Faraday et l'électromagnétisme

En 1791, l'anatomiste italien Luigi Galvani (1737-98) découvrit par hasard que les muscles d'une grenouille disséquée se contractaient s'ils étaient touchés simultanément avec des sondes en laiton et en fer. Le physicien italien Alessandro Volta (1745-1827) a attribué cet effet au contact de deux métaux dissemblables.

En 1800, dans une lettre au président de la Royal Society, Joseph Banks (1743-1820), Volta annonce la création d'un appareil capable de produire du courant électrique continu. C'était le soi-disant Un "pôle voltaïque" constitué d'une alternance de disques de zinc et de cuivre séparés par des intercalaires en carton imbibés d'eau salée.

Les scientifiques ont immédiatement réalisé l'importance de cette invention. Bientôt l'Anglais Humphrey Davy (1778-1829) met au point un "pilier" plus puissant appelé pile galvanique, qui lui permet d'isoler pour la première fois un certain nombre d'éléments chimiques : sodium, potassium, magnésium, calcium, strontium et baryum. En 1813, Davy accepta un jeune homme du nom de Michael Faraday comme assistant à la Royal Institution.

Faraday, le fils d'un pauvre forgeron, est né le 22 septembre 1791 à Newington, Surrey.Il n'a réussi à obtenir qu'une éducation primaire et à l'âge de 14 ans, il a été apprenti chez l'un des relieurs de Londres. Le métier de relieur donne au jeune homme la possibilité de lire des livres qui passent entre ses mains. Faraday a été particulièrement impressionné par l'article sur l'électricité dans l'Encyclopedia Britannica. En 1810, il rejoint la société philosophique de la ville, ce qui lui permet d'écouter des conférences et de mener des expériences.

À la fin de son apprentissage en 1812, Faraday abandonne sa carrière de relieur. Davy, temporairement aveugle à la suite d'une explosion dans le laboratoire, en a fait son assistant. En 1813-15 Davy l'a emmené en voyage en France et en Italie, où ils ont rencontré de nombreux scientifiques éminents, dont Volta et Ampère.

Électricité et magnétisme

En 1820, le physicien danois Hans Oersted (1777-1851) découvre qu'un courant électrique circulant dans un fil dévie l'aiguille d'une boussole. Cette découverte suscita un grand intérêt, et bientôt à Paris André Ampère (1775-1836), voyant une démonstration de cette expérience menée par son compatriote François Arago (1786-1853), entreprit de créer une théorie fondamentale de l'électromagnétisme.

Ampère a découvert que les fils transportant des courants dans la même direction s'attirent, les fils transportant des courants opposés se repoussent et une bobine de fil à travers laquelle le courant circule (il l'appelle un solénoïde) se comporte comme un aimant. Il a également proposé d'utiliser la déviation d'une aiguille magnétique à proximité pour mesurer l'amplitude du courant, une idée qui a rapidement conduit à l'invention du galvanomètre.

À cette époque, Faraday a exprimé l'idée que des lignes de force fermées se forment autour d'un conducteur porteur de courant. En octobre 1821il crée un dispositif qui montre la rotation d'un aimant autour d'un fil porteur de courant ou d'un fil autour d'un aimant fixe. Ce fut la première conversion d'énergie électrique en énergie mécanique.

Génération actuelle
Sans arrêter la recherche chimique, Faraday a découvert comment un courant électrique pouvait être créé à l'aide d'un champ magnétique. Il fit cette découverte en août 1831 presque par accident.

Essayant de découvrir la relation entre un champ magnétique et un courant électrique, il enroula deux bobines autour d'une tige de fer, puis connecta l'une d'elles à une batterie pour créer un champ magnétique, et ferma l'autre à travers un galvanomètre. la première bobine, rien ne s'est passé, mais Faraday a remarqué que l'aiguille du galvanomètre se contractait au moment où le courant apparaissait ou disparaissait dans la première bobine. Il a conclu que le courant provoque une modification du champ magnétique.

En 1824, Arago remarque que la rotation du disque de cuivre fait dévier l'aiguille de la boussole située au-dessus. La raison de cet effet n'était pas connue. Faraday croyait que la rotation du disque dans un champ magnétique provoquait la génération d'un courant électrique dans celui-ci, qui à son tour créait un champ magnétique qui déviait l'aiguille.

En octobre 1831, il construisit un dispositif similaire dans lequel un disque de cuivre tournait entre les pôles d'un aimant en fer à cheval.

Le centre et le bord du disque étaient reliés à un galvanomètre qui indiquait le flux de courant continu. Trois mois après cette découverte, Faraday invente un transformateur et un générateur électrique dont la conception n'a pas radicalement changé à ce jour.

Lois de l'électrolyse

Faraday a pu appliquer ses connaissances en électricité à la chimie en formulant les lois fondamentales de l'électrolyse.Il a introduit les termes «anode», «cathode», «cation», «électrode» et «électrolyte» dans l'usage scientifique. Après avoir étudié les décharges électrostatiques, il a montré qu'elles représentent un courant électrique de courte durée.

En 1839, la santé de Faraday se dégrade et il arrête les travaux de recherche, mais en 1845 il les reprend, s'intéressant à l'effet d'un champ magnétique sur la lumière polarisée. Il a découvert qu'un électroaimant puissant pouvait être utilisé pour faire tourner le plan de polarisation. Cela l'a amené à créer la théorie électromagnétique de la lumière, qui a ensuite été formulée sous forme mathématique par James Clerk Maxwell (1831-1879).

Faraday cessa de travailler à la Royal Institution en 1862, après quoi il vécut isolé dans les chambres que lui avait accordées la reine Victoria au palais de Hampton Court, où il mourut le 25 août 1867.