Michael Faraday was een Britse wetenschapper die leefde van 22 september 1791 tot 25 augustus 1867. Faraday blijft beroemd om de ontdekkingen in elektromagnetisme en elektrochemie. Vanwege zijn ontdekkingen wordt hij vaak de vader van de elektriciteit genoemd. De uitvindingen van Michael Faraday hebben uiteindelijk de wereld veranderd en hebben geleid tot veel technologieën die tegenwoordig worden gebruikt.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Michael Faraday was een productieve scheikundige en natuurkundige die in de 19e eeuw in Groot-Brittannië werkte. Faraday heeft veel items en methoden uitgevonden of ontwikkeld, waaronder de elektromotor, transformator, generator, kooi van Faraday en vele andere prestaties.
Waarom is Michael Faraday de vader van elektriciteit?
Vanwege zijn werk wordt Michael Faraday de vader van elektriciteit genoemd. Velen beschouwen hem ook als de vader van het elektromagnetisme. Dit komt omdat Faraday elektromagnetische inductie ontdekte en een manier vond om magnetische kracht om te zetten in elektrische kracht. Het werk van Faraday zou anderen blijven inspireren om in zijn voetsporen te treden en de wereld voor altijd te veranderen.
Waar deed Michael Faraday zijn werk?
Michael Faraday was een grondige en nieuwsgierige onderzoeker die uit een bescheiden begin voortkwam. Zijn vader was een smid en Michael had veel broers en zussen. Dit betekende dat zijn initiële opleiding alledaags was. Zijn werk op 14-jarige leeftijd onder een boekhandelaar en boekbinder stelde hem bloot aan veel boeken en stelde hem in staat zichzelf over veel onderwerpen te onderwijzen. Hij raakte gefascineerd door elektriciteit, magnetisme en chemie.
In feite was het eerste bekende experiment van Faraday een scheikundig experiment waarin hij magnesiumsulfaat ontleedde. Hij werkte ook aan het verbeteren van staallegeringen. In 1823 maakte Faraday voor het eerst chloorgas vloeibaar. In 1825 ontdekte hij bicarburet van waterstof, nu bekend als benzeen.
Faraday had grote bewondering voor het werk van scheikundige Humphry Davy aan het Royal Institution of Great Britain in Londen, Engeland. De Royal Institution diende als middel om het onderwijs in Groot-Brittannië te bevorderen. Faraday nam uitgebreide aantekeningen van Davy's lezingen op en bood die aan Davy aan. Davy was zo onder de indruk dat hij uiteindelijk Faraday toestond om met hem te studeren. Aanvankelijk werkte Faraday aan rudimentaire laboratoriumtaken. Davy en zijn vrouw namen Faraday mee op een rondreis door Europa, waar Faraday kennis kon maken met wetenschappelijke beroemdheden. Dit opende Faraday tot nieuwe connecties en inspireerde zijn werken.
Faraday deed verschillende belangrijke ontdekkingen toen hij als chemicus voor de instelling werkte. Hij werkte ook aan optische glazen en legeringen. Faraday voerde daar de meeste van zijn experimenten uit, waar hij zelf een prominente docent werd. Faraday schreef nauwgezette aantekeningen waarin hij zijn experimenten tot in detail beschreef. Deze aantekeningen kunnen vandaag de dag worden gelezen en begrepen vanwege de vaardigheid die hij in zowel zijn werk als zijn schrijven heeft gelegd. Een ding om te beseffen is dat Faraday niet bedreven was in wiskunde, wat zijn ontdekkingen en uitvindingen des te opmerkelijker maakt. Er zou James Clark Maxwell, een theoretisch natuurkundige en wiskundige, nodig zijn om in de voetsporen van Faraday te treden en voort te bouwen op het werk van Faraday. Maxwell gebruikte wiskunde om de ontdekkingen van Faraday te testen en te bewijzen, waarbij hij het elektromagnetisme volledig uitwerkte.
