Biografía

Michael Faraday: un verdadero héroe científico detrás del electromagnetismo

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Sin el trabajo de Michael Faraday, no tendríamos Teslas o casi cualquier cosa mecánica moderna para el caso. El trabajo y la invención de Faraday en el ámbito de la electricidad cambiaron el mundo para siempre.

Faraday es el inventor de la electrólisis, globos, motores eléctricos, generadores, dínamos y más. Si no conocías el trabajo de Faraday, al menos podrías reconocerlo de la jaula que guarda su homónimo, la jaula de Faraday.

Fue un científico británico muy influyente que, en parte, convirtió la electricidad en algo que se podía aprovechar para trabajar. Fue un destacado químico y físico en su propio tiempo que creó un cuerpo sustancial de trabajo y experimentos que finalmente conducen a nuestra comprensión moderna del electromagnetismo.

Para comprender la magnitud del intelecto y el logro que fue Michael Faraday, echemos un vistazo a su vida y obra.

Por cierto, ¿sabías que Albert Einstein en realidad guardaba fotos de tres científicos en su oficina? Isaac Newton, James Clerk Maxwell y, sí, lo has adivinado, Michael Faraday.

Donde todo comenzó para Faraday

Michael Faraday nació el 22 de septiembre de 1791 en una familia relativamente pobre en el pueblo rural de Newington, Surrey. Newington se absorbería más tarde en el sur de Londres. Su padre era un herrero que se había mudado desde el norte de Inglaterra en busca de trabajo a principios de 1791.

Su madre era una humilde compatriota que apoyó emocionalmente a su familia durante su muy difícil educación. Michael era uno de los cuatro niños a los que a veces les costaba comer lo suficiente. Su padre a menudo estaba enfermo y no podía trabajar. Un suministro constante de alimentos no fue nada fácil para la familia Faraday.

Michael Faraday más tarde en su vida relataría cómo le dieron una barra de pan que tenía que durar toda una semana. ¡¿Y crees que lo tienes mal ?! Su familia pertenecía a una pequeña secta cristiana. Esta secta le brindó un apoyo espiritual y emocional sustancial a lo largo de su vida.

Cuando era niño, Faraday se aferró a la curiosidad para salir adelante, sin dejar nunca de lado su necesidad infantil de comprender por qué y su deseo de comprender más sobre la forma en que funcionan las cosas.Una historia que recuerda a muchos ingenieros.

Curiosamente, su educación inicial fue muy rudimentaria. Recibió solo lo básico, como aprender a leer, escribir y cifrar en la escuela dominical local. Su primera ocupación fue repartidor de periódicos para un librero y encuadernador local. A la edad de 14 años, incluso comenzó un aprendizaje con él, uno que seguiría durante los siguientes 7 años.

Sin embargo, Faraday era diferente de sus compañeros aprendices. Faraday se tomaría el tiempo para leer algunos de los libros que estaba encuadernando. Michael contaba que un artículo en particular sobre la electricidad en la tercera edición de la Enciclopedia Británica atraería particularmente su imaginación. También estuvo muy influenciado por el libroConversaciones sobre química por Jane Marcet.

El Sr. Faraday incluso comenzaría a experimentar a esta tierna edad. De hecho, construyó una pila voltaica débil a través de la cual realizaría experimentos caseros en electroquímica.

Y así fue, utilizando su educación relativamente humilde, Faraday se autoaprendió y se convertiría en uno de los científicos más grandes del mundo.

Cuando era mucho mayor, asistía regularmente a las conferencias de Sir Humphry Davy, un químico que aislaba varios elementos, como el potasio y el sodio.

Faraday se sentó absorto en todo el evento y tomó notas meticulosas.

De hecho, eran tan completos que incluso le envió a Davy un documento de 300 páginas para que sirviera de notas oficiales para las conferencias. También se tomó la libertad de acompañarlo con una carta solicitando empleo.

"No preguntes, no entiendas", respetamos al señor Faraday.

Davy quedó claramente impresionado, pero rechazó rápida y amablemente al joven Faraday, ya que actualmente no tenía puestos vacantes. Sin embargo, no se olvidó del joven. Tan pronto como uno de sus ayudantes fue despedido por pelear, rápidamente le ofreció el puesto a Michael.

Él, por supuesto, aprovechó la oportunidad y se encontró en la envidiable posición de ayudar y aprender Química de la mano de uno de los mejores profesionales del momento. A menudo se dice en broma de Davy que Faraday fue, en retrospectiva, su mayor descubrimiento.

Los primeros trabajos de Faraday en química

Faraday se unió a Davy en el laboratorio por primera vez en 1812 a la edad de 21 años. Esta fue una gran oportunidad para Faraday en sus inicios de carrera, ya que Davy era uno de los mejores químicos de su tiempo.

