Michael Faraday

gigatos | maart 11, 2023

Post Views: 14

Samenvatting

Michael Faraday († 25 augustus 1867 in Hampton Court Green, Middlesex) was een Engels natuuronderzoeker die wordt beschouwd als een van de belangrijkste experimentele natuurkundigen. Faraday”s ontdekkingen van “elektromagnetische rotatie” en elektromagnetische inductie legden de basis voor de ontwikkeling van de elektrische industrie. Zijn levendige interpretaties van het magneto-optisch effect en het diamagnetisme door middel van krachtlijnen en velden leidden tot de ontwikkeling van de theorie van het elektromagnetisme. In 1820 werd Faraday al beschouwd als de belangrijkste chemische analist van Groot-Brittannië. Hij ontdekte een aantal nieuwe koolwaterstoffen, waaronder benzeen en buteen, en formuleerde de basiswetten van de elektrolyse.

Opgegroeid in eenvoudige omstandigheden en opgeleid als boekbinder, vond Faraday, die enthousiast was over natuurwetenschap, werk als laboratoriumassistent van Humphry Davy bij het Royal Institution, dat zijn belangrijkste werkplek werd. In het laboratorium van het Royal Institution voerde hij zijn baanbrekende elektromagnetische experimenten uit en in de collegezaal hielp hij met zijn kerstlezingen nieuwe wetenschappelijke kennis te verspreiden. In 1833 werd Faraday benoemd tot de eerste Fuller Professor of Chemistry. Faraday voerde ongeveer 30.000 experimenten uit en publiceerde 450 wetenschappelijke artikelen. De belangrijkste van zijn publicaties over elektromagnetisme vatte hij samen in zijn Experimental Researches in Electricity. Zijn populairste werk Chemical History of a Candle was een transcriptie van een van zijn kerstlezingen.

Namens de Britse staat leidde Faraday meer dan twintig jaar lang de cadetten van de Royal Military Academy in Woolwich op in scheikunde. Hij werkte voor een groot aantal autoriteiten en openbare instellingen, zoals de maritieme autoriteit Trinity House, het British Museum, het Home Office en de Board of Trade.

Faraday behoorde tot de volgelingen van een kleine christelijke minderheid, de Sandemanianen, aan wier religieuze leven hij actief deelnam.

Lees ook: biografieen – Sextus Empiricus

Oorsprong en opleiding

Michael Faraday werd op 22 september 1791 geboren in Newington in het graafschap Surrey, dat nu deel uitmaakt van de London Borough of Southwark. Hij was het derde van vier kinderen van James Faraday (1761-1810), een smid, en zijn vrouw Margaret (née Hastwell, 1764-1838), een boerendochter. Tot begin 1791 woonden zijn ouders met zijn twee oudere broers en zussen, Elizabeth (1787-1847) en Robert (1788-1846), in het dorpje Outhgill in het toenmalige graafschap Westmorland in het noordwesten van Engeland (nu Cumbria). Toen de gevolgen van de Franse Revolutie leidden tot een afname van de handel en de familie in armoede dreigde te vervallen, besloten ze naar de directe omgeving van Londen te verhuizen. Faraday”s vader vond werk bij de ijzerhandelaar James Boyd in het Londense West End. Het gezin verhuisde kort daarna naar Gilbert Street en ongeveer vijf jaar later naar Jacob”s Well Mews. Faraday”s jongere zus Margaret (1802-1862) werd daar geboren.

Tot zijn twaalfde ging Faraday naar een eenvoudige dagschool waar hij de beginselen van lezen, schrijven en rekenen leerde. In 1804 vond hij werk als loopjongen bij de hugenoot George Riebau, die een boekhandel had in Blanford Street. Een van Faraday”s taken was om ”s morgens de krant naar Riebau”s klanten te brengen, deze in de loop van de dag weer op te halen en naar andere klanten te brengen. Na ongeveer een jaar als loopjongen te hebben gewerkt, tekende Faraday op 7 oktober 1805 een zevenjarig leercontract bij Riebau. In overeenstemming met de gebruiken van die tijd trok hij in bij zijn leerjongen en woonde tijdens zijn leertijd bij hem in.

Faraday bleek een bekwame, onbevangen en leergierige leerling te zijn. Hij leerde snel het boekbindvak en las aandachtig veel van de boeken die werden ingebonden. Hiertoe behoorden Jane Marcet”s Conversations on Chemistry, een populaire inleiding in de scheikunde die in 1806 werd gepubliceerd, en James Tytler”s bijdrage over elektriciteit voor de derde editie van de Encyclopædia Britannica, alsmede het verhaal van Ali Baba en naslagwerken en tijdschriften over kunst. Riebau stond hem toe kleine chemische en elektrische experimenten uit te voeren.

