Michael Faraday

Michael Faraday, nado en Newington (Londres) o 22 de setembro de 1791 e finado en Hampton Court o 25 de agosto de 1867, foi un químico e físico inglés, que estudou o electromagnetismo e a electroquímica. Os seus principais descubrimentos inclúen a indución electromagnética, diamagnetismo e a electrólise.

Malia a escasa educación formal recibida, Faraday é un dos científicos máis influentes da historia. Foi debido ao seu estudo do campo magnético ao redor dun condutor polo que circula corrente continua que Faraday estableceu as bases para o desenvolvemento do concepto de campo electromagnético. Faraday tamén estableceu que o magnetismo podía afectar os raios de luz e que había unha relación subxacente entre ambos fenómeno.[1] Descubriu, tamén, o principio de indución electromagnética, diamagnetismo, as leis da electrólise e inventou algo que el chamou dispositivos de rotación electromagnética, que foron os precursores do actual motor eléctrico.

No campo da química, Faraday descubriu o benceno, investigou o hidrato de clatrato de cloro, inventou un antecesor do queimador Bunsen e o sistema de números de oxidación, e introduciu términos como ánodo, cátodo, eléctrodo e ión. Finalmente, foi o primeiro en recibir o título de Fullerian Professor of Chemistry na Royal Institution de Gran Bretaña, que ostentaría ata a súa morte.

Faraday foi un excelente experimentador, quen transmitiu as súas ideas nunha linguaxe clara e simple. As súas habilidades matemáticas, con todo, non abarcaban máis aló da trigonometría e o álxebra básica. James Clerk Maxwell tomou o traballo de Faraday e outros e resumiuno nun grupo de ecuacións que representan as actuais teorías do fenómeno electromagnético. O uso de liñas de forza por parte de Faraday levou a Maxwell a escribir que "elas demostran que Faraday foi en realidade un gran matemático. Un do cal os matemáticos do futuro derivarán valiosos e prolíficos métodos".[2] A unidade da capacidade eléctrica no SI de unidades, o farad (F), denomínase así no seu honor.

Albert Einstein mantiña colgado na parede do seu estudo un retrato de Faraday xunto aos de Isaac Newton e James Clerk Maxwell.[3] O físico neozelandés Ernest Rutherford declarou: "Cando consideramos a extensión e a magnitude dos seus descubrimentos e a súa influencia no progreso da ciencia e da industria, non existen honores que poidan retribuir a memoria de Faraday, un dos maiores descubridores científicos de todos os tempos".[4]

Michael Faraday
Faraday-Millikan-Gale-1913
Michael Faraday (1861)
Datos persoais
Nacemento22 de setembro de 1791
LugarNewington Reino Unido Reino Unido
Falecemento25 de agosto de 1867 (75 anos)
LugarHampton Court, Hampton Middlesex, Inglaterra
Soterradocemiterio de Highgate
ResidenciaInglaterra Inglaterra
Nacionalidadeinglés
CónxuxeSarah Barnard
Actividade
Campo
  • Física e química
  • Alma máter
  • Royal Institution
  • Contribucións e premios
    Coñecido por
  • Lei de Faraday
  • Electroquímica
  • Efecto Faraday
  • Cámara de Faraday
  • Constante de Faraday
  • Copa de Faraday
  • Lei de Faraday da eletrólise
  • Paradoxa de Faraday
  • Influído por
  • Humphry Davy
  • William Thomas Brande
  • Premios
  • Medalla Royal (1835 e 1846)
  • Medalla Copley (1832 e 1838)
  • Medalla Rumford (1846)
  • Michael Faraday signature
    Michael Faraday statue AB
    Estatua de Michael Faraday en Savoy Place, Londres, obra de John Henry Foley.

    Traxectoria

    Primeiros anos

    Faraday naceu en Newington Butts,[5] actualmente parte de London Borough of Southwark, pero que entón era un barrio de Surrey,[6] unha milla ao sur da ponte de Londres. A súa era unha familia humilde. O seu pai, James, era membro da rama sandemaniana da igrexa presbiteriana escocesa. James Faraday chegara a Londres ao redor de 1790 procedente do pequeno pobo de Outhgill, no antigo condado de Westmorland, onde fora o ferreiro do pobo[7]. Michael naceu durante o outono dese ano. O mozo Michael Faraday, o terceiro de catro fillos, habendo accedido só os ensinos básicos, foi un autodidacta.[8] Faraday recibiu unha educación elemental ata os 12 anos,e á idade de 14 anos fíxose aprendiz de George Riebau, un vendedor de libros e encuadernador local da rua Blandford,[9] e durante os sete anos que permaneceu con el, leu moitos libros, incluíndo The Improvement of the Mind (O desenvolvemento da mente en galego) de Isaac Watts, os principios e suxestións do cal puxo en práctica. Desenvolveu interese na ciencia, especialmente na electricidade. En particular sentiuse moi inspirado polo libro Conversacións sobre Química, de Jane Marcet.[10][11]

