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Michael Faraday

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Michael Faraday a été l'un des pionniers de la théorie électromagnétique moderne. Son travail a jeté les bases de l'identification de la lumière en tant que phénomène électromagnétique et a conduit à l'emploi d'ondes électromagnétiques dans la communication.

On peut également affirmer que ses découvertes ont donné lieu à certaines des premières spéculations concernant l'existence de l'électron et la structure de l'atome.

Jeunesse

Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 à Newington (aujourd'hui le sud de Londres), en Angleterre. Son père, James Faraday, était un forgeron aux revenus modestes et aux prises avec des problèmes de santé qui, avec sa femme, Margaret, ont eu des difficultés financières pour subvenir aux besoins de leur famille. Michael était leur troisième enfant et n'a reçu qu'une éducation de base dans une école d'église. Le père de Faraday était de confession sandemanienne, que Faraday devait adopter comme force directrice tout au long de sa vie.

Quand Faraday a eu 14 ans, il a été mis en apprentissage dans un classeur de livres, et pendant ce temps, s'est familiarisé avec les enseignements d'Isaac Watts, un clerc de la L'amélioration de l'esprit, qui a mis Faraday sur la voie de l'auto-amélioration. En 1810, Faraday a commencé à assister aux réunions de la City Philosophical Society alors récemment formée, où il a entendu des conférences sur des sujets scientifiques, dont la chimie et l'électricité dominaient son imagination.

Carrière scientifique

Faraday tenant une barre de verre, détail de la gravure de Henry Adlard, d'après une photographie antérieure de Maull & Polyblank (1857)2

La relation de Faraday avec Sir Humphry Davy a commencé lorsque Faraday a assisté à une série de conférences du célèbre scientifique. Faraday était sur le point de consacrer le reste de sa vie à la reliure quand, dans ce qui s'est avéré être un heureux accident, Davy s'est blessé à la suite d'une expérience qui avait mal tourné et, ayant besoin d'une secrétaire, a embauché Faraday. Faraday a ensuite remis à Davy une copie des notes reliées des conférences de Davy auxquelles Faraday avait assisté. Davy fut impressionné et, en 1813, lorsqu'un assistant de la Royal Institution perdit son emploi, Davy engagea Faraday pour le remplacer.

Le saviez-vous? Bien que Michael Faraday ait reçu peu d'éducation formelle, il est devenu l'un des scientifiques les plus influents et l'un des meilleurs expérimentateurs de l'histoire des sciences.

Lorsque Davy partit à l'étranger pour une visite prolongée sur le continent en 1813, il demanda à Faraday de le rejoindre. Au cours de ce voyage, qui devait durer jusqu'en 1815, Faraday devait exercer les fonctions de valet de chambre, ce qu'il fit avec un grand inconfort. Mais le voyage lui a permis d'accéder aux meilleurs esprits scientifiques de son époque, ce qui a sans aucun doute encouragé sa pensée indépendante. À son retour à Londres, avec les encouragements de Davy, il a entrepris une série d'enquêtes chimiques qui, bien que de peu d'importance en elles-mêmes, ont été le fondement de découvertes ultérieures.

Faraday a étudié les propriétés de divers alliages d'acier et, bien qu'il n'ait rien produit d'intérêt commercial à l'époque, il a ouvert la voie à des développements ultérieurs dans le domaine.

En 1820, Faraday fait l'une de ses premières découvertes importantes. Il a synthétisé pour la première fois des composés de carbone et de chlore en substituant le chlore à l'hydrogène dans l'éthylène. Il a ensuite entrepris l'étude de la relation entre l'électricité et le magnétisme et, en 1821, a produit le premier moteur électrique au monde, quoique primitif. La même année, il épouse Sarah Barnard, qui lui aurait été présentée par l'un de ses contacts à la City Philosophical Society.