Onder de werken die Faraday bestudeerde was Isaac Watts” boek The Improvement of the Mind (1741), dat gericht was op lezers die zelfstandig hun kennis en geestelijke vermogens wilden uitbreiden. In zijn uitleg hechtte de auteur er belang aan om niet alleen passief kennis over te dragen, maar om zijn lezers aan te moedigen zich er actief mee bezig te houden. Watts raadde onder meer aan aantekeningen te maken bij artikelen, aantekeningen te maken bij lezingen en de uitwisseling van ideeën te zoeken met gelijkgestemden.

Onder deze indruk begon Faraday in 1809 met wat hij The Philosophical Miscellany noemde, een verzameling aantekeningen over artikelen over kunst en wetenschap die hij in verschillende kranten en tijdschriften had gelezen. In 1810 moedigde Riebau de 19-jarige Faraday aan om de wetenschappelijke lezingen bij te wonen die de goudsmid John Tatum elke maandag bij hem thuis hield. Tatum was de oprichter van de City Philosophical Society, opgericht in 1808, die tot doel had ambachtslieden en leerlingen toegang te geven tot wetenschappelijke kennis. Voor elke lezing moest een vergoeding van één shilling worden betaald, die Faraday ontving van zijn broer Robert. Met deze steun kon hij van 19 februari 1810 tot 26 september 1811 een tiental lezingen bijwonen. Tijdens de lezingen van Tatum maakte Faraday aantekeningen, die hij in zijn vrije tijd bewerkte, samenvatte en in een notitieboekje zette. Bij Tatum raakte hij bevriend met de Quakers Benjamin Abbott (1793-1870) en Edward Magrath (1791?-1861) en Richard Phillips (1778-1851). Met Abbott begon hij op 12 juli 1812 een schriftelijke uitwisseling van ideeën, die vele jaren voortduurde.

Faraday, wiens leertijd bij Riebau ten einde liep, voelde weinig voor een leven als boekbinder. Hij schreef een brief aan Joseph Banks, de voorzitter van de Royal Society, waarin hij vroeg om een nederige positie in de laboratoria van de Royal Society. Banks vond het echter niet nodig zijn verzoek te beantwoorden. Op 8 oktober 1812, één dag na het einde van zijn leertijd, begon Faraday als leerling-boekbinder bij Henri De La Roche.

Lees ook: biografieen – Robert Rauschenberg

Dienstverband als laborant

Begin 1812 liet Riebau Faraday”s notitieboekje met transcripties van Tatum”s lezingen zien aan de zoon van William Dance (1755-1840), een van zijn klanten. Dance meldde dit aan zijn vader, die Faraday vervolgens in maart en april 1812 meenam naar de laatste vier lezingen van Humphry Davy, getiteld The Elements of Chemical Philosophy, als hoogleraar scheikunde. Davy werd beschouwd als een uitstekend docent en had onder deskundigen een grote reputatie opgebouwd door zijn ontdekking van de elementen kalium, natrium en chloor. Tijdens Davy”s lezingen maakte Faraday talrijke aantekeningen, die hij herzag en van tekeningen voorzag, in een boek inbond en naar Davy stuurde.

Eind oktober 1812 was Davy echter niet in Londen, maar herhaalde hij samen met John George Children in Tunbridge Wells een experiment van Pierre Louis Dulong, die kort tevoren een nieuwe verbinding van chloor en stikstof had ontdekt. Tijdens de experimenten explodeerde een glazen buis met het resulterende stikstoftrichloride en verwondde Davy ernstig aan zijn linkeroog. Davy werd onmiddellijk naar Londen gebracht voor behandeling en vond daar het programma van Faraday. Omdat hij vanwege zijn oogletsel hulp nodig had om zijn aantekeningen te ordenen, nodigde hij Faraday eind 1812 bij hem thuis uit.

Op 19 februari 1813 brak in het Royal Institution een vuistgevecht uit tussen de laborant William Payne en de instrumentmaker John Newmann. Drie dagen later werd Payne door de managers van het Royal Institution ontslagen. Davy, die een nieuwe assistent nodig had, stelde Faraday voor de vacante post. Deze begon op 1 maart 1813 als laboratoriumassistent aan het Royal Institution. Tot zijn taken behoorde het toezicht houden op en assisteren van de docenten en professoren bij het voorbereiden en geven van hun lezingen, het wekelijks schoonmaken van de opgeslagen modellen en het maandelijks afstoffen van de instrumenten in de vitrines. Hij betrok de twee kamers van zijn voorganger en kreeg toestemming om het laboratorium te gebruiken voor zijn eigen experimenten.

