, Michael a commencé à mener des expériences plus complexes sur la création d'une batterie électrique à partir de pièces de cuivre et de disques de zinc séparés par du papier salé humide. Il l'utilisait pour décomposer des produits chimiques tels que le sulfate de magnésium. Dans ce domaine de la chimie, Humphry Davy fut un pionnier.
En octobre 1812, l'apprentissage de Faraday prit fin et il commença à travailler comme relieur pour un autre employeur, ce qu'il trouva déplaisant.
Il n'y aurait pas de bonheur, mais le malheur aiderait
Et puis un heureux incident s’est produit pour Faraday. À la suite d'une expérience ratée, Humphrey Davy a été blessé : cela a temporairement affecté sa capacité à écrire. Michael a réussi à prendre des notes pendant plusieurs jours pour Davy, qui a été impressionné par le livre qu'il lui avait envoyé.
À la fin de sa courte période en tant qu'assistant, Faraday a envoyé au scientifique une note lui demandant de l'embaucher comme assistant. Peu de temps après, l'un des assistants de laboratoire de Davy a été licencié pour mauvaise conduite et Humphrey a demandé à Michael s'il souhaitait pourvoir le poste vacant.
Ne voulait-il pas travailler à la Royal Institution avec l'un des scientifiques les plus célèbres au monde ? C'était une question rhétorique.
Carrière à la Royal Institution
Il était bien payé et on lui donnait une chambre pour vivre dans le grenier de la Royal Institution. Michael était très heureux et ses liens avec cette institution ne furent jamais interrompus 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 à du 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 à nouveau blessé, les expériences avec ce composé ont été arrêtées.
Après 7 mois à la Royal Institution, Davy emmena Faraday avec lui dans une tournée en Europe qui dura 18 mois. Durant cette période, Michael rencontre de grands scientifiques comme André-Marie Ampère à Paris et Alessandro Volta à Milan. Dans un sens, la tournée a remplacé ses études universitaires - Faraday a beaucoup appris pendant cette période.
Cependant, pendant la majeure partie du voyage, il fut mécontent car, en plus du travail scientifique et de secrétariat, il devait servir Davy et sa femme. L'épouse du scientifique ne considérait pas Faraday comme son égal en raison de son origine.
De retour à Londres, tout s’est mis en place. La Royal Institution a renouvelé le contrat de Michael et augmenté sa rémunération. Davy a même commencé à mentionner son aide dans les travaux scientifiques.
En 1816, à l'âge de 24 ans, Faraday donne sa première conférence sur les propriétés de la matière. Cela a eu lieu à la Société philosophique de la ville. Parallèlement, il publie son premier article scientifique sur l'analyse de l'hydroxyde de calcium dans le Quarterly Scientific Journal.
En 1821, à l'âge de 29 ans, Faraday est promu au poste de chef de famille et de laboratoire de la Royal Institution. La même année, il épouse 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 (physicien) est marquée par son élection comme membre de la Royal Society. C'était la reconnaissance du fait qu'il était devenu un éminent scientifique.
En 1825, le physicien Faraday devient directeur du laboratoire.
En 1833, il devient professeur titulaire de chimie à la Royal Institution de Grande-Bretagne. Faraday a occupé ce poste pour le reste de sa vie.
En 1848 et 1858, on lui offrit la direction de la Royal Society, mais il refusa.
Réalisations scientifiques
Pour décrire les découvertes de Faraday en physique, il faudra plus d'un livre. Ce n'est pas un hasard si Albert Einstein a conservé dans son bureau des photographies de seulement trois scientifiques : Isaac Newton, James Maxwell et Michael Faraday.
Curieusement, bien que le mot « physicien » ait commencé à être utilisé du vivant du scientifique, lui-même ne l’aimait pas et il s’est toujours qualifié de philosophe. Faraday était un homme qui recherchait la découverte par l'expérimentation, et il était connu pour ne jamais abandonner les idées nées de son intuition scientifique.
