Michael Faraday
Michael Faraday (1791-1867) es uno de los científicos más influyentes de la historia.
Con su estudio del campo magnético alrededor de un conductor, por el que circula corriente continua, fijó las bases para el desarrollo del concepto de campo electromagnético.
Y además, estableció que el magnetismo podía afectar a los rayos de luz y que había una relación oculta entre ambos fenómenos.
Michael Faraday descubrió el principio de inducción electromagnética, el diamagnetismo, las leyes de la electrólisis e inventó un dispositivo de rotación electromagnética, precursor del actual motor eléctrico.
En el campo de la química, Michael Faraday descubrió el benceno, e investigó el clatrato de cloro.
También inventó un antecesor del mechero de Bunsen, de uso en laboratorios.
Y además, el sistema de números de oxidación, e incorporó términos como ánodo, cátodo, electrodo e ion.
Fue el primero en ostentar, hasta su muerte, el título de ” Fullerian Professor of Chemistry ” en la Royal Institution de Gran Bretaña.
Michael Faraday fue un extraordinario experimentador, que transmitía sus ideas en un lenguaje claro y simple.
Sin embargo, en matemáticas no abarcaba más allá de la trigonometría y el álgebra básica.
James Clerk Maxwell tomó el trabajo de Faraday y otros y lo resumió en un grupo de ecuaciones que representan las actuales teorías del fenómeno electromagnético.
El faradio es la unidad de capacidad eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades, denominado así en honor a Michael Faraday.
Michael Faraday primeros años
Sus padres y hermanos se trasladaron a Londres durante el invierno de 1791.
Michael Faraday nació en la aldea de Look Butt, en otoño de 1791, por aquel entonces, una zona suburbana del condado de Surrey.
Fue el tercero de los cuatro hermanos y no provenía de una familia rica.
De niño, fue sacado del colegio por su madre, pues sufría burlas y castigos por no pronunciar bien la “R”.
Faraday comenzó a estudiar por su cuenta, pero a pesar de no tener una formación rigurosa en ciertos campos de la ciencia, su creatividad e ingenio le condujeron a la fama.
A sus 14 años, trabajó como aprendiz de George Riebau, encuadernador y vendedor de libros.
Durante los 7 años que estuvo de aprendiz, tuvo tiempo para leer muchos libros, sobre todo de ciencias, que era lo que le gustaba.
Entre ellos, el libro de Isaac Watts, “The improvement of the mind“, el cual estudió con gran entusiasmo, los principios eléctricos.
Madurez
Con 20 años, en 1812, Michael Faraday comenzó a asistir a las conferencias del químico inglés Humphry Davy, de la Royal Society, y de John Tatum, fundador de la City Philosophical Society.
Faraday fue invitado por William Dance, a estas conferencias, que fue uno de los fundadores de la Royal Philharmonic Society.
De esas conferencias, Michael Faraday tomó tantas notas que escribió un libro de 300 páginas y se lo envió a Humphry Davy.
Humphry Davy, que durante un experimento con tricloruro de nitrógeno, se dañó la vista gravemente, contrató a Michael Faraday como su secretario.
Tras el despido de John Payne, como asistente de la Royal Institution, nombraron a Faraday para el puesto de asistente de química de la Royal Institution, el 1 de marzo de 1813.
En la sociedad inglesa de la época no consideraban a Michael Faraday como un caballero.
Y en el viaje que Humphry Davy emprendió por el continente europeo de 1813 a 1815, Michael Faraday que asistía como asistente científico, fue tratado como un sirviente y obligado a tareas de sirviente.
Pese a ello, lejos de abandonar, Michael Faraday sacó provecho del viaje, pues en él tuvo acceso a la élite científica Europea y a sus nuevas ideas.
Matrimonio
Michael Faraday se casó con Sarah Barnard (1800-1879) el 12 de junio de 1821.
No tuvieron hijos.
Se conocieron por sus familias en la iglesia Sandemaniana, fundada en Escocia en el año 1730 por John Glas.
