Michael Faraday

Dimitris Stamatios | Aprile 28, 2023

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Riassunto

Michael Faraday († 25 agosto 1867 a Hampton Court Green, Middlesex) è stato un naturalista inglese considerato uno dei più importanti fisici sperimentali. Le scoperte di Faraday sulla “rotazione elettromagnetica” e sull’induzione elettromagnetica hanno posto le basi per lo sviluppo dell’industria elettrica. Le sue vivaci interpretazioni dell’effetto magneto-ottico e del diamagnetismo per mezzo di linee di forza e campi portarono allo sviluppo della teoria dell’elettromagnetismo. Nel 1820 Faraday era già considerato il principale analista chimico della Gran Bretagna. Scoprì una serie di nuovi idrocarburi, tra cui il benzene e il butene, e formulò le leggi fondamentali dell’elettrolisi.

Cresciuto in circostanze umili e formatosi come rilegatore, Faraday, entusiasta delle scienze naturali, trovò impiego come assistente di laboratorio di Humphry Davy presso la Royal Institution, che divenne il suo luogo di lavoro più importante. Nel laboratorio della Royal Institution eseguì i suoi pionieristici esperimenti elettromagnetici e nella sua sala conferenze contribuì a diffondere le nuove conoscenze scientifiche con le sue lezioni natalizie. Nel 1833, Faraday fu nominato primo professore Fuller di chimica. Faraday condusse circa 30.000 esperimenti e pubblicò 450 articoli scientifici. Riassunse le più importanti pubblicazioni sull’elettromagnetismo nel suo Experimental Researches in Electricity. La sua opera più popolare, Storia chimica di una candela, era la trascrizione di una delle sue conferenze di Natale.

Per conto dello Stato britannico, Faraday ha istruito in chimica i cadetti della Royal Military Academy di Woolwich per oltre vent’anni. Lavorò per una vasta gamma di autorità e istituzioni pubbliche, come ad esempio l’autorità marittima Trinity House, il British Museum, l’Home Office e il Board of Trade.

Faraday apparteneva ai seguaci di una piccola minoranza cristiana, i Sandemaniani, alla cui vita religiosa partecipò attivamente.

Origine e formazione

Michael Faraday nacque il 22 settembre 1791 a Newington, nella contea del Surrey, che oggi fa parte del distretto londinese di Southwark. Era il terzo di quattro figli di James Faraday (1761-1810), un fabbro, e di sua moglie Margaret (nata Hastwell, 1764-1838), figlia di un contadino. Fino all’inizio del 1791, i suoi genitori vissero con i due fratelli maggiori, Elizabeth (1787-1847) e Robert (1788-1846), nel piccolo villaggio di Outhgill, in quella che allora era la contea di Westmorland, nell’Inghilterra nord-occidentale (oggi Cumbria). Quando gli effetti della Rivoluzione francese portarono a un declino del commercio e la famiglia rischiò la povertà, decisero di trasferirsi nelle immediate vicinanze di Londra. Il padre di Faraday trovò lavoro presso il fabbro ferraio James Boyd nel West End di Londra. La famiglia si trasferì poco dopo a Gilbert Street e circa cinque anni dopo a Jacob’s Well Mews. Qui nacque la sorella minore di Faraday, Margaret (1802-1862).

Fino all’età di dodici anni, Faraday frequentò una semplice scuola diurna dove gli vennero insegnate le basi della lettura, della scrittura e dell’aritmetica. Nel 1804 trovò lavoro come fattorino presso l’emigrante ugonotto George Riebau, che gestiva una libreria in Blanford Street. Uno dei compiti di Faraday era portare il giornale ai clienti di Riebau al mattino, riprenderlo durante il giorno e portarlo ad altri clienti. Dopo circa un anno di lavoro come fattorino, il 7 ottobre 1805 Faraday firmò un contratto di apprendistato di sette anni con Riebau. Secondo le usanze dell’epoca, si trasferì dal suo maestro apprendista e visse con lui durante l’apprendistato.

Faraday si dimostrò un apprendista abile, aperto e curioso. Imparò rapidamente il mestiere di rilegatore e lesse con attenzione molti dei libri che gli venivano portati per la rilegatura. Tra questi, le Conversazioni sulla chimica di Jane Marcet, un’introduzione popolare alla chimica pubblicata nel 1806, e il contributo di James Tytler sull’elettricità per la terza edizione dell’Encyclopædia Britannica, oltre alla storia di Ali Baba e a opere e riviste sull’arte. Riebau gli permise di effettuare piccoli esperimenti chimici ed elettrici.

Tra le opere studiate da Faraday c’è il libro di Isaac Watts The Improvement of the Mind (1741), che si rivolgeva ai lettori che volevano ampliare le proprie conoscenze e capacità mentali in modo indipendente. Nelle sue spiegazioni, l’autore dava importanza non solo a trasmettere passivamente la conoscenza, ma anche a incoraggiare i lettori a impegnarsi attivamente con essa. Tra le altre cose, Watts raccomandava di prendere appunti sugli articoli, di seguire le lezioni e di cercare uno scambio di idee con persone che la pensano allo stesso modo.

Sotto questa impressione, Faraday iniziò nel 1809 quella che intitolò The Philosophical Miscellany, una raccolta di appunti su articoli di arte e scienza che aveva letto in vari giornali e riviste. Nel 1810, Riebau incoraggiò il diciannovenne Faraday a partecipare alle conferenze scientifiche tenute ogni lunedì dall’orafo John Tatum nella sua casa. Tatum era il fondatore della City Philosophical Society, fondata nel 1808, il cui scopo era quello di dare agli artigiani e agli apprendisti l’accesso alle conoscenze scientifiche. Per ogni conferenza era previsto il pagamento di uno scellino, che Faraday riceveva dal fratello Robert. Grazie a questo sostegno, riuscì a partecipare a circa una dozzina di conferenze dal 19 febbraio 1810 al 26 settembre 1811. Durante le lezioni di Tatum, Faraday prendeva appunti che rivedeva, riassumeva e trasferiva su un quaderno nel tempo libero. Da Tatum divenne amico dei quaccheri Benjamin Abbott (1793-1870) ed Edward Magrath (1791?-1861) e di Richard Phillips (1778-1851). Con Abbott iniziò uno scambio scritto di idee il 12 luglio 1812, che continuò per molti anni.

Faraday, il cui apprendistato presso Riebau stava volgendo al termine, era poco incline a trascorrere la sua vita come rilegatore. Scrisse una lettera a Joseph Banks, presidente della Royal Society, in cui chiedeva una posizione umile nei laboratori della Royal Society. Banks, tuttavia, non ritenne necessario rispondere alla sua richiesta. L’8 ottobre 1812, un giorno dopo la fine del suo apprendistato, Faraday iniziò a lavorare come rilegatore per Henri De La Roche.

Impiego come assistente di laboratorio

All’inizio del 1812, Riebau mostrò il quaderno di Faraday con le trascrizioni delle lezioni di Tatum al figlio di William Dance (1755-1840), uno dei suoi clienti. Dance lo riferì al padre, che portò Faraday alle ultime quattro lezioni di Humphry Davy, intitolate Gli elementi della filosofia chimica, in qualità di professore di chimica, nei mesi di marzo e aprile 1812. Davy era considerato un eccellente conferenziere e si era guadagnato un’alta reputazione tra gli esperti per la sua scoperta degli elementi potassio, sodio e cloro. Durante le lezioni di Davy, Faraday prese numerosi appunti, che rielaborò e a cui aggiunse dei disegni, rilegò in un libro e inviò a Davy.

Alla fine di ottobre del 1812, tuttavia, Davy non era a Londra ma, insieme a John George Children, stava ripetendo un esperimento a Tunbridge Wells di Pierre Louis Dulong, che poco prima aveva scoperto un nuovo composto di cloro e azoto. Durante gli esperimenti, una provetta di vetro contenente il tricloruro di azoto risultante esplose e ferì gravemente l’occhio sinistro di Davy. Davy fu immediatamente portato a Londra per essere curato e lì trovò il programma di Faraday. Poiché aveva bisogno di aiuto per organizzare i suoi appunti a causa della ferita all’occhio, invitò Faraday a casa sua alla fine del 1812.