S'il pensait que l'idée en valait la peine, il continuerait à expérimenter, malgré de nombreux échecs, jusqu'à ce qu'il obtienne ce qu'il espérait ou jusqu'à ce qu'il soit convaincu que Dame Nature lui avait prouvé le contraire, ce qui était extrêmement rare.
Alors, qu’est-ce que Faraday a découvert en physique ? Voici quelques-unes de ses réalisations les plus marquantes.
1821 : découverte de la rotation électromagnétique
C’est devenu un signe avant-coureur de ce qui allait finalement conduire à la création du moteur électrique. La découverte était basée sur la théorie d'Oersted sur les propriétés magnétiques d'un fil traversé par un courant électrique.
1823 : Liquéfaction des gaz et réfrigération
En 1802, John Dalton suggérait que tous les gaz pouvaient être liquéfiés à basse température ou à haute pression. Le physicien Faraday l'a prouvé expérimentalement. Il a transformé pour la première fois 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 utilisait une pompe pour réduire la pression dans un flacon d'éther, entraînant ainsi son évaporation rapide. Cela a provoqué un refroidissement et de la glace s'est formée à l'extérieur du ballon à cause de l'humidité de l'air.
L'importance de la découverte de Faraday était que les pompes mécaniques pouvaient transformer le gaz en liquide à température ambiante. Le liquide s'est ensuite évaporé, refroidissant tout autour, et le gaz résultant a pu être collecté et comprimé à nouveau en liquide à l'aide d'une pompe, en répétant le cycle. C’est exactement ainsi que fonctionnent les réfrigérateurs et congélateurs modernes.
En 1862, à l'Exposition universelle de Londres, Ferdinand Carré présente la première machine à glace commerciale au monde. La machine utilisait de l'ammoniac comme liquide de refroidissement et produisait 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 en chimie, à la fois d'un point de vue pratique, c'est-à-dire qu'il est utilisé dans la création de nouveaux matériaux, et d'un point de vue théorique, pour comprendre les liaisons chimiques. Un scientifique a découvert du benzène dans des résidus huileux issus de la production de gaz d'éclairage à Londres.
1831 : Loi de Faraday, formule, physique de l'induction électromagnétique
Il s’agit d’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 provoque un courant électrique dans un circuit et que le courant généré est directement proportionnel au taux de changement. L'une de ses entrées possibles est |E|=|dΦ/dt|, où E est. la force électromotrice et F est le flux magnétique.
Par exemple, déplacer un aimant en fer à cheval le long d’un fil produit un courant électrique car le mouvement de l’aimant produit 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 peut être converti en électricité ou, en termes plus scientifiques, l'énergie cinétique peut être convertie en énergie électrique, est donc responsable du fait que la majeure partie de l'énergie de nos maisons aujourd'hui est produite précisément pour cette raison.
La rotation (énergie cinétique) est convertie en électricité par induction électromagnétique. Et la rotation, à son tour, est obtenue par l'action de la vapeur à haute pression sur les turbines, créée par l'énergie du charbon, du gaz ou de l'atome, ou par la pression de l'eau dans les centrales hydroélectriques, ou par la pression de l'air dans les centrales hydroélectriques.
1834 : 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 lithium-ion et des batteries rechargeables pour alimenter 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 à l'extérieur de celui-ci. Cela signifie qu'à l'intérieur d'une pièce ou d'une cage en métal, aucun frais supplémentaire n'apparaît. Par exemple, une personne portant un costume de Faraday, c'est-à-dire avec une doublure métallique, n'est pas exposée à l'électricité extérieure. En plus de protéger les personnes, une cage de Faraday peut être utilisée pour mener des expériences électriques ou électrochimiques sensibles aux interférences externes. Les caméras blindées peuvent également créer des zones mortes pour les communications mobiles.