Peu de temps après son mariage, des frictions ont commencé à se développer entre lui et Davy. Davy a affirmé que Faraday n'avait pas cité les contributions d'autres scientifiques dans les articles qu'il avait écrits. Faraday, quant à lui, était convaincu que son travail ne dépendait pas des réalisations antérieures des autres dans la mesure où elles devaient être citées.

En 1823, Faraday a réussi à liquéfier le chlore. En entendant le résultat, Davy a utilisé la même méthode pour liquéfier un autre gaz. C'était apparemment une autre cause de friction entre les deux hommes, que certains commentateurs ont attribuée à la jalousie de la part de Davy. D'autres, comme l'ami de Faraday et son collègue scientifique John Tyndall, insistent sur le fait que la jalousie n'a joué aucun rôle dans la controverse. Cependant, c'est au-dessus de l'objection de Davy que la même année, Faraday a été élu membre de la Royal Society. La relation semble s'être lissée ces dernières années, car Davy a soutenu la nomination de Faraday au poste de directeur du Laboratoire de la Royal Institution en 1825.

Plus tard dans les années 1820, Davy a mis Faraday sur un cours d'investigation des propriétés du verre optique, mais ces recherches n'ont été ni particulièrement fructueuses ni utiles, bien qu'elles aient trouvé une application dans la fabrication et l'amélioration d'instruments optiques. Davy est décédé en 1829, et sa mort a sans aucun doute libéré Faraday pour poursuivre les sujets qui l'intéressaient le plus.

Phénomènes électromagnétiques

Statue de Michael Faraday à Savoy Place, Londres
Sculpteur: John Henry Foley

Ce n'est cependant qu'en 1831 que Faraday reprend ses recherches sur les phénomènes électromagnétiques. Il a d'abord pu démontrer qu'un courant électrique pouvait être généré dans un conducteur en présence d'une force magnétique changeante. Il a ainsi inventé la dynamo, qui produit un courant électrique constant par action mécanique, à savoir la rotation d'un aimant en présence d'un conducteur électrique, ou vice versa.

À travers une série de recherches ultérieures, il a montré définitivement que les différents types de phénomènes électriques provenant de sources aussi diverses que l'action chimique et la génération électrostatique étaient les mêmes. Il a ensuite expérimenté l'électrochimie et a établi les lois de l'action électrolytique. Un courant électrique est capable de décomposer certains liquides, appelés électrolytes. L'eau, par exemple, se décompose en hydrogène et en oxygène sous l'action électrique, tandis que le sel de table commun, lorsqu'il est fondu et placé sous la même action de l'électricité, se décompose en ses éléments constitutifs, le sodium et le chlore.

Michael Faraday, détail du portrait de Thomas Phillips (1841-1842)3

Faraday a montré que la quantité de produits chimiques générés par l'électrolyse est proportionnelle à la quantité d'électricité qui traverse l'électrolyte, et que les produits eux-mêmes sont toujours dans la même proportion que les poids ou un multiple entier des poids de leurs atomes respectifs. Cela a ouvert la voie à la spéculation sur l'existence de l'électron, la particule fondamentale de la charge électrique négative.

Les recherches de Faraday sur le magnétisme ont donné des propriétés de la matière qu'il a définies comme paramagnétisme, lorsqu'un matériau utilisé comme noyau d'un électro-aimant augmentait la force magnétique, et diamagnétisme, lorsqu'un matériau utilisé de la même manière l'affaiblit.

La prise de conscience que la direction de la force magnétique autour d'un conducteur porteur de courant ou d'un aimant agit souvent dans des directions obliques par rapport à leur origine a conduit Faraday à penser que le centre de ses investigations devrait être le milieu qui transmet ces forces dans l'espace environnant. Aussi révolutionnaires que ces concepts semblaient à l'époque, ils constituaient le fondement de l'établissement de la théorie des champs, une extension mathématique des idées de Faraday.