Il 19 febbraio 1813, alla Royal Institution scoppiò una scazzottata tra l’assistente di laboratorio William Payne e il costruttore di strumenti John Newmann. Tre giorni dopo, Payne fu licenziato dai dirigenti della Royal Institution. Davy, che aveva bisogno di un nuovo assistente, suggerì Faraday per il posto vacante. Il 1° marzo 1813, quest’ultimo iniziò a lavorare come assistente di laboratorio presso la Royal Institution. I suoi compiti comprendevano la supervisione e l’assistenza ai docenti e ai professori nella preparazione e nella trasmissione delle loro lezioni, la pulizia dei modelli in magazzino ogni settimana e la spolveratura degli strumenti nelle teche di vetro ogni mese. Si trasferì nelle due stanze del suo predecessore e gli fu concesso di utilizzare il laboratorio per i propri esperimenti.

Viaggio nell’Europa continentale

Napoleone Bonaparte aveva conferito a Davy una medaglia d’oro per i suoi contributi all’elettrochimica, che egli volle ricevere a Parigi. Nonostante le guerre napoleoniche in corso, ricevette dal governo francese il permesso di recarsi nell’Europa continentale. Davy e sua moglie Jane Apreece (1780-1855) progettarono quindi un viaggio attraverso l’Europa continentale nel 1813, che doveva durare due o tre anni e arrivare fino a Costantinopoli. Chiese a Faraday di accompagnarlo come amanuense (segretario e assistente scientifico). Quest’ultimo, che non aveva mai viaggiato “più di dodici miglia” da Londra, ebbe così l’opportunità di imparare da Davy e di entrare in contatto con alcuni dei più importanti naturalisti stranieri.

Il 13 ottobre 1813, il gruppo di viaggio di cinque persone lasciò Londra. A Plymouth si imbarcò per Morlaix, dove fu perquisito e trattenuto per circa una settimana. Finalmente raggiunsero Parigi la sera del 27 ottobre. Faraday esplorò la città, che lo impressionò molto, e visitò il Museo Napoleone insieme a Davy e al geologo Thomas Richard Underwood (1772-1835). Nel laboratorio del chimico Louis-Nicolas Vauquelin, Davy e Faraday osservarono la produzione di cloruro di potassio, che differiva dal metodo utilizzato in Inghilterra. La mattina del 23 novembre, André-Marie Ampère, Nicolas Clément e Charles-Bernard Desormes visitarono Davy nel suo albergo, gli presentarono una sostanza scoperta due anni prima da Bernard Courtois e dimostrarono alcuni esperimenti che producevano vapori violetti. Con l’aiuto di Faraday, Davy condusse i propri esperimenti, anche nel laboratorio di Eugène Chevreul nel Jardin des Plantes. L’11 dicembre si rese conto che la sostanza era un nuovo elemento, che chiamò iodio, dal termine greco iodes che significa “viola”. Gli esperimenti di Davy ritardarono il previsto viaggio verso l’Italia.

Il 29 dicembre 1813 lasciarono Parigi per la costa mediterranea, dove Davy sperava di trovare piante contenenti iodio per le sue ricerche. All’inizio di febbraio Faraday assistette al passaggio di Papa Pio VII a Montpellier, di ritorno in Italia dopo la liberazione da parte degli Alleati. Dopo un mese di soggiorno, proseguirono il viaggio verso l’Italia, accompagnati da Frédéric-Joseph Bérard (1789-1828). Passando per Nîmes e Nizza, attraversarono le Alpi attraverso il Colle di Tenda. Durante il faticoso viaggio da una città all’altra, Davy spiegò a Faraday la composizione geologica del paesaggio e gli fece conoscere gli antichi siti culturali.

A Genova, il maltempo impedì il proseguimento del viaggio. Davy approfittò del ritardo per condurre esperimenti a casa di Domenico Viviani (1772-1840), che teneva in cattività alcuni “pesci elettrici”, con i quali voleva verificare se la scarica di questi pesci fosse sufficiente a decomporre l’acqua. I risultati dei suoi esperimenti furono negativi. Il 13 marzo attraversarono il Golfo di Genova in nave. Un giorno prima dello sbarco dell’esercito britannico a Livorno, passarono per Lucca e arrivarono a Firenze il 16 marzo, dove visitarono il museo dell’Accademia del Cimento, che conteneva tra l’altro gli strumenti di osservazione di Galileo Galilei. Davy e Faraday continuarono i loro esperimenti con lo iodio e prepararono un esperimento per dimostrare che i diamanti erano costituiti da carbonio puro. Per farlo, utilizzarono grandi vetri incandescenti provenienti dal possesso del Granduca Ferdinando III. Il 27 marzo 1814 riuscirono a dimostrarlo per la prima volta. Nei giorni successivi, i due ripeterono l’esperimento più volte.

L’arrivo a Roma avvenne nel bel mezzo della Settimana Santa. Come aveva fatto in altri luoghi, Faraday esplorò la città da solo. Rimase particolarmente colpito dalla Basilica di San Pietro e dal Colosseo. All’Accademia dei Lincei, Davy e Faraday fecero esperimenti con il carbone per rispondere ad alcune domande rimaste senza risposta dopo l’esperimento del diamante. Il 5 maggio sono ospiti della casa di Domenico Morichini (1773-1836). Lì Faraday ripeté senza successo, sotto la guida del padrone di casa, il suo esperimento sulla presunta magnetizzazione di un ago da parte della componente spettrale violetta della luce solare. Due giorni dopo, i due partirono per un’escursione di due settimane a Napoli. Lì scalarono più volte il Vesuvio. Carolina Bonaparte, la regina di Napoli, regalò a Davy un barattolo di antichi pigmenti colorati, che Davy e Faraday analizzarono in seguito.

Per sfuggire alla calura estiva, il 2 giugno il gruppo di viaggiatori è partito da Roma in direzione della Svizzera. Attraverso Terni, Bologna, Mantova e Verona, raggiunsero Milano. Qui Faraday incontrò Alessandro Volta il 17 giugno. Arrivano a Ginevra il 25 giugno 1814 e trascorrono l’estate con Charles-Gaspard de la Rive nella sua casa sul lago di Ginevra, cacciando, pescando, sperimentando ulteriormente lo iodio e lavorando con Marc-Auguste Pictet e Nicolas-Théodore de Saussure. Il 18 settembre 1814 viaggiarono attraverso Losanna, Vevey, Payerne, Berna, Zurigo e le cascate del Reno vicino a Sciaffusa, raggiungendo infine Monaco, dove rimasero per tre giorni.

Rientrarono in Italia attraverso il Brennero, visitando Padova e Venezia. A Firenze studiarono un gas combustibile che fuoriusciva dal terreno a Pietramala e che identificarono come metano. A Roma, dove arrivarono il 2 novembre 1814 e rimasero fino al marzo 1815, Faraday visse il Natale e assistette a diversi balli in maschera durante il Carnevale. Davy e Faraday condussero ulteriori esperimenti con il cloro e lo iodio. Il loro progetto originario di proseguire per Costantinopoli andò a monte. Dopo aver attraversato il Tirolo e la Germania, raggiunsero finalmente Londra il 23 aprile 1815.

Sviluppo come analista chimico

Dopo il suo ritorno, Faraday rimase inizialmente senza lavoro a Londra. Su richiesta di William Thomas Brande, che aveva preso il posto di Davy come professore di chimica nel 1812, e con il pieno appoggio di Davy, che una settimana prima era stato eletto vicepresidente della Royal Institution, il 15 maggio Faraday ottenne di nuovo il suo vecchio posto di assistente di laboratorio e fu inoltre responsabile della collezione mineralogica.