1845 : découverte de l'effet Faraday - effet magnéto-optique
Une autre expérience importante dans l’histoire des sciences fut celle qui prouva pour la première fois le lien entre l’électromagnétisme et la lumière, qui fut entièrement décrit en 1864 par les équations de James Clerk Maxwell. Le physicien Faraday a établi que la lumière est une onde électromagnétique : « Lorsque les pôles magnétiques opposés se trouvaient du même côté, cela exerçait un effet sur le faisceau polarisé, ce qui prouvait 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 grâce à l’exemple des aimants ordinaires. Faraday (un physicien) a découvert que toutes les substances sont diamagnétiques : la plupart d'entre elles sont faibles, mais certaines sont fortes. Le diamagnétisme est opposé à la direction du champ magnétique appliqué. Par exemple, si vous placez le pôle nord d’une substance hautement diamagnétique, elle 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'a pas eu d'enfants. Il fut un fervent chrétien toute sa vie et appartenait à la petite secte protestante des Sandémaniens.
De son vivant, Faraday s'est vu offrir l'enterrement à l'abbaye de Westminster avec les rois et reines de Grande-Bretagne et des scientifiques, comme Isaac Newton. Il refusa une cérémonie plus modeste. Sa tombe, où Sarah est également enterrée, se trouve au cimetière de Highgate à Londres.
(1791-1867) Physicien anglais, créateur de la doctrine générale de l'électromagnétisme
Le futur célèbre physicien anglais est né en septembre 1791 à Londres dans la famille du forgeron James Faraday. Le manque de fonds ne lui a pas permis de recevoir une bonne éducation. Michael Faraday a déclaré que son éducation « était très ordinaire » et comprenait des compétences rudimentaires en lecture, en écriture et en calcul acquises dans une école ordinaire. Dès l'enfance, il a été inculqué l'amour du travail, l'honnêteté et la fierté.
À l'âge de 12 ans, Michael devient apprenti chez le propriétaire d'une librairie et d'un atelier de reliure, Georges Ribot. Ici, il s'est d'abord engagé dans la livraison de livres et de journaux, puis est devenu un maître de la reliure. Tout en travaillant dans l'atelier, Faraday lisait beaucoup et avec voracité, essayant de combler les lacunes de son éducation. Il était particulièrement fasciné par l'électricité et la chimie. Michael a organisé un laboratoire chimique et physique à domicile et a commencé à réaliser lui-même les expériences décrites dans les livres.
Ce n’était pas un enfant exceptionnel. Vif et sociable, il ne différait des autres garçons de son âge que par sa curiosité un peu plus grande, sa méfiance à l'égard des mots et la ténacité de son caractère indépendant. Le propriétaire de la boutique Ribot a encouragé de toutes les manières possibles le désir passionné d’auto-éducation de Michael.
M. Dane, membre de la Royal Society de Londres, venait souvent à la reliure. Prêtant attention au jeune relieur, lisant avec voracité des livres et finissant l'étude du dernier numéro d'une revue scientifique sérieuse, il l'invita à écouter une série de conférences de son ami, le professeur de chimie Sir Humphry Davy. Michael était fasciné par ces conférences et il prenait soigneusement des notes. Sur les conseils de Dan, Faraday a entièrement copié les notes, les a magnifiquement reliées et les a envoyées à Davy, accompagnées d'une lettre demandant des opportunités de recherche.
Davy a d'abord refusé Michael en raison d'un manque de poste vacant, mais un accident a aidé Faraday. Au cours d'une des expériences en laboratoire, les yeux de Davy ont été brûlés par l'explosion d'un flacon et il ne pouvait ni écrire ni lire. Ensuite, le célèbre scientifique a invité Michael à travailler temporairement comme secrétaire. Quelque temps plus tard, en mars 1813, Faraday, 22 ans, devint l'assistant de laboratoire de Davy à la Royal Institution de Londres. Lorsqu'on interrogera Davy à l'avenir sur sa réalisation la plus importante, il répondra que sa découverte la plus importante était celle de Faraday.