    A vida adulta

    Faraday Cochran Pickersgill
    Retrato de Michael Faraday

    En 1812, á idade de vinte anos, e xa no fin do seu proceso de aprendizaxe de encuadernador, Faraday comenzo a asistir ás conferencias do eminente químico inglés Humphry Davy, da Royal Institution e da Royal Society, e as de John Tatum, fundador da City Philosophical Society. A miúdo, as entradas para estas conferencias eranlle proporcionadas a Faraday por William Dance (un dos fundadores da Royal Philharmonic Society). Posteriormente, Faraday enviou a Davy un libro de trescentas páxinas baseado nas notas que tomara nas clases. A resposta de Davy foi inmediata, amable e favorable. Cando Davy se danou a vista nun accidente con tricloruro de nitróxeno, decidiu contratar a Faraday como secretario. Cando John Payne, un dos asistentes da Royal Institution, foi despedido, encargouse a Sir Humphry Davy de atopar un substituto. Davy nomeou a Faraday asistente químico da Royal Institution o 1 de marzo de 1813.[12]

    Na clasista sociedade británica da época, Faraday non era considerado un cabaleiro. Cando Davy fixo unha longa viaxe polo continente entre 1813 e 1815, o seu mordomo non quixo acompañalo. Faraday sumouse como asistente científico de Davy, e requiríuselle facer de mordomo ata que se puidese atopar un substituto en París. De feito, Faraday fixo de mordomo durante toda a viaxe. A esposa de Davy, Jane Apreece, non quixo tratar a Faraday como un igual (fixo viaxar fora do coche, comer cos criados etc.) E fíxoo sentirse tan desdito que ata se expuxo volver só a Inglaterra e abandonar a ciencia. Con todo, a viaxe permitiulle acceder á elite científica europea e a unha chea de ideas estimulantes.[12] Faraday foi un cristián devoto e membro do pequeno grupo sandemaniana, unha rama da Igrexa de Escocia. Posteriormente serviría dúas veces como decano da igrexa que este grupo relixioso tiña en Glovers Hall, Barbican, a cal posteriormente sería trasladada a Barnsbury, Islington .

    Casou con Sarah Barnard (1800-1879) o 12 de xuño de 1821,[13] Coñecéronse a través das súas familias na igrexa Sandemaniana, confesando a súa fe a esta congregación o mes seguinte ao seu matrimonio. Non tiveron fillos.[5]

    Éxitos científicos

    Química

    M Faraday Lab H Moore
    Michael Faraday no seu laboratorio (década de 1850), obra do artista Harriet Jane Moore, quen documentou a vida de Faraday con acuarelas.

    O primeiro traballo de Faraday en química foi como axudante de Humphry Davy. Faraday fixo un estudo especial sobre o cloro, e descubriu dous novos cloruros de carbono. Tamén fixo o primeiro esbozo de experimento sobre a difusión dos gases, un fenómeno que fora exposto por John Dalton, e a importancia física do que sería completamente posta de manifesto por mor dos estudos de Thomas Graham e Joseph Loschmidt. Tivo éxito a licuar varios gases; investigou sobre as aliaxes do aceiro, e produciu varios novos tipos de cristal para usos en óptica. Un tipo destes cristais sería posteriormente de gran importancia histórica, ao ser utilizado por Faraday para detectar a rotación do plano de polarización da luz cando foi introducido nun campo magnético, e tamén como a primeira substancia que foi repelida os polos dun imán. Tamén intentou, con certo éxito, documentar os métodos xerais da química, en dúas vertentes: a dos estudos avanzados e a da divulgación popular.

    Inventou unha forma primitiva do que sería chamado queimador Bunsen, que hoxe en día é utilizado universalmente nos laboratorios como fonte de calor.[14][15] Traballou ampliamente no campo químico: descubriu varias substancias químicas, como o benceno (que el chamou bicarburet de hidróxeno.[16][17]), inventou o sistema de números de oxidación e ademais licuou gases como o cloro. A licuefacción dos gases axudou a establecer que os gases son os vapores dos líquidos que posúen un punto de ebulición moi baixo, e deu unha base máis sólida para o concepto da agregación molecular. En 1820 alcanzou as primeiras sínteses de compostos de carbono e cloro, C2Cl6 e C2Cl4, e publicou os resultados o ano seguinte.[18][19][20] Tamén determinou a composición do hidrato do gas cloro, que fora descuberto por Humphry Davy en 1810.[21][22]

    Faraday tamén descubriu as leis da electrólise e popularizou moitos términos hoxe en día comúns, como ánodo, cátodo, eléctrodo e ion, que foran creados na súa maior parte por William Whewell.