Faraday frequentò nuovamente le conferenze della City Philosophical Society e divenne membro della società. Il 17 gennaio 1816 vi tenne la sua prima conferenza sulla chimica, seguita da altre 16 nei due anni e mezzo successivi. Nel 1818, per perfezionare le sue capacità di conferenziere, frequentò le lezioni di retorica del giovedì sera di Benjamin Humphrey Smart (1786-1872) alla Royal Institution. Insieme a quattro amici, nell’estate dello stesso anno fondò un circolo di scrittura. I membri del gruppo, organizzato secondo le linee guida della City Philosophical Society, scrivevano saggi su argomenti liberamente scelti o fissati, che venivano presentati in forma anonima e valutati collettivamente nel gruppo.

Nel laboratorio della Royal Institution, Faraday condusse spesso esperimenti per conto di Davy e nel 1816 fu determinante per le sue ricerche, che portarono allo sviluppo della “lampada Davy” utilizzata nelle miniere. Per Brande, editore del Quarterly Journal of Science, Faraday compilò le pagine intitolate Miscellanea a partire dal 1816 e nell’agosto 1816 assunse la piena responsabilità della rivista durante l’assenza di Brande. Nel 1816, il Quarterly Journal of Science pubblicò anche il primo articolo scientifico di Faraday su campioni di calcare provenienti dalla Toscana. Alla fine del 1819, Faraday aveva pubblicato 37 comunicazioni e articoli sul Quarterly Journal of Science, tra cui un’indagine sulla fuoriuscita dei gas dai tubi capillari e osservazioni sulle “fiamme che cantano”.

Nel suo laboratorio, Faraday eseguì analisi della carta per William Savage (1770-1843), il tipografo della Royal Institution, esaminò campioni di argilla per il produttore di ceramiche Josiah Wedgwood II (1769-1843) e intraprese indagini forensi per conto di un tribunale. All’inizio del 1819, Faraday, insieme a James Stodart (1760-1823), produttore di strumenti chirurgici, iniziò un’ampia serie di esperimenti per migliorare le leghe di acciaio. Per prima cosa esaminò il wootz, un prodotto di partenza molto usato per l’acciaio, per verificarne la composizione chimica. Seguirono numerosi esperimenti sull’affinamento dell’acciaio, in cui vennero utilizzati, tra gli altri, il platino e il rodio. Le ricerche sull’acciaio si protrassero per un periodo di circa cinque anni e furono proseguite dal solo Faraday dopo la morte di Stodart.

Il 21 dicembre 1820, il primo articolo di Faraday destinato alla pubblicazione nelle Philosophical Transactions fu letto ai membri della Royal Society. Il documento descriveva i due nuovi composti di clorocarburi da lui scoperti, il tetracloroetene e l’esacloroetano. A quel tempo, Faraday era già considerato il principale analista chimico della Gran Bretagna. Nel 1821 fu nominato “Superintendent of the House” della Royal Institution. Il 12 giugno 1821 sposò Sarah Barnard (1800-1879), sorella del suo amico Eduard Barnard (1796-1867), che aveva conosciuto nell’autunno del 1819. Il loro matrimonio rimase senza figli.

Riconoscimento come scienziato naturale

Nel 1821, Richard Phillips, allora redattore degli Annali di Filosofia, chiese a Faraday una sintesi di tutte le scoperte conosciute sull’elettricità e sul magnetismo. Poco prima, Hans Christian Ørsted aveva pubblicato le sue osservazioni sulla deflessione dell’ago di una bussola da parte della corrente elettrica. Faraday ripeté nel suo laboratorio gli esperimenti di Ørsted, André-Marie Ampère e François Arago. Il suo Historical Sketch of Electro-Magnetism (Schizzo storico dell’elettromagnetismo), diviso in due parti, apparve, su sua richiesta, in forma anonima negli Annals of Philosophy (Annali di Filosofia) nel settembre e nell’ottobre del 1821. Faraday riuscì per la prima volta a realizzare un esperimento in cui un conduttore percorso da corrente ruotava sul proprio asse sotto l’influenza di un magnete permanente. Nello stesso mese pubblicò la sua scoperta sul Quarterly Journal of Science. La cosiddetta “rotazione elettromagnetica” fu un prerequisito essenziale per lo sviluppo del motore elettrico.

Pochi giorni dopo la pubblicazione della sua scoperta, gli amici di William Hyde Wollaston, tra cui Davy, dubitarono dell’indipendenza del lavoro di Faraday. Lo accusarono di aver rubato l’idea della “rotazione elettromagnetica” a Wollaston e di non averne riconosciuto la paternità. La prova sperimentale di Faraday, tuttavia, era completamente diversa dalla soluzione proposta da Wollaston, che aveva riconosciuto quest’ultimo. Poiché le voci pubbliche a riguardo non si placarono, Faraday fu costretto a rivelare la paternità del suo Historical Sketch of Electro-Magnetism.

Nel 1818, Michael Faraday aveva descritto l’effetto soporifero dell'”etere di zolfo”. Nel 1823 Faraday iniziò a studiare le proprietà dell’idrato di cloro scoperto da Davy. Riscaldandolo sotto pressione, riuscì per la prima volta a liquefare il cloro. Nel 1823 e nel 1844, quando tornò sull’argomento, riuscì a liquefare l’ammoniaca, il biossido di carbonio, il biossido di zolfo, il monossido di dinitrogeno, il cloruro di idrogeno, il solfuro di idrogeno, il dicano e l’etene. Faraday fu il primo a riconoscere che esisteva una temperatura critica al di sopra della quale i gas non potevano più essere liquefatti, indipendentemente dalla pressione esercitata. Dimostrò che gli stati “solido”, “liquido” e “gassoso” potevano trasformarsi l’uno nell’altro e non formavano categorie solide.

Nel 1825, Faraday notò dei residui liquidi nelle bombole di gas illuminante fornite alla Royal Institution dal fratello Robert, che lavorava presso la London Gas Company. Analizzando il liquido, scoprì un nuovo composto idrocarburico, che chiamò “bicarburo di idrogeno”. Nello stesso anno Eilhard Mitscherlich diede a questa sostanza, un idrocarburo aromatico, il nome di benzene. Poco dopo scoprì il butene, un composto con la stessa formula di rapporto dell’etene, ma con proprietà chimiche completamente diverse. Nel 1826 Faraday determinò la composizione del naftalene e produsse due diversi campioni cristallini di acido solforico naftalenico.

La manipolazione chimica fu pubblicata nell’aprile del 1827. Questa monografia di Faraday era un’introduzione alla chimica pratica e si rivolgeva ai principianti nel campo della ricerca chimica naturale. Copre tutti gli aspetti della chimica pratica, a partire dall’allestimento corretto di un laboratorio, passando per la corretta conduzione degli esperimenti chimici, fino all’analisi degli errori. Alla prima edizione seguirono altre due edizioni nel 1830 e nel 1842.

Il 1° aprile 1824, la Royal Society e il Board of Longitude fondarono una commissione congiunta (Committee for the Improvement of Glass for Optical Purposes). L’obiettivo era quello di trovare ricette per la produzione di vetri ottici di alta qualità che potessero competere con i vetri di selce prodotti da Joseph von Fraunhofer in Germania. Le ricerche si svolsero inizialmente presso la Falcon Glass Works gestita da Apsley Pellatt (1763-1826) e James Green. Per supervisionare più direttamente la conduzione degli esperimenti, il 5 maggio 1825 fu nominato un sottocomitato composto da John Herschel, George Dollond e Faraday. Dopo la costruzione di un nuovo forno di fusione presso la Royal Institution, gli esperimenti sul vetro furono condotti presso la Royal Institution a partire dal settembre 1827. Per sostituire Faraday, il 3 dicembre 1827 fu assunto Charles Anderson, ex sergente dell’artiglieria reale. Le ricerche sul vetro furono il compito principale di Faraday per oltre cinque anni e alla fine del 1829 furono oggetto della sua prima Baker Lecture alla Royal Society. Nel 1830 gli esperimenti sul vetro furono interrotti per motivi finanziari. Un rapporto del 1831 degli astronomi Henry Kater (1777-1835) e John Pond, che testarono un telescopio con un obiettivo in vetro prodotto da Faraday, certificò che il vetro aveva buone proprietà acromatiche. Tuttavia, Faraday considerò inadeguati i risultati del suo lavoro quinquennale.