À l'automne de la même année, Michael, en tant qu'assistant de laboratoire et valet de chambre, part avec G. Davy et sa femme pour un voyage d'un an et demi à travers l'Europe. Ce voyage a grandement contribué à la formation de ses vues scientifiques. A Paris, puis en Suisse, en Italie et en Allemagne, il rencontre de nombreux représentants éminents de la science européenne, dont Gay-Lussac et Volta, et reçoit une excellente formation d'expérimentateur. Michael a aidé Davy dans ses expériences lors de conférences et a participé à des conversations avec des scientifiques. Faraday commence à parler couramment le français et l'allemand et correspond ensuite avec certains scientifiques.
À l'été 1815, de retour en Angleterre, il continue à travailler comme assistant de laboratoire à la Royal Institution. Mais c'est un Faraday différent, un scientifique plus mature, pourrait-on dire, formé. Autodidacte, de 1815 à 1822, il se consacre principalement à la recherche en chimie. Michael s'engage rapidement sur le chemin de la créativité indépendante, et la fierté de Davy doit souvent souffrir de la réussite de l'élève. La première œuvre de Michael Faraday a été publiée en 1816.
En août 1820, il apprit la découverte d'Oersted et, à partir de ce moment, ses pensées furent consumées par l'électricité et le magnétisme. Il commence ses célèbres recherches expérimentales et écrit dans son journal : « Convertir le magnétisme en électricité ». Il a fallu près de 10 ans au célèbre scientifique pour résoudre ce problème.
À l'été 1821, alors que ses collègues partaient en vacances, Faraday réussit à réaliser une expérience consistant à faire tourner un aimant autour d'un conducteur avec courant et un conducteur avec courant autour de l'aimant, créant ainsi un modèle de laboratoire d'un moteur électrique. En 1825, il est nommé directeur du laboratoire de la Royal Institution, en remplacement de G. Davy à ce poste. L'année précédente, il entra dans l'élite scientifique anglaise en devenant membre de la Royal Society de Londres et, en 1830, il fut élu membre de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg. En 1827, Faraday reçut une chaire à la Royal Institution et, en 1833-1860, il fut professeur au département de chimie.
Son travail scientifique a toujours été lié à l'expérimentation. Il a consigné très soigneusement toutes ses expériences, y compris celles qui ont échoué, dans un journal spécial dont le dernier paragraphe portait le numéro 16041. Faraday n'était pas un mathématicien et ses journaux ne contenaient pas une seule formule, car il valorisait l'essence physique, le mécanisme du phénomène, et non un appareil mathématique. Lors des expériences, Michael Faraday ne s'est pas épargné. Il n'a pas prêté attention au mercure déversé utilisé dans les expériences ; Il y a eu également des explosions d'appareils lors de travaux avec des gaz liquéfiés. Tout cela a sérieusement raccourci sa vie. Dans l'une de ses lettres, il écrit que pendant l'expérience, une explosion s'est produite qui lui a blessé les yeux. Trente morceaux de verre en ont été retirés.
Le 17 octobre 1831, les dix années de travail acharné de Faraday furent récompensées : le phénomène de l'induction électromagnétique fut découvert. Pour expliquer l'induction, il introduit en outre la notion de champ, extrêmement importante pour la physique, et donne sa représentation visuelle à l'aide de lignes de force.
En novembre 1831, Michael Faraday commença à publier son journal sous la forme d'un ouvrage approfondi, Recherches expérimentales sur l'électricité, comprenant 30 séries de plus de 3 000 paragraphes. Ces séries reflètent les vingt-quatre années de travail du scientifique, sa vie, ses pensées et ses opinions. Cette œuvre est un magnifique monument à la créativité scientifique de Faraday. La dernière, trentième série, fut publiée en 1855.
En 1833, il mène une série d'études sur l'électrochimie et établit les lois de l'électrolyse, appelées lois de Faraday. Il a introduit dans la physique des concepts tels que cathode, anode, ions, électrolyse, électrodes, électrolytes.
En 1835, il commença à étudier les problèmes de l'électrostatique. En 1837, Faraday découvrit l'effet des diélectriques sur l'interaction électrique, c'est-à-dire la polarisation des diélectriques, et introduisit le concept de constante diélectrique.
