Michael Faraday, que veio de uma família muito pobre, tornou-se um dos maiores cientistas da história. Sua realização foi notável em uma época em que a ciência era geralmente reservada a pessoas nascidas em famílias ricas. A unidade de capacitância elétrica é chamada de farad em sua homenagem, com o símbolo F.
Educação e Primeira Vida
Michael Faraday nasceu em 22 de setembro de 1791 em Londres, Inglaterra, REINO UNIDO. Ele era o terceiro filho de James e Margaret Faraday. Seu pai era um ferreiro que sofria de problemas de saúde. Antes do casamento, sua mãe era uma serva. A família vivia em um grau de pobreza.
Michael Faraday frequentou uma escola local até os 13 anos, onde recebeu uma educação básica. Para ganhar dinheiro para a família, ele começou a trabalhar como entregador em uma livraria. Ele trabalhou duro e impressionou seu empregador. Depois de um ano, ele foi promovido a aprendiz de encadernador.
Encadernação e descoberta da ciência
Michael Faraday estava ansioso para aprender mais sobre o mundo – ele não se limitou a encadernar os livros da loja. Depois de trabalhar duro todos os dias, ele passava seu tempo livre lendo os livros que encadernou.
Gradualmente, ele descobriu que estava lendo mais e mais sobre ciências. Dois livros em particular o cativaram:
- The Encyclopedia Britannica – sua fonte de conhecimento elétrico e muito mais
- Conversations on Chemistry – 600 páginas de química para pessoas comuns, escrita por Jane Marcet
Ele ficou tão fascinado que começou a gastar parte de seu parco salário em produtos químicos e aparelhos para confirmar a verdade do que estava lendo.
À medida que aprendia mais sobre ciência, ele soube que o conhecido cientista John Tatum faria uma série de palestras públicas sobre filosofia natural (física). Para assistir às palestras, a taxa seria de um xelim – muito para Michael Faraday. Seu irmão mais velho, um ferreiro, impressionado com a crescente devoção de seu irmão à ciência, deu-lhe o xelim de que precisava.
Vale a pena dizer que os paralelos nas vidas de Michael Faraday e Joseph Henry são impressionantes. Ambos nasceram na pobreza; teve pais que muitas vezes não podiam trabalhar por causa de problemas de saúde; tornaram-se aprendizes; foram inspirados a se tornarem cientistas lendo livros específicos; eram devotamente religiosos; tornaram-se assistentes de laboratório; suas maiores contribuições foram feitas na mesma era científica no campo da ciência elétrica; e ambos têm uma unidade SI nomeada em sua homenagem.
Introdução a Humphry Davy e mais ciência
A educação de Faraday deu mais um passo para cima quando William Dance, um cliente da livraria, perguntou se ele gostaria de ingressos para ouvir uma palestra de Sir Humphry Davy na Royal Institution.
Sir Humphry Davy era um dos cientistas mais famosos do mundo. Faraday aproveitou a chance e assistiu a quatro palestras sobre um dos mais novos problemas da química – definir a acidez. Ele assistiu Davy realizar experimentos nas palestras.
Este era o mundo em que ele queria viver, disse a si mesmo. Ele fez anotações e, em seguida, fez tantos acréscimos às anotações que produziu um livro manuscrito de 300 páginas, que encadernou e enviou a Davy como um tributo.
Um desenho de 1802 por James Gillray de outra palestra científica emocionante na Royal Institution! Humphry Davy é o homem de cabelos escuros que segura o saco de gasolina.
Nessa época, Faraday havia iniciado experimentos mais sofisticados nos fundos da livraria, construindo uma bateria elétrica usando moedas de cobre e discos de zinco separados por papel úmido e salgado. Ele usou sua bateria para decompor produtos químicos como o sulfato de magnésio. Este foi o tipo de química que Humphry Davy foi pioneiro.
Em outubro de 1812, o aprendizado de Faraday terminou e ele começou a trabalhar como encadernador de livros com um novo empregador, a quem achou desagradável.
Outros ‘Infortúnios ajudam Faraday
E então houve um acidente feliz (para Faraday). Sir Humphry Davy foi ferido em uma explosão quando um experimento deu errado: isso afetou temporariamente sua habilidade de escrever. Faraday conseguiu trabalho por alguns dias fazendo anotações para Davy, que ficara impressionado com o livro que Faraday lhe enviara. Afinal, havia algumas vantagens em ser encadernador!