Hoewel Faraday niet op de hoogte was van atomaire deeltjes die decennia later zouden worden ontdekt, maakte hij wel enkele intrigerende aantekeningen. Hij speculeerde over het gedrag van metalen die geïnduceerde elektrische stroom dragen. Hij ging zelfs zo ver dat hij postuleerde dat er materiedeeltjes in elektrische opstellingen zouden kunnen zijn die zouden kunnen bewegen. Kortom, hij beschreef elektronen zonder het te beseffen!
Wat heeft Michael Faraday uitgevonden?
Faraday deed een aantal wetenschappelijke ontdekkingen die in de loop van de tijd leidden tot zowel zijn eigen uitvindingen als vele andere technologische innovaties. De uitvindingen van Michael Faraday omvatten de transformator, de elektromotor en de elektrische dynamo of generator. Zijn ontdekkingen variëren van chemisch tot fysisch tot elektromagnetisch in reikwijdte en onderwerp.
Toen Faraday 20 jaar oud was, ontdekte hij elektrolyse. Hij deed dit door componenten van magnesiumsulfaatoplossing te scheiden met behulp van eenvoudige onderdelen zoals zink- en koperschijven en een elektrische batterij. Hieruit heeft Faraday de twee wetten van elektrolyse vastgesteld. De eerste wet houdt in dat voor een bepaalde oplossing de hoeveelheid materie die op elektroden wordt afgezet recht evenredig is met de hoeveelheid elektriciteit die in oplossing gaat. Ionen die lading door een oplossing voeren, moeten daarom een goed gedefinieerde lading hebben. Bovendien zijn de hoeveelheden elektrisch afgezette of opgeloste stoffen evenredig met hun chemische gewicht. Hoe hoger de valentie van ionen, hoe hoger de lading moet zijn.
Terwijl Hans Christian Oersted had ontdekt dat elektrische stroom kon worden omgezet in magnetische kracht, was het Faraday die bewees dat elektriciteit uit magnetisme kon worden geproduceerd. Al in 1821 produceerde Faraday een apparaat gemaakt van een magneet met een chemische batterij en een draad, die rond de magneet draaide. Hij beschreef dit als het gebruik van zowel elektriciteit als magnetisme om beweging te creëren, voortbouwend op Oersteds ontdekkingen. Dit was de allereerste vorm van een elektromotor.
Faraday maakte ook de eerste transformator. In 1831 ontdekte Faraday voor het eerst elektromagnetische inductie. Dit beschrijft een elektrische stroom die kan worden geïnduceerd om door een geleider met een veranderend magnetisch veld te stromen. Faraday deed dit door een zogenaamde inductiering te maken, die bestond uit een niet-gemagnetiseerde ijzeren ring met twee draadspoelen aan weerszijden ervan. Hij verbond een spoel met een batterij en een andere spoel met een galvanometer en zette het apparaat aan. Hierdoor ging de naald op de galvanometer draaien. Deze ontdekking smeedde een basis voor de toekomstige uitvindingen van Faraday.
Faraday verbond ook een rudimentaire generator met een buis opgerold met draad en geïsoleerd met katoen, en liet een staafmagneet over de draad. Dit bewoog de galvanometernaald en onthulde stromende elektrische stroom. Faraday had eindelijk de middelen gevonden om magnetische kracht om te zetten in elektrische kracht, met continue elektrische stroom. Dit diende als voorloper voor zijn elektrische dynamo of generator.
De uitvindingen van Michael Faraday omvatten ook methodologieën. Een voorbeeld is cryogenie, dat begon in het laboratorium van Faraday in 1823 toen hij temperaturen onder het vriespunt produceerde.
In 1836 ontstond een andere uitvinding van Michael Faraday, de kooi van Faraday. Een kooi van Faraday is een door de mens gemaakte structuur die gevoelige experimenten afschermt tegen elektromagnetische straling. Faraday maakte eerst zo'n "kooi" door een kamer te bekleden met metaalfolie. Vervolgens gebruikte hij een generator om de kamer te bombarderen met elektriciteit. Het metaal van de folie geleidde stroom op het oppervlak, waardoor een neutraal gebied in de kamer ontstond. Een kooi van Faraday is zowel beschermend tegen elektrische lading als tegen elektromagnetische golven. Tegenwoordig kunnen deze structuren worden aangepast met behulp van verschillende soorten materialen om verschillende soorten elektromagnetische golven te blokkeren, waaronder radio-, röntgen- of andere frequentiegolven.