    Foi o primeiro en describir as que despois se darian en chamar nanopartículas metálicas. En 1847 descubriu as propiedades ópticas dos coloides de ouro, que difieren das do metal sólido. Esta foi probablemente a primeira observación documentada dos efectos da medida a nivel de quanta, e pódese considerar como o inicio da nanociencia.[23]

    Electricidade e magnetismo

    Faraday é coñecido sobre todo polos seus traballos en electricidade e magnetismo. O primeiro experimento que vai rexistrar foi a construción dunha pila voltaica con sete moedas de medio penique, apiladas con sete discos de lámina de cinc e seis pezas de papel humedecido con auga salada. Con esta pila descompuxo sulfato de magnesio (primeira carta a Abbott, 12 de xullo de 1812).

    Faraday magnetic rotation
    Experimento de Faraday sobre a rotación electromagnética, ca. 1821[24]

    En 1821, pouco despois de que o físico e químico danés Hans Christian Ørsted descubrise o fenómeno do electromagnetismo, Davy e o científico británico William Hyde Wollaston intentaron sen éxito deseñar un motor eléctrico.[25] Faraday, quen discutira sobre a cuestión cos dous colegas, construíu dous dispositivos para producir o que chamou rotación electromagnética: Un deles, agora coñecido como o motor unipolar , causaba un movemento circular continuo que foi procreado pola forza magnética circular ao redor dun arame que se estendia nunha piscina de mercurio no que se colocou un imán, o cable faria entón xirar ao redor o imán se se fornecia unha corrente dunha batería química. Estes experimentos e invencións son o fundamento da moderna tecnoloxía electromagnética. Faraday publicou os seus resultados sen mencionar a súa débeda con Wollaston e Davy, e a controversia resultante dentro da Royal Society fixo que Faraday abandonase a investigación no campo do electromagnetismo durante uns anos.[26][27]

    Desde o seu primeiro descubrimento en 1821, Faraday continuou o seu traballo de laboratorio, explorando as propiedades electromagnéticas de distintos materiais e desenvolvendo a experiencia requirida. En 1824, armou un circuíto para estudar se o campo magnético podía regular o fluxo eléctrico dun cable adxacente, pero non atopou tal relación.[28]

    En 1824 Faraday xa conta coa fama e recoñecemento froito de tantos anos de estudo e experimentación. Neste punto, ata hai probas que suxiren que Davy, o seu antigo mestre, podía estar intentando entorpecer o ascenso de Faraday como científico (ou «filósofo natural», como entón se decia). En 1825, por exemplo, Davy implicouno en experimentos con cristais ópticos que progresaron durante seis anos sen demasiados resultados. Malia esta oposición, Faraday ingresou na Sociedade Real e nunca lle gardou rancor a Davy. Non foi ata a morte de Davy, en 1829, cando Faraday parou estes traballos estériles e emprendeu novos retos que foron máis alentadores.

    Induction experiment
    Experimento de Faraday que demostra a indución (1831). A batería líquida (dereita) envía unha corrente eléctrica a través do pequeno solenoide (A). Cando se move dentro ou fóra do solenoide grande (B), o seu campo magnético induce unha voltaxe temporal no solenoide, a que é detectada polo galvanómetro (G).

    Dous anos despois, no ano 1831, Faraday descubriu a indución electromagnética e con ela, os principios do transformador e o xerador eléctrico.[29] Joseph Henry tamén descubriu a autoindución poucos meses antes, e o traballo de ambos puideron ser adiantados polo traballo de Francesco Zantedeschia en Italia entre 1829 e 1830.[30]

    O momento culminante produciuse cando enrollou dúas bobinas illadas ao redor dun anel de ferro, e deuse conta que ao facer pasar corrente por unha das bobinas, aparecía momentaneamente corrente na outra bobina.[25] Este fenómeno é coñecido como indución mutua. Este dispositivo orixinal aínda se conserva na Royal Institution. En posteriores experimentos descubriu que se facía pasar un imán a través do buraco dun destes aneis, xerábase corrente na bobina. A corrente tamén se xeraba se o imán permanecía quedo e o que se movía era o anel. As súas demostracións estableceron que un campo magnético cambiante produce un campo eléctrico. Esta relación foi modelizada matematicamente por James Clerk Maxwell na Lei de Faraday, que posteriormente converteríase nunha das catro ecuacións de Maxwell. Estas, á súa vez, deron lugar á xeneralización que hoxe en día coñecemos como teoría do campo unificado.

