Michael Faraday (1791-1867) este probabil cel mai bine cunoscut pentru descoperirea de inducție electromagnetică, contribuțiile sale la inginerie electrică și electrochimie sau datorită faptului că el a fost responsabil pentru introducerea conceptului de câmp în fizica pentru a descrie interacțiunea electromagnetică. Dar poate că nu este atât de bine cunoscut că el a adus, de asemenea, contribuții fundamentale la teoria electromagnetică a luminii.,în 1845, cu doar 170 de ani în urmă, Faraday a descoperit că un câmp magnetic a influențat lumina polarizată – un fenomen cunoscut sub numele de efectul magneto-optic sau efectul Faraday. Pentru a fi mai precis, el a descoperit că planul de vibrație al unui fascicul de lumină polarizată liniar incident pe o bucată de sticlă rotit atunci când un câmp magnetic a fost aplicat în direcția de propagare a fasciculului. Acesta a fost unul dintre primele indicii că electromagnetismul și lumina au fost legate., În anul următor, în mai 1846, Faraday a publicat articolul gânduri despre vibrațiile razelor, o publicație profetică în care a speculat că lumina ar putea fi o vibrație a liniilor electrice și magnetice de forță.

Faraday este cazul nu este comun în istoria fizicii: deși pregătirea lui a fost foarte de bază, legile de electricitate și magnetism se datorează mai mult lui Faraday experimentale descoperiri decât la orice alt om de știință., El a descoperit inducția electromagnetică, care a dus la inventarea dinamului, precursorul generatorului electric. El a explicat electroliza în ceea ce privește forțele electrice și a introdus, de asemenea, concepte precum câmpul și liniile de forță, care nu numai că au fost fundamentale pentru înțelegerea interacțiunilor electrice și magnetice, dar au constituit și baza progreselor ulterioare în fizică.Michael Faraday s-a născut în sudul Londrei într-o familie umilă. Singura educație formală de bază pe care a primit-o a fost citirea, scrierea și aritmetica ca un copil., A părăsit școala când avea treisprezece ani și a început să lucreze într-un magazin de legătorie. Pasiunea sa pentru știință a fost trezită de descrierea electricității pe care a citit-o într-o copie a Encyclopædia Britannica pe care o lega, după care a început să experimenteze într-un laborator improvizat. Faraday a fost angajat în 1813 ca Humphry Davy asistent de laborator la institutul Regal din Londra, unde a fost ales membru în 1824 și unde a lucrat până la moartea sa în 1867, în primul rând ca Davy asistent, apoi ca colaboratorul său, și în cele din urmă, după moartea lui Davy i, ca urmașul lui., Faraday a făcut o astfel de impresie asupra lui Davy că atunci când acesta din urmă a fost întrebat despre cea mai mare descoperire a sa, Davy a răspuns: „cea mai mare descoperire a mea a fost Michael Faraday”. În 1833 a devenit primul profesor Fullerian de chimie la instituția Regală. Faraday este, de asemenea, recunoscut ca un mare popularizator al științei. În 1826 Faraday a stabilit discursurile de vineri seara la instituția regală, care sunt un canal de comunicare între oamenii de știință și laici., În anul următor a lansat prelegerile de Crăciun pentru tineri-difuzate acum la televiziunea națională în fiecare an -, o serie al cărei obiectiv este prezentarea științei publicului larg. Faraday însuși a dat multe dintre aceste prelegeri. Ambele continuă până în prezent.