El primer proyecto en el que el dúo trabajó en conjunto fue interpretar la estructura molecular de diferentes sustancias químicas. Este trabajo temprano enseñó a Faraday mucho sobre el funcionamiento rudimentario de la electricidad.

En el momento en que Michael Faraday se unió al equipo de Davy, estaba en el proceso de cambiar el pensamiento actual en Química del día. Antoine-Laurent Lavoisier, el fundador de la química moderna, había completado sus reformas del conocimiento químico y había insistido en algunos principios básicos para los futuros químicos.

Entre ellos, aunque había muchos, estaba que el oxígeno era un elemento único. También dictó que era el único partidario de la combustión y, lo que es más importante aquí, era la base de todos los ácidos.

Davy había logrado aislar el sodio y el potasio, descubriéndolos de hecho, utilizando una poderosa corriente de una batería galvánica. La batería se utilizó para descomponer los óxidos de estos elementos, así como para descomponer el ácido clorhídrico muriático, que es uno de los ácidos más fuertes conocidos.

Este proceso provocó la liberación de hidrógeno y un extraño gas verde. Este gas verde parecía favorecer la combustión y producir ácido cuando se combina con agua.

Faraday trabajó con Davy hasta 1820, que en ese momento el propio Faraday se había convertido en uno de los químicos más importantes del mundo de la época.

Efectivamente, había aprendido todo lo que valía la pena aprender sobre Química en ese momento. Su labor con Davy le había proporcionado una gran experiencia en la realización de análisis químicos y técnicas de laboratorio. A todos los efectos, ahora era un experimentado experimentador.

Michael también había desarrollado sus propios puntos de vista teóricos hasta tal punto que ahora lo guiarían en su propio trabajo. Combinaría todo lo que había aprendido a lo largo de su tiempo con Davy y sorprendería al mundo científico con sus propios descubrimientos.

Michael Faraday partió por su cuenta y pronto se haría famoso entre sus compañeros. Se había ganado una reputación impecable como químico analítico y a menudo se encontraba llamado como testigo experto en juicios legales. También creó una clientela cuyo apoyo financiero ayudó a mantener la Royal Institution.

En 1820 hizo algunos descubrimientos notables, bueno para los químicos de todos modos. Logró crear los primeros compuestos conocidos de cloro y carbono C2CL6 y C2CL4. Los produjo sustituyendo cloro e hidrógeno en "gas olefiante", también conocido como etileno. Estas fueron las primeras reacciones de sustitución inducidas y luego desafiarían la teoría dominante de la combinación química propuesta por Jons Jacob Berzelius.

Se casó con una mujer llamada Sarah Barnard en 1821 y se instaló en la Royal Institution de Londres. Su enfoque principal allí era realizar experimentos e investigaciones en torno al magnetismo y la electricidad.

El enfoque de Faraday hacia la electricidad en ese momento era único para sus contrapartes. Visualizó la electricidad como una vibración en lugar de una especie de flujo, un concepto que le ayudaría a hacer descubrimientos en torno al electromagnetismo.

Su primer descubrimiento en la Royal Institution fue el de dispositivos que podían producir rotación electromagnética o movimiento circular a partir de las fuerzas magnéticas que rodean un cable.

En 1825, Michael estaba trabajando en la iluminación de gases y logró aislar y describir algo que luego se conocería como benceno. Por esta época también ayudó a sentar las bases de la metalurgia y la metalografía mientras realizaba investigaciones sobre las aleaciones de acero.

También trabajó en un encargo de la Royal Society of London para mejorar la calidad de las gafas y los telescopios. Logró producir un índice de refracción muy alto que más tarde, en 1845, lo ayudaría a descubrir el diamagnetismo.

El trabajo adicional de Faraday en electromagnetismo y electrólisis

Faraday continuó descubriendo la inducción electromagnética, el proceso de producir fuerzas electromotrices a través de los conductores debido a los campos magnéticos. Si eso te suena, es la forma en que funcionan los generadores y los motores eléctricos.

Hans Christian Ørsted había descubierto, en 1820, que el paso de una corriente eléctrica a través de un cable producía un campo magnético. André-Marie Ampére avanzó en sus hallazgos y demostró que la fuerza magnética también parecía ser una fuerza circular. Ampére demostró, en efecto, que el campo magnético parecía formar un cilindro alrededor del cable. Esta fue la primera vez que se propuso esto.

Faraday comprendió, casi intuitivamente, lo que esto implicaba. Señaló que si un poste pudiera aislarse, debería formar un movimiento circular constante alrededor del cable portador de corriente. Con esta hipótesis en mente, unida a su genio para la experimentación, decidió probarlo con su propio aparato.