On pense qu'à la suite d'un empoisonnement aux vapeurs de mercure en 1840, la santé de Faraday s'est fortement détériorée et il a été contraint d'interrompre son travail pendant quatre ans. De retour à l'activité scientifique, il découvre en 1845 le phénomène de diamagnétisme et le phénomène de rotation du plan de polarisation de la lumière dans une substance placée dans un champ magnétique. Ces découvertes l'amènent à réfléchir sur la nature électromagnétique de la lumière. En 1847, il découvre le phénomène du paramagnétisme.
La vie apparemment monotone de Faraday frappe par sa tension créatrice. Au total, de 1816 à 1860, il publie 220 ouvrages. Plus de 60 sociétés et académies scientifiques l'ont élu membre.
Michael Faraday se caractérisait par la gentillesse, la modestie, la bienveillance, une décence et une honnêteté extraordinaires. « Faraday était de taille moyenne, vif, joyeux, ses mouvements étaient rapides et confiants ; la dextérité dans l’art de l’expérimentation est incroyable. Précis, soigné, tout en dévouement au devoir... Il vivait dans son laboratoire, parmi ses instruments ; il s'y rendait le matin et repartait le soir avec la précision d'un commerçant passant la journée dans son bureau. Il a consacré toute sa vie à mettre en scène de plus en plus d'expériences nouvelles, constatant dans la plupart des cas qu'il était plus facile de faire parler la nature que de la démêler.
Le type moral apparu en la personne de Faraday est vraiment un phénomène rare. Sa vivacité et sa gaieté rappellent celles des Irlandais ; son esprit réfléchi, la puissance de sa logique rappellent les philosophes écossais ; son entêtement rappelait celui d’un Anglais poursuivant obstinément son objectif… »
Le travail intense a brisé la force mentale de Faraday. Et il fut contraint d'abandonner toutes les autres activités, se consacrant entièrement à la science. De plus en plus, il se plaint d’une mémoire affaiblie, du fait qu’il « oublie quelles lettres représentent tel ou tel mot ». Dans cet état, il passe de nombreuses années, resserrant le cercle de ses activités. Brillant conférencier, il quitte l’institut à 70 ans.
En 1860, Faraday abandonna pratiquement ses activités scientifiques pour cause de maladie et passa le reste de sa vie dans le domaine de Hampton Court.
Le 25 août 1867, à l'âge de 75 ans, Michael Faraday décède. Ses cendres reposent au cimetière de Highgate à Londres.
Sa vie était pleine d'un contenu intérieur profond, son nom est devenu la désignation d'une unité de capacité électrique et l'une des constantes physiques fondamentales, ses actes sont immortels.
Faraday Michael (1791-1867), physicien anglais, fondateur de la doctrine du champ électromagnétique.
Né le 22 septembre 1791 à Londres dans la famille d'un forgeron. Il a commencé très tôt à travailler dans un atelier de reliure, où il s'est intéressé à la lecture. Michael a été choqué par les articles sur l'électricité de l'Encyclopedia Britannica : « Conversations sur la chimie » de Madame Marcais et « Lettres sur diverses matières physiques et philosophiques » de L. Euler. Il essaya immédiatement de répéter les expériences décrites dans les livres.
Le jeune homme talentueux a attiré l'attention et a été invité à écouter des conférences à la Royal Institution of Great Britain. Après un certain temps, Faraday a commencé à y travailler comme assistant de laboratoire.
À partir de 1820, il travaille dur sur l’idée de combiner électricité et magnétisme. Par la suite, cela est devenu l’œuvre de la vie du scientifique. En 1821, Faraday fut le premier à faire tourner un aimant autour d'un conducteur porteur de courant et un conducteur porteur de courant autour d'un aimant, c'est-à-dire qu'il créa un modèle de laboratoire d'un moteur électrique.