Faraday a făcut prima descoperire de electromagnetism în 1821., El a repetat experimentul lui Oersted plasând un mic magnet în jurul unui fir care transportă curent și a verificat că forța exercitată de curent pe magnet era circulară. După cum a explicat ani mai târziu, firul a fost înconjurat de o serie infinită de linii concentrice circulare de forță, pe care le-a numit câmpul magnetic al curentului. El a luat lucrarea lui Oersted și Ampère asupra proprietăților magnetice ale curenților electrici ca punct de plecare și în 1831 a obținut un curent electric dintr-un câmp magnetic în schimbare, fenomen cunoscut sub numele de inducție electromagnetică., El a descoperit că atunci când un curent electric a fost trecut printr-o bobină, un alt curent foarte scurt a fost generat într-o bobină din apropiere. Această descoperire a marcat o etapă decisivă în progresul nu numai al științei, ci și al societății și este folosită astăzi pentru a genera energie electrică pe scară largă în centralele electrice. Acest fenomen dezvăluie ceva nou despre câmpurile electrice și magnetice., Spre deosebire de câmpurile electrostatice generate de sarcini electrice în repaus a căror circulație de-a lungul unei căi închise este zero (un câmp conservator), circulația câmpurilor electrice create de câmpurile magnetice este de-a lungul unei căi închise, alta decât zero. Această circulație, care corespunde forței electromotoare induse, este egală cu rata de schimbare a fluxului magnetic care trece printr-o suprafață a cărei limită este o buclă de sârmă (legea inducției lui Faraday)., Faraday a inventat primul motor electric, primul transformator electric, primul generator electric și primul dinam, până când Faraday poate fi numit, fără îndoială, tatăl ingineriei electrice.Faraday a abandonat teoria fluidelor pentru a explica electricitatea și magnetismul și a introdus conceptele de câmp și linii de câmp, îndepărtându-se de explicația mecanică a fenomenelor naturale, cum ar fi acțiunile lui Newton-la-distanță., Introducerea de către Faraday a conceptului de câmp în fizică este probabil cea mai importantă contribuție a sa și a fost descrisă de Einstein drept marea schimbare în fizică, deoarece a furnizat electricitate, magnetism și optică cu un cadru comun de teorii fizice. Cu toate acestea, liniile de forță ale lui Faraday nu au fost acceptate decât câțiva ani mai târziu, când James Clerk Maxwell a intrat în imagine.,după cum sa menționat la începutul acestui articol, un alt efect și poate mai puțin cunoscut descoperit de Faraday a fost influența unui câmp magnetic asupra luminii polarizate, un fenomen cunoscut sub numele de efectul Faraday sau efectul magneto-optic. Mintea curioasă a lui Faraday nu era mulțumită să descopere pur și simplu relația dintre electricitate și magnetism. De asemenea, a vrut să determine dacă câmpurile magnetice au avut un efect asupra fenomenelor optice. El credea în unitatea tuturor forțelor naturii, în special a luminii, electricității și magnetismului., La 13 septembrie 1845 a descoperit că planul de polarizare a luminii polarizate liniar este rotit atunci când această lumină călătorește printr-un material la care se aplică un câmp magnetic puternic în direcția propagării luminii., Faraday a scris la punctul #7504 lui Lactate:

„Astăzi lucrat cu linii de forță magnetică, trecându-le în diferite organisme (transparent în direcții diferite) și, în același timp, trece un polarizate rază de lumină prin ele (…) nu a fost un efect produs pe polarizate ray, și, astfel, forța magnetică și lumina s-au dovedit a avea legătură între ele”.,

acesta a fost cu siguranță primul indiciu clar că forța magnetică și lumina erau legate între ele și a arătat, de asemenea, că lumina este legată de electricitate și magnetism. În legătură cu acest fenomen, Faraday a scris și în același paragraf:

„acest fapt se va dovedi cel mai probabil extrem de fertil și de mare valoare în investigarea ambelor condiții de forță naturală”.

nu a greșit. Acest efect este una dintre pietrele de temelie ale teoriei electromagnetice a luminii.,

Într-un Regal Instituției vineri Seara Discursului livrate în aprilie 1846, Faraday a speculat că lumina ar putea fi o formă de perturbare propagă de-a lungul liniilor de câmp. Adevărul este că în această vineri specială, Charles Wheatstone a fost programat să țină o discuție despre cronoscopul său. Cu toate acestea, în ultimul minut, Wheatstone avut un atac de trac și așa Faraday livrate Wheatstone vorbim., De când a terminat înainte de timp, a completat minutele rămase dezvăluindu-și gândurile despre natura luminii. Discursul lui Faraday a fost publicat în același an în revista filosofică sub titlul Thoughts on Ray-Vibrations. Faraday chiar a îndrăznit să pună la îndoială existența eterului luminifer-o erezie științifică la acea vreme–, care trebuia să fie mediul pentru propagarea luminii așa cum a descris atât de elegant Fresnel în teoria undelor sale de lumină. El a propus ca lumina să nu fie rezultatul vibrațiilor eterice, ci vibrațiile liniilor fizice de forță., Faraday a încercat să lase afară eterul, dar a păstrat vibrațiile. Într-un ton aproape apologetic, Faraday își termină lucrarea afirmând:

„cred că este posibil să fi făcut multe greșeli în paginile precedente, chiar și pentru mine, ideile mele despre acest punct apar doar ca umbra unei speculații”.

