Faraday Umiltà e Genialità in un unico uomo

Faraday
Umiltà e Genialità in un unico uomo
Giulia Bazzarini 5G Liceo Scientifico G.Ulivi a.s.2014/2015
• La vita
-
Indice
La religione
L’infanzia e i primi aprocci con la scienza
L’incontro che gli cambiò la vita
• Scoperte e Invenzioni
-
Lampada di sicurezza delle miniere
Liquefazione dei gas
Criogenesi
Benzene
Elettricità e Magnetismo
Campo Magnetico e Linee di campo
Primo Trasformatore
Induzione
Generatore omopolare
Elettrolisi
Gabbia Faraday
Diamagnetismo
La Vita
Faraday nacque in un quartiere a sud di
Londra nel settembre del 1791 da una
famiglia di umili estrazione sociale,questo
non gli permise di frequestare l’università e
dovette apprendere privatamente dalle
lezioni del prof.Tantum
Quartiere londinese Newgington Butts
La religione
Faraday apparteneva ad una fervente comunità religiosa protestante,
I Sandemaniani.
La sua dottrina lo spinse semplicemente a cercare Dio,attraverso le
leggi della natura. Le sue idee non erano influenzate da nessuna
convizione prestabilita, se non da quelle dettata dalla Bibbia.
“Le opere naturali di Dio non possono mai
entrare in contraddizione con le cose più
elevate che appartengono alla nostra
esistenza futura”.
L’infanzia, e i primi approcci
con la scienza
Faraday fin da bambino
dovette lavorare come
fattorino di giornali e
successivamente fu assunto
in una libreria come
apprendista rilegatore ed
ebbe l’opportunità di leggere
alcuni testi di natura
scientifica, come
l’’articolo dell’enciclopedia
britannica sull’elettricità.
Estrazioni del Macchinario di Elettricità
di Britannica dell'Enciclopedia 1800
L’incontro che gli cambiò la vita
Grazie ai biglietti regalati da Junr,Faraday riuscì a partecipare alle
conferenze di uno dei più grandi filosofi e scienziati dell’epoca
Davy.
Faraday rimasto colpito da queste conferenze spedì una domanda
d’impiego a Davy e presto divenne suo assistente di laboratorio alla
Royal Istitution.
Davy cercò di ostacolare in tutti i modi la carriera di Faraday.
Faraday nel 1825 fu
nominato direttore
della Royal
Istitution contro la
sua volontà.
La sua fede infatti gli
imponeva una vita
austera, egli per
tanto rifiutò negli
anni seguenti
incarichi e titoli di
grande prestigio.
Faraday durante le conferenze di Natale alla Royal Istitution 1856
Faraday morì il 25 agosto 1865 e fu seppillito nel
cimitero sandemaniano di Highgate a Londra.
Scoperte e invezioni
Chimica
Elettrolisi
Liquefazione
Criogenesi
gas
Elettricità e Magnetismo
Lampada
per miniere
Gabbia di
Faraday
Benzene
Campo
magnetico
Linee di
campo
Generatore
Primo
omopolare
trasformatore
Induzione
Lampada di sicurezza delle
miniere
Per rendere più sicura l’ illuminazione nelle miniere, Faraday
inventò una lampada nella quale il metano sale in piccoli tubi
e la fiamma è protetta da una maglia di fil di ferro con
moltissimi fori.
Il calore si diffonde senza infammiare il grisù presente nell’
ambiente.
maglia di fil di ferro
tubi
Liquefazione dei gas
Faraday riuscì a liquefare diversi gas:
- Cloro
- Anidride carbonica
- Acido solfidrico
Criogenesi
Fu il pioniere della criogenesi.
Fu il primo a raggiungere temperature sotto
gli zero gradi Fahrenheit.
Attraverso l’ utilizzo di temperature molto
basse, egli studiò il comporamento dei
materiali in queste condizioni.
Il Benzene
Nel 1825 scoprì un composto
organico,il bicarburo di idrogeno
(l’attuale benzene),idrocarburo
alifatico formato da 6 atomi di
carbonio e 6 di idrogeno.
Elettricità e magnetismo
Da chi si ispirò Faraday nello studio del magnetismo?
Christian Oersted aveva scoperto che una corrente elettrica riusciva
a muovere leggermente l’ ago di una bussola come se la corrente
fungesse da calamita.
Senza passaggio di corrente
Con passaggio di corrente
L’obiettivo di Faraday divenne:
-dimostrare che il magnetismo potesse comportarsi come l’elettricità.
-produrre elettricità con un magnete.
Esperimento per verificare suddette teorie:
Mise all’ interno di un recipiente contenente mercurio
una barretta magnetizzata.
La barra iniziò a ruotare intorno al cavo in senso
antiorario
Con questa scoperta aveva trasformato l’ elettricità,
in movimento, capace di svolgere un lavoro.
mercurio
Barra
magnetizzata.
Era il 3 settembre 1821 quando Faraday scoprì che un filo
percorso da corrente in un campo magnetico subisce una
forza perpendicolare sia al filo stesso sia alle linee di campo
magnetico.
