Rien n'est trop merveilleux pour être vrai s'il est conforme aux lois de la nature.
Michael Faraday était un scientifique anglais qui a contribué à l'étude de l'électromagnétisme et de l'électrochimie. Ses principales découvertes incluent les principes sous-jacents à l'induction électromagnétique, le diamagnétisme et l'électrolyse.
Bien que Faraday ait reçu peu d'éducation formelle, il a été l'un des scientifiques les plus influents de l'histoire. C'est par ses recherches sur le champ magnétique autour d'un conducteur portant un courant continu que Faraday a établi les bases du concept de champ électromagnétique en physique. Faraday a également établi que le magnétisme pouvait affecter les rayons de lumière et qu'il existait une relation fondamentale entre les deux phénomènes. Il a de même découvert les principes de l'induction électromagnétique et du diamagnétisme, ainsi que les lois de l'électrolyse. Ses inventions de dispositifs rotatifs électromagnétiques ont formé la base de la technologie des moteurs électriques, et c'est largement grâce à ses efforts que l'électricité est devenue pratique pour une utilisation en technologie.
En tant que chimiste, Faraday a découvert le benzène, a étudié l'hydrate de clathrate de chlore, a inventé une forme précoce du brûleur Bunsen et le système des nombres d'oxydation, et a popularisé la terminologie telle que « anode », « cathode », « électrode » et « ion ». Faraday est finalement devenu le premier et le plus éminent Professeur Fullerian de chimie à la Royal Institution, un poste à vie.
Faraday était un expérimentateur excellent qui exprimait ses idées dans un langage clair et simple ; ses capacités mathématiques, cependant, ne s'étendaient pas aussi loin que la trigonométrie et se limitaient à l'algèbre la plus simple. James Clerk Maxwell a repris les travaux de Faraday et d'autres et les a résumés dans un ensemble d'équations qui est accepté comme la base de toutes les théories modernes des phénomènes électromagnétiques. Sur l'utilisation par Faraday des lignes de force, Maxwell a écrit qu'elles montrent que Faraday « avait en réalité été un mathématicien de très haut niveau – un dont les mathématiciens de l'avenir pourraient tirer des méthodes précieuses et fécondes. » L'unité SI de capacitance est nommée en son honneur : le farad.
Albert Einstein gardait une photo de Faraday sur le mur de son bureau, aux côtés de photos d'Isaac Newton et de James Clerk Maxwell. Le physicien Ernest Rutherford a déclaré : « Quand nous considérons l'ampleur et l'étendue de ses découvertes et leur influence sur le progrès de la science et de l'industrie, il n'y a pas d'honneur trop grand pour rendre hommage à la mémoire de Faraday, l'un des plus grands découvreurs scientifiques de tous les temps. »
Vie personnelle
Jeunesse
Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 à Newington Butts, qui fait maintenant partie du London Borough of Southwark mais était alors une partie banlieusarde du Surrey. Sa famille n'était pas aisée. Son père, James, était un membre de la secte chrétienne Glassite. James Faraday a déménagé sa femme et ses deux enfants à Londres pendant l'hiver 1790 d'Outhgill dans Westmorland, où il avait été apprenti chez le forgeron du village. Michael est né à l'automne de cette année. Le jeune Michael Faraday, qui était le troisième de quatre enfants, n'ayant reçu que l'éducation scolaire la plus basique, a dû s'éduquer lui-même.
Qu'il était fortuné pour la civilisation que Beethoven, Michelangelo, Galileo et Faraday ne soient pas tenus par la loi d'assister à des écoles où toutes leurs personnalités auraient été mises en œuvre pour qu'ils apprennent les façons acceptables de participer en tant que membres du « groupe ». —Joel H. Hildebrand, discours sur Education for Creativity in the Sciences à l'Université de New York, 1963.
À l'âge de 14 ans, il devint apprenti chez George Riebau, un relieur et libraire local de Blandford Street. Pendant ses sept années d'apprentissage, Faraday lut de nombreux livres, notamment The Improvement of the Mind d'Isaac Watts, et il mit en œuvre avec enthousiasme les principes et suggestions qu'il contenait. Il a également développé un intérêt pour la science, notamment pour l'électricité. Faraday a été particulièrement inspiré par le livre Conversations on Chemistry de Jane Marcet.