Quando seu curto período como anotador de Davy terminou, Faraday enviou uma nota para Davy, perguntando se ele poderia ser contratado como seu assistente. Logo depois disso, um dos assistentes de laboratório de Davy foi demitido por má conduta, e Davy enviou uma mensagem para Faraday perguntando se ele gostaria do trabalho de assistente químico.
Ele gostaria do trabalho? Trabalhar na Royal Institution, com um dos cientistas mais famosos do mundo? Só poderia haver uma resposta!
A vida de Faraday no contexto
A vida de Faraday e as vidas de cientistas relacionados e matemáticos.
A carreira de Michael Faraday na Royal Institution
Faraday começou a trabalhar na Royal Institution da Grã-Bretanha aos 21 anos em 1º de março de 1813.
Seu salário era bom e ele ganhou um quarto no sótão da Royal Institution para morar. Ele estava muito feliz com a maneira como as coisas tinham acontecido.
Ele estava destinado a ser associado ao Royal Institution por 54 anos, terminando como professor de química. Seu primeiro trabalho foi como assistente químico, preparando aparelhos para experimentos e palestras. Isso envolvia trabalhar com tricloreto de nitrogênio, o explosivo que já havia ferido Davy. O próprio Faraday ficou inconsciente brevemente por outra explosão de cloreto de nitrogênio e, em seguida, Davy foi ferido novamente, finalmente encerrando o trabalho com aquela substância em particular.
Depois de apenas sete meses na Royal Institution, Davy levou Faraday como sua secretária em uma viagem pela Europa que durou 18 meses.
Faraday conheceu muitos dos maiores cientistas da Europa, incluindo Alessandro Volta, na foto acima.
Durante esse tempo Faraday conheceu grandes cientistas como André-Marie Ampère em Paris e Alessandro Volta em Milão. De certa forma, a turnê funcionou como uma educação universitária e Faraday aprendeu muito com ela.
Ele estava, no entanto, infeliz durante grande parte da viagem, porque além de seu trabalho científico e de secretariado, ele era obrigado a ser um servo pessoal de Davy e da esposa de Davy, o que ele não gostava. A esposa de Davy se recusou a tratar Faraday como um igual, porque ele vinha de uma família de classe baixa.
De volta a Londres, porém, as coisas começaram a melhorar novamente. A Royal Institution renovou o contrato de Faraday e aumentou seu salário. Davy até começou a reconhecê-lo em trabalhos acadêmicos:
“Em dívida com o Sr. Michael Faraday por sua ajuda competente.”
Em 1816, aos 24 anos, Faraday deu sua primeira palestra sobre as propriedades da matéria para a City Philosophical Society. E publicou seu primeiro artigo acadêmico, discutindo sua análise do cálcio hidróxido, no Quarterly Journal of Science.
Em 1821, aos 29 anos, foi promovido a Superintendente de Casa e Laboratório da Royal Institution. Ele também se casou com Sarah Barnard. Ele e sua noiva moravam em quartos na Royal Institution durante a maior parte dos 46 anos seguintes: não mais em quartos do sótão, eles viveram em uma suíte confortável em que o próprio Humphry Davy já morou.
Em 1824, aos 32 anos, ele foi eleito para o Royal Society. Este foi o reconhecimento de que ele havia se tornado um cientista notável por seus próprios méritos.
Em 1825, aos 33 anos, ele se tornou Diretor do Laboratório da Royal Institution.
Em 18 33, aos 41 anos, ele se tornou Professor Fullerian de Química na Royal Institution of Great Britain. Ele ocupou este cargo pelo resto de sua vida.
Em 1848, aos 54 anos, e novamente em 1858, ele foi oferecido a Presidência da Royal Society, mas ele recusou.
Realizações científicas e descobertas de Michael Faraday
Seria fácil preencher um livro com detalhes de todas as descobertas de Faraday – tanto na química quanto na física. Não é por acaso que Albert Einstein costumava manter fotos de três cientistas em seu escritório: Isaac Newton, James Clerk Maxwell e Michael Faraday.
Curiosamente, embora na vida de Faraday as pessoas tivessem começado a usar a palavra físico, Faraday não gostou da palavra e sempre se descreveu como um filósofo.
Ele era um homem dedicado à descoberta por meio experimentação, e ele era famoso por nunca desistir de idéias que vinham de sua intuição científica.