Barra magnetizzata in
rotazione.
Campo Magnetico
Tra il 1830-1831 scoprì il campo magnetico che occupava
lo spazio vuoto attorno a un magnete. Egli sosteneva che
lo spazio tra due masse non era semplicemente vuoto,ma le cose
erano unite le une dalle altre da una ragnatela invisibile.
Il campo magnetico è una regione dello spazio nella
quale si possono esercitare forze di attrazione e
repulsione.
Linee di Campo
Se avviciniamo due magneti mettendoli
uno di fronte all’ altro:
-con poli opposti essi si attraggono.
-con poli uguali si respingono.
Questo fenomeno era causato dal fatto
che entrambi i magneti
emanassero delle linee di forza dai poli
chiamate anche linee di campo
Esse sono:
-Tangenti alla direzione del campo magnetico
-Escono dal polo nord dei magneti ed entrano
nel polo sud
-La loro densità è direttamente proporzionale
all’ intensità del campo magnetico.
Primo trasformatore
Nell’ agosto del 1831 Faraday costruì due bobine ai lati
opposti di un anello di ferro.
Fece passare della corrente elettrica attraverso il cavo
della prima bobina con l’ utilizzo di una batteria,
generando una sorta di tempesta magnetica.
Con l’utilizzo di un galvanometro verificò il passaggio
di corrente indotta nella secoda bobina.
Bobina
primaria
galvanometro
Bobina
secondaria
Induzione
Con l’ invenzione del trasformatore scoprì che
la corrente indotta era prodotta solo da
intensità di corrente alternata collegata alla
prima bobina.
Faraday arrivò alla conclusione che la
corrente indotta si crea quando varia il flusso
di campo magnetico attraverso la superficie
che ha per contorno il circuito indotto.
Ø=B·S·cosα
Esperimento per verificare l’induzione :
Fece oscillare dal basso verso l’alto,
un magnete all’interno di una
bobina.
Osservò la deviazione dell’ago del
galvanometro capì che un campo
magnetico che varia genera corrente
indotta determinata da:
-rapidatà di variazione del campo
magnetico esterno
-l’area del ciruito (variando il
numero di spire)
- diversa orientazione del circuito
rispetto alle linee del
campo magnetico
Generatore omopolare
Motore elettrico basato sulla forza di Lorentz.
Con un disco di rame che girava tra le estremità
di un magnete a forma di ferro di cavallo
generando un piccola corrente continua.La
direzione del campo elettrico in ogni punto del
disco è perpendicolare al campo magnetico.
Questo generatore omopolare è un rudimentale
esempio della dinamo delle nostre biciclette.
Elettrolisi
Elettrolisi deriva del greco “ rompere
con l’elettricità” .
Scomporre una sostanza nei suoi
elementi.
Nel caso in cui l’elettrolisi porta alla
scissione di una sostanza si parla di
Dissociazione elettrolitica.
Faraday dedusse che l’elettricità è
composta da corpuscoli di materiali
caricati ( nel 1897 William Thomson
chiamò elettroni).
Elettrodi
La Gabbia di Faraday
Faraday costrui un gigantesco
contenitore di materiale
conduttore, isolato da terra e
collegato a un generatore
elettrostatico.
Nonostante il generatore
elettrostastico emettesse scariche
elettriche ,la gabbia non riceveva
alcun influsso elettrico perché i
campi all’ interno del conduttore
risultavano uguali a zero.
Un aereo dell’Alitalia è stato colpito da un fulmine. Solo paura ma nessun danno
all’aeromobile e ai passeggeri.
Perchè i passeggeri non hanno subito danni?
Quando un fulmine colpisce un aereo, quest’ultimo, per un fenomeno fisico noto come
“Gabbia di Faraday” diventa un vero e proprio schermo elettrostatico contro il campo
elettrico esterno.
In pratica, poiché le cariche di segno uguale si respingono, esse tendono a
portarsi alla massima distanza reciproca, ovvero l’esterno della fusoliera dell’aereo.
Ciò permette alla carica di distribuirsi solo all’esterno, mentre l’interno è completamente
isolato.
Diamagnetismo
Studiando il Diamagnetismo Faraday capì che ci sono
materiali:
Ferromagnetici= hanno la propietà di magnetizzarsi
molto intensamente sotto l' azione di un campo
magnetico esterno.
Diamagnetico =debolmente respinti dai magneti,perchè
la magnetizzazione ha verso opposto rispetto al campo
magnetico.
Es:Acqua,Argento e Rame.
Paramagnetici = Debolmente attratti dai magneti.
Es:Aria e alluminio
Conclusioni
Le teorie di faraday furono i fondamenti per:
-Lo sviluppo della meccanica quantistica
-La teoria della relatività di Einstein
-Nascita della radiotelefonia
-l'elettrolisi è il pilastro per l'industria
elettrochimica.
Fu un vero pioniere della Scienza Futura.
Bibliografia
Faraday:scienza ad alta tensione
L'amaldi per i Licei Scientifici
Dizionario delle opere Bompiani
Enciclopedia Europea Garzanti