    Faraday empregaría posteriormente este principio para construír a dinamo, o devanceiro dos actuais xeradores eléctricos.

    Dez anos de investigación e final recompensa

    Faraday suspendeu os seus traballos no campo da física durante 10 anos para dedicarse por enteiro ó estudo da química básica e aplicada.

    Durante os anos seguintes, Faraday segue a investigar, profundando os seus estudos na relación entre a óptica e o electromagnetismo.

    En 1855 a saúde de Faraday empeora, o que lle obriga a retirarse á súa casa de Hampton Court en 1858, onde a raíña Vitoria lle regalara unha casa.

    Finou o 25 de agosto de 1867 e os seus restos repousan no cemiterio Highgate de Londres.

    En agradecemento polos seus descubrimentos, a unidade no S.I da capacitancia denominase faradio.

    Bibliografía e obras

    Faraday title page
    Primeira edición de The Chemical History of a Candle (1861).

    Os libros de Faraday, coa excepción de Chemical Manipulation, foron coleccións de papeis científicos ou transcricións de charlas e conferencias[31]. Os seus diarios publicáronse despois da súa morte, así como algúns grandes volumes coas súas cartas e o libro de notas das súas viaxes con Humphry Davy entre 1813 e 1815.

    Entre as súas obras máis destacadas pódense citar:

    • Chemical Manipulation, Being Instructions to Students in Chemistry: libro para estudantes de química publicado en 1827 e reeditado en 1830 e 1842.
    • Experimental Researches in Electricity: colección de tres volumes publicados en 1839, 1844 e 1855 onde están plasmados os seu descubrimentos en electricidade e magnetismo.
    • Experimental Researches in Chemistry and Physics: publicado en 1858, é unha recompilación dos seus traballos en química.
    • A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle: libro pedagóxico e divulgativo editado en 1861.
    • Course of six lectures on the various forces of matter, and their relations to each other: publicado en 1860. Recompilación de traballos sobre forzas.
    • The Liquefaction of Gases: editado en 1896 en Edimburgo despois da súa morte, cun apéndice de Thomas Northmore sobre a compresión dos gases.