Se ele pensasse que uma ideia era boa, ele continuaria experimentando através de várias falhas até obter o que esperava; ou até que ele finalmente decidiu que a Mãe Natureza mostrou que sua intuição estava errada – mas no caso de Faraday, isso era raro.
Aqui estão algumas de suas descobertas mais notáveis:
1821: Descoberta da rotação eletromagnética
Este é um vislumbre do que viria a se desenvolver no motor elétrico, com base na descoberta de Hans Christian Oersted de que um fio que transporta corrente elétrica tem propriedades magnéticas.
Aparelho de rotação eletromagnética de Faraday. A eletricidade flui pelos fios. O líquido nos copos é mercúrio, um bom condutor de eletricidade. No copo à direita, o fio de metal gira continuamente em torno do ímã central enquanto a corrente elétrica estiver fluindo através do circuito.
1823: Liquefação e refrigeração de gás
Em 1802, John Dalton havia declarado sua crença de que todos os gases poderiam ser liquefeitos pelo uso de baixas temperaturas e / ou altas pressões.Faraday forneceu evidências concretas da crença de Dalton quando usou altas pressões para produzir as primeiras amostras líquidas de cloro e amônia.
Mostrar que a amônia pode ser liquefeita sob pressão e, em seguida, evaporada para causar resfriamento, leva à refrigeração comercial.
A liquefação da amônia foi de maior interesse, porque Faraday observou que quando permitiu que a amônia evaporasse novamente, causou resfriamento.
O princípio de resfriamento por evaporação artificial foi demonstrado publicamente por William Cullen em Edimburgo em 1756. Cullen usou uma bomba para reduzir a pressão acima de um frasco de éter, fazendo com que o éter evapore rapidamente. A evaporação causou resfriamento, e gelo se formou na parte externa do frasco quando a umidade do ar entrou em contato com ele.
A importância da descoberta de Faraday foi que ele mostrou que as bombas mecânicas podem transformar um gás à temperatura ambiente em um líquido. O líquido poderia então ser evaporado, resfriando seus arredores e o gás resultante poderia ser coletado e comprimido por uma bomba em um líquido novamente, então todo o ciclo poderia ser repetido. Essa é a base de como os refrigeradores e freezers modernos funcionam.
Em 1862, Ferdinand Carré demonstrou a primeira máquina comercial de fazer gelo do mundo na Exposição Universal de Londres. A máquina usava amônia como refrigerante e produzia gelo a uma taxa de 200 kg por hora.
1825: Descoberta do benzeno
Historicamente, o benzeno é uma das substâncias mais importantes na química , ambos no sentido prático – ou seja, fazer novos materiais; e em um sentido teórico – ou seja, compreender a ligação química. Michael Faraday descobriu benzeno no resíduo oleoso deixado para trás na produção de gás para iluminação em Londres.
A modelo de uma molécula de benzeno.
1831: Descoberta da indução eletromagnética
Esta foi uma descoberta extremamente importante para o futuro da ciência e da tecnologia. Faraday descobriu que um campo magnético variável faz com que a eletricidade flua em um circuito elétrico.
Mover o ímã faz com que uma corrente flua. Você precisa de um amperímetro sensível para observar a minúscula corrente causada por um pequeno ímã. Quanto mais forte for o ímã, maior será a corrente. Empurrar uma barra de ímã em uma bobina de fio pode gerar uma corrente maior.
Por exemplo, mover um ímã em forma de ferradura sobre um fio produz uma corrente elétrica, porque o movimento do ímã causa um campo magnético variável.
Anteriormente, as pessoas só podiam produzir corrente elétrica com uma bateria. Agora Faraday tinha mostrado que o movimento pode ser transformado em eletricidade – ou em uma linguagem mais científica, a energia cinética pode ser convertida em energia elétrica.
A maior parte da energia em nossas casas hoje é produzida usando este princípio. A rotação (energia cinética) é convertida em eletricidade por indução eletromagnética. A rotação pode ser produzida por vapor de alta pressão de turbinas giratórias de carvão, gás ou energia nuclear; ou por usinas hidrelétricas; ou por turbinas eólicas, por exemplo.
1834: As Leis da Eletrólise de Faraday
Faraday foi um dos principais atores na fundação da nova ciência da eletroquímica, que estuda eventos em as interfaces de eletrodos com substâncias iônicas. A eletroquímica é a ciência que produziu as baterias de íon de lítio e as baterias de hidreto de metal, capazes de alimentar a tecnologia móvel moderna. As leis de Faraday são vitais para a nossa compreensão das baterias e reações do eletrodo.