Lees ook: biografieen – Clement Attlee

Reis door continentaal Europa

Napoleon Bonaparte had Davy voor zijn bijdragen aan de elektrochemie een gouden medaille toegekend, die hij in Parijs in ontvangst wilde nemen. Ondanks de aanhoudende Napoleontische oorlogen kreeg hij toestemming van de Franse regering om naar het Europese vasteland te reizen. Davy en zijn vrouw Jane Apreece (1780-1855) planden daarom in 1813 een reis door het Europese vasteland, die twee of drie jaar zou duren en tot Constantinopel zou gaan. Hij vroeg Faraday hem te vergezellen als zijn amanuensis (secretaris en wetenschappelijk assistent). Dit bood deze laatste, die nog nooit “meer dan twaalf mijl” van Londen had gereisd, de gelegenheid om van Davy te leren en in contact te komen met enkele van de belangrijkste buitenlandse naturalisten.

Op 13 oktober 1813 verliet de vijfkoppige reisgroep Londen. In Plymouth scheepten zij zich in naar Morlaix, waar zij ongeveer een week lang werden gezocht en vastgehouden. Uiteindelijk bereikten zij Parijs op de avond van 27 oktober. Faraday verkende de stad, die grote indruk op hem maakte, en bezocht samen met Davy en de geoloog Thomas Richard Underwood (1772-1835) het Musée Napoleon. In het laboratorium van de chemicus Louis-Nicolas Vauquelin observeerden Davy en Faraday de productie van kaliumchloride, die afweek van de in Engeland gebruikte methode. Op de ochtend van 23 november bezochten André-Marie Ampère, Nicolas Clément en Charles-Bernard Desormes Davy in zijn hotel, legden hem een stof voor die twee jaar eerder door Bernard Courtois was ontdekt en demonstreerden enkele experimenten waarbij violette dampen ontstonden. Met de hulp van Faraday voerde Davy zijn eigen experimenten uit, onder meer in het laboratorium van Eugène Chevreul in de Jardin des Plantes. Op 11 december besefte hij dat de stof een nieuw element was, dat hij jodium noemde naar het Griekse woord iodes voor ”violet”. Davy”s experimenten vertraagden de geplande doorreis naar Italië.

Op 29 december 1813 vertrokken ze vanuit Parijs naar de Middellandse Zee, waar Davy hoopte jodiumhoudende planten te vinden voor zijn onderzoek. Faraday was begin februari getuige van de passage van paus Pius VII in Montpellier, die terugkeerde naar Italië na zijn bevrijding door de geallieerden. Na een verblijf van een maand vervolgden zij hun weg naar Italië, vergezeld van Frédéric-Joseph Bérard (1789-1828). Via Nîmes en Nice staken ze de Alpen over via de Tendapas. Tijdens de zware tocht van stad naar stad legde Davy aan Faraday de geologische opbouw van het landschap uit en maakte hij hem vertrouwd met de oude cultuurplaatsen.

In Genua verhinderde slecht weer de verdere reis. Davy profiteerde van de vertraging om experimenten uit te voeren bij Domenico Viviani (1772-1840), die enkele “elektrische vissen” in gevangenschap hield, waarmee hij wilde nagaan of de afscheiding van deze vissen voldoende was om water te ontbinden. De resultaten van zijn experimenten waren negatief. Op 13 maart staken ze per schip de Golf van Genua over. Een dag voordat het Britse leger in Livorno landde, passeerden zij Lucca en kwamen op 16 maart aan in Florence, waar zij het museum van de Accademia del Cimento bezochten, waar zich onder meer de observatie-instrumenten van Galileo Galilei bevonden. Davy en Faraday zetten hun experimenten met jodium voort en bereidden een experiment voor om te bewijzen dat diamant uit zuivere koolstof bestond. Hiervoor gebruikten zij grote brandende glazen uit het bezit van groothertog Ferdinand III. Op 27 maart 1814 slaagden zij erin dit voor het eerst te bewijzen. In de daaropvolgende dagen herhaalden de twee het experiment nog verschillende keren.

De aankomst in Rome vond plaats midden in de Goede Week. Zoals hij ook in andere plaatsen had gedaan, verkende Faraday de stad op eigen houtje. Hij was vooral onder de indruk van de Sint-Pietersbasiliek en het Colosseum. In de Accademia dei Lincei experimenteerden Davy en Faraday met houtskool om enkele onbeantwoorde vragen van het diamantexperiment na te gaan. Op 5 mei waren zij te gast bij Domenico Morichini (1773-1836). Daar herhaalde Faraday onder leiding van de huisvader zonder succes zijn experiment over de vermeende magnetisering van een naald door de violette spectrale component van het zonlicht. Twee dagen later vertrokken ze voor een excursie van twee weken naar Napels. Daar beklommen ze meermaals de Vesuvius. Caroline Bonaparte, de koningin van Napels, gaf Davy een potje met oude kleurpigmenten cadeau, dat Davy en Faraday later analyseerden.