    Notas

    1. The Institution of Engineering and Technology (ed.). ""Archives Biographies: Michael Faraday"" (en inglés). Consultado o 12 de agosto do 2017. Información biográfica sobre Michael Faraday e dos seus experimentos que conduciron directamente ao moderno motor eléctrico, xerador e transformador. Tamén inclúe o seu famoso traballo sobre a indución electromagnética.
    2. Courier Dover, ed. (2003). The Scientific Papers of James Clerk Maxwell (en inglés) 1. p. 360. ISBN 0-486-49560-4.
    3. "Einstein's Heroes: Imagining the World through the Language of Mathematics", by Robyn Arianrhod UQP, reviewed by Jane Gleeson-White, 10 November 2003, The Sydney Morning Herald.
    4. C.N.R. Rao (2000). Understanding Chemistry. p.281. Universities Press, 2000
    5. 5,0 5,1 Frank A. J. L. James, ‘Faraday, Michael (1791–1867)’, Oxford Dictionary of National Biography, Oxford University Press, Sept 2004; edición en línia, xaneiro de 2008 Michael Faraday
    6. Para un relato conciso da vida de Faraday incluíndo a súa infancia, ver páxinas 175–83 de EVERY SATURDAY: A JOURNAL OF CHOICE READING, Vol III publicado en Cambridge en 1873 por Osgood & Co.
    7. A conclusión é que James atopou novas oportunidades de traballo noutra parte por ser membro desta seita. James uniuse á casa de reunións o 20 de febreiro de 1791, e mudou á súa familia pouco despois. Ver páxinas 57-8 de Cantor's (1991) Michael Faraday, Sandemanian and Scientist.
    8. "Michael Faraday." History of Science and Technology. Houghton Mifflin Company, 2004. Michael Faraday en Answers.com 1/11/2013
    9. Placa na rua Blandford OPEN PLAQUES (en inglés)
    10. John H. Lienhard (2007-10-02). "Jane Marcet's Books". The Engines of Our Ingenuity. Tempada 1992. Episodio 744. NPR.
    11. John H. Lienhard (10 de novembro de 2013). "Michael Faraday". The Engines of Our Ingenuity. Tempada 1992. Episodio 741. No 741: Michael Faraday (transcript). NPR.
    12. 12,0 12,1 Michael Faraday Arquivado 05 de xuño de 2013 en Wayback Machine. artigo da edición de 1911 da Encyclopaedia Britannica en LovetoKnow . Accedido en xaneiro de 2007.
    13. O rexistro en St. Faith-in-the-Virgin preto da Catedral de San Pablo, rexistra o 12 de xuño como a data en que se emitiu a licenza. A testemuña era o pai de Sarah, Edward. O seu matrimonio foi 16 anos antes da Lei de matrimonio e o rexistro de 1837. Véxase páxina 59 de Cantor's (1991) Michael Faraday, Sandemanian and Scientist.
    14. Jensen, William B. (2005). Journal of Chemical Education, ed. "The Origin of the Bunsen Burner" (PDF) 82 (4).
    15. Véxase páxina 127 da obra de Faraday Chemical Manipulation, Being Instructions to Students in Chemistry (1827)
    16. Faraday, M. (1825). "On new compounds of carbon and hydrogen, and on certain other products obtained during the decomposition of oil by heat". Philosophical Transactions of the Royal Society 115: 440–466. JSTOR 107752. doi:10.1098/rstl.1825.0022. On pages 443–450, Faraday discusses "bicarburet of hydrogen" (benzene). On pages 449–450, he shows that benzene's empirical formula is C6H6, although he doesn't realize it because he (like most chemists at that time) used the wrong atomic mass for carbon (6 instead of 12).
    17. Kaiser, R. (1968). "Bicarburet of Hydrogen. Reappraisal of the Discovery of Benzene in 1825 with the Analytical Methods of 1968". Angewandte Chemie International Edition in English 7 (5): 345–350. doi:10.1002/anie.196803451.
    18. Faraday, Michael (1821). "On two new Compounds of Chlorine and Carbon, and on a new Compound of Iodine, Carbon, and Hydrogen". Philosophical Transactions 111: 47. doi:10.1098/rstl.1821.0007.
    19. Faraday, Michael (1859). Richard Taylor and William Francis, ed. Experimental Researches in Chemistry and Physics. Londres. pp. 33–53.
    20. Williams, L. Pearce (1965). Basic Books, ed. Michael Faraday: A Biography. Nova York. pp. 122–123.
    21. Faraday, Michael (1823). Quartly Journal of Science, ed. "On Hydrate of Chlorine" 15: 71.
    22. Faraday, Michael (1859). Richard Taylor and William Francis, ed. Experimental Researches in Chemistry and Physics. Londres. pp. 81–84.
    23. Nanogallery.info, ed. (2006). "The Birth of Nanotechnology" (en inglés). Consultado o 2007-07-25. Faraday fixo certos intentos de explicar o porqué da viva cor das súas mesturas no ouro, e dixo que este coñecido fenómeno parecía indicar que unha pequena variación no tamaño das partículas do ouro resultaba nunha gran variedade de cores.
    24. Faraday, Michael (1844). Experimental Researches in Electricity 2. Ver ilustración 4.
    25. 25,0 25,1 Institution of Engineering and Technology, London Arquivado 03 de xullo de 2007 en Wayback Machine. Archives, Michael Faraday
    26. Hamilton's A Life of Discovery: Michael Faraday, Giant of the Scientific Revolution (2004) pp. 165–71, 183, 187–90.
    27. Cantor's Michael Faraday, Sandemanian and Scientist (1991) pp. 231–3.
    28. Thompson’s Michael Faraday, his life and work (1901) p.95.
    29. Brotons, Ròmul (2010). Albertí Editor, ed. El triomf de la imaginació, 60 invents que han canviat el món (o gairebé) (en catalán). Barcelona. p. 39. ISBN 978-84-7246-088-1. Arquivado dende o orixinal o 06 de outubro de 2014. Consultado o 11 de novembro de 2013.
    30. Brother Potamian (1913). Wikisource, ed. "Article de Francesco Zantedeschi a la Catholic Encyclopedia" (en inglés). Consultado o 2007-06-16.
    31. Hamilton, James (2004). A Life of Discovery: Michael Faraday, Giant of the Scientific Revolution (en inglés). Nova York: Random House. p. 220. ISBN 1-4000-6016-8.

    Véxase tamén

    Outros artigos

    Ligazóns externas

    22 de setembro

    O 22 de setembro é o 265º día do ano do calendario gregoriano e o 266º nos anos bisestos. Quedan 100 días para finalizar o ano.

    25 de agosto

    O 25 de agosto e o 237º día do ano do calendario gregoriano e o 238º nos anos bisestos. Quedan 128 días para finalizar o ano.