Faraday verschilde van zijn hedendaagse wetenschappers door zijn benadering van het gebruik van ijzervijlsel om een magnetisch veld met krachtlijnen te visualiseren. Hij bestudeerde ook grondig wat hij diëlektrische materialen noemde, of wat tegenwoordig isolatoren worden genoemd.
Faraday werkte zelfs aan de relatie tussen zwaartekracht en elektriciteit. Hij experimenteerde met de transmissie van licht door oplossingen. In 1857 bereidde Faraday wat hij 'geactiveerd goud' noemde, waarin hij fosfor gebruikte om een monster van colloïdaal goud te maken.
Michael Faraday werkte aan zoveel experimenten, zowel in de natuurkunde als in de scheikunde, dat hij een enorme erfenis achterliet in de wetenschap en in het dagelijks leven.
Hoe heeft Michael Faraday de wereld veranderd?
Faraday is inderdaad de vader van het elektromagnetisme; zijn ontdekkingen brachten mensen ertoe om technologie na te streven die elektromagnetisme gebruikte. Het werk van Faraday was de springplank voor inspanningen op het gebied van magnetische velden, mechanische beweging en elektrische stroom. Andere onderzoekers en uitvinders gingen met zijn ideeën aan de slag en probeerden manieren te vinden om ze praktisch te gebruiken.
Een andere ontdekking van Faraday was een fenomeen waarbij het polarisatievlak van lichtgolven wordt beïnvloed door een aangelegd magnetisch veld. Deze rotatie van het lichtvlak over een glasoppervlak wordt nu het Faraday-effect of Faraday-rotatie genoemd. Deze demonstratie leidde tot de introductie van microgolftechnologie en verschillende communicatietechnologieën.
Een baanbrekend en onmiddellijk diepgaand resultaat van de ontdekkingen van Michael Faraday was de uitvinding van de telegraaf. Hoewel Faraday zelf de telegraaf niet heeft uitgevonden, heeft zijn werk bijgedragen aan de totstandkoming ervan. Dit maakte voor het eerst wereldwijde communicatie in korte tijd mogelijk.
De ontdekking van een generator van Faraday leidde tot toepassingen die zeelieden op zee hielpen. Een Britse vuurtoren werd de eerste ter wereld waarin elektriciteit werd gebruikt om het licht aan te drijven. Deze generator was een afstammeling van de oorspronkelijke uitvinding van Faraday. Elektrisch aangedreven vuurtorens zouden de komende jaren de standaard worden.
Samen met scheikundige John Danielli werkte hij aan de termen die in de elektrochemie worden gebruikt. Faraday bedacht de woorden 'ion', 'kathode' en 'elektrode'. Het is moeilijk voor te stellen dat die termen waren bedacht in de 19e eeuw omdat ze zo belangrijk en gangbaar waren in de 20e en 21e eeuw.
Tegenwoordig wordt zelfs de naam van Michael Faraday als eenheid geëerd. De farad - geen "y" aan het einde - is de term die wordt gebruikt voor elektrische capaciteit.
De elektrische energie die over de hele wereld wordt gebruikt, is gebaseerd op de ontdekkingen en uitvindingen van Faraday, bijna twee eeuwen geleden. Alle energiebronnen zijn nog steeds afhankelijk van een generator om de elektrische stroom te produceren die alles wat mensen gebruiken van stroom voorziet. De volgende keer dat je een waterkrachtcentrale of een stoomcentrale ziet, denk dan aan de bijdragen van Michael Faraday.
Met zijn grote aandacht voor detail, grenzeloze nieuwsgierigheid en verlangen om anderen te onderwijzen, heeft Michael Faraday een onuitwisbaar stempel gedrukt op de wetenschap in het algemeen. Kijk rond in je huis en daarbuiten, en je zult iets vinden waar Faraday op de een of andere manier zijn levenslange werk aan heeft uitgeleend. Michael Faraday, als vader van elektriciteit en elektromagnetisme, veranderde de wereld ten goede.