Om de zomerhitte te ontvluchten, vertrok het reisgezelschap op 2 juni vanuit Rome richting Zwitserland. Via Terni, Bologna, Mantua en Verona bereikten ze Milaan. Hier ontmoette Faraday op 17 juni Alessandro Volta. Ze kwamen op 25 juni 1814 aan in Genève en brachten de zomer door bij Charles-Gaspard de la Rive in zijn huis aan het meer van Genève, jaagden, visten, experimenteerden verder met jodium en werkten samen met Marc-Auguste Pictet en Nicolas-Théodore de Saussure. Op 18 september 1814 reisden ze via Lausanne, Vevey, Payerne, Bern, Zürich en de Rijnval bij Schaffhausen naar München, waar ze drie dagen bleven.

Ze keerden terug naar Italië via de Brennerpas en bezochten Padua en Venetië. In Florence onderzochten zij een brandbaar gas dat in Pietramala uit de grond ontsnapte en dat zij identificeerden als methaan. In Rome, waar zij op 2 november 1814 aankwamen en tot maart 1815 bleven, beleefde Faraday kerstmis en woonde hij tijdens carnaval verschillende gemaskerde bals bij. Davy en Faraday voerden verdere experimenten uit met chloor en jodium. Hun oorspronkelijke plannen om door te reizen naar Constantinopel mislukten. Nadat ze Tirol en Duitsland hadden doorkruist, bereikten ze uiteindelijk Londen op 23 april 1815.

Ontwikkeling als chemisch analist

Na zijn terugkeer zat Faraday aanvankelijk zonder werk in Londen. Op verzoek van William Thomas Brande, die in 1812 de functie van hoogleraar scheikunde van Davy had overgenomen, en met de volledige steun van Davy, die een week eerder tot vice-president van het Royal Institution was gekozen, kreeg Faraday op 15 mei zijn oude functie van laboratoriumassistent terug en werd hij bovendien verantwoordelijk voor de mineralogische collectie.

Faraday woonde opnieuw de lezingen van de City Philosophical Society bij en werd lid van het genootschap. Op 17 januari 1816 gaf hij er zijn eerste lezing over scheikunde, die in de tweeënhalf jaar daarna door 16 andere werd gevolgd. In 1818 volgde hij, om zijn vaardigheden als spreker te perfectioneren, de donderdagavondlessen retorica van Benjamin Humphrey Smart (1786-1872) in het Royal Institution. Samen met vier vrienden richtte hij in de zomer van datzelfde jaar een schrijfkring op. De leden van de groep, georganiseerd volgens de richtlijnen van de City Philosophical Society, schreven essays over vrij gekozen of vaste onderwerpen, die anoniem werden ingediend en gezamenlijk in de groep werden geëvalueerd.

In het laboratorium van het Royal Institution voerde Faraday vaak experimenten uit in opdracht van Davy en in 1816 was hij behulpzaam bij diens onderzoeken, die leidden tot de ontwikkeling van de “Davy-lamp” die in de mijnbouw werd gebruikt. Voor Brande, de redacteur van het Quarterly Journal of Science, stelde Faraday vanaf 1816 de pagina”s met de titel Miscellanea samen en nam hij in augustus 1816 tijdens de afwezigheid van Brande de volledige verantwoordelijkheid voor het tijdschrift op zich. In 1816 publiceerde het Quarterly Journal of Science ook Faraday”s eerste wetenschappelijke artikel over kalksteenmonsters uit Toscane. Eind 1819 had hij 37 mededelingen en artikelen in het Quarterly Journal of Science gepubliceerd, waaronder een onderzoek naar het ontsnappen van gassen uit capillaire buizen en opmerkingen over “zingende vlammen”.

In zijn laboratorium voerde Faraday papieranalyses uit voor William Savage (1770-1843), de drukker van het Royal Institution, onderzocht hij kleimonsters voor de keramiekfabrikant Josiah Wedgwood II (1769-1843) en voerde hij forensisch onderzoek uit in opdracht van een rechtbank. Begin 1819 begon Faraday, samen met James Stodart (1760-1823), die chirurgische instrumenten vervaardigde, aan een uitgebreide reeks experimenten ter verbetering van staallegeringen. Hij onderzocht eerst wootz, een veel gebruikt uitgangsproduct voor staal, op zijn chemische samenstelling. Daarna volgden talrijke experimenten met de verfijning van staal, waarbij onder andere platina en rhodium werden gebruikt. Het staalonderzoek strekte zich uit over een periode van ongeveer vijf jaar en werd na de dood van Stodart alleen door Faraday voortgezet.