En 1824, il fut élu membre de la Royal Society de Londres. En 1831, le scientifique découvrit l'existence de l'induction électromagnétique et, au cours des années suivantes, établit les lois de ce phénomène. Il a également découvert des extra-courants lors de la fermeture et de l'ouverture d'un circuit électrique et a déterminé leur direction.
Sur la base de matériel expérimental, il a prouvé l’identité de la thermoélectricité « animale » et « magnétique », de l’électricité de friction et de l’électricité galvanique. En faisant passer le courant à travers des solutions d'alcalis, de sels et d'acides, il formule les lois de l'électrolyse (lois de Faraday) en 1833. Introduction des concepts de « cathode », « anode », « ion », « électrolyse », « électrode », « électrolyte ». Construit un voltmètre.
En 1843, Faraday prouve expérimentalement l'idée de conservation de la charge électrique et se rapproche de la découverte de la loi sur la conservation et la transformation de l'énergie, exprimant l'idée de l'unité des forces de la nature et de leur mutuelle transformation.
Créateur de la doctrine du champ électromagnétique, le scientifique a exprimé une idée sur la nature électromagnétique de la lumière (mémoire « Pensées sur les oscillations des rayons », 1846).
En 1854, il découvre le phénomène du diamagnétisme, et trois ans plus tard, le paramagnétisme. Posé le début de la magnétooptique. Introduction du concept de champ électromagnétique. Cette idée, selon A. Einstein, fut la découverte la plus importante depuis I. Newton.
Faraday vivait modestement et tranquillement, préférant les expériences à tout le reste.
Décédé le 25 août 1867 à Londres. Les cendres reposent au cimetière de Highgate à Londres. Les idées du scientifique attendent toujours un nouveau génie
FARADAY (Faraday) Michael (1791-1867), physicien anglais, fondateur de la doctrine du champ électromagnétique, membre honoraire étranger de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg (1830). Découverte de l'effet chimique du courant électrique, de la relation entre l'électricité et le magnétisme, le magnétisme et la lumière. Découverte (1831) de l'induction électromagnétique - un phénomène qui constitue la base de l'ingénierie électrique. Établi (1833-34) les lois de l'électrolyse, qui portent son nom, découvrent le para- et le diamagnétisme, rotation du plan de polarisation de la lumière dans un champ magnétique (effet Faraday). Prouvé l'identité de différents types d'électricité. Il introduit les notions de champs électriques et magnétiques et exprime l'idée de l'existence d'ondes électromagnétiques.
Faraday ( Faraday) Michael (22 septembre 1791, Londres - 25 août 1867, ibid), physicien anglais, fondateur du concept moderne de champ en électrodynamique, auteur de plusieurs découvertes fondamentales, dont la loi de l'induction électromagnétique, les lois de l'électrolyse, la phénomène de rotation du plan de polarisation de la lumière dans un champ magnétique, l'un des premiers chercheurs des effets des champs magnétiques sur les milieux.
Enfance et jeunesse
Faraday est né dans la famille d'un forgeron. Son frère aîné, Robert, était également forgeron et a encouragé de toutes les manières possibles la soif de connaissances de Michael et l'a d'abord soutenu financièrement. La mère de Faraday, une femme travailleuse et sage, bien que sans instruction, a vécu jusqu'à l'époque où son fils a connu le succès et la reconnaissance, et était à juste titre fière de lui.
Les revenus modestes de la famille ne permettent même pas à Michael d'obtenir son diplôme d'études secondaires et, à l'âge de treize ans, il devient apprenti chez le propriétaire d'une librairie et d'un atelier de reliure, où il restera pendant 10 ans. Pendant tout ce temps, Faraday était constamment engagé dans l'auto-éducation - il lisait toute la littérature sur la physique et la chimie à sa disposition, répétait les expériences décrites dans les livres dans son laboratoire d'origine et assistait à des cours privés sur la physique et l'astronomie le soir et le dimanche. . Il recevait de l'argent (un shilling pour payer chaque conférence) de son frère. Lors des conférences, Faraday a fait de nouvelles connaissances, à qui il a écrit de nombreuses lettres afin de développer un style de présentation clair et concis ; il essaya également de maîtriser les techniques de l'art oratoire.