Su istigazione dell’amico Richard Phillips, che era stato a sua volta ammesso alla Royal Society poco tempo prima, la mozione per l’ammissione di Faraday alla Società fu letta per la prima volta il 1° maggio 1823. La mozione portava le firme di 29 membri e doveva essere letta in dieci riunioni consecutive. Davy, presidente della Royal Society dal 1820, voleva impedire l’elezione di Faraday e cercò di far ritirare la mozione. Con un solo voto contrario, Faraday fu ammesso alla Royal Society l’8 gennaio 1824.

Da marzo a giugno 1824, Faraday fu il primo segretario temporaneo del club londinese The Athenaeum, di cui Davy era stato cofondatore. Quando, a maggio, gli fu proposto di assumere l’incarico in modo permanente con uno stipendio annuale di 100 sterline, rifiutò l’offerta e raccomandò il suo amico Edward Magrath per la posizione.

Il 7 febbraio 1825 Faraday fu nominato direttore del laboratorio della Royal Institution e iniziò a tenervi le prime lezioni. Nel febbraio 1826 fu esonerato dall’obbligo di assistere Brande nelle sue lezioni. Nel 1827 Faraday tenne lezioni di chimica alla London Institution e tenne la prima delle sue numerose conferenze di Natale. Rifiutò l’offerta di diventare il primo professore di chimica della neonata Università di Londra, adducendo i suoi obblighi alla Royal Institution. Nel 1828 fu premiato con la Fuller Medal. Fino al 1831 aiutò Brande nella redazione del Quarterly Journal of Science e poi supervisionò i primi cinque numeri del nuovo Journal of the Royal Institution.

Ricerche sull’elettricità (1831-1838)

Già nel 1822 Faraday annotava nel suo taccuino: “Convertire il magnetismo in elettricità”. Nel diario di laboratorio iniziato nel settembre 1820, il 28 dicembre 1824 annotò per la prima volta un esperimento in cui cercò di generare elettricità con l’aiuto del magnetismo. Tuttavia, la corrente elettrica prevista non si materializzò. Il 28 e 29 novembre 1825 e il 22 aprile 1826 eseguì altri esperimenti, ma senza ottenere il risultato desiderato.

Dopo una pausa di cinque anni causata dalle complesse indagini sul vetro, Faraday si dedicò nuovamente agli esperimenti elettromagnetici per la prima volta il 29 agosto 1831. Fece costruire dal suo assistente Anderson un anello di ferro morbido con un diametro interno di 15 centimetri. Su un lato dell’anello fissò tre avvolgimenti di filo di rame, isolati l’uno dall’altro da spago e calico. Sull’altro lato dell’anello c’erano due avvolgimenti simili. Allungò le due estremità di uno degli avvolgimenti su un lato con un lungo filo di rame che portava a un ago magnetico a circa un metro di distanza. Uno degli avvolgimenti sull’altro lato fu collegato ai poli di una batteria. Ogni volta che chiudeva il circuito, l’ago magnetico si spostava dalla sua posizione di riposo. Quando il circuito veniva aperto, l’ago si muoveva di nuovo, ma questa volta nella direzione opposta. Faraday aveva scoperto l’induzione elettromagnetica, applicando un principio che è alla base dei trasformatori sviluppati successivamente. Interruppe i suoi esperimenti, che durarono fino al 4 novembre, per una vacanza di tre settimane con la moglie a Hastings e per quindici giorni di indagini per la Royal Mint. Durante gli esperimenti, che durarono solo undici giorni, scoprì che un magnete cilindrico a barra, mosso da una bobina di filo, induceva in esso una tensione elettrica. I generatori elettrici funzionano secondo questo principio di base.

La relazione di Faraday sulla scoperta dell’induzione elettromagnetica fu presentata alla Royal Society alla fine del 1831. La forma stampata nelle Philosophical Transactions apparve solo nel maggio del 1832. Il lungo ritardo derivava da un cambiamento nelle condizioni di pubblicazione dei nuovi articoli. Fino alla fine del 1831, per pubblicare un articolo nelle Philosophical Transactions era sufficiente il voto della maggioranza del Committee of Papers. Le nuove regole prevedevano la revisione individuale degli articoli. La revisione dell’articolo di Faraday fu scritta dal matematico Samuel Hunter Christie e dal medico John Bostock (1773-1846).

Nel dicembre 1831, Faraday scrisse al suo amico di penna francese di lunga data Jean Nicolas Pierre Hachette, informandolo delle sue ultime scoperte. Hachette mostrò la lettera al segretario dell’Institut de France, François Arago, che la lesse ai membri dell’Istituto il 26 dicembre 1831. I giornali francesi Le Temps e Le Lycée riportano la scoperta di Faraday rispettivamente il 28 e il 29 dicembre 1831. Il London Morning Advertiser li ristampò il 6 gennaio 1832. I resoconti della stampa minacciavano la priorità della sua scoperta perché gli italiani Leopoldo Nobili e Vincenzo Antinori (1792-1865) a Firenze avevano ripetuto alcuni degli esperimenti di Faraday e i loro risultati, pubblicati nella rivista Antologia, erano apparsi nelle Philosophical Transactions prima del documento di Faraday.

Dopo aver scoperto che il magnetismo è in grado di generare elettricità, Faraday si prefigge il compito di dimostrare che, indipendentemente dal modo in cui l’elettricità viene generata, essa agisce sempre nello stesso modo. Il 25 agosto 1832 iniziò a lavorare con le fonti note di elettricità. Confrontò gli effetti dell’elettricità voltaica, dell’elettricità da attrito, della termoelettricità, dell’elettricità animale e dell’elettricità magnetica. Nella sua relazione letta il 10 e il 17 gennaio, concluse dai suoi esperimenti “…che l’elettricità, qualunque sia la sua fonte, è identica in natura”.

Alla fine di dicembre del 1832, Faraday si chiese se una corrente elettrica fosse in grado di decomporre un corpo solido, ad esempio il ghiaccio. Nei suoi esperimenti scoprì che il ghiaccio, a differenza dell’acqua, si comportava come un non-conduttore. Testò una serie di sostanze con un basso punto di fusione e osservò che un corpo solido non conduttore conduceva la corrente dopo il passaggio alla fase liquida e si decomponeva chimicamente sotto l’influenza della corrente. Il 23 maggio 1833 parlò alla Royal Society di una nuova legge sulla conduzione dell’elettricità.

Queste indagini portarono Faraday direttamente ai suoi esperimenti sulla “decomposizione elettrochimica”, che lo impegnarono per un anno. Passando al setaccio le opinioni esistenti, soprattutto quelle di Theodor Grotthuß e Davy, giunse alla conclusione che la decomposizione avveniva all’interno del liquido e che i poli elettrici svolgevano solo il ruolo di limitare il liquido.

Insoddisfatto dei termini a sua disposizione per descrivere la decomposizione chimica sotto l’influenza di una corrente elettrica, all’inizio del 1834 Faraday si rivolse a William Whewell e ne parlò anche con il suo medico Whitlock Nicholl. Quest’ultimo suggerì a Faraday che, per descrivere il processo di decomposizione elettrochimica, avrebbe dovuto utilizzare i termini elettrodo per le superfici di ingresso e di uscita della corrente, elettrolisi per il processo stesso ed elettrolita per la sostanza coinvolta. Whewell, che voleva rendere più riconoscibile la natura polare del processo, coniò i termini anodo e catodo per i due elettrodi e i termini anione, catione e ione per le particelle coinvolte. All’inizio della settima serie dei suoi Experimental Researches in Electricity, presentata alla Royal Society il 9 gennaio 1834, Faraday propose i nuovi termini per descrivere il processo di decomposizione elettrochimica (elettrolisi). In questo articolo formulò le due leggi fondamentali dell’elettrolisi:

Con le sue ricerche, Faraday escluse l’influenza di fattori quali la concentrazione della soluzione elettrolitica o la natura e le dimensioni degli elettrodi sul processo di elettrolisi. Solo la quantità di elettricità e gli equivalenti chimici coinvolti erano importanti. Era la prova che le forze chimiche ed elettriche erano strettamente connesse e quantitativamente correlate. Faraday utilizzò questa connessione nei suoi ulteriori esperimenti per misurare con precisione la quantità di elettricità.