Op 21 december 1820 werd Faraday”s eerste artikel, bestemd voor publicatie in de Philosophical Transactions, voorgelezen aan de leden van de Royal Society. Het beschreef de twee nieuwe chloorkoolstofverbindingen die hij had ontdekt, tetrachlooretheen en hexachloorethaan. In die tijd werd Faraday al beschouwd als de belangrijkste chemische analist van Groot-Brittannië. In 1821 werd hij benoemd tot “Superintendent of the House” van het Royal Institution. Op 12 juni 1821 trouwde hij met Sarah Barnard (1800-1879), de zus van zijn vriend Eduard Barnard (1796-1867), die hij in de herfst van 1819 had leren kennen. Hun huwelijk bleef kinderloos.

Lees ook: biografieen – Knoet de Grote

Erkenning als natuurwetenschapper

In 1821 vroeg Richard Phillips, toen redacteur van de Annals of Philosophy, Faraday om een overzicht van alle bekende bevindingen over elektriciteit en magnetisme. Kort daarvoor had Hans Christian Ørsted zijn waarnemingen over de afbuiging van een kompasnaald door elektrische stroom gepubliceerd. Faraday herhaalde de experimenten van Ørsted, André-Marie Ampère en François Arago in zijn laboratorium. Zijn tweedelige Historical Sketch of Electro-Magnetism verscheen, anoniem op zijn verzoek, in de Annals of Philosophy in september en oktober 1821. Faraday slaagde voor het eerst in een experiment waarbij een stroomvoerende geleider om zijn eigen as draaide onder invloed van een permanente magneet. In dezelfde maand publiceerde hij zijn ontdekking in het Quarterly Journal of Science. De zogenaamde “elektromagnetische rotatie” was een essentiële voorwaarde voor de ontwikkeling van de elektromotor.

Slechts enkele dagen na de publicatie van zijn ontdekking twijfelden vrienden van William Hyde Wollaston, waaronder Davy, aan de onafhankelijkheid van Faraday”s werk. Zij beschuldigden hem ervan het idee van “elektromagnetische rotatie” van Wollaston te hebben gestolen en diens auteurschap niet te erkennen. Het experimentele bewijs van Faraday verschilde echter volledig van de door Wollaston voorgestelde oplossing, die deze laatste erkende. Aangezien de publieke geruchten hierover niet afnamen, zag Faraday zich gedwongen het auteurschap van zijn Historische Schets van het Elektromagnetisme te onthullen.

In 1818 had Michael Faraday de slaapverwekkende werking van “zwavelether” beschreven. In 1823 begon Faraday de eigenschappen van het door Davy ontdekte chloorhydraat te onderzoeken. Toen hij het onder druk verhitte, slaagde hij er voor het eerst in chloor vloeibaar te maken. In 1823 en opnieuw in 1844, toen hij op het onderwerp terugkwam, slaagde hij erin ammoniak, kooldioxide, zwaveldioxide, stikstofmonoxide, waterstofchloride, waterstofsulfide, dicyaan en etheen vloeibaar te maken. Faraday was de eerste die erkende dat er een kritische temperatuur bestond waarboven gassen niet meer vloeibaar konden worden gemaakt, ongeacht de uitgeoefende druk. Hij bewees dat de toestanden “vast”, “vloeibaar” en “gasvormig” in elkaar kunnen overgaan en geen vaste categorieën vormen.

In 1825 merkte Faraday vloeibare resten op in blikken verlichtingsgas die door zijn broer Robert, die bij de London Gas Company werkte, aan het Royal Institution werden geleverd. Hij analyseerde de vloeistof en ontdekte een nieuwe koolwaterstofverbinding, die hij de “bicarburet van waterstof” noemde. Eilhard Mitscherlich gaf deze stof, een aromatische koolwaterstof, in hetzelfde jaar de naam benzeen. Kort daarna ontdekte hij buteen, een verbinding met dezelfde verhoudingsformule als etheen, maar met geheel andere chemische eigenschappen. In 1826 bepaalde Faraday de samenstelling van naftaleen en maakte hij twee verschillende kristallijne monsters van naftaleen zwavelzuur.