    Cámara de Faraday

    O nome de cámara de Faraday ou gaiola de Faraday procede do físico e inventor norteamericano Michael Faraday.

    A presenza da gaiola de Faraday provoca que o campo electromagnético dentro dun condutor en equilibrio estático sexa nulo, evitando así os efectos dos campos electromagnéticos externos e internos, é dicir, illando o interior do exterior. Isto prodúcese debido a que os electróns móvense cunha forza tal que:

    Na que e é a carga do eléctrón, e E é a forza do campo electromagnético externo, polo que o resultado é un campo oposto que anule o externo, como se dixo anteriormente.

    O efecto da gaiola de Faraday ponse de manifesto na vida cotiá e explica por qué non funcionan os teléfonos móbiles nos ascensores ou por qué cando un raio cae nun coche, os ocupantes non sofren danos por electrocución.

    Durante as décadas de 1980 e 1990, a gaiola de Faraday tivo especial importancia na protección das transmisións e informacións privilexiadas entre as grandes empresas.

    Cátodo

    Denomínase cátodo ao eléctrodo negativo dunha célula electrolítica cara ao que se dirixen os ións positivos, que por isto reciben o nome de catións.

    O termo foi inventado por Michael Faraday (serie VII das Investigacións experimentais sobre a electricidade), co significado de camiño descendente ou de saída, pero referido exclusivamente ao electrólito dunha cela electroquímica. A súa vinculación ao polo negativo do correspondente xerador implica a suposición de que a corrente eléctrica marcha polo circuíto exterior desde o polo positivo ao negativo, é dicir, transportada por cargas positivas, convención que é a usual. Se o condutor externo fose metálico, está demostrado que o sentido da corrente realmente é o percorrido polos electróns cara ao positivo.

    Con todo, nunha célula electrolítica, o condutor é o electrólito, non un metal, e nel poden coexistir ións negativos e positivos que tomarían sentidos opostos ao desprazarse. Por convenio adóptase que o sentido da corrente é o do ánodo ao cátodo ou, o que é o mesmo, do positivo ao negativo.

    No caso das válvulas termoiónicas, díodos, tiristores, fontes eléctricas, pilas etc. o cátodo é o eléctrodo ou terminal de menor potencial e é a fonte primaria de emisión de electróns. Polo tanto, nunha reacción redox corresponde ao elemento que se reducirá.

    Diamagnetismo

    En electromagnetismo, o diamagnetismo é unha propiedade dos materiais que consiste en repeler os campos magnéticos. É o oposto aos materiais paramagnéticos os cales son atraídos polos campos magnéticos. O fenómeno do diamagnetismo foi descuberto por Sebald Justinus Brugmans que observou en 1778 que o bismuto e o antimonio foron repelidos polos campos magnéticos. O termo diamagnetismo foi acuñado por Michael Faraday en setembro de 1845, cando se deu conta de que todos os materiais responden (xa sexa en forma diamagnética ou paramagnética) a un campo magnético aplicado.

    As substancias son, na súa gran maioría, diamagnéticas, posto que todos pares de electróns con spin oposto contribúen debilmente ao diamagnetismo, e só nos casos nos que hai electróns desemparellados existe unha contribución paramagnética (ou máis complexa) en sentido contrario.

    Algúns exemplos de materiais diamagnéticos son: a auga, o bismuto metálico, o hidróxeno, o helio e os demais gases nobres, o cloruro de sodio, o cobre, o ouro, o silicio, o xermanio, o grafito, o bronce e o xofre. Nótese que non todos os citados teñen número par de electróns.

    O grafito pirolítico, que ten un diamagnetismo non especialmente alto, usouse como demostración visual, xa que unha capa fina deste material levita (por repulsión) sobre un campo magnético o suficientemente intenso (a temperatura ambiente).

    Experimentalmente, verifícase que os materiais diamagnéticos teñen:

    En moitos compostos de coordinación obtense unha estimación máis exacta utilizando as táboas de Pascal.

    Nos materiais diamagnéticos, o fluxo magnético diminúe e nos paramagnéticos o fluxo magnético aumenta.

    Dieléctrico

    Denomínase dieléctrico a un material cunha baixa condutividade eléctrica (σ << 1); é dicir, un illante, o cal ten a propiedade de formar dipolos eléctricos no seu interior baixo a acción dun campo eléctrico. Así, todos os materiais dieléctricos son illantes pero non todos os materiais illantes son dieléctricos.Algúns exemplos deste tipo de materiais son o vidro, a cerámica, a goma, a mica, a cera, o papel, a madeira seca, a porcelana, algunhas graxas para uso industrial e electrónico e a baquelita. En canto aos gases utilízanse como dieléctricos sobre todo o aire, o nitróxeno e o hexafluoruro de xofre.