Al mes de casarse confesaron su fe a esta congregación.
Michael Faraday fue un cristiano devoto.
Ya casado, sirvió como diácono, en la iglesia ubicada en Paul’s Alley, en Barbican Estate.
Y luego como presbítero, en Barnsbury Grove, Islington, en 1862, durante dos años tras los cuales dimitió.
Michael Faraday químico
El primer trabajo de Michael Faraday fue en el área de la química como asistente de Humphry Davy.
Le dedicó su estudio al cloro descubriendo dos nuevos compuestos de cloro y carbono.
Además condujo también los primeros y rudimentarios experimentos sobre la difusión de los gases, un fenómeno que ya habría sido identificado por John Dalton.
La importancia de este fenómeno físico fue revelada por Thomas Graham y Johann Josef Loschmidt.
Obtuvo su éxito al lograr licuar diversos gases.
Investigando la aleación del acero produjo nuevos tipos de vidrio destinados a la óptica.
Michael Faraday ubicó el vidrio en un campo magnético, descubriendo la rotación del plano de la polarización de la luz.
Uno de estos pesados cristales fue la primera sustancia que Faraday encontró que era repelida por los polos de un imán.
Michael Faraday inventó el predecesor del mechero de Bunsen, usado comúnmente en todos los laboratorios de ciencias del mundo como una buena fuente de calor.
Descubrió sustancias como el benceno y gases como el cloro.
La licuefacción de gases, ayudó a establecer que estos corresponden a vapores de líquidos con bajo punto de ebullición.
En 1920, Faraday sintetizó compuestos de cloro y carbono (hexacloroetano C2CL6 y tetracloroetileno C2CL4) publicando los resultados en 1921.
Michael Faraday es el responsable del descubrimiento de las leyes de la electrólisis al introducir términos como ánodo, cátodo, electrodo e ion, propuestos por William Whewell.
También fue el primero en descubrir lo que posteriormente serían llamadas nanopartículas metálicas.
En 1847, descubrió que las propiedades ópticas del coloide de oro, difieren de las del oro macizo.
Considerando esta observación cómo, posiblemente, la primera registrada sobre los efectos del tamaño cuántico y la nanociencia.
Electromagnetismo
Michael Faraday es el más conocido por su trabajo relacionado con la electricidad y el magnetismo.
Su primer experimento registrado fue la construcción de la pila voltaica.
Lo realizó con 7 monedas de medio penique, apiladas con discos revestidos en zinc y 6 trozos de papel humedecidos en agua salada.
Con este experimento se pudo descomponer el sulfato de magnesio.
En 1821, Davy y William Hyde Wollaston intentaron diseñar un motor eléctrico, pero no tuvieron éxito.
Después de discutir sobre el posible problema, Michael Faraday insistió y logró al fin construir dos dispositivos que producían una rotación electromagnética.
Uno de ellos conocido como motor homopolar producía un movimiento circular continuo ocasionado por la fuerza magnética circular en torno a un alambre sobre un recipiente con un imán sumergido en mercurio.
Estos experimentos e inventos formaron las bases de la tecnología electromagnética moderna.
Michael Faraday publicó sus trabajos sin presentarlos previamente a Davy o Wollaston.
Esto provocó una grave tensión en su relación con Davy, el cual pudo haber influido en la Royal Society para excluir a Faraday de la investigación electromagnética durante unos años.
Pese a ello, Michael Faraday continuó su trabajo de laboratorio, explorando las propiedades electromagnéticas de distintos materiales.
Desde 1824 a 1831 Michael Faraday pasó la mayor parte de su tiempo perfeccionando la fórmula de un cristal con ciertas cualidades ópticas.
El boro silicato de plomo, que utilizaría en sus posteriores experimentos que lo llevarían a relacionar el fenómeno electromagnético con la luz.
Óptica y electromagnetismo
En su tiempo libre continuó publicando sus trabajos experimentales en óptica y electromagnetismo.
En 1831, Michael Faraday inició una gran serie de experimentos que le llevarían a descubrir la inducción electromagnética.