Vie adulte
En 1812, à l'âge de 20 ans et à la fin de son apprentissage, Faraday assista à des conférences du prestigieux chimiste anglais Humphry Davy de la Royal Institution et de la Royal Society, et de John Tatum, fondateur de la City Philosophical Society. De nombreux billets pour ces conférences ont été donnés à Faraday par William Dance, qui était l'un des fondateurs de la Royal Philharmonic Society. Faraday envoya ensuite à Davy un livre de 300 pages basé sur des notes qu'il avait prises lors de ces conférences. La réponse de Davy a été immédiate, bienveillante et favorable. En 1813, quand Davy endommagea sa vue dans un accident avec le trichlorure d'azote, il décida d'employer Faraday comme assistant. Par coïncidence, l'un des assistants de la Royal Institution, John Payne, a été renvoyé et Sir Humphry Davy a été demandé de trouver un remplaçant ; il nomma donc Faraday comme assistant chimiste à la Royal Institution le 1er mars 1813. Très bientôt, Davy confia à Faraday la préparation d'échantillons de trichlorure d'azote, et ils ont tous deux été blessés dans une explosion de cette substance très sensible.
Faraday a épousé Sarah Barnard 1800–1879 le 12 juin 1821. Ils se sont rencontrés par le biais de leurs familles à l'église Sandemanian, et il a confessé sa foi à la congrégation Sandemanian le mois après leur mariage. Ils n'avaient pas d'enfants.
Faraday était un chrétien dévot ; sa dénomination Sandemanian était une branche de l'Église d'Écosse. Bien après son mariage, il servit comme diacre et pendant deux mandats comme ancien à la salle de réunion de sa jeunesse. Son église était située à Paul's Alley dans la Barbican. Cette salle de réunion a été relocalisée en 1862 à Barnsbury Grove, Islington ; c'est à cet endroit du nord de Londres que Faraday servit les deux dernières années de son deuxième mandat comme ancien avant sa démission de ce poste. Les biographes ont noté que « un fort sens de l'unité de Dieu et de la nature a imprégné la vie et l'œuvre de Faraday. »
Dernières années
En juin 1832, l'Université d'Oxford a accordé à Faraday un doctorat honorifique en droit civil. Au cours de sa vie, il a reçu l'offre d'une chevalerie en reconnaissance de ses services à la science, qu'il a refusée pour des raisons religieuses, estimant que c'était contre la parole de la Bible d'accumuler des richesses et de poursuivre des récompenses mondaines, et déclarant qu'il préférait rester « plain Mr Faraday to the end ». Élu membre de la Royal Society en 1824, il refusa deux fois de devenir président. Il devint le premier Professeur Fullerian de chimie à la Royal Institution en 1833.
En 1832, Faraday a été élu membre étranger honoraire de l'American Academy of Arts and Sciences. Il a été élu membre étranger de la Royal Swedish Academy of Sciences en 1838, et était l'un des huit membres étrangers élus à l'Académie des sciences française en 1844. En 1849, il a été élu membre associé au Royal Institute of the Netherlands, qui deux ans plus tard est devenu la Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences et il a par la suite été nommé membre étranger.
Faraday a subi une dépression nerveuse en 1839 mais a finalement repris ses investigations en électromagnétisme. En 1848, à la suite de représentations de la Prince Consort, Faraday a reçu une maison de grâce et faveur à Hampton Court dans le Middlesex, sans frais ni entretien. C'était la Maison du Maître Maçon, plus tard appelée Faraday House, et maintenant No. 37 Hampton Court Road. En 1858, Faraday a pris sa retraite pour y vivre.
Ayant fourni un certain nombre de divers projets de service au gouvernement britannique, quand le gouvernement lui a demandé de conseiller sur la production d'armes chimiques pour utiliser pendant la Guerre de Crimée 1853–1856, Faraday a refusé de participer en invoquant des raisons éthiques.
Faraday est mort dans sa maison à Hampton Court le 25 août 1867, à l'âge de 75 ans. Il avait quelques années auparavant refusé une offre d'inhumation à l'Abbaye de Westminster après sa mort, mais il a une plaque commémorative là, près de la tombe d'Isaac Newton. Faraday a été inhumé dans la section des non-anglicans dissidents du Highgate Cemetery.
Réalisations scientifiques
Chimie
Les premiers travaux chimiques de Faraday ont été en tant qu'assistant de Humphry Davy. Faraday a été spécifiquement impliqué dans l'étude du chlore ; il a découvert deux nouveaux composés de chlore et de carbone. Il a également mené les premières expériences approximatives sur la diffusion des gaz, un phénomène qui a d'abord été signalé par John Dalton. L'importance physique de ce phénomène a été plus complètement révélée par Thomas Graham et Joseph Loschmidt. Faraday a réussi à liquéfier plusieurs gaz, a étudié les alliages d'acier, et a produit plusieurs nouveaux types de verre destinés à des fins optiques. Un échantillon de l'un de ces verres lourds est devenu par la suite historiquement important ; quand le verre a été placé dans un champ magnétique, Faraday a déterminé la rotation du plan de polarisation de la lumière. Cet échantillon était également la première substance trouvée à être repoussée par les pôles d'un aimant.