A metà gennaio del 1836, Faraday allestì nella sala conferenze della Royal Institution un cubo con un lato di circa 3,65 metri, i cui bordi erano formati da un telaio di legno leggero. I lati erano rivestiti di filo di rame e ricoperti di carta. Il cubo poggiava su quattro piedini di vetro alti 5,5 pollici (circa 14 centimetri) per isolarlo dal suolo. Negli esperimenti condotti il 15 e il 16 gennaio 1836, collegò il cubo a una macchina elettrificatrice per caricarlo elettricamente. Quindi si recò all’interno della struttura con un elettrometro Goldblatt per rilevare l’eventuale elettricità indotta nell’aria. Tuttavia, ogni punto della stanza risultò privo di elettricità.

La disposizione nota come gabbia di Faraday, in cui il campo elettrico scompare all’interno di un corpo chiuso e conduttivo, è oggi utilizzata in elettrotecnica per schermare i campi elettrostatici.

Nel 1837 Faraday pensò al modo in cui l’effetto della forza elettrica si propagasse nello spazio. L’idea di un effetto a lunga distanza delle forze elettriche, come implicito nella legge di Coulomb, lo metteva a disagio. D’altra parte, supponeva che lo spazio dovesse giocare un ruolo nella trasmissione della forza e che dovesse esserci una dipendenza dal mezzo che riempiva lo spazio. Faraday iniziò a studiare sistematicamente l’influenza degli isolanti e progettò un dispositivo sperimentale costituito da due condensatori sferici identici. Questi condensatori sferici consistevano a loro volta in due sfere di ottone poste l’una dentro l’altra a una distanza di tre centimetri. Le sfere erano collegate da un manico di ottone rivestito di gommalacca isolante e formavano una bottiglia di Leida. Faraday caricò prima uno dei due condensatori, poi lo mise in contatto elettrico con l’altro e, usando una bilancia rotante di Coulomb fatta in casa, si convinse che, dopo aver equalizzato la carica, entrambi i condensatori portavano la stessa carica. Poi riempì l’intercapedine di un condensatore con un isolante e ripeté l’esperimento. La nuova misurazione dimostrò che il condensatore con l’isolante trasportava una carica maggiore. Ripeté l’esperimento con sostanze diverse. Faraday ottenne una misura quantitativa dell’influenza degli isolanti sulla capacità delle sfere, che chiamò “capacità induttiva specifica”, che oggi corrisponde alla costante dielettrica. Per una sostanza non conduttiva situata tra due conduttori, Whewell aveva proposto alla fine del 1836 il termine dielettrico, utilizzato anche da Faraday. Faraday spiegò il suo risultato sperimentale con una polarizzazione delle particelle all’interno degli isolanti, in cui l’effetto si trasmette da particella a particella, ed estese questa idea anche al trasporto di elettricità all’interno dei conduttori.

Esaurimento e recupero

All’inizio del 1839, Faraday riassume gli articoli sulle sue ricerche sull’elettricità, apparsi nelle Philosophical Transactions tra il novembre 1831 e il giugno 1838, con il titolo Experimental Researches in Electricity. Dall’agosto al novembre 1839, Faraday condusse indagini sul funzionamento della colonna voltaica, che pubblicò nel dicembre 1839 con il titolo On the Source of the Force in Voltaic Column. In questo lavoro, Faraday confuta la teoria del contatto Voltaico con numerose prove sperimentali.

Alla fine del 1839, Faraday ebbe un grave crollo di salute, che attribuì al troppo lavoro e i cui sintomi furono mal di testa, vertigini e temporanea perdita di memoria. Il suo medico, Peter Mere Latham (1789-1875), gli consigliò di prendersi un congedo temporaneo dai suoi numerosi impegni e di recuperare a Brighton. Negli anni successivi Faraday lavorò solo sporadicamente nel suo laboratorio. Nel gennaio e febbraio del 1840 continuò le sue indagini sulla colonna voltaica per cinque giorni. In agosto e settembre fece altri esperimenti per cinque giorni. Dopo il 14 settembre 1840, non annotò più nulla nel suo diario di laboratorio per circa venti mesi, fino al 1° luglio 1842. Alla fine del 1840, i dirigenti della Royal Institution riconobbero la gravità della malattia di Faraday e gli concessero un congedo fino alla completa guarigione. Per quasi un anno non tenne conferenze. Il 30 giugno 1841, insieme alla moglie, al fratello George Barnard (1807-1890) e alla moglie Emma, partì per un viaggio di recupero di tre mesi in Svizzera, dove intraprese lunghe escursioni sulle Alpi Bernesi.

Nel 1840, William George Armstrong aveva scoperto che l’elettricità si genera quando il vapore acqueo viene rilasciato nell’aria ad alta pressione. Nell’estate del 1842, Faraday iniziò a ricercare la causa di questa elettricità. Riuscì a dimostrare che si trattava di elettricità da attrito. Dopo aver completato questo lavoro nel gennaio 1843, seguì un’altra lunga fase in cui non fece quasi più esperimenti. Solo il 23 maggio 1844 Faraday ricominciò con i tentativi di conversione dei gas allo stato liquido e solido, che durarono più di un anno. Continuò gli esperimenti del 1823. Riuscì a convertire sei gas in liquidi e sette, tra cui l’ammoniaca, il protossido di azoto e l’idrogeno solforato, allo stato solido.

In questo periodo Faraday sembra dubitare di poter continuare a dare contributi importanti come scienziato naturale. Compilò la 15a-18a serie delle sue ricerche sull’elettricità, insieme a circa 30 altri articoli, nel secondo volume di Experimental Researches in Electricity, che apparve alla fine del 1844.

Studi sull’elettricità (1845-1855)

Nel giugno 1845, Faraday partecipò alla riunione annuale della British Association for the Advancement of Science a Cambridge. Lì incontrò il giovane William Thomson, in seguito Lord Kelvin. All’inizio di agosto, Faraday ricevette una lettera da Thomson che chiedeva informazioni sull’influenza di un non-conduttore traslucido sulla luce polarizzata. Thomson disse a Faraday di aver condotto esperimenti di questo tipo nel 1833 senza alcun risultato e promise di esaminare nuovamente la questione. Utilizzando una lampada luminosa di Argand, ripeté gli esperimenti tra la fine di agosto e l’inizio di settembre con materiali diversi, ma non ottenne alcun effetto. L’effetto cercato da Faraday, l’effetto elettro-ottico Kerr, fu dimostrato solo trent’anni dopo da John Kerr.

Il 13 settembre 1845, Faraday inviò la luce polarizzata attraverso i materiali precedentemente utilizzati, che sottopose all’influenza di un forte magnete. I primi esperimenti con aria e vetro di selce non diedero alcun risultato. Quando utilizzò un vetro al borato di piombo realizzato nell’ambito dei suoi esperimenti sul vetro negli anni Venti del XIX secolo, trovò una debole ma rilevabile rotazione del piano di polarizzazione quando allineava il fascio di luce parallelamente alle linee del campo magnetico al suo passaggio. Continuò i suoi esperimenti, trovando l’effetto prima in un altro dei suoi vecchi campioni di vetro, prima di dimostrarlo in altri materiali, tra cui il vetro di selce, il vetro corona, l’olio di trementina, il cristallo di halite, l’acqua e l’etanolo. Faraday aveva fornito la prova che la luce e il magnetismo erano due fenomeni fisici interconnessi. Pubblicò le sue scoperte con il titolo On the Magnetisation of Light and the Exposure of Magnetic Force Lines. L’effetto magneto-ottico scoperto da Faraday è oggi noto come effetto Faraday.

Faraday si chiese subito se esistesse anche l’effetto inverso e se la luce potesse elettrificare o magnetizzare qualcosa. Tuttavia, un esperimento in cui espose una bobina di filo alla luce del sole fallì.

