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Science and societies
Michael Faraday
Michael Faraday
La loi de Faraday
Michael Faraday est un physicien et chimiste britannique.
Fils d’un forgeron, Il est né à Newington Butts le
22 septembre 1791 et mort à Hampton Court, le 25 août 1867,
en Angleterre.
À l'âge de 13 ans, il quitte l'école et trouve un emploi de livreur
de journaux. Un an plus tard, il travaille comme apprenti relieur chez
le libraire de la ville. Hébergé ensuite par son employeur, il avait accès à
de nombreux livres, qu'il lisait pendant son temps libre.
La même année, il est invité à assister aux conférences
du grand chimiste Sir Humphry Davy, chimiste anglais et président de
la Royal Institution, C'est ici l'événement du bon moment et
la bonne place pour Faraday . Il devient alors son assistant.
Ils entreprennent ensemble un voyage en Europe de 1813 à 1815. Faraday
rencontre les grands savants tels que Laplace, Ampère, Arago, Gay-Lussac,
Dumas, Biot, et bien d'autres.
Sir Humphry Davy disait : «La plus grande de mes découvertes est Faraday».
Faraday donne son nom à de multiples lois et phénomènes,
notamment la loi de Faraday en induction électromagnétique,
les lois de Faraday en électrochimie, la constante de Faraday,
l'effet Faraday, la cage de Faraday et la cavité de Faraday.
Le farad, unité SI de capacité électrique, est également nommée
en son honneur.
Son portrait figure sur certains billets anglais de 20 livres.
Voici un aperçu de ses travaux, expériences et découvertes,
en électromagnétisme et en l'électrochimie:
• En Physique
En 1821 Faraday parvient à faire tourner un conducteur
électrique autour d'un aimant fixe et un aimant autour
d'un conducteur fixe.
lorsqu'un câble électrique, trempant dans un bain de
mercure au milieu duquel est placé un aimant statique,
est traversé par un courant électrique, le câble se met
alors à tourner autour de l'aimant. Par ce mouvement circulaire
continu d'une force magnétique autour d'un fil, Faraday
fait la démonstration du moteur électrique.
Plus tard, cette force prendra le nom de force de Laplace.
Simon de La force de Laplace (1749 - 1827, mathématicien,
astronome, physicien et homme politique français.).
Elle s'exprime cette force par la relation
dF = I.dl∧B
.
I est l'intensité du courant, B le champ magétique , et dl
élément du conducteur
En 1831, Faraday montra alors qu'il est possible
d'induire un courant électrique dans un conducteur en le
soumettant à un flux magnétique variable.
En 1834, Heindrich Lenz présente une formulation mathématique
des résultats expérimentaux de Faraday. C'est la loi de Lenz-Faraday
ou loi de Faraday.Voici cette loi:
Toute variation de flux magnétique à travers un circuit
produit l'apparition d'une force éléctromotrice d'induction .
Cette (f.é.m ) est donnée, en Volts, par la formule:
e = - dφB/dt . φB est le
flux du champs magnétique (en Webers).
Il démontre que la charge se situe seulement à l'extérieur d'un conducteur chargé,
effet qu'on appelle « blindage », utilisé dans la cage de Faraday.
En 1845, Faraday introduit le terme "diélectrique", et
décrit le "diamagnétisme" et le "paramagnétisme". En 1852 il met en évidence les
lignes de force magnétiques à l'aide de limaille de fer.
• En Chimie
Faraday parvient à liquéfier du Chlore. Il est élu à la "Royal society"
dont il devient le directeur du laboratoire en 1825.
En 1823, Il réussit la liquéfaction du chlore et découvre deux
nouveaux chlorures de carbone. Il analyse différents alliages
d'acier et obtient des nouveaux types de verres à usage optique.
Il découvre le benzène et invente le système du nombre d'oxydation.
En 1820, Il réussit la première synthèse des composés de carbone
et de chlore, C2Cl6 et C2Cl4. Il est élu à la "Royal society"
dont il devient le directeur du laboratoire en 1825.
