Michael Faraday biografia, experimentos e contribuições

Michael Faraday (Newington Butt, 22 de setembro de 1791 - Hampton Court, 25 de agosto de 1867) foi um físico e químico de origem britânica cujas principais contribuições são nas áreas de eletromagnetismo e eletroquímica. Entre suas contribuições para a ciência e, portanto, para a humanidade, podemos destacar seu trabalho em indução eletromagnética, diamagnetismo e eletrólise.

Devido às condições econômicas de sua família, Faraday recebeu pouca educação formal, de modo que, dos seus 14 anos, foi responsável por preencher essas lacunas ao fazer muitas leituras durante seu treinamento como encadernador.

Um dos livros que ligaram e que mais influenciaram o cientista foiA melhoria da mente (A melhoria da mente) por Isaac Watts.

Faraday foi um excelente experimentador e transmitiu suas descobertas em uma linguagem fácil de entender. Embora suas habilidades matemáticas não fossem as melhores, James Clerk Maxwell resumiu seu trabalho e o de outros em um grupo de equações.

Nas palavras do secretário Maxwell: "o uso das linhas de força mostra que Faraday foi realmente um grande matemático, de quem os matemáticos do futuro poderiam derivar métodos valiosos e férteis".

A unidade de capacidade elétrica do Sistema Internacional de Unidades (SI) é chamada Faradio (F) em sua homenagem.

Como químico, Faraday descobriu o benzeno, fez pesquisas sobre o clatrato de clorita, o sistema numérico de oxidação e criou o que seria conhecido como o antecessor do queimador de Bunsen. Além disso, ele popularizou os termos: ânodo, cátodo, elétron e íon.

Na área da física, suas pesquisas e experimentos foram voltadas para a eletricidade e o eletromagnetismo.

Seu estudo do campo magnético foi fundamental para o desenvolvimento do conceito de campo eletromagnético e sua invenção, denominada por ele mesmo como "Dispositivos de rotação eletromagnética", foram os precursores do atual motor elétrico.

Índice

• 1 biografia
  • 1.1 Aprofundamento do treinamento
  • 1.2 Relacionamento com Humphry Davy
  • 1.3 Viagem à Europa
  • 1.4 Dedicação à eletricidade
  • 1.5 Casamento
  • 1,6 anos de invenções
  • 1.7 Agradecimentos
  • 1,8 anos finais
  • 1,9 Morte
• 2 experimentos
  • 2.1 Lei de Faraday
  • 2.2 gaiola de Faraday
• 3 Principais contribuições
• 4 referências

Biografia

Michael Faraday nasceu em 22 de setembro de 1791, em um bairro chamado Newington Butt, localizado ao sul de Londres, na Inglaterra. Sua família não era rica, então sua educação formal não era muito ampla.

O pai de Michael foi nomeado James e praticante de uma doutrina do cristianismo. Por sua vez, sua mãe foi nomeada Margaret Hastwell e antes de se casar com James, ela trabalhava como empregada doméstica. Michael teve 3 irmãos e foi o penúltimo dos filhos do casal.

Quando Michael tinha quatorze anos, ele trabalhou junto com George Riebau, que era vendedor de livros e encadernador de livros. Michael permaneceu nesse trabalho por sete anos, época em que teve a oportunidade de abordar muito mais a leitura.

Neste momento ele começou a ser atraído por fenômenos científicos, especialmente aqueles relacionados à eletricidade.

Aprofundamento do treinamento

Aos 20 anos, em 1812, Michael começou a participar de várias conferências, quase sempre convidado por William Dance, um músico inglês que fundou a Royal Philharmonic Society.

Alguns dos oradores que Michael teve acesso foram John Tatum, um filósofo e cientista britânico, e Humphry Davy, um químico de origem inglesa.

Relacionamento com Humphry Davy

Michael Faraday era um homem muito metódico e escreveu notas muito específicas que ele enviou a Davy, juntamente com uma nota em que ele pediu um emprego.

Estas notas eram um livro de cerca de 300 páginas e gostavam muito de Davy. Este último sofreu um acidente no laboratório algum tempo depois, o que danificou seriamente sua visão.

Nesse contexto, Davy contratou Faraday como seu assistente. Na mesma época - 1º de março de 1813 - Faraday conseguiu ser assistente de química na Royal Institution.

Viagem para a Europa

Entre 1813 e 1815, Humphry Davy viajou por vários países da Europa. O criado que na época decidira não comparecer à viagem, foi Faraday quem teve que cumprir as tarefas do criado, mesmo quando seu papel era de ajudante químico.