Durante una conferenza del venerdì sera all’inizio di aprile del 1846, Faraday espresse alcune speculazioni sulle “radiazioni oscillatorie”, che mise per iscritto due settimane dopo in una lettera alla rivista Philosophical Magazine. In essa delineava la possibilità che la luce potesse essere prodotta da oscillazioni trasversali di linee di forza. Le speculazioni di Faraday furono uno stimolo per James Clerk Maxwell nello sviluppo della sua teoria elettromagnetica della luce, che formulò 18 anni dopo.

Gli esperimenti con la luce polarizzata dimostrarono a Faraday che una sostanza non magnetica può essere influenzata dal magnetismo. Per i suoi ulteriori esperimenti, prese in prestito un potente elettromagnete dalla Royal Military Academy di Woolwich. Fissò un campione di vetro di borato di piombo a due fili di seta e lo appese tra i poli affilati dell’elettromagnete. Quando chiuse il circuito elettrico, osservò che il campione di vetro si allontanava dalle punte dei poli e si allineava perpendicolarmente alla linea immaginaria di collegamento tra le punte dei poli. Si comportava quindi in modo diverso dai materiali magnetici, che si allineavano lungo la linea di collegamento. Faraday trovò rapidamente una varietà di materiali che si comportavano come il suo campione di vetro, tra cui il legno, l’olio d’oliva, la mela, il manzo e il sangue. Gli effetti più chiari li ottenne con una barra di bismuto. Per analogia con il termine “dielettrico”, Faraday descrisse queste sostanze come “dimagnetiche” nel suo diario di laboratorio del 18 settembre 1845. Ancora una volta, Whewell aiutò Faraday a formulare il termine. Whewell corregge il prefisso usato da Faraday in dia per ‘attraverso’, poiché l’effetto avviene attraverso i corpi (“diamagnetico”), e suggerisce che tutte le sostanze che non si comportano in questo modo dovrebbero essere chiamate “paramagnetiche”. Nel suo diario di laboratorio, Faraday utilizzò per la prima volta il termine “campo magnetico” in questo contesto il 7 novembre. La scoperta del diamagnetismo da parte di Faraday portò alla nascita della magnetochimica, che si occupa delle proprietà magnetiche dei materiali.

Dopo la scoperta dell’influenza di un campo magnetico sulla luce polarizzata, Faraday si convinse sempre più che le linee di forza potevano avere un reale significato fisico. Il comportamento insolito dei corpi diamagnetici era difficile da spiegare con i poli magnetici convenzionali e portò a una disputa tra Faraday e Wilhelm Eduard Weber, che credeva di poter dimostrare che il magnetismo, come l’elettricità, fosse di natura polare. Nel 1848 Faraday iniziò nuovi esperimenti per studiare il comportamento dei corpi diamagnetici sotto l’influenza di un magnete. Scoprì che i cristalli si orientano lungo alcuni assi preferiti (anisotropia magnetica). Questo comportamento non poteva essere interpretato con i concetti di attrazione o repulsione utilizzati in precedenza. Nel suo rapporto di indagine, Faraday parlò per la prima volta di un campo magnetico che esiste tra due poli magnetici e il cui effetto dipende dalla posizione.

Nel 1852, Faraday riassunse le sue opinioni sulle linee di forza e sui campi nell’articolo On the physical character of the lines of magnetic force. In esso rifiutava l’idea di forze gravitazionali che agiscono a distanza e sosteneva il concetto di campo gravitazionale associato alla massa di un corpo.

L’interesse di Faraday per la gravitazione risale alla metà degli anni Trenta del XIX secolo. Alla fine del 1836, lesse un articolo dell’italiano Ottaviano Fabrizio Mossotti in cui attribuiva la gravitazione alle forze elettriche. Faraday fu inizialmente entusiasta del lavoro, lo fece tradurre in inglese e ne parlò in una conferenza del venerdì sera. In seguito, però, rifiutò la spiegazione di Mossotti perché era giunto alla conclusione che le differenze nel funzionamento della gravità rispetto ad altre forze erano troppo grandi. Negli anni successivi, Faraday ipotizzò spesso i modi in cui la gravità poteva essere collegata ad altre forze. Nel marzo del 1849 iniziò a considerare come si potesse dimostrare sperimentalmente un legame tra gravità ed elettricità. Immaginò la gravità come una forza con due componenti complementari, in cui un corpo è positivo quando si muove verso la terra e negativo quando si allontana da essa. Teorizzò che questi due movimenti fossero associati a stati elettrici opposti. Per i suoi esperimenti, Faraday costruì una bobina di filo metallico, che collegò a un galvanometro e lasciò cadere da una grande altezza. Tuttavia, non riuscì a dimostrare alcun effetto in nessuna misurazione. Nonostante l’esito negativo degli esperimenti, descrisse i suoi sforzi nella Baker Lecture del 28 novembre 1850.

Nel febbraio 1859, Faraday iniziò nuovamente una serie di esperimenti con i quali sperava di dimostrare un legame tra gravità ed elettricità. A causa del piccolo effetto previsto, utilizzò masse di piombo del peso di diverse centinaia di chilogrammi, che lasciò cadere dalla torre di rottami alta 50 metri di Lambeth. Con altri esperimenti, sperava di poter dimostrare una variazione di temperatura quando una massa veniva sollevata e abbassata. Il 9 luglio 1859 Faraday abbandonò gli esperimenti senza successo. Scrive il saggio Note on the Possible Relation of Gravity with Electricity or Heat, che completa il 16 aprile 1860 e che apparirà come di consueto nelle Philosophical Transactions. George Gabriel Stokes, che decise che il lavoro non era degno di essere pubblicato perché aveva solo risultati negativi da mostrare, raccomandò a Faraday di ritirare il suo articolo, cosa che fece subito dopo aver ricevuto la lettera di Stokes.

Divulgazione delle scienze naturali e della tecnologia

Poco dopo la sua nomina a direttore del laboratorio della Royal Institution, all’inizio del 1825, Faraday aprì i laboratori dell’Istituto alle riunioni dei suoi membri. Per tre o quattro venerdì sera, Faraday volle tenere delle lezioni di chimica accompagnate da esperimenti ai membri interessati. Da questi incontri informali sviluppò il concetto di conferenze regolari del venerdì sera, in cui argomenti di scienza naturale e tecnologia dovevano essere presentati in modo comprensibile ai non addetti ai lavori. Alla prima conferenza del venerdì sera, il 3 febbraio 1826, Faraday parlò della gomma. Delle 17 conferenze del primo anno, ne tenne sei su argomenti quali il liquefattore a gas di Isambard Kingdom Brunel, la litografia e il tunnel del Tamigi. Secondo Faraday, le conferenze dovevano essere divertenti, educative e, soprattutto, stimolanti. Le sue conferenze divennero molto popolari grazie al loro stile semplice e sempre molto seguite. Nel 1862, Faraday aveva tenuto un totale di 126 conferenze di un’ora. In qualità di segretario del Weekly Evening Meetings Committee, Faraday si assicurò che le conferenze fossero pubblicate sulla Literary Gazette e sul Philosophical Magazine, rendendole così accessibili a un pubblico ancora più vasto.

Oltre alle conferenze del venerdì sera, a cavallo dell’anno 1825

Nel servizio pubblico

Oltre alle sue attività di ricerca e di docenza, Faraday fu attivo in molti modi per lo Stato britannico. Nell’estate del 1829, Percy Drummond († 1843), luogotenente governatore della Royal Military Academy di Woolwich, si rivolse a Faraday chiedendogli se fosse disposto a succedere al geologo John MacCulloch (1773-1835) come professore di chimica all’Accademia. Dopo lunghe trattative, riguardanti soprattutto le mansioni e la retribuzione, Faraday accettò. Fino al 1852 tenne 25 lezioni all’anno a Woolwich.

Dal 4 febbraio 1836, Faraday lavorò come consulente scientifico per Trinity House, l’autorità marittima che, tra le altre cose, gestiva i fari inglesi. Era responsabile dell’analisi chimica dei materiali utilizzati per il funzionamento dei fari ed esaminava i nuovi sistemi di illuminazione proposti alla Trinity House. Faraday si occupò della modernizzazione dei fari inglesi. Si ispirò ai fari francesi, che utilizzavano lenti di Fresnel per migliorare l’intensità della luce. Accompagnò anche i primi tentativi di elettrificazione. A Blackwall, sul Tamigi, c’erano due fari costruiti appositamente per le sue ricerche.