cu toate Acestea, această idee a lui Faraday a fost primit cu mare scepticism și respins de toată lumea, până când lui Maxwell articol intitulat Un Dinamice Teoria Câmpului Electromagnetic a fost publicat în 1865., În această lucrare, Maxwell nu numai că descrie teoria sa electromagnetică seminală a luminii –una dintre etapele comemorate în acest an Internațional al luminii 2015– dar, de asemenea, atribuie ideile care au stat în cele din urmă la baza teoriei sale gândurilor lui Faraday despre vibrațiile razelor., La pagina 466 din lucrarea lui, și cu modestia care a caracterizat întotdeauna Maxwell, el se referă la Faraday 1846 hârtie după cum urmează:

„concepția de propagare transversal magnetic tulburări la excluderea de cele normale este clar stabilite de către Profesor Faraday în Gândurile pe Ray Vibratii. Teoria electromagnetică a luminii, așa cum a propus el, este aceeași în substanță cu cea pe care am început să o dezvolt în această lucrare, cu excepția faptului că în 1846 nu existau date care să calculeze viteza de propagare”.,

Si pe pagina 461 lui 1865 hârtie Maxwell, de asemenea, se referă la magneto-optice, precizând:

„Faraday a descoperit că, atunci când un avion polarizate ray transverses-un mod transparent diamagnetic mediu în direcția liniilor de câmp magnetic produs de magneți sau de curenți în vecinătate, planul de polarizare este cauzat de a roti”.în toate, Michael Faraday este citat de șase ori și menționat de trei ori în lucrarea lui Maxwell din 1865., Cu toate acestea, acest lucru nu este surprinzător, având în vedere că o mare parte din munca lui Maxwell se bazează pe munca lui Faraday, iar Maxwell a modelat matematic majoritatea descoperirilor lui Faraday despre electromagnetism în teoria pe care o cunoaștem astăzi.undele electromagnetice despre a căror existență Faraday a speculat în 1846 cu gândurile sale despre vibrațiile razelor și care au fost prezise matematic de Maxwell în 1865, au fost în cele din urmă produse într-un laborator de Hertz în 1888. Restul e istorie., Este clar că Maxwell a deschis ușa fizicii secolului al XX-lea, dar nu este mai puțin clar că Faraday ia dat lui Maxwell câteva dintre cheile pe care le-a folosit.în 1676 Newton a trimis o scrisoare rivalului său Hooke în care scria: „Dacă am văzut mai departe, este stând pe umerii giganților” (*). Două sute cincizeci de ani mai târziu, în timpul uneia dintre vizitele lui Einstein la Cambridge, Marea Britanie, cineva a remarcat: „ai făcut lucruri grozave, dar stai pe umerii lui Newton”. Einstein a răspuns:”nu, stau pe umerii lui Maxwell”., Dacă cineva i-ar fi spus același lucru lui Maxwell, probabil că ar fi spus că stă pe umerii lui Faraday.

( * ) deși această propoziție este interpretată de unii autori ca o remarcă sarcastică îndreptată spre aspectul cocoșat al lui Hooke, în zilele noastre fraza este de obicei folosită într-un mod pozitiv. Acum, comentariul lui Newton este o afirmație despre modul în care știința este o serie de avansuri incrementale, care se bazează pe cele atinse anterior (Vezi, de exemplu, Cartea lui Stephen Hawking intitulată pe umerii giganților).,

Augusto Beléndez

Profesor de Fizică Aplicată la Universitatea din Alicante (Spania) și membru al asociației Regale spaniole Fizica Societate

Bibliografie

• A. Diaz-Hellín, Faraday: El gran cambio en la Física (Nívola. Madrid, 2001).Ordóñez, V. Navarro și J. M. Sánchez Ron, Historia de la ciencia (Espasa Calpe. Madrid, 2013).Forbes și B. Mahon, Faraday, Maxwell și câmpul Electromagnetic: cum doi bărbați au revoluționat fizica (Prometheus Books. New York, 2014).,
• Zajonc, Catching the Light: The Entwined History of Light and Mind (Oxford University Press. New York, 1995)
• Hawking, On the Shoulders of Giants: The Great Works of Physics and Astronomy (Running Press. Philadelphia, 2002)
• Mansuripur, optica clasică și aplicațiile sale (Cambridge University Press. Cambridge, 2002)