Su dispositivo transformó la energía eléctrica en energía mecánica. Michael Faraday acababa de crear el primer motor eléctrico del mundo.

Faraday trabajó para desarrollar aún más sus ideas y conocimientos sobre el electromagnetismo, creando algo llamado anillo de inducción en 1831. Este dispositivo era esencialmente un transformador que generaba electricidad en un cable debido a las fuerzas magnéticas de otro cable.

Fue pionero en ese momento.

Michael pone en marcha sus ideas

Faraday no se detuvo allí, por supuesto. Comenzó a mirar el panorama general y a contemplar la naturaleza de la electricidad en general. A diferencia de la mayoría de sus contemporáneos en el campo en ese momento, Faraday estaba convencido de que la electricidad no era un fluido material que fluye a través de cables, como el agua en una tubería.

En cambio, insistió en que debía ser una vibración o fuerza que de alguna manera se moviera a través de los cables como resultado de las tensiones creadas en el conductor. Uno de sus primeros experimentos después de su motor fue hacer pasar un rayo de luz polarizada a través de una solución electroquímica en descomposición.

La idea era detectar las tensiones intermoleculares que había postulado que debían producirse en presencia de una corriente eléctrica. Continuaría volviendo a esta idea durante la década de 1820, pero lamentablemente, fue en vano.

A principios de la década de 1830, Michael Faraday intentó determinar cómo se producía una corriente inducida. Sobre la base de su experimento original con un electroimán, ahora probó un imán permanente en su lugar.

Su experimentación encontró que mover el imán dentro y fuera de una bobina de alambre en realidad inducía una corriente. Faraday también era consciente de que el campo magnético se hace visible mediante limaduras de hierro rociadas sobre un papel o una tarjeta que se coloca sobre el imán.

Él asoció que las "líneas de fuerza" que muestran las limaduras deben ser esas líneas de tensión en el medio, el aire, que había postulado previamente.

Pronto descubriría la ley que determina la producción de corrientes eléctricas por imanes. Es decir, la magnitud de una corriente dependía del número de líneas de fuerza cortadas por el conductor por unidad de tiempo.

Faraday rápidamente se basó en esto al darse cuenta de que podía producir una corriente continua girando un disco de cobre entre los polos de un imán. La corriente podría "extraerse" quitando los cables del borde y el centro del disco. Este fue, en efecto, el primer dínamo.

Este fue el antepasado directo de los motores eléctricos modernos, aunque el mismo principio pero al revés para hacer girar el disco.

Leyes de la electrólisis

Mientras continuaba investigando sobre la electricidad, se apoyó en gran medida en su experiencia como químico de renombre mundial. Realizó un extenso trabajo en el campo de la electroquímica, donde desarrolló la primera y segunda leyes de la electrólisis.

Estas leyes establecen que"la cantidad de cambios químicos producidos por una corriente en un límite electrodo-electrolito es proporcional a la cantidad de electricidad utilizada, y las cantidades de cambios químicos producidos por la misma cantidad de electricidad en diferentes sustancias son proporcionales a sus pesos equivalentes".

RELACIONADO: ¿CÓMO FUNCIONA UNA JAULA DE FARADAY?

Explicados de manera más simple, los flujos de electricidad se pueden utilizar para iniciar reacciones químicas. En términos prácticos, en forma de electrólisis, esto significa que la electricidad se puede utilizar para producir hidrógeno a partir de moléculas de agua, depositar compuestos metálicos sobre superficies (galvanoplastia) y extraer elementos metálicos puros de las soluciones.

Al igual que con muchos temas científicos, es mucho más fácil comprender la electrólisis a través de imágenes. Eche un vistazo al video rápido a continuación para comprender cómo funciona la electrólisis y la importancia de este descubrimiento de Faraday.

El trabajo de Faraday en el campo de la electrólisis sentó las bases de esta industria ahora esencial.

Licuefacción y refrigeración de gases

En 1823, Michael Faraday se basó en las ideas de John Dalton y probó sus ideas aplicando presión para licuar el gas de cloro y el gas de amoníaco por primera vez.

Su exitosa licuefacción de amoníaco fue de particular interés. Cuando dejó que el amoníaco se evaporara nuevamente, notó que causaba enfriamiento. Aunque este principio había sido mostrado públicamente por William Cullen en 1756, el trabajo de Faraday había demostrado que las bombas mecánicas podían usarse para convertir el gas en líquido a temperatura ambiente.

La belleza de este descubrimiento fue que el gas podía presurizarse y licuarse y dejarse evaporar y enfriar continuamente en un sistema cerrado. Toda la secuencia podía repetirse ad infinitum, siempre que el sistema estuviera sellado. Esta es la base de todos los refrigeradores y sistemas de bombas de calor con fuente de aire modernos.