Per conto del governo, Faraday fu coinvolto nelle indagini su due delicati incidenti. Il 13 aprile 1843, un’esplosione distrusse la fabbrica di polvere da sparo gestita dall’Ordnance Office a Waltham Abbey (Essex), e Faraday fu incaricato di analizzarne le cause. Nel suo rapporto a James Pattison Cockburn (1779?-1847), direttore del laboratorio dell’accademia militare di Woolwich, elencò diverse possibili cause e diede consigli su come evitare questi problemi in futuro. Insieme a Charles Lyell e Samuel Stutchbury (1798-1859), nell’ottobre del 1844 fu incaricato dal Ministero degli Interni di indagare sull’esplosione della miniera di Haswell, a Durham, che il 28 settembre aveva ucciso 95 persone. Lyell e Faraday riconobbero che la polvere di carbone aveva avuto un ruolo significativo nell’esplosione e raccomandarono l’introduzione di un migliore sistema di ventilazione.

Una parte considerevole del lavoro di consulenza di Faraday riguardava la conservazione di oggetti ed edifici. Dal 1853 consigliò il Comitato ristretto della National Gallery sulla conservazione dei dipinti. Ad esempio, studiò l’influenza dell’illuminazione a gas sui dipinti. All’inizio del 1856, Faraday fu nominato membro della Commissione reale che esaminava il futuro del sito della National Gallery. Su incarico di Thomas Leverton Donaldson (1795-1885), studiò per il British Museum se i marmi di Elgin fossero originariamente dipinti. Nel 1859 consigliò il Metropolitan Board of Works sulla scelta di un mezzo per trattare le pietre calcaree della Houses of Parliament, recentemente ricostruita, che si stavano decomponendo sotto l’influenza dell’aria sulfurea di Londra.

Lavoro religioso

Faraday era un uomo profondamente religioso. Suo padre apparteneva alla piccola setta cristiana dei Sandemaniani, che si era staccata dalla Chiesa di Scozia alla fine degli anni Venti del XIX secolo. Essi basavano la loro fede e la sua pratica su un’interpretazione letterale della Bibbia. All’epoca, i Sandemaniani erano circa un centinaio nella Grande Londra e un migliaio in tutta la Gran Bretagna. Fin da bambino, Faraday accompagnava il padre ai sermoni domenicali. Poco dopo il suo matrimonio con Sarah Barnard, anch’essa membro dei Sandemaniani e il cui padre serviva la congregazione come anziano, prestò giuramento il 15 luglio 1821 e divenne membro.

Come segno di grande stima, la congregazione londinese elesse Faraday diacono il 1° luglio 1832 e uno dei tre anziani il 15 ottobre 1840. Per i tre anni e mezzo successivi, uno dei suoi compiti fu quello di predicare il sermone ogni due domeniche, per il quale si preparava con la stessa cura con cui preparava le sue lezioni. Il 31 marzo 1844, Faraday fu escluso dalla congregazione fino al 5 maggio. Le ragioni non sono del tutto chiare, ma non vanno ricercate in una trasgressione personale di Faraday, bensì possono essere ricondotte a una controversia all’interno dei Sandemaniani, dato che in quel periodo furono espulsi anche numerosi membri oltre a Faraday. Non fu rieletto come anziano fino al 21 ottobre 1860. Nel 1864 Faraday fu di nuovo regolarmente responsabile della predicazione e mantenne i contatti con altre congregazioni sandemaniane, come quelle di Chesterfield, Glasgow e Dundee. I suoi sermoni consistevano in una serie di citazioni dall’Antico e dal Nuovo Testamento, che commentava. Le sue opinioni religiose erano una questione molto privata e raramente le esprimeva ai suoi amici di penna o in pubblico.

Gli ultimi anni

Il terzo e ultimo volume di Experimental Researches in Electricity, che Faraday compilò all’inizio del 1855, comprendeva tutti i suoi articoli pubblicati nelle Philosophical Transactions dal 1846. Inoltre, incluse due articoli pubblicati nel Philosophical Magazine, che seguivano la 29a puntata delle Experimental Researches in Electricity e continuavano la sua caratteristica numerazione delle sezioni. Alcuni articoli più brevi completavano il volume. In totale, Faraday pubblicò 450 articoli scientifici.

Grazie alla mediazione del principe Alberto, i Faradays si trasferirono si trasferirono nel settembre 1858 in una casa ad Hampton Court Green, di proprietà della Regina Vittoria e nelle immediate vicinanze di Hampton Court Palace. Nell’ottobre 1861, il settantenne Faraday chiese ai dirigenti della Royal Institution di essere licenziato dal servizio dell’Istituto. Tuttavia, essi rifiutarono la sua richiesta e lo sollevarono solo dalla responsabilità delle conferenze di Natale.

Il 25 novembre 1861 Faraday iniziò un’ultima serie di esperimenti in cui studiò gli effetti di un campo magnetico sullo spettro luminoso di una fiamma utilizzando uno spettroscopio costruito da Carl August von Steinheil. L’ultima annotazione nel diario di laboratorio risale al 12 marzo 1862. Gli esperimenti non ebbero successo a causa del dispositivo di misurazione non sufficientemente sensibile; l’effetto Zeeman fu scoperto solo nel 1896.

Il 20 giugno 1862 Faraday tenne la sua ultima conferenza del venerdì sera, On Gas Furnaces, davanti a un pubblico di oltre 800 persone, ponendo fine a quasi quattro decenni di conferenze per la Royal Institution. Nella primavera del 1865, per decisione unanime dei dirigenti della Royal Institution, fu sollevato da tutti i suoi incarichi. Fino al maggio 1865 fu ancora a disposizione dell’Autorità marittima con i suoi consigli.

Faraday morì nella sua casa di Hampton Court il 25 agosto 1867 e fu sepolto nel cimitero di Highgate cinque giorni dopo.

Formazione dell’elettrodinamica

I concetti di Faraday e la sua visione dell’uniformità della natura, che non richiedeva alcuna formula matematica, lasciarono una profonda impressione sul giovane James Clerk Maxwell. Maxwell si propose di tradurre in una rappresentazione matematica i risultati sperimentali di Faraday e la loro descrizione attraverso le linee di forza e i campi. Il primo importante lavoro di Maxwell sull’elettricità, On Faraday’s Lines of Force, fu pubblicato nel 1856. Basandosi su un’analogia con l’idrodinamica, Maxwell stabilì la prima teoria dell’elettromagnetismo introducendo le grandezze vettoriali intensità di campo elettrico, intensità di campo magnetico, densità di corrente elettrica e densità di flusso magnetico e mettendole in relazione tra loro con l’aiuto del potenziale vettoriale. Cinque anni dopo, in On Physical Lines of Force, Maxwell considerò anche il mezzo in cui agivano le forze elettromagnetiche. Egli modellò il mezzo con proprietà elastiche. Dimostrò che una variazione temporale di un campo elettrico porta a un’ulteriore corrente di spostamento. Dimostrò inoltre che la luce è un moto ondulatorio trasversale del mezzo, confermando le speculazioni di Faraday sulla natura della luce. L’ulteriore elaborazione della teoria da parte di Maxwell portò infine alla formulazione delle equazioni di Maxwell nel 1864, che costituiscono la base dell’elettrodinamica e possono essere utilizzate per spiegare tutte le scoperte elettromagnetiche trovate da Faraday. Una delle quattro equazioni di Maxwell è una descrizione matematica dell’induzione elettromagnetica scoperta da Faraday.