    O termo “dieléctrico” (do grego δια- dia-, que significa ‘a través de’) foi concibido por William Whewell en resposta a unha petición de Michael Faraday.

    Electromagnetismo

    O electromagnetismo é unha disciplina da física que estuda os campos e forzas eléctricos e magnéticos asociados á existencia de cargas e correntes eléctricas.

    Toda a teoría do electromagnetismo pode construírse a partir das ecuacións de Maxwell, as leis que rexen o comportamento dos campos eléctricos e dos campos magnéticos. A formulación consiste en catro ecuacións diferenciais vectoriais que relacionan o campo eléctrico, o campo magnético e as súas respectivas fontes materiais (corrente eléctrica, polarización eléctrica e polarización magnética). A súa forma rigorosa é a que se ten no marco da teoría da relatividade e máis da física cuántica.

    O electromagnetismo é unha teoría de campos; é dicir, as explicacións e predicións que prové baséanse en magnitudes físicas vectoriais ou tensoriais dependentes da posición no espazo e do tempo. O electromagnetismo describe os fenómenos físicos macroscópicos nos cales interveñen cargas eléctricas en repouso e en movemento, usando para isto campos eléctricos e magnéticos e os seus efectos sobre as substancias sólidas, líquidas e gasosas. Por ser unha teoría macroscópica, é dicir, aplicable só a un número moi grande de partículas e/ou a distancias grandes respecto das dimensións destas, o electromagnetismo non describe os fenómenos atómicos e moleculares, para os que é necesario usar a mecánica cuántica.

    O electromagnetismo adoita ser dividido en diferentes campos de coñecemento, segundo as condicións ou restricións que se impoñan no seu desenvolvemento.

    Así, se se consideraren cargas fixas, estase a facer Electrostática, se en troques se consideran correntes estacionarias estase a facer Magnetostática; e cando se consideran situacións diferentes, con correntes eléctricas non estacionarias e daquela situacións nas que se producen radiacións -guiadas ou en propagación libre- ou resonancias en cavidades, entón estase a facer Electrodinámica. Se esta se fai no marco da versión clásica das ecuacións de Maxwell, trátase da Electrodinámica clásica, se porén se considera o marco da física cuántica, estaremos a falar de Electrodinámica cuántica.

    A forza como consecuencia do campo electromagnético é unha das catro forzas fundamentais do universo actualmente coñecido.

    Electroquímica

    A electroquímica é unha póla da química que estuda as reaccións que toman lugar na interfase dun condutor eléctrico, onde o eléctrodo está composto dun metal ou un semicondutor, (incluíndo o grafito) e un condutor iónico (o electrólito).

    Se unha reacción química é causada por un voltaxe externo, ou se a voltaxe é causado por unha reacción química, como o que sucede nunha batería, trátase dunha reacción electroquímica. Polo xeral a electroquímica encárgase de estudar as situacións onde as reaccións de redución-oxidación ocorren en dúas compartimentos separados. A transferencia directa de cargas dunha molécula a outra non é de interese na electroquímica.

    Electrólise

    A electrólise é un fenómeno de descomposición química dun soluto por unha corrente eléctrica continua que atravesa a disolución. Os catións, cargados positivamente, por exemplo, ións metálicos, deposítanse no cátodo, e os anións, cargados negativamente, por exemplo, ións halóxenos, fano no ánodo. A cantidade de cada elemento que se deposita nun eléctrodo é proporcional á cantidade de corrente que atravesa a disolución.

    Este proceso ten varias aplicacións, como por exemplo, o de purificador de substancias e tamén é un sistema de separación de isótopos para obter auga pesada de ata un 99% de pureza. Úsase tamén na obtención de metais alcalinos e algúns outros metais pesados, co que se consegue un excelente grao de pureza. Tamén se utiliza na obtención do hidróxeno, na análise electrolítica e en galvanotecnia.

    Eléctrodo

    Chámase eléctrodo a un condutor utilizado para facer contacto con unha parte non metálica dun circuíto, por exemplo un semicondutor, un electrólito, o vacuo (nunha válvula termoiónica), un gas (nunha lámpada de neon) etc. o termo creouno o científico Michael Faraday e procede das voces gregas elektron e hodos, que significa camiño.