Diz-se que a sociedade inglesa na época era altamente classista, razão pela qual Faraday era visto como um homem com características inferiores.

Até a esposa de Davy insistiu em tratar Faraday como um empregado, recusando-se a recebê-lo em sua carruagem ou para ele comer com eles.

Embora esta viagem significasse um momento muito ruim para Faraday como resultado do tratamento desfavorável que recebeu, ao mesmo tempo, implicava que ele poderia ter contato direto com os campos científicos e acadêmicos mais importantes da Europa.

Dedicação à eletricidade

Já em 1821, Michael Faraday dedicou-se completamente ao estudo da eletricidade, do magnetismo e das possibilidades de ambos os elementos.

Em 1825, Davy ficou seriamente doente, razão pela qual Faraday se tornou seu substituto no laboratório. Esta foi a época em que ele propôs várias de suas teorias.

Uma das mais relevantes foi a noção de que tanto a eletricidade quanto o magnetismo e a luz funcionavam como uma tríade de caráter unificado.

Nesse mesmo ano Faraday iniciou conversações na Royal Institution, chamadas Palestras de Natal da Royal Institution, que visavam especialmente as crianças e lidavam com os avanços científicos mais importantes da época, bem como sobre diferentes anedotas e histórias do campo da ciência.

A intenção dessas conversas era aproximar a ciência das crianças que não tiveram a oportunidade de estudar formalmente, assim como aconteceu com ele.

casamento

Em 1821, Faraday contraiu núpcias com Sarah Barnard. Suas famílias freqüentavam a mesma igreja e foi lá que se conheceram.

Faraday foi um homem muito religioso durante toda a sua vida e foi um seguidor da igreja Sandemaniana, que derivou da Igreja da Escócia. Ele participou ativamente de sua igreja, desde que se tornou diácono e até padre por dois anos seguidos.

Nenhuma criança nasceu do casamento entre Faraday e Barnard.

Anos de invenções

Os anos seguintes de Faraday estavam cheios de invenções e experimentos. Em 1823 ele descobriu o processo de liquefação do cloro (mudança do estado gasoso ou sólido para o estado líquido) e dois anos depois, em 1825, descobriu o mesmo processo, mas para o benzeno.

Em 1831, Faraday descobriu a indução eletromagnética, a partir da qual a chamada Lei de Faraday ou Lei da indução eletromagnética foi gerada. Um ano depois, em 1832, ele recebeu a nomeação honorária de Ddireito civil da Universidade de Oxford.

Quatro anos depois, Faraday descobriu um mecanismo que funcionava como uma caixa protetora de choque elétrico. Esta caixa foi chamada de gaiola de Faraday e mais tarde se tornou uma das invenções mais usadas, até hoje.

Em 1845, ele descobriu o efeito que reflete uma interação clara entre a luz e o magnetismo; este efeito foi chamado Efeito Faraday.

Agradecimentos

A monarquia da Inglaterra ofereceu Faraday a nomeação de senhor, a qual ele recusou várias vezes porque considerou que se opunha às suas crenças religiosas; Faraday associou esta nomeação à busca de reconhecimento e à vaidade.

A Royal Society também propôs que ele fosse seu presidente e Faraday rejeitou essa oferta, feita em duas ocasiões diferentes.

A Academia Real de Ciências da Suécia nomeou-o membro estrangeiro em 1838. Um ano depois, Faraday sofreu um colapso nervoso; Após um curto período, ele continuou com seus estudos.

Em 1844, a Academia de Ciências da França incorporou-a aos seus membros estrangeiros, que eram apenas 8 personalidades.

Anos finais

Em 1848 Michael Faraday obteve uma casa de graça e favor, que eram aquelas moradias que pertenciam ao estado inglês e foram oferecidas gratuitamente àquelas personalidades relevantes do país, com a intenção de agradecer pelos serviços prestados à nação.

Esta casa ficava em Middlesex, em Hampton Court, e Faraday morou lá depois de 1858. Foi naquela casa que ele morreu mais tarde.

Durante esses anos, o governo da Inglaterra entrou em contato com ele e pediu-lhe para apoiá-los no processo de desenvolvimento de armas químicas no âmbito da Guerra da Criméia, que ocorreu entre 1853 e 1856. Faraday recusou-se a esta oferta, desde que ele considerou antiético para participar nesse processo.