Faraday a été l'un des principaux fondateurs de l'électrochimie. En 1833 et 1834,
à Cambridge, il introduit les termes d'anode, de cathode, d'anion, de cation
et d'ion. Il explique alors le fonctionnement de la pile de Volta.
On lui doit aussi un modèle de brûleur à gaz qui deviendra le bec
Bunsen utilisé dans les laboratoires.
-- Abdurrazzak Ajaja
septembre 2022
Titre
Ne pouvant faire qu'à peine des études primaires,
Michael Faraday est entré dans l’histoire comme l’un
des plus grands physiciens de son temps.
Encore une fois, sans diplômes, on peut faire avancer
la science, mais il faut être chanceux d'être au bon moment
et à la bonne place. C'est exactement le cas de Michael Faraday.
Farady est un expérimentateur doué. Il est l'un des principaux
fondateurs de l'électrochimie et de l'électromagnétisme.
travaux fondamentaux dans le domaine de l'électromagnétisme
On lui doit la démonstration du moteur électrique et la
découverte de l'induction électromagnétique qui est à la base
de la technologie électromagnétique moderne.
Ici, je lui rend hommage.
expérience d'Ørsted
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Une boussole placée au voisinage d'un fil électrique est déviée dès
qu'un courant parcourt le fil. De même, si on enroule en plusieurs
spires un fil électrique autour de la boussole, l'aiguille de
celle-ci prend la direction de l'axe du solénoïde ainsi
constitué dès que le courant est établi.
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Si la force de Lorentz agit sur les particules, la force
de Laplace agit sur le matériau conducteur de ces particules
La force de Laplace est la force électromagnétique qu'exerce
un champ magnétique sur un conducteur parcouru par un courant.
La force de Laplace (force macroscopique) s'exprime par la relation dF = I. dl ∧B
La règle des trois doigts de la main droite permet d’établir la direction de cette force
Ses problèmes de mémoire de plus en plus nombreux ne l'empêchent pas de
continuer son travail, de tout noter et de faire de remarquables
travaux et découvertes.
Ses plus grands travaux concernent l'électricité. En 1821, après la découverte
du phénomène de l'électromagnétisme par le chimiste danois Ørsted,
Faraday inverse l'expérience du danois en construisant deux appareils
pour produire ce qu'il appelle une rotation électromagnétique :
En 1831 il découvre l'induction électromagnétique. En fait
Henry avait découvert ce phénomène une année au paravent mais
n'avait pas publié ses résultats. Le mérite de Faraday est
donc intact
Il a également donné son nom à l’instabilité de Faraday, mise en
évidence en 1831, déclenchée lorsqu'un bain liquide est vibré
verticalement avec une amplitude suffisamment importante . Lorsque cette
instabilité est déclenchée, la surface du liquide se réorganise et des
ondes de surface sous-harmoniques apparaissent...
Faraday réalise ses premières expériences en chimie alors qu'il est assistant
de Humphry Davy. En étudiant le chlore il découvre deux nouveaux chlorures
de carbone. Il conduit des expériences sur l'effusion des gaz, un phénomène
identifié par John Dalton et dont l'importance sera mise en lumière par
Thomas Graham et Joseph Loschmidt.
Il réussit la liquéfaction de quelques gaz naturels, dont le chlore. Il
analyse différents alliages d'acier et obtient des nouveaux types de
verres à usage optique. L'un d'entre eux deviendra important pour
la science puisque c'est grâce à lui que Faraday identifie la rotation
du plan de polarisation de la lumière quand le verre est placé dans un
champ magnétique. Il s'attache aussi à la vulgarisation des méthodes d'analyse en chimie.
Ces résultats incitent Ampère à
poursuivre ses recherches en électromagnétisme et
entretenir avec Faraday une correspondance.
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De 1813 à 1815 Davy entreprend un voyage en Europe avec son assistant.
Faraday va alors côtoyer les plus grands savants. A Paris, il rencontre
Laplace, Ampère, Arago, Gay-Lussac, Dumas, Biot, et bien d'autres. Il
participe aux discussions et aux expériences.
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