Chemical Manipulation werd gepubliceerd in april 1827. Deze monografie van Faraday was een inleiding in de praktische chemie en was bedoeld voor beginners op het gebied van natuurchemisch onderzoek. Het behandelde alle aspecten van de praktische chemie, te beginnen met de juiste inrichting van een laboratorium, via de juiste uitvoering van chemische experimenten, tot de analyse van fouten. De eerste editie werd gevolgd door twee andere edities in 1830 en 1842.

Op 1 april 1824 richtten de Royal Society en de Board of Longitude een gezamenlijke commissie op (Committee for the Improvement of Glass for Optical Purposes). Het doel was recepten te vinden voor de productie van hoogwaardig optisch glas dat kon concurreren met het door Joseph von Fraunhofer in Duitsland geproduceerde flintglas. Het onderzoek vond aanvankelijk plaats in de Falcon Glass Works van Apsley Pellatt (1763-1826) en James Green. Om de uitvoering van de experimenten directer te controleren werd op 5 mei 1825 een subcommissie benoemd, bestaande uit John Herschel, George Dollond en Faraday. Na de bouw van een nieuwe smeltoven bij het Royal Institution werden de glasexperimenten vanaf september 1827 bij het Royal Institution uitgevoerd. Om Faraday af te lossen werd Charles Anderson, een voormalig sergeant bij de Royal Artillery, op 3 december 1827 in dienst genomen. De glasonderzoeken waren meer dan vijf jaar lang Faraday”s belangrijkste taak en eind 1829 het onderwerp van zijn eerste Baker Lecture voor de Royal Society. In 1830 werden de glasexperimenten om financiële redenen stopgezet. Een verslag uit 1831 van de astronomen Henry Kater (1777-1835) en John Pond, die een telescoop hadden getest met een objectief van door Faraday vervaardigd glas, bevestigde dat het glas goede achromatische eigenschappen had. Faraday vond de resultaten van zijn vijfjarige werk echter ontoereikend.

Op instigatie van zijn vriend Richard Phillips, die zelf kort tevoren tot de Royal Society was toegelaten, werd de motie om Faraday tot de Society toe te laten voor het eerst voorgelezen op 1 mei 1823. De motie droeg de handtekening van 29 leden en moest op tien opeenvolgende vergaderingen worden voorgelezen. Davy, sinds 1820 voorzitter van de Royal Society, wilde de verkiezing van Faraday voorkomen en probeerde de motie ingetrokken te krijgen. Met één stem tegen werd Faraday op 8 januari 1824 toegelaten tot de Royal Society.

Van maart tot juni 1824 was Faraday tijdelijk eerste secretaris van de Londense club The Athenaeum, die Davy mede had opgericht. Toen hem in mei werd voorgesteld de functie permanent over te nemen voor een jaarsalaris van 100 pond, sloeg hij het aanbod af en beval hij zijn vriend Edward Magrath voor de functie aan.

Op 7 februari 1825 werd Faraday benoemd tot laboratoriumdirecteur van het Royal Institution en begon hij daar de eerste eigen lezingen te geven. In februari 1826 werd hij ontslagen van de verplichting Brande bij zijn lezingen bij te staan. In 1827 gaf Faraday colleges scheikunde aan het London Institution en gaf hij de eerste van zijn talrijke kerstlezingen. Een aanbod om de eerste hoogleraar scheikunde aan de pas opgerichte Universiteit van Londen te worden, sloeg hij af onder verwijzing naar zijn verplichtingen bij het Royal Institution. In 1828 werd hij geëerd met de Fuller Medal. Tot 1831 hielp hij Brande bij de redactie van het Quarterly Journal of Science en hield vervolgens toezicht op de eerste vijf nummers van het nieuwe Journal of the Royal Institution.

Lees ook: geschiedenis – First Great Awakening

Onderzoek naar elektriciteit (1831 tot 1838)

Al in 1822 noteerde Faraday in zijn notitieboek: “Magnetisme omzetten in elektriciteit”. In het laboratoriumdagboek waaraan hij in september 1820 begon, noteerde hij op 28 december 1824 voor het eerst een experiment, waarbij hij probeerde elektriciteit op te wekken met behulp van magnetisme. De verwachte elektrische stroom bleef echter uit. Op 28 en 29 november 1825 en op 22 april 1826 voerde hij verdere experimenten uit, maar zonder het gewenste resultaat te bereiken.