1836: Invenção da gaiola de Faraday
Faraday descobriu que quando qualquer condutor elétrico fica carregado, toda a carga extra permanece a parte externa do condutor. Isso significa que a taxa extra não aparece no interior de uma sala ou gaiola de metal.
A imagem no topo desta página mostra um homem vestindo um Traje Faraday, que tem um forro metálico, mantendo-o protegido da eletricidade fora de seu traje.
Além de oferecer proteção para as pessoas, experimentos elétricos ou eletroquímicos sensíveis podem ser colocados dentro de uma gaiola de Faraday para evitar a interferência de atividades elétricas externas.
As gaiolas de Faraday também podem criar zonas mortas para comunicações móveis.
Aqui, a carroceria de metal de um carro funciona como uma gaiola de Faraday, protegendo os ocupantes da descarga elétrica .
1845: Descoberta do Efeito Faraday – um efeito magneto-óptico
Este foi outro experimento vital na história da ciência, o primeiro a ligar eletromagnetismo e luz – um link finalmente descrito totalmente pelas equações de James Clerk Maxwell em 1864, que estabeleceram que a luz é uma onda eletromagnética.
Faraday descobriu que um campo magnético faz com que o plano de polarização da luz gire.
… quando os pólos magnéticos contrários estavam do mesmo lado, houve um efeito produzido no raio polarizado, e assim a força magnética e a luz foram provadas têm relação entre si…
Faraday é, e deve sempre ser, o pai dessa ciência ampliada do eletromagnetismo.
1845: Descoberta do diamagnetismo como uma propriedade de toda a matéria
A maioria das pessoas está familiarizada com ferromagnetismo – o tipo mostrado por ímãs normais.
A rã é ligeiramente diamagnética. O diamagnetismo se opõe a um campo magnético – neste caso, um campo magnético muito forte – e a rã flutua por causa da repulsão magnética. Imagem de Lijnis Nelemans, High Field Magnet Laboratory, Radboud University Nijmegen.
Faraday descobriu que todas as substâncias são diamagnéticas – a maioria é fracamente, algumas são fortemente.
O diamagnetismo se opõe à direção de uma aplicação campo magnético.
Por exemplo, se você segurasse o pólo norte de um ímã próximo a uma substância fortemente diamagnética, essa substância seria empurrada pelo ímã.
Diamagnetismo em materiais, induzido por substâncias muito fortes ímãs modernos, podem ser usados para produzir levitação. Mesmo os seres vivos, como sapos, são diamagnéticos – e podem levitar em um forte campo magnético.
The End
Michael Faraday morreu aos 75 anos em 25 de agosto de 1867 em Londres. Ele deixou sua esposa Sarah. Eles não tinham filhos. Ele tinha sido um cristão devoto durante toda a sua vida, pertencente a um pequeno ramo da religião chamado Sandemanians.
Durante sua vida, ele foi enterrado na Abadia de Westminster junto com reis e rainhas da Grã-Bretanha e cientistas da estatura de Isaac Newton. Ele recusou, em favor de um lugar de descanso mais modesto. Seu túmulo, onde Sarah também está enterrada, ainda pode ser visto no cemitério de Highgate em Londres.
A natureza é nosso amigo mais gentil e melhor crítico na ciência experimental se permitirmos que suas sugestões caiam imparciais em nossas mentes.
Quanto mais estudamos o trabalho de Faraday com da perspectiva do tempo, mais ficamos impressionados com seu gênio incomparável como experimentador e filósofo natural. Quando consideramos a magnitude e extensão de suas descobertas e sua influência no progresso da ciência e da indústria, não há nenhuma honra grande demais para prestar à memória de Michael Faraday – um dos maiores descobridores científicos de todos os tempos.
… relembrando os dois títulos do básico de Faraday trabalho: “Magnetização da luz”, “Iluminação das linhas de força.”
Parecem-nos quase profecias, porque agora vimos que a luz pode de facto ser magnetizada e … na própria natureza, nas luzes do norte, um exemplo de iluminação das linhas magnéticas de força da Terra por os elétrons escapando do sol.
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"Michael Faraday." Famous Scientists. famousscientists.org. 24 Nov. 2014. Web. <www.famousscientists.org/michael-faraday/>.
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Leitura adicional
Alfred Marshall Mayer
Henry e Faraday
Popular Science Monthly, Volume 18, novembro de 1880