Faraday a inventé une forme précoce de ce qui allait devenir le brûleur Bunsen, qui est en usage pratique dans les laboratoires de sciences du monde entier comme source pratique de chaleur. Faraday a travaillé extensivement dans le domaine de la chimie, découvrant des substances chimiques telles que le benzène qu'il appelait bicarburet d'hydrogène et liquéfiant des gaz tels que le chlore. La liquéfaction des gaz a aidé à établir que les gaz sont les vapeurs de liquides possédant un très bas point d'ébullition et a donné une base plus solide au concept d'agrégation moléculaire. En 1820, Faraday a rapporté la première synthèse de composés faits de carbone et de chlore, C2Cl6 et C2Cl4, et a publié ses résultats l'année suivante. Faraday a également déterminé la composition de l'hydrate de clathrate de chlore, qui avait été découvert par Humphry Davy en 1810. Faraday est également responsable de la découverte des lois de l'électrolyse, et de la popularisation de la terminologie telle que anode, cathode, électrode et ion, des termes proposés en grande partie par William Whewell.
Faraday a été le premier à signaler ce qui allait devenir appelé nanoparticules métalliques. En 1847, il a découvert que les propriétés optiques des colloïdes d'or différaient de celles du métal massif correspondant. C'était probablement la première observation rapportée des effets de la taille quantique, et pourrait être considéré comme la naissance de la nanoscience.
Électricité et magnétisme
Faraday est mieux connu pour ses travaux concernant l'électricité et le magnétisme. Sa première expérience enregistrée a été la construction d'une pile voltaïque avec sept pièces de monnaie britanniques d'un demi-penny, empilées ensemble avec sept disques de feuille de zinc, et six morceaux de papier humidifiés avec de l'eau salée. Avec cette pile, il a décomposé le sulfate de magnésie première lettre à Abbott, 12 juillet 1812.
En 1821, peu après que le physicien et chimiste danois Hans Christian Ørsted ait découvert le phénomène de l'électromagnétisme, Davy et le scientifique britannique William Hyde Wollaston ont essayé, mais échoué, de concevoir un moteur électrique. Faraday, ayant discuté du problème avec les deux hommes, a continué à construire deux dispositifs pour produire ce qu'il appelait « la rotation électromagnétique ». L'un de ceux-ci, maintenant connu sous le nom de moteur homopolaire, a causé un mouvement circulaire continu qui était engendré par la force magnétique circulaire autour d'un fil qui s'étendait dans une piscine de mercure dans laquelle était placé un aimant ; le fil tournerait alors autour de l'aimant s'il était alimenté par un courant d'une batterie chimique. Ces expériences et inventions ont formé la base de la technologie électromagnétique moderne. Dans son enthousiasme, Faraday a publié les résultats sans reconnaître son travail avec Wollaston ou Davy. La controverse qui en a résulté au sein de la Royal Society a tendu sa relation de mentorat avec Davy et aurait bien pu contribuer à l'affectation de Faraday à d'autres activités, qui ont par conséquent empêché son implication dans la recherche électromagnétique pendant plusieurs années.
À partir de sa découverte initiale en 1821, Faraday a poursuivi ses travaux de laboratoire, explorant les propriétés électromagnétiques des matériaux et développant l'expérience requise. En 1824, Faraday a brièvement mis en place un circuit pour étudier si un champ magnétique pouvait réguler le flux d'un courant dans un fil adjacent, mais il n'a trouvé aucune telle relation. Cette expérience a suivi des travaux similaires menés avec la lumière et les aimants trois ans plus tôt qui ont donné des résultats identiques. Au cours des sept années suivantes, Faraday a passé une grande partie de son temps à perfectionner sa recette pour un verre lourd de qualité optique, le borosilicate de plomb, qu'il a utilisé dans ses futurs études connectant la lumière avec le magnétisme. Dans ses temps libres, Faraday a continué à publier ses travaux expérimentaux sur l'optique et l'électromagnétisme ; il a mené une correspondance avec des scientifiques qu'il avait rencontrés lors de ses voyages en Europe avec Davy, et qui travaillaient également sur l'électromagnétisme. Deux ans après la mort de Davy, en 1831, il a commencé sa grande série d'expériences au cours desquelles il a découvert l'induction électromagnétique, enregistrant dans son laboratoire