Débuter à la Royal Institution
L'un des clients de la reliure, membre de la Royal Society of London Denault, remarquant l'intérêt de Faraday pour la science, l'a aidé à assister aux conférences de l'éminent physicien et chimiste G. Davy à la Royal Institution. Faraday a soigneusement écrit et relié les quatre conférences et les a envoyées avec la lettre au conférencier. Cette « démarche audacieuse et naïve », selon Faraday lui-même, a eu une influence décisive sur son destin. En 1813, Davy (non sans hésitation) invita Faraday à occuper le poste vacant d'assistant à la Royal Institution et, à l'automne de la même année, il l'emmena faire un voyage de deux ans dans les centres scientifiques d'Europe. Ce voyage fut d'une grande importance pour Faraday : lui et Davy visitèrent plusieurs laboratoires, rencontrèrent des scientifiques tels que A. Ampère, M. Chevreul, J. L. Gay-Lussac, qui à leur tour attirèrent l'attention sur les brillantes capacités du jeune Anglais.
Première recherche indépendante. Publications scientifiques
De retour à la Royal Institution en 1815, Faraday commença un travail intensif, dans lequel la recherche scientifique indépendante occupa une place croissante. En 1816, il commença à donner des conférences publiques sur la physique et la chimie à la Society for Self-Education. La même année paraît son premier ouvrage imprimé.
En 1821, plusieurs événements importants se produisirent dans la vie de Faraday. Il a reçu un poste de surveillant du bâtiment et des laboratoires de la Royal Institution (c'est-à-dire surveillant technique) et a publié deux articles scientifiques importants (sur la rotation d'un courant autour d'un aimant et d'un aimant autour d'un courant, et sur la liquéfaction du chlore. ). La même année, il se maria et, comme le montra toute sa vie ultérieure, il fut très heureux dans son mariage.
Jusqu'en 1821, Faraday a publié une quarantaine d'articles scientifiques, principalement sur la chimie. Peu à peu, ses recherches expérimentales s'orientent de plus en plus vers le domaine de l'électromagnétisme. Après la découverte par H. Oersted de l'action magnétique du courant électrique en 1820, Faraday fut fasciné par le problème du lien entre l'électricité et le magnétisme. En 1822, une entrée apparaît dans son journal de laboratoire : « Convertir le magnétisme en électricité ». Cependant, Faraday a poursuivi d'autres recherches, notamment dans le domaine de la chimie. Ainsi, en 1824, il fut le premier à obtenir du chlore à l'état liquide.
Élection à la Royal Society. Chaire
En 1824, Faraday fut élu membre de la Royal Society, malgré l'opposition active de Davy, avec qui la relation de Faraday était alors devenue assez compliquée, même si Davy aimait répéter que de toutes ses découvertes, la plus significative était « la découverte de Faraday .» Ce dernier a également rendu hommage à Davy, le qualifiant de « grand homme ».
Un an après son élection à la Royal Society, Faraday fut nommé directeur du laboratoire de la Royal Institution et, en 1827, il reçut une chaire dans cet institut.
Loi de l'induction électromagnétique. Électrolyse
En 1830, malgré sa situation financière restreinte, Faraday abandonne résolument toute activité secondaire, effectuant toute recherche scientifique et technique et autre travail (à l'exception des cours de chimie) afin de se consacrer entièrement à la recherche scientifique. Il obtient bientôt un brillant succès : le 29 août 1831, il découvre le phénomène d'induction électromagnétique - le phénomène de génération d'un champ électrique par un champ magnétique alternatif. Dix jours de travail intense ont permis à Faraday d'étudier de manière approfondie et complète ce phénomène qui, sans exagération, peut être appelé le fondement notamment de toute l'ingénierie électrique moderne. Mais Faraday lui-même n'était pas intéressé par les possibilités appliquées de ses découvertes ; il recherchait l'essentiel : l'étude des lois de la nature. La découverte de l'induction électromagnétique a fait la renommée de Faraday. Mais il était toujours à court d’argent, alors ses amis ont été obligés de travailler pour lui assurer une pension gouvernementale à vie. Ces efforts ne furent couronnés de succès qu'en 1835. Lorsque Faraday eut l'impression que le ministre du Trésor traitait cette pension comme une arnaque au scientifique, il envoya une lettre au ministre dans laquelle il refusait respectueusement toute pension. Le ministre a dû s'excuser auprès de Faraday.
En 1833-34, Faraday étudia le passage des courants électriques à travers des solutions d'acides, de sels et d'alcalis, ce qui le conduisit à la découverte des lois de l'électrolyse. Ces lois (les lois de Faraday) ont ensuite joué un rôle important dans le développement des idées sur les porteurs de charge électriques discrets. Jusqu'à la fin des années 1830. Faraday a mené des études approfondies sur les phénomènes électriques dans les diélectriques.
La maladie de Faraday. Derniers travaux expérimentaux
Un énorme stress mental constant a miné la santé de Faraday et l'a contraint à interrompre ses travaux scientifiques pendant cinq ans en 1840. Pour y revenir, Faraday découvre en 1848 le phénomène de rotation du plan de polarisation de la lumière se propageant dans des substances transparentes le long des lignes d'intensité du champ magnétique (effet Faraday). Apparemment, Faraday lui-même (qui a écrit avec enthousiasme qu'il avait « magnétisé la lumière et illuminé la ligne de force magnétique ») attachait une grande importance à cette découverte. En effet, ce fut la première indication de l’existence d’un lien entre l’optique et l’électromagnétisme. La conviction de l'interconnexion profonde des phénomènes électriques, magnétiques, optiques et autres phénomènes physiques et chimiques est devenue la base de l'ensemble de la vision scientifique du monde de Faraday.
D'autres travaux expérimentaux de Faraday à cette époque étaient consacrés à l'étude des propriétés magnétiques de divers milieux. Il découvre notamment en 1845 les phénomènes de diamagnétisme et de paramagnétisme.
En 1855, la maladie contraint de nouveau Faraday à interrompre son travail. Il est devenu considérablement plus faible et a commencé à perdre la mémoire de manière catastrophique. Il devait tout noter dans le cahier de laboratoire, où et ce qu'il avait mis avant de quitter le laboratoire, ce qu'il avait déjà fait et ce qu'il allait faire ensuite. Pour continuer à travailler, il a dû renoncer à beaucoup de choses, notamment rendre visite à des amis ; la dernière chose qu'il a abandonnée, ce sont les cours pour enfants.
L'importance des travaux scientifiques
Même une liste loin d'être complète de ce que Faraday a apporté à la science donne une idée de l'importance exceptionnelle de ses œuvres. Cette liste omet cependant l’essentiel qui constitue l’énorme mérite scientifique de Faraday : il fut le premier à créer un concept de champ dans la doctrine de l’électricité et du magnétisme. Si avant lui prévalait l'idée d'une interaction directe et instantanée de charges et de courants à travers l'espace vide, Faraday a constamment développé l'idée que le support matériel actif de cette interaction est le champ électromagnétique. D. K. Maxwell, qui est devenu son disciple, a magnifiquement écrit à ce sujet, développant davantage son enseignement et mettant les idées sur le champ électromagnétique sous une forme mathématique claire : « Faraday, avec son œil mental, a vu les lignes de force qui abaissent tout l'espace là où les mathématiciens. voyait des centres de tension de forces d'action à longue portée, Faraday voyait un agent intermédiaire Là où ils ne voyaient que de la distance, content de trouver la loi de répartition des forces agissant sur les fluides électriques, Faraday cherchait l'essence des phénomènes réels se produisant dans le milieu. "
Le point de vue sur l'électrodynamique du point de vue du concept de champ, dont le fondateur était Faraday, est devenu partie intégrante de la science moderne. Les travaux de Faraday ont marqué l'avènement d'une nouvelle ère en physique.