El gran descubrimiento de Faraday, surgió cuando devanó dos solenoides de alambre alrededor de un aro de hierro.
Descubrió que cuando pasaba corriente por un solenoide, en el otro se inducía otra corriente.
Este fenómeno es conocido como inducción mutua.
En posteriores experimentos, observó que al pasar un imán por el interior de una espiral de alambre, provocaba una corriente eléctrica.
Y de igual forma, si lo que se movía era la espiral sobre el imán en reposo.
De ahí estableció que un campo magnético variable genera un campo eléctrico.
Esta relación fue modelada matemáticamente por James Clerk Maxwell como la Ley de Faraday.
La cual, se convertirá en una de las cuatro ecuaciones de Maxwell, que evolucionará como la teoría de campos.
Michael Faraday usará los principios descubiertos para construir la dinamo eléctrica, antecesora de los actuales generadores y motores eléctricos.
En 1832, realizó unos experimentos para estudiar la naturaleza de la electricidad.
Y concluyó que la electricidad es siempre la misma, pero que con unos valores variables en cantidad e intensidad (corriente y voltaje) producía diferentes fenómenos, como el magnetismo, la electrólisis o la atracción eléctrica.
Michael Faraday no vivió lo suficiente como para ver que la comunidad científica aceptó su proposición de que la fuerza electromagnética podía extenderse en el espacio vacío alrededor de un conductor.
Este modelo de líneas de flujo de Faraday, fue crucial para el correcto desarrollo de los dispositivos electromecánicos que dominaron la industria e ingeniería del siglo XIX.
Diamagnetismo
En 1845, Michael Faraday descubre que muchos materiales exhiben una débil repulsión frente a los campos magnéticos.
Este fenómeno fue llamado diamagnetismo.
Jaula de Faraday
En su trabajo con la electricidad estática, se demostró que la carga eléctrica se acumula solo en el exterior del conductor cargado, sin importar lo que hubiera en el interior.
Esto se debe a que las cargas se distribuyen en la superficie exterior de tal manera que los campos eléctricos internos se cancelan.
Este efecto de barrera es conocido como jaula de Faraday.
El efecto Faraday
Michael Faraday llevó a cabo este descubrimiento en 1845.
Consiste en la desviación del plano de polarización de la luz como efecto de un campo magnético, al atravesar un material transparente como el vidrio.
Fue el primer caso conocido de interacción entre magnetismo y luz.
Polarización de la luz
Descubrió también, que el plano de polarización de la luz linealmente polarizada podría rotarse debido a la aplicación de un campo magnético externo alineado con la dirección de propagación de la luz.
Este fenómeno es llamado el efecto Faraday.
En 1862, ya en sus últimos años de vida, Michael Faraday utilizó un espectroscopio para estudiar la alteración de las líneas espectrales en presencia de un campo magnético.
Este estudio de Faraday, le valdría al físico neerlandés Pieter Zeeman, para continuar donde no llegó Faraday y conseguir mostrar una determinación precisa del cambio espectral.
Lo cual le valdría para recibir el Premio Nobel de Física en 1902.
Sus últimos años
La Universidad de Oxford concedió a Michael Faraday el grado de Doctor Honoris of Civil Law, en 1832.
La Corona Británica le ofreció el título de Caballero, como reconocimiento por sus servicios a la ciencia.
Sin embargo, este título fue rechazado por motivos religiosos.
Fue elegido miembro extranjero de la Real Academia de las Ciencias de Suecia en 1838.
Y uno de los 8 miembros extranjeros elegidos por la Academia de Ciencias de Francia en 1844.
En 1848 se le concedió una casa de gracia y favor en Hampton Court, en Middlesex; libre de gastos y costes de mantenimiento donde se retiró a vivir en 1858.
Michael Faraday murió en su casa de Hampton Court el 25 de agosto de 1867 a la edad de 75 años.
Fue sepultado en la sección de disidentes del Cementerio de Highgate.
Michael Faraday es sin duda uno de los nombres más influyentes en el campo el electromagnetismo.