    Farad

    O farad (símbolo F), ás veces galeguizado como faradio, é a unidade do SI de capacitancia (capacidade). O seu nome foi dado en homenaxe á Michael Faraday. Un capacitor ten a capacitancia de 1 farad se 1 coulomb de carga eléctrica causa unha diferenza de potencial de 1 volt nos seus bornes (extremos). A súa expresión equivalente noutras unidades SI é:

    Xa que o farad é unha unidade moi grande, valores de capacitores son xeralmente expresados en microfarads (μF), nanofarads (nF), ou picofarads (pF). O milifarad é raramente usado na práctica, entón unha capacitancia de 4,7×10−3 F, por exemplo, escríbese xeralmente como 4 700 μF.

    O farad non debe ser confundido co faraday, unha unidade de carga antiga que hoxe foi substituída polo coulomb.

    Filosofía da natureza

    A filosofía da natureza, ás veces chamada filosofía natural ou cosmoloxía é o nome que recibiu a rama da ciencia que hoxe coñecemos como física ata mediados do século XIX. Así, o coñecido tratado de Isaac Newton, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica debería entenderse como Principios Matemáticos da Física.

    Indución electromagnética

    A indución electromagnética é o fenómeno que orixina a produción dunha forza electromotriz (f.e.m. ou voltaxe) nun medio ou corpo exposto a un campo magnético variábel, ou ben nun medio móbil respecto dun campo magnético estático. É así que, cando devandito corpo é un condutor fechado (circuíto), prodúcese unha corrente inducida. Este fenómeno foi descuberto por Michael Faraday quen o expresou indicando que a magnitude da voltaxe inducida é proporcional á variación do fluxo magnético (Lei de Faraday).

    Ión

    Un ión consiste nun átomo ou grupo de átomos dotados de carga eléctrica. Un átomo ou unha molécula, de por si electricamente neutros, transfórmanse en ións cando gañan ou perden electróns. O proceso polo que un átomo ou unha molécula se transforman en ións recibe o nome xenérico de ionización. Ó proceso polo que os ións e os electróns se unen para formar átomos ou moléculas, especies electricamente neutras, recibe o nome de recombinación.

    Os ións cargados negativamente, producidos pola ganancia de electróns, reciben o nome de anións e os cargados positivamente, consecuencia dunha perda de electróns, reciben o nome de catións.

    Os ións represéntanse da mesma forma que os átomos ou moléculas, pero coa presenza dun expoñente que indica a carga eléctrica neta. Fe3+; OH− representan o ión ferro (III) e o ión hidróxido.

    James Clerk Maxwell

    James Clerk Maxwell nado o 13 de xuño de 1831 en Edimburgo e finado o 5 de novembro de 1879 en Cambridge foi un científico escocés no campo da física matemática. O seu logro máis notable foi a formulación da teoría clásica da radiación electromagnética, que reúne por primeira vez a electricidade, o magnetismo e a luz como manifestacións dun mesmo fenómeno. Desde ese momento, todas as outras leis e ecuacións clásicas destas disciplinas convertéronse en casos simplificados das ecuacións de Maxwell. As ecuacións de Maxwell para o electromagnetismo chamáronse a "segunda gran unificación en física" logo da primeira realizada por Isaac Newton.

    Coa publicación de A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field en 1865, demostrou que os campos magnético e eléctrico atravesan o espazo, en forma de ondas á velocidade da luz, tamén defendeu que a luz é unha forma de radiación electromagnética. Maxwell propuxo que a luz é unha ondulación no mesmo medio que é a causa dos fenómenos eléctricos e magnéticos. A unificación da luz e os fenómenos eléctricos conduciu á predición da existencia das ondas de radio.

    Maxwell é considerado por moitos, especialmente por aqueles que traballan no campo da física, como o científico do século XIX que máis influíu na física do século XX. Moitos consideran que as súas achegas á física son da mesma magnitude que as de Isaac Newton e Albert Einstein. Ao final da enquisa do milenio, unha enquisa que pretende facer unha lista dos 100 físicos máis relevantes da historia, Maxwell foi votado como o terceiro físico máis grande de todos os tempos, só detrás de Newton e Einstein. No centenario do nacemento de Maxwell, o mesmo Einstein describiu o traballo de Maxwell como a obra "máis profunda e máis frutífera que a física experimentou desde a época de Newton." Einstein mantivo unha a fotografía de Maxwell na parede do seu estudo, xunto a fotografías de Michael Faraday e Newton.

    Medalla Copley

    A Medalla Copley é unha institución de carácter premial, que con carácter anual outorga a The Royal Society of London a unha persoa física como o maior recoñecemento ao traballo científico polos seus logros sobresalientes en calquera das ciencias físicas ou biolóxicas. É o galardón máis antigo concedido por unha institución académica, xa que a primeira medalla se concedeu en 1731.

    Outras linguas

    This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
    Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
    Images, videos and audio are available under their respective licenses.