Morte

Michael Faraday morreu em 25 de agosto de 1867, quando tinha 75 anos de idade. Uma anedota curiosa deste momento é que ele foi oferecido um local de enterro na renomada Abadia de Westminster, um site que ele rejeitou.

No entanto, dentro desta igreja você pode encontrar uma placa que homenageia Faraday e está localizada perto do túmulo de Isaac Newton. Seu corpo está na área de dissidentes do cemitério de Highgate.

Experimentos

A vida de Michael Faraday estava cheia de invenções e experimentações. A seguir, detalharemos dois dos experimentos mais importantes que ele realizou e que foram transcendentes para a humanidade.

Lei de Faraday

Para demonstrar a chamada Lei de Faraday ou Lei da Indução Eletromagnética, Michael Faraday pegou um papelão na forma de um tubo ao qual ele enrolou um fio isolado; Desta forma ele formou uma bobina.

Posteriormente, ele pegou a bobina e conectou-a com um voltímetro para medir a força eletromotriz induzida enquanto fazia com que um ímã passasse pela bobina.

Como resultado deste experimento, Faraday determinou que um imã em repouso não é capaz de gerar força eletromotriz, embora esteja em repouso ele gera um campo magnético alto. Isso se reflete no fato de que, através da bobina, o fluxo não varia.

Na medida em que o ímã se aproxima da bobina, o fluxo magnético aumenta rapidamente até que o ímã esteja efetivamente dentro da bobina.Uma vez que o ímã tenha passado pela bobina, esse fluxo diminui.

Gaiola de Faraday

A gaiola de Faraday era a estrutura através da qual esse cientista conseguiu proteger elementos de choques elétricos.

Faraday realizou esse experimento em 1836, quando percebeu que o excesso de carga de um motorista afetava o que estava do lado de fora e não o que estava incluído no motorista.

Com a intenção de demonstrar isso, Faraday alinhou as paredes de uma sala com papel alumínio e gerou descargas de alta tensão através de um gerador eletrostático fora da sala.

Graças à verificação com um eletroscópio, Faraday pôde verificar que, efetivamente, não havia cargas elétricas de nenhum tipo dentro da sala.

Este princípio pode agora ser observado em cabos e scanners, e há outros objetos que, em si mesmos, agem como gaiolas de Faraday, como carros, elevadores ou até mesmo aviões.

Principais contribuições

Construção de dispositivos de "rotação eletromagnética"

Depois que o físico e químico dinamarquês Hans Christian Ørsted descobriu o fenômeno do eletromagnetismo, Humphry Davy e William Hyde Wollaston tentaram e falharam na tentativa de projetar um motor elétrico.

Faraday, depois de discutir com os dois cientistas sobre isso, conseguiu criar dois dispositivos que deram lugar a produzir o que ele chamou de "rotação eletromagnética".

Um desses dispositivos, hoje conhecido como "motor homopolar", gerava um movimento circular contínuo, que era produzido pela força magnética circulando em torno de um fio, que se estendia até um recipiente de mercúrio com um imã no interior. Ao fornecer corrente ao fio com uma bateria química, ele giraria em torno do imã.

Este experimento foi a base da teoria eletromagnética moderna. Tal era a emoção de Faraday após essa descoberta, que ele publicou os resultados sem consultá-lo com Wollaston ou Davy, o que resultou em uma controvérsia dentro da Royal Society e na designação de Faraday para outras atividades além do eletromagnetismo.

Liquefação e refrigeração de gás (1823)

Baseado na teoria de John Dalton, na qual ele afirmava que todos os gases poderiam ser levados a um estado líquido, Faraday demonstrou através de um experimento a veracidade dessa teoria, além de ter assumido as bases com as quais os modernos refrigeradores e freezers funcionam .

Através da liquefação ou liquefação (aumento da pressão e diminuição da temperatura do gás) de cloro e amônia em estado gasoso, Faraday conseguiu trazer para o estado líquido essas substâncias que foram consideradas como "estado permanente do gás".

Além disso, conseguiu devolver a amônia ao seu estado gasoso, observando que durante esse processo foi gerado um resfriamento.

Esta descoberta mostrou que uma bomba mecânica poderia transformar um gás em líquido à temperatura ambiente, produzir resfriamento quando ele retorna ao seu estado gasoso e ser comprimido novamente em líquido.

Descoberta do benzeno (1825)

Faraday descobriu a molécula de benzeno isolando-a e identificando-a a partir de um resíduo oleoso, derivado da produção de gás de iluminação, que ele denominou "Bicarburet de hidrogênio".