Na een pauze van vijf jaar als gevolg van het complexe glasonderzoek wendde Faraday zich op 29 augustus 1831 voor het eerst weer tot elektromagnetische experimenten. Hij liet zijn assistent Anderson een zachte ijzeren ring maken met een binnendiameter van zes inch (ongeveer 15 centimeter). Aan één kant van de ring bevestigde hij drie windingen van koperdraad, die van elkaar geïsoleerd waren door garen en calico. Aan de andere kant van de ring waren twee van zulke windingen. Hij verlengde de twee uiteinden van een van de windingen aan de ene kant met een lange koperdraad die naar een magnetische naald leidde, ongeveer een meter verderop. Een van de windingen aan de andere kant verbond hij met de polen van een batterij. Telkens als hij het circuit sloot, bewoog de magnetische naald vanuit zijn rustpositie. Wanneer het circuit werd geopend, bewoog de naald opnieuw, maar nu in de tegenovergestelde richting. Faraday had elektromagnetische inductie ontdekt, waarbij hij een principe toepaste dat ten grondslag lag aan de later ontwikkelde transformatoren. Hij onderbrak zijn experimenten, die tot 4 november duurden, voor een vakantie van drie weken met zijn vrouw in Hastings en een onderzoek van twee weken voor de Koninklijke Munt. Tijdens zijn experimenten, die slechts elf dagen duurden, ontdekte hij dat een cilindrische staafmagneet, bewogen door een draadspoel, een elektrische spanning opwekt. Elektrische generatoren werken volgens dit basisprincipe.

Faraday”s verslag over de ontdekking van elektromagnetische inductie werd eind 1831 door hem aan de Royal Society gepresenteerd. De in de Philosophical Transactions afgedrukte vorm verscheen pas in mei 1832. De lange vertraging was het gevolg van een wijziging in de voorwaarden voor publicatie van nieuwe artikelen. Tot eind 1831 was een meerderheid van stemmen van het Committee of Papers voldoende om een artikel in de Philosophical Transactions te publiceren. De gewijzigde regels voorzagen in een individuele peer review van artikelen. De recensie van Faraday”s artikel werd geschreven door de wiskundige Samuel Hunter Christie en de arts John Bostock (1773-1846).

In december 1831 schreef Faraday aan zijn oude Franse penvriend Jean Nicolas Pierre Hachette, om hem op de hoogte te brengen van zijn laatste ontdekkingen. Hachette toonde de brief aan de secretaris van het Institut de France, François Arago, die hem op 26 december 1831 voorlas aan de leden van het Instituut. Berichten over de ontdekking van Faraday verschenen in de Franse kranten Le Temps en Le Lycée op respectievelijk 28 en 29 december 1831. De London Morning Advertiser herdrukte ze op 6 januari 1832. De persberichten bedreigden de prioriteit van zijn ontdekking omdat de Italianen Leopoldo Nobili en Vincenzo Antinori (1792-1865) in Florence enkele van Faraday”s experimenten hadden herhaald en hun resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Antologia, verschenen in de Philosophical Transactions vóór Faraday”s paper.

Na zijn ontdekking dat magnetisme in staat is elektriciteit op te wekken, stelde Faraday zich tot taak te bewijzen dat elektriciteit, ongeacht de manier waarop zij wordt opgewekt, altijd op dezelfde manier werkt. Op 25 augustus 1832 begon hij te werken met de bekende bronnen van elektriciteit. Hij vergeleek de effecten van voltaïsche elektriciteit, wrijvingselektriciteit, thermo-elektriciteit, dierlijke elektriciteit en magnetische elektriciteit. In zijn voordracht van 10 en 17 januari concludeerde hij uit zijn experimenten “…dat elektriciteit, ongeacht haar bron, van nature identiek is”.

Eind december 1832 vroeg Faraday zich af of een elektrische stroom een vast lichaam – bijvoorbeeld ijs – zou kunnen ontbinden. Bij zijn experimenten ontdekte hij dat ijs zich, in tegenstelling tot water, gedroeg als een niet-geleidende stof. Hij testte een aantal stoffen met een laag smeltpunt en stelde vast dat een niet-geleidend vast lichaam, na overgaan in de vloeibare fase, de stroom geleidt en onder invloed van de stroom chemisch ontleedt. Op 23 mei 1833 sprak hij voor de Royal Society On a New Law of Conduction of Electricity.

Dit onderzoek leidde Faraday rechtstreeks naar zijn experimenten over “elektrochemische ontbinding”, die hem een jaar lang in beslag namen. Hij doorliep de bestaande opvattingen, vooral die van Theodor Grotthuß en Davy, en kwam tot de conclusie dat de ontleding binnenin de vloeistof plaatsvond en dat de elektrische palen slechts de rol speelden van begrenzer van de vloeistof.