Mechero Bunsen (más o menos)

Michael Faraday fue un gran inventor práctico que lo llevó a producir un precursor de uno de los equipos de laboratorio más icónicos, el Bunsen Burner. Combinó aire y gas antes de encenderlo, obviamente, para proporcionar una forma fácilmente accesible de alta temperatura.

Más tarde, Robert Wilhelm Bunsen desarrolló sus primeros trabajos para producir una pieza de equipo que muchos estudiantes de ciencias de todo el mundo recuerdan con cariño.

Jaula de Faraday

En 1836, Michael Faraday descubrió que cuando se carga un conductor eléctrico, toda la carga adicional se encuentra en el exterior. Por extensión, esto significaría que el cargo extra no "aparece" en el interior de una habitación o jaula de metal.

El mismo principio se puede utilizar en la ropa real, los llamados trajes de Faraday. Esta ropa tiene un forro metálico que mantiene al usuario a salvo de cualquier fuente eléctrica externa.

Las jaulas de Faraday también se utilizan para proteger equipos eléctricos sensibles y durante experimentos electroquímicos para evitar interferencias externas. También se utilizan para crear zonas muertas para las comunicaciones móviles en la actualidad.

Benceno

En 1825, Michael Faraday descubrió esta molécula "milagrosa" en el residuo aceitoso de la producción de gas para iluminación en Londres.

El benceno es una de las sustancias más importantes de la química. Solía ​​fabricar muchos materiales nuevos y ha ayudado a comprender la unión. El benceno en realidad se encuentra entre las 20 principales sustancias químicas, por volumen de producción, en los EE. UU.

Es un componente vital de muchos plásticos, resinas, nailon, cauchos, lubricantes, tintes, medicamentos, por nombrar solo algunos.

Diamagnetismo

Todos estamos familiarizados intuitivamente con el ferromagnetismo o con su imán común, pero Faraday descubrió, en 1845, que todas las sustancias son diamagnéticas. Por supuesto, existe una amplia variación en la fuerza de los fenómenos en la naturaleza.

El diamagnetismo es una dirección opuesta a un campo magnético aplicado. Si la sustancia en cuestión mostró un fuerte diamagnetismo, será fuertemente repelida por el polo norte de un imán.

Sorprendentemente, esto se puede usar para producir levitación en la mayoría de los materiales con un imán lo suficientemente fuerte. Incluso los seres vivos, como una rana, pueden "desafiar" la gravedad con un fuerte campo magnético.

Muerte y legado

Michael Faraday murió a la edad de 75 años el 25 de agosto de 1867. Le sobrevivió su esposa. La pareja no tuvo hijos. Faraday había sido un cristiano devoto toda su vida. También había mantenido fuertes conexiones con esa pequeña secta, los Sandemanianos, desde la infancia.

Debido a sus contribuciones a la ciencia, en vida, le habían ofrecido un lugar de entierro en la Abadía de Westminster junto con los reyes y reinas de Gran Bretaña, incluso Sir Isaac Newton. Rechazó esta oferta a favor de un entierro más modesto. Puedes encontrar su tumba en el cementerio de Highgate de Londres. Su esposa, Sarah, también está enterrada con él.

Se erigió una estatua en su honor en Savoy Place, Londres. Se encuentra fuera de la Institución de Ingeniería y Tecnología. Hay varias otras estatuas, escuelas, parques y otros monumentos dedicados al hombre que tanto contribuyó a la humanidad. También hay muchas calles que llevan su nombre en el Reino Unido y los EE. UU.

Él, por supuesto, recibió el máximo galardón al aparecer en el reverso del billete Serie E de £ 20 del Banco de Inglaterra. Michael también tiene un premio especial de la Royal Society of London que lleva su nombre por su "excelencia en la comunicación de la ciencia al público del Reino Unido".

La última palabra

Michael Faraday también escribió una serie de cartas y diarios en su tiempo, todos los cuales están ampliamente disponibles y se recomiendan a fondo para cualquier fan de Faraday.

Aunque provenía de una familia pobre, Michael Faraday trabajaría incansablemente para primero educarse a sí mismo. Luego dedicaría su vida a la búsqueda del conocimiento. Su tenacidad lo convertiría en uno de los científicos más importantes del mundo. Sus logros son aún más notables dados sus humildes comienzos en un mundo dominado por la clase privilegiada. Entre sus muchos grandes descubrimientos e invenciones, también ha sido inmortalizado como la unidad SI para capacitancia,fared o F.


Ver el vídeo: Michael Faraday (Mayo 2022).