Faraday e l'elettromagnetismo

Nel 1791, l'anatomista italiano Luigi Galvani (1737-98) scoprì casualmente che i muscoli di una rana sezionata si contraevano se venivano toccati contemporaneamente con sonde di ottone e di ferro. Il fisico italiano Alessandro Volta (1745-1827) attribuì questo effetto al contatto di due metalli dissimili.

Nel 1800, in una lettera al Presidente della Royal Society, Joseph Banks (1743-1820), Volta annunciò la creazione di un dispositivo in grado di produrre corrente elettrica continua. Questo era il cosiddetto Un "palo voltaico" costituito da dischi alternati di zinco e rame separati da divisori di cartone imbevuti di acqua salata.

Gli scienziati si sono subito resi conto dell'importanza di questa invenzione. Presto l'inglese Humphrey Davy (1778-1829) sviluppò un "pilastro" più potente chiamato batteria galvanica, che gli permise di isolare per la prima volta un certo numero di elementi chimici: sodio, potassio, magnesio, calcio, stronzio e bario. Nel 1813, Davy accettò un giovane di nome Michael Faraday come assistente presso la Royal Institution.

Faraday, figlio di un povero fabbro, nacque il 22 settembre 1791 a Newington, nel Surrey.Riuscì a ottenere solo un'istruzione primaria e all'età di 14 anni fu apprendista presso uno dei rilegatori londinesi. La professione di rilegatore ha dato al giovane l'opportunità di leggere libri che passavano per le sue mani. Faraday fu particolarmente colpito dall'articolo sull'elettricità nell'Enciclopedia Britannica. Nel 1810 entrò a far parte della società filosofica della città, che gli permise di ascoltare lezioni e condurre esperimenti.

Quando il suo apprendistato terminò nel 1812, Faraday abbandonò la sua carriera di rilegatore. Davy, che era temporaneamente cieco a causa di un'esplosione nel laboratorio, lo nominò suo assistente. Nel 1813-15 Davy lo portò in viaggio in Francia e in Italia, dove incontrò molti eminenti scienziati, tra cui Volta e Ampère.

Elettricità e magnetismo

Nel 1820, il fisico danese Hans Oersted (1777-1851) scoprì che una corrente elettrica che scorre attraverso un filo deviava l'ago di una bussola. Questa scoperta suscitò grande interesse e presto a Parigi Andre Ampere (1775-1836), vedendo una dimostrazione di questo esperimento condotto dal suo connazionale François Arago (1786-1853), iniziò a creare una teoria fondamentale dell'elettromagnetismo.

Ampere ha scoperto che i fili che trasportano correnti nella stessa direzione si attraggono, i fili che trasportano correnti opposte si respingono e una bobina di filo attraverso la quale scorre la corrente (lo chiama solenoide) si comporta come un magnete. Propose anche di utilizzare la deflessione di un ago magnetico vicino per misurare l'intensità della corrente, un'idea che presto portò all'invenzione del galvanometro.

A quel tempo, Faraday espresse l'idea che linee di forza chiuse si formassero attorno a un conduttore percorso da corrente. Nell'ottobre 1821crea un dispositivo che dimostra la rotazione di un magnete attorno a un filo percorso da corrente o di un filo attorno a un magnete stazionario. Questa è stata la prima conversione di energia elettrica in energia meccanica.

Generazione attuale
Senza interrompere la ricerca chimica, Faraday scoprì come si potesse creare una corrente elettrica utilizzando un campo magnetico. Fece questa scoperta nell'agosto del 1831 quasi per caso.

Cercando di scoprire la relazione tra un campo magnetico e una corrente elettrica, avvolse due spire attorno a un'asta di ferro, poi ne collegò una a una batteria per creare un campo magnetico e chiuse l'altra attraverso un galvanometro. la prima bobina, non accadde nulla, ma Faraday notò che l'ago del galvanometro si contraeva nel momento in cui la corrente appariva o scompariva nella prima bobina. Ha concluso che la corrente provoca un cambiamento nel campo magnetico.

Nel 1824 Arago notò che la rotazione del disco di rame deviava l'ago della bussola situato sopra di esso. La ragione di questo effetto non era nota. Faraday credeva che la rotazione del disco in un campo magnetico provocasse la generazione di una corrente elettrica in esso, che a sua volta creava un campo magnetico che deviava l'ago.

Nell'ottobre 1831 costruì un dispositivo simile in cui un disco di rame ruotava tra i poli di un magnete a ferro di cavallo.

Il centro e il bordo del disco erano collegati a un galvanometro che indicava il flusso di corrente continua. Tre mesi dopo questa scoperta, Faraday ha inventato un trasformatore e un generatore elettrico, il cui design non è cambiato radicalmente fino ad oggi.

Leggi dell'elettrolisi

Faraday è stato in grado di applicare la sua conoscenza dell'elettricità alla chimica formulando le leggi fondamentali dell'elettrolisi.Ha introdotto nell'uso scientifico i termini "anodo", "catodo", "catione", "elettrodo" ed "elettrolita". Dopo aver studiato le scariche elettrostatiche, ha dimostrato che rappresentano una corrente elettrica di breve durata.

Nel 1839 la salute di Faraday peggiorò e interruppe il lavoro di ricerca, ma nel 1845 lo riprese, interessato all'effetto di un campo magnetico sulla luce polarizzata. Ha scoperto che un potente elettromagnete potrebbe essere utilizzato per ruotare il piano di polarizzazione. Questo lo portò a creare la teoria elettromagnetica della luce, che fu poi formulata in forma matematica da James Clerk Maxwell (1831-79).

Faraday smise di lavorare alla Royal Institution nel 1862, dopodiché visse in isolamento nelle stanze concessegli dalla regina Vittoria all'Hampton Court Palace, dove morì il 25 agosto 1867.