Assumindo esta descoberta uma conquista importante da química, devido às aplicações práticas do benzeno.

Descoberta da indução eletromagnética (1831)

A indução eletromagnética foi a grande descoberta de Faraday, que ele conseguiu conectando dois solenóides de fio ao redor das extremidades opostas de um anel de ferro.

Faraday conectou um solenóide a um galvanômetro e observou quando ele conectou e desconectou o outro da bateria.

Ao desconectar e conectar o solenóide, ele pôde observar que quando passou pela corrente através de um solenóide, outra corrente foi temporariamente induzida no outro.

A causa desta indução é devido à mudança do fluxo magnético que ocorreu ao desconectar e conectar a bateria.

Este experimento é agora conhecido como "indução mútua", que ocorre quando a mudança de corrente em um indutor induz uma tensão em outro indutor próximo. Esse é o mecanismo pelo qual os transformadores funcionam.

Leis de eletrólise (1834)

Michael Faraday também foi um dos principais responsáveis ​​pela criação da ciência da eletroquímica, a ciência responsável pela criação das baterias usadas atualmente pelos dispositivos móveis.

Enquanto realizava pesquisas sobre a natureza da eletricidade, Faraday formulou suas duas leis de eletrólise.

O primeiro deles afirma que a quantidade de substância depositada em cada eletrodo de uma célula eletrolítica é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que passa pela célula.

A segunda dessas leis declara que as quantidades de diferentes elementos depositados por uma determinada quantidade de eletricidade estão na proporção de seu peso químico equivalente.

O matemático James Clerk Maxwell modelou essas leis na seguinte equação:

Descoberta do efeito Faraday (1845)

Também conhecido como rotação de Faraday, este efeito é um fenómeno magneto-óptica, que é a interacção entre a luz e um campo magnético num meio.

O efeito de Faraday provoca a rotação de um plano de polarização, que é linearmente proporcional ao componente do campo magnético na direcção de propagação.

Faraday acreditava firmemente que a luz era um fenómeno electromagnética e, por conseguinte, deve ser afectado por forças electromagnéticas.

Portanto, após uma série de tentativas mal sucedidas, passo para tentar um pedaço de vidro sólida contendo vestígios de chumbo, o que fez em seus dias de fabricação de vidro.

Assim, observou-se que, quando um feixe de luz polarizada passada através do vidro na direcção de uma força magnética, a luz polarizada rodado em proporcional à força do ângulo do campo magnético.

Então ele tentou isso com diferentes sólidos, líquidos e gases para obter eletromagnetos mais fortes.

Descoberta do diamagnetismo (1845)

Faraday descobriu que todos os materiais exibem uma repulsa fraca em relação aos campos magnéticos, que ele chamou de diamagnetismo.

Isto é, eles criam um campo magnético induzido numa direcção oposta a um campo magnético aplicado externamente, sendo repelidos pelo campo magnético aplicado

Ele também descobriu que os materiais paramagnéticos se comportam de maneiras opostas, sendo atraídos por um campo magnético externo aplicado.

Faraday mostrou que essa propriedade (diamagnética ou paramagnética) está presente em todas as substâncias. O diamagnetismo induzido com ímãs extra fortes pode ser usado para produzir levitação.

Referências

1. Michael Faraday. (2017, 9 de junho). Obtido em en.wikipedia.org.
2. Michael Faraday. (2017, 8 de junho). Obtido em en.wikipedia.org.
3. Benzeno (2017, 6 de junho) Retirado de en.wikipedia.org.
4. Liquefação de gases. (2017, 7 de maio) Retirado de en.wikipedia.org.
5. Leis de eletrólise de Faraday. (2017, 4 de junho). Obtido em en.wikipedia.org.
6. Gaiola de Faraday. (2017, 8 de junho). Obtido em en.wikipedia.org.
7. Experiência de balde de gelo de Faraday. (2017, 3 de maio). Obtido em en.wikipedia.org.
8. Efeito de Faraday. (2017, 8 de junho). Obtido em en.wikipedia.org.
9. Efeito de Faraday. (2017, 10 de maio). Obtido em en.wikipedia.org.
10. Quem é Michael Faraday? Qual foi a sua descoberta nos campos da ciência? (2015, 6 de junho). Recuperado de quora.com
11. As 10 melhores contribuições de Michael Faraday para a ciência. (2016, 16 de dezembro). Retirado de learnodo-newtonic.com.