La percezione del pubblico

Alla fine del XIX secolo, Faraday era considerato l’inventore del motore elettrico, del trasformatore e del generatore, nonché lo scopritore del benzene, dell’effetto magneto-ottico, del diamagnetismo e il creatore della teoria dei campi elettromagnetici. Nel 1868 fu pubblicata la biografia di John Tyndall Faraday come scopritore. Tyndall, che succedette a Brande alla Royal Institution, descrisse principalmente le scoperte scientifiche di Faraday. Hermann Helmholtz, che tradusse la biografia di Tyndall in tedesco, la completò con numerose note biografiche. Poco dopo, Henry Bence Jones, segretario della Royal Institution e medico di Faraday, pubblicò una tipica biografia vittoriana “life-and-letters”, per la quale attinse alle lettere di Faraday, ai suoi diari di laboratorio e ad altri manoscritti inediti, e utilizzò estratti della biografia di Tyndall. La biografia in due volumi di Bence Jones è ancora oggi una fonte importante, poiché alcune delle lettere e dei diari in essa citati non sono più reperibili. Questi e altri resoconti su Faraday hanno creato l’immagine di un ricercatore che è andato a fondo dei misteri naturali da solo e nella solitudine del suo laboratorio alla Royal Institution.

Strumentalizzazione

Dopo la fine della Prima guerra mondiale, negli anni Venti l’industria del gas e l’emergente industria elettrica, il cui obiettivo era l’elettrificazione completa della Gran Bretagna e che quindi era in diretta concorrenza con l’industria del gas, cercarono di sfruttare la fama di Faraday per i loro rispettivi obiettivi. Per celebrare il centenario della scoperta del benzene, fu costituito un comitato di membri della Royal Institution, della Chemical Society, della Society of Chemical Industry e dell’Association of British Chemical Manufacturers sotto la presidenza del chimico Henry Edward Armstrong. Durante le celebrazioni del giugno 1925, fu sottolineata l’importanza di Faraday per la moderna industria chimica e fu celebrato come “padre dell’industria chimica”.

Su iniziativa di Walter Adolph Vignoles (1874-1953), direttore dell’Associazione per lo Sviluppo Elettrico, e con il sostegno di William Henry Bragg, direttore del Laboratorio di Ricerca Davy-Faraday presso la Royal Institution, nel febbraio 1928 fu nominato un comitato di nove membri per organizzare le celebrazioni del centenario della scoperta dell’induzione elettromagnetica nel 1931. Dal 23 settembre al 3 ottobre 1931 si tenne una mostra alla Royal Albert Hall in onore di Faraday e della sua scoperta. Il fulcro della mostra era una copia della scultura creata da John Henry Foley (1818-1874) e Thomas Brock (1847-1922), che si trovava alla Royal Institution dal 1876 e che raffigurava Faraday in abito accademico con il suo anello di induzione. Nelle immediate vicinanze della scultura si trovavano i semplici oggetti con cui Faraday condusse i suoi primi esperimenti: un filo, un magnete e una goccia di mercurio. La scultura costituiva il punto focale degli stand espositivi disposti in cerchio intorno ad essa. Gli stand più vicini alla scultura mostravano gli apparecchi utilizzati da Faraday per ogni esperimento e i relativi registri. Gli stand più esterni mostravano le moderne tecnologie dell’industria elettrica che ne erano derivate. Un opuscolo di 12 pagine che accompagnava la mostra, di cui furono distribuite circa 100.000 copie, era intitolato Faraday: The Story of an Errand-Boy. Che ha cambiato il mondo (Faraday: The Story of an Errand-Boy Who Changed the World). La sontuosa mostra del 1931 e le relative celebrazioni erano dovute, da un lato, agli sforzi dell’industria elettrica per trasformare l’elettricità in prodotti commerciabili. Dall’altro, sostenevano anche gli sforzi degli scienziati naturali per dimostrare come la ricerca di base potesse contribuire allo sviluppo di nuove tecnologie.

Premi e riconoscimenti

Il biografo di Faraday, Henry Bence Jones, elenca un totale di 95 titoli e riconoscimenti onorari. Faraday fu premiato per la prima volta da una società colta nel 1823 dalla Cambridge Philosophical Society, che lo accettò come membro onorario. Nel 1832 fu eletto membro dell’Accademia Americana delle Arti e delle Scienze, nel 1835 dell’Accademia delle Scienze di Gottinga e della Royal Society di Edimburgo e nel 1840 dell’American Philosophical Society. Su istigazione di Jean-Baptiste André Dumas, Faraday fu eletto all’Académie des sciences nel 1844 come uno degli otto membri stranieri. Nel 1847 fu ammesso come membro straniero dell’Accademia bavarese delle scienze. Nel 1857 fu eletto membro della Leopoldina. Nel 1864 fu premiato per l’ultima volta dalla Società Reale di Napoli, che lo annoverò tra i membri stranieri associati. Sempre nel 1864 fu eletto membro dell’Accademia Nazionale delle Scienze.

La Royal Society gli conferì la Medaglia Copley (1832 e 1838), la Medaglia Reale (1835 e 1846) e la Medaglia Rumford (1846). Faraday rifiutò due volte l’offerta di diventare presidente della Royal Society (1848 e 1858). Nel 1842 Faraday ricevette l’Ordine di Merito prussiano Pour le Mérite.

Un capocorda appositamente costruito per la posa di cavi sottomarini, il Faraday, fu intitolato a Faraday nel 1874 dal suo progettista Carl Wilhelm Siemens. Il 22 settembre 1881 il Congrès international d’électriciens (Congresso internazionale degli elettricisti) riunito a Parigi decise di chiamare l’unità di misura della capacità elettrica Farad in suo onore. Anche il cratere lunare Faraday e l’asteroide Faraday portano il suo nome. William Whewell onorò Faraday e Davy dando il nome a una delle sue “Epoche della Chimica”.

Il 5 giugno 1991, la Banca d’Inghilterra ha emesso una nuova banconota da 20 sterline con l’effigie di Faraday, valida fino al 28 febbraio 2001.

A lui sono intitolati diversi premi, tra cui la Faraday Medal (IOP), la Faraday Medal (IEE) e il Michael Faraday Prize della Royal Society.

Il genere Faradaya F.Muell. della famiglia delle Lamiaceae prende il nome da lui.

Tenuta e corrispondenza

L’eredità scritta di Faraday è probabilmente la più vasta lasciata da un naturalista nella storia della scienza. Comprende i suoi diari di laboratorio, i diari, i libri dei luoghi comuni, gli appunti, i manoscritti, le lettere, i libri e altro ancora. Il patrimonio contiene le registrazioni di circa 30.000 esperimenti eseguiti da Faraday.

All’inizio del 1855, Faraday diede le prime istruzioni per la sistemazione del suo patrimonio. Lasciò alla Royal Institution i suoi diari di laboratorio, alcune stampe e altri oggetti personali. Dopo la morte di Faraday, la Royal Institution ricevette altro materiale dalla moglie Sarah. Ella lasciò alla Trinity House i fascicoli contenenti i suoi documenti per l’Istituzione. Questi si trovano ora nella Guildhall Library. Sarah regalò diversi oggetti ad amici e parenti in memoria di Faraday. Alcuni di questi sono entrati in possesso dell’Institution of Electrical Engineers alla fine del 1915. I manoscritti degli articoli di Faraday per le Philosophical Transactions divennero proprietà della Royal Society dopo che egli li aveva sottoposti per la pubblicazione. La metà di essi è stata conservata. Della corrispondenza di Faraday, circa 4800 lettere sono sopravvissute e sono conservate in 230 archivi in tutto il mondo.

Edizioni tedesche attuali

Dopo l’edizione del 1889-1891 tradotta dall’inglese da Salomon Kalischer, con un’introduzione di Friedrich Steinle:

Biografie

Classico

Moderno

Sulla ricezione del suo lavoro (selezione)

Fonti

Michael Faraday
Michael Faraday
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Русские биографии Фарадея, начиная с Абрамова, ошибочно утверждают, что жена умерла раньше Фарадея. Биография Тиндалла, другие английские биографии и фотография памятника на общей могиле супругов однозначно показывают, что это не так.
Консультантом Фарадея по созданию новых терминов выступал кембриджский философ, блестящий знаток классических языков Уильям Уэвелл.
Simmons, John G. The Scientific 100: A Ranking of the Most Influential Scientists, Past and Present
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