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

En 1839, Faraday aurait subi une dépression nerveuse. En 1841, il tombe à nouveau malade et voyage avec sa femme en Suisse pour se rétablir. Certains soutiennent que ce sont des conditions qu'il avait souffert depuis sa jeunesse, mais elles sont devenues plus extrêmes ces dernières années. Malgré ces problèmes de santé, Faraday a continué à apporter des contributions majeures à la théorie de l'électricité et du magnétisme.

À la suggestion de William Thomson (Lord Kelvin), Faraday a expérimenté la lumière polarisée. Lorsque la lumière passe à travers certains cristaux, le rayon résultant peut être éteint en passant la lumière à travers un autre cristal du même type à un angle défini. L'interprétation de ce phénomène est que la lumière se propage dans un seul plan, et en la faisant passer à travers le cristal, il ne reste qu'une lumière propagée dans un plan, connue sous le nom de lumière polarisée. En 1845, Faraday a montré que grâce à une application appropriée d'un champ magnétique, le plan de polarisation d'un rayon de lumière peut être tourné. Ainsi a été démontré une relation entre la lumière et le magnétisme. Cette relation a été explorée plus avant dans un article de 1846, «Réflexions sur les vibrations des rayons», dans lequel Faraday a spéculé sur la nature électromagnétique de la lumière.

Les idées de Faraday, apparemment en contradiction avec d'autres théories en vigueur à l'époque, ont d'abord été combattues par la communauté scientifique. Mais ils ont été repris par un autre physicien, James Clerk Maxwell, dont la formulation mathématique des équations du champ électromagnétique prédit des vagues se déplaçant à la vitesse de la lumière. Ce triomphe monumental de la théorie électromagnétique a confirmé les idées de Faraday sur la lumière.

Pour Faraday, les années 1850 sont moins consacrées à la recherche qu'au travail administratif de la Royal Institution, à la préparation de la publication des éditions de son

Traits personnels

Signature de Michael Faraday

Faraday était juste d'esprit et défendrait ses actions s'il sentait qu'elles étaient du côté de la vérité. Il n'était pas du genre à renoncer à la controverse, bien qu'il gardait le plus souvent un tempérament modéré. Il avait l'habitude de porter un coussinet avec lui et d'écrire les éléments qui lui venaient à l'esprit, pensant que c'était une pratique très importante. Il a déploré, par exemple, que "des idées et des pensées surgissent dans mon esprit, qui sont irrévocablement perdues faute de le noter à l'époque".

Faraday était sans aucun doute équilibré dans sa constitution grâce à l'influence bénéfique de sa femme, bien que le couple n'ait jamais eu d'enfants. Son adhésion à la secte sandemanienne, qui enseignait les valeurs et la doctrine chrétiennes mais mettait l'accent sur l'amour plutôt que sur le jugement d'un créateur divin, était une source de force pour lui. Mais il a séparé sa foi de ses recherches scientifiques. "Je ne pense pas du tout qu'il soit nécessaire de lier l'étude des sciences naturelles et de la religion, et dans mes rapports avec mes semblables, ce qui est religieux et ce qui est philosophique, ont toujours été deux choses distinctes", Faraday dit dans une lettre à une connaissance.

Faraday a été sacrificiel dans la mesure où il a refusé de nombreuses opportunités de gagner de l'argent grâce à ses connaissances et à ses inventions, croyant que, des routes de la richesse et de la vérité, il devait s'appliquer à ce dernier au sacrifice du premier. Il aimait donner des conférences au grand public, et en particulier aux jeunes. Sa série de conférences, intitulée "L'histoire chimique d'une bougie", est parmi les plus célèbres de ces expositions scientifiques destinées au grand public.

