Michael Faraday

En aquest treball parlarem sobre el científic Michael Faraday. Explicarem què és el que va descobrir en diferents branques de la ciència, especialment en electricitat i magnetisme

Article escrit per Laia Vidal, Paula Reyes, Pau Soriano, Adrià Martínez, Judith Sánchez,Manel i Jordi Lozano, Kevin Arjona  i Raquel Gil. Introducció de David Llorca

Hi ha científics que passen a la història, no només pels seus descobriments sinó també per la manera que ho van fer. I Michael Faraday va ser un d'ells. Sense una formació matemàtica acurada i sense ser un científic nat, va ser capaç de descobrir que gràcies al magnetisme es pot produir electricitat després de 12 anys d'experiments constants i sense defallir. Però, a més, va veure més enllà dels altres a l'imaginar-se com interactuava el magnetisme, imaginant-se unes línies de força que van ser conegudes com a "Camp", terme que encara avui dia es fa servir a Física i que donava resposta a una de les incògnites que Newton no va poder contestar:la interacció a distància. Però no només va posar els fonaments de l'electromagnetisme modern que més tard desenvolupà Maxwell- Faraday també va ser conegut per infinitat de descobriments i invents que els companys de segon d'ESO us descriuen en aquest treball. 

1. La seva biografia

Michael Faraday va néixer el 22 de setembre de 1791 a Newington Butts i va morir el 25 d’agost de 1867 a Hampton Court, Surrey.Va ser un científic anglès i va destacar tant a l'àmbit de la física com de la química) on va contribuir especialment en els camps de l'electroquímica i l'electromagnetisme. El jove Michael Faraday va ser un autodidacta. Va començar a treballar als catorze anys com a aprenent del llibreter i enquadernador local de George Riebau i, durant els set anys que hi va romandre, va llegir molts llibres, incloent-hi El desenvolupament de la ment d'Isaac Watts, els principis i suggeriments del qual va posar en pràctica. En aquella època, a l'igual que ara, la Royal Institution i la Royal Society solien organitzar conferències científiques. Als 20 anys, Faraday va assistir a les classes de l'eminent químic anglès Humphry Davy, de , i a les de John Tatum, fundador de la City Philosophical Society on va quedar fascinat pel món de l'electricitat i dels darrers descobriments que s'aneven succeint. 

2. Els seus descobriments a l'àmbit de la química

L'obtenció del clor i la difusió dels gasos

El primer treball de Faraday en química fou com a ajudant de Humphry Davy. Faraday va fer un estudi especial sobre el clor, i va descobrir dos nous clorurs de carboni. També va fer el primer esbós d'experiment sobre la difusió dels gasos, un fenomen que havia estat plantejat per John Dalton, i la importància física del qual seria completament posada de manifest arran dels estudis de Thomas Graham i Joseph Loschmidt.

L'electròlisi

Aquest procés electroquímic consisteix en la separació de compostos gràcies a l'apliació de corrents elèctrics No només va descobrir les lleis que la regeixen sinó que va introduir termes tan habituals avui dia com ànode o càtode, anió i catió. 

El termes anió, catió, ànode i càtode els hi devem a Michael Faraday. Imatge de www.catquimica.cat

3. La seva contribució a l'electromagnetisme

Dotze anys més tard que Crhistian Oerested descobrís que els corrents elèctrics creaven magnetisme, Michael Faraday va demostrar que el magnetisme també creava electricitat. Al moure un imant per sobre una espira conductora es creava un corrent induït. Amb aquest descobriment, Michael Faraday ens obria la porta a la moderna societat depenent de l'energia elèctrica. Ens donava la clau de la generació d'electricitat.

La llei de Faraday, també coneguda com a llei de la inducció electromagnètica o llei de Faraday-Lenz, estableix que la força electromotriu (fem) induïda a una espira a l'espai que és igual a la taxa de canvi al llarg del temps del flux magnètic. En llenguatge més senzill, si movem un conductor, com un fil metàl·lic, al llarg d'un camp magnètic es produeix un voltatge.

Aquesta relació va ser modelitzada matemàticament per James Clerk Maxwell com a Llei de Faraday, que posteriorment esdevindria una de les quatre Equacions de Maxwell (descriuen completament els fenòmens electromagnètics).

4. El concepte de camp

Si donem una empenta a un cos el suficientment fort, aquest es desplaçarà. No hi ha dubte que la força es transmet a l'instant en un contacte. Però, com es transmeten les forces entre cossos que no estan en contacte? És instantània la transmissió? Newton, no va ser capaç de donar una explicació satisfactòria a la qüestió. 

La ment de Farady, incansable, va trobar una solució. Les fonts del magnetisme havien de crear una mena de pertorbació a l'espai. Aquesta pertorbació es manifestaria en forma de força quan algú hi col·loqués una font de prova. La pertorbació va rebre el nom de "Camp". S'havia establert la base de la teoria de camps. A partir d'ara ja podiem parlar de camp elèctric, magnètic, gravitatori. Haurien de passar molts anys abans no s'establís una teoria matemàtica de camps. Però el camí, ja estava començat.

A més a més, Faraday va imaginar les seves famoses línies de camp. Són línies imaginàries que ajuden a visualitzar com va variant la direcció del camp elèctric i magnètic al passar d’un punt a un altre de l’espai. En el cas del camp elèctric, les línies surten del les càrregues elèctriques positives i van a parar a les negatives. En el camp magnètic, al no existir monopols, les línies es tanquen sobre elles mateixes.

Les línies de camp els hi devem també a Faraday. Imatge de ioc.xtec.cat

5. Altres descobriments:

Efecte Faraday o rotació Faraday

És un fenomen magneto-òptic, és a dir, una interacció entre la llum i un camp magnètic en un medi, va ser la primera evidència experimental sobre que la llum i l'electromagnetisme estan relacionats.

Gàbia de Faraday

 És qualsevol recinte recobert de material conductor, o una malla o xarxa d'aquest material. La presència del material conductor provoca que el camp electromagnètic a l'interior del recinte sigui en equilibri, sigui nul, anul·lant l'efecte dels camps externs. 

Constant de Faraday

És la quantitat de càrrega elèctrica que hi ha en un mol d'electrons.

Lleis de Faraday de l’electròlisi

Expressen relacions quantitatives sobre la base de les investigacions electroquímiques (any 1834).

6. Conclusions:

Amb aquest treball hem volgut donar a conèixer les principals construccions de Faraday al món de la Ciència i com el treball de Faraday va ser constant i persistent per a intentar trobar respostes a les preguntes que ell mateix es qüestionava.