Ontevreden over de termen die hem ter beschikking stonden om chemische ontleding onder invloed van een elektrische stroom te beschrijven, wendde Faraday zich begin 1834 tot William Whewell en besprak de zaak ook met zijn arts Whitlock Nicholl. Deze stelde Faraday voor om, om het proces van elektrochemische ontleding te beschrijven, de termen elektrode te gebruiken voor de in- en uitgangsoppervlakken van de stroom, elektrolyse voor het proces zelf en elektrolyt voor de betrokken stof. Whewell, die het polaire karakter van het proces herkenbaarder wilde maken, bedacht de termen anode en kathode voor de twee elektroden en de termen anion, kation en ion voor de betrokken deeltjes. Aan het begin van de zevende reeks van zijn Experimental Researches in Electricity, die hij op 9 januari 1834 aan de Royal Society presenteerde, stelde Faraday de nieuwe termen voor om het proces van elektrochemische ontleding (elektrolyse) te beschrijven. Hierin formuleerde hij de twee basiswetten van de elektrolyse:

Met zijn onderzoeken sloot Faraday de invloed van factoren als de concentratie van de elektrolytische oplossing of de aard en grootte van de elektroden op het elektrolyseproces uit. Alleen de hoeveelheid elektriciteit en de betrokken chemische equivalenten waren van belang. Het was het bewijs dat chemische en elektrische krachten nauw verbonden en kwantitatief met elkaar verbonden waren. Faraday gebruikte dit verband in zijn verdere experimenten om de hoeveelheid elektriciteit nauwkeurig te meten.

Midden januari 1836 stelde Faraday in de collegezaal van het Royal Institution een kubus op met een zijlengte van 12 voet (ongeveer 3,65 meter), waarvan de randen uit een licht houten frame bestonden. De zijkanten waren voorzien van koperdraad en bedekt met papier. De kubus stond op vier 5,5 inch (ongeveer 14 centimeter) hoge glazen poten om hem van de grond te isoleren. Bij experimenten op 15 en 16 januari 1836 sloot hij de kubus aan op een elektriseermachine om deze elektrisch op te laden. Vervolgens ging hij met een Goldblatt elektrometer de opstelling binnen om eventuele in de lucht opgewekte elektriciteit te detecteren. Elk punt in de kamer bleek echter vrij van elektriciteit te zijn.

De zogenaamde kooi van Faraday, waarin het elektrische veld verdwijnt binnen een gesloten, geleidend lichaam, wordt tegenwoordig in de elektrotechniek gebruikt om elektrostatische velden af te schermen.

In 1837 dacht Faraday na over de manier waarop het effect van de elektrische kracht zich door de ruimte verspreidde. Het idee van een langeafstandseffect van de elektrische krachten, zoals geïmpliceerd door de wet van Coulomb, maakte hem ongemakkelijk. Anderzijds nam hij aan dat de ruimte een rol moet spelen bij de overdracht van de kracht en dat er een afhankelijkheid moet zijn van het medium dat de ruimte vult. Faraday begon systematisch de invloed van isolatoren te onderzoeken en ontwierp een experimentele opstelling bestaande uit twee identieke bolcondensatoren. Deze bolcondensatoren bestonden op hun beurt uit twee koperen bollen die in elkaar waren geplaatst op een afstand van drie centimeter. De bollen waren verbonden door een messing handvat dat met isolerende schellak was bekleed en vormden een Leidse fles. Faraday laadde eerst een van de twee condensatoren op, bracht deze vervolgens in elektrisch contact met de andere en overtuigde zich er met behulp van een zelfgemaakte Coulomb-draaibalans van dat, nadat de lading was geëgaliseerd, beide condensatoren dezelfde lading droegen. Vervolgens vulde hij de luchtruimte van de ene condensator met een isolator en herhaalde het experiment. Uit zijn nieuwe meting bleek dat de condensator met de isolator de grootste lading droeg. Hij herhaalde het experiment met verschillende stoffen. Faraday verkreeg een kwantitatieve maat voor de invloed van de isolatoren op de capaciteit van de bollen, die hij “specifieke inductieve capaciteit” noemde, wat tegenwoordig overeenkomt met de diëlektrische constante. Voor een niet-geleidende stof tussen twee geleiders had Whewell eind 1836 de term diëlektrisch voorgesteld, die ook door Faraday werd gebruikt. Faraday verklaarde zijn experimentele resultaat met een polarisatie van de deeltjes binnen de isolatoren, waarbij het effect wordt doorgegeven van deeltje tot deeltje, en breidde dit idee ook uit tot het transport van elektriciteit binnen geleiders.

Lees ook: geschiedenis – Slag om Warschau (1920)

Uitputting en herstel

Begin 1839 vatte Faraday zijn artikelen over zijn onderzoek naar elektriciteit, die tussen november 1831 en juni 1838 in de Philosophical Transactions waren verschenen, samen onder de titel Experimental Researches in Electricity. Van augustus tot november 1839 deed Faraday onderzoek naar de werking van