Héritage

Le nom de Faraday est parsemé dans la littérature scientifique, dans des fragments qui ont été adoptés comme noms d'unités électriques, ou en utilisant son nom de famille pour faire référence à de nombreux phénomènes qu'il a découverts ou recherchés. Par exemple, le "farad" est une unité de capacité électrique, et la "constante de Faraday" est le facteur de conversion qui permet de convertir l'électricité statique, mesurée en coulombs, en un courant électrique équivalent produit par une cellule voltaïque et mesuré en ampères. La loi de Faraday sur l'induction électromagnétique, les lois de Faraday sur l'électrolyse et l'effet Faraday (rotation de la lumière polarisée dans un champ magnétique) font référence aux contributions les plus importantes et originales de ce scientifique dans les domaines de l'électricité et du magnétisme.

Les publications

  • Manipulation chimique, étant des instructions aux étudiants en chimie (1 vol., John Murray, 1er éd.1827, 2e 1830, 3e 1842)
  • Recherches expérimentales en électricité, vol. je. et ii., Richard et John Edward Taylor, vol. je. et ii. (1844 et 1847); vol. iii. (1844); vol. iii. Richard Taylor et William Francis (1855)
  • Recherches expérimentales en chimie et physique, Taylor et Francis (1859)
  • Un cours de six conférences sur l'histoire chimique d'une bougie (édité par W. Crookes) (Griffin, Bohn & Co., 1861)
  • Sur les différentes forces de la nature (édité par W. Crookes) (Chatto & Windus, 1873).
  • Un cours de 6 conférences sur les différentes forces de la matière et leurs relations entre elles. édité par William Crookes (1861)
  • Le sien Journal intime édité par T. Martin a été publié en huit volumes (1932-1936)

Voir également

Notes de bas de page

  1. ↑ Image de «Michael Faraday» - British Library Images Online. British Library. Récupéré le 21 juin 2007.
  2. ↑ NPG Ax7281; Michael Faraday. Galerie nationale de portraits. Récupéré le 21 juin 2007.
  3. ↑ NPG 269; Michael Faraday. Galerie nationale de portraits. Récupéré le 21 juin 2007.

Les références

  • Ames, Joseph Sweetman (éd.). La découverte des courants électriques induits vol. 2. Mémoires de Michael Faraday. New York, Cincinnati: American Book Company, 1900.
  • Gillispie, C. C. Dictionnaire de biographie scientifique. New York: Macmillan Pub Co., 1971. ISBN 978-0684101125
  • Boorse, Henry A. et Lloyd Motz (éd.). Le monde de l'atome. New York: Basic Books, 1966. ISBN 978-0465092512
  • Hamilton, James. Faraday: La vie. Londres: Harper Collins, 2002. ISBN 0007163762
  • Hamilton, James. Une vie de découverte: Michael Faraday, géant de la révolution scientifique. New York: Random House, 2004. ISBN 1400060168
  • Knight, David. Humphry Davy, Science et pouvoir. Cambridge University Press, 1998. ISBN 978-0521565394
  • Parker, Sybil P. (éd.). Dictionnaire des termes scientifiques et techniques McGraw-Hill. New York: McGraw Hill, 2002. ISBN 978-0070423138
  • Thomas, John Meurig. Michael Faraday et la Royal Institution: le génie de l'homme et du lieu. Bristol: Hilger, 1991. ISBN 0750301457
  • Thompson, Silvanus. Michael Faraday, sa vie et son œuvre. Londres: Cassell and Company, 1901. Réimprimé 2005. Whitefish, MT: Kessenger Publishing. ISBN 1417970367
  • Tyndall, John. Fragments de science: une série d'essais, d'adresses et de critiques. New York: D. Appleton, 1897. Réimprimé 2010. Nabu Press. ISBN 978-1177424363

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 2 octobre 2018.

  • Michael Faraday Biography Institute of Engineering and Technology
  • Faraday en tant que découvreur par John Tyndall - Project Gutenberg
  • Le caractère chrétien de Michael Faraday par Philip Eichmann, Ball State University
  • Œuvres de Michael Faraday. Projet Gutenberg

Voir la vidéo: How Michael Faraday Changed the World with a Magnet. Great Minds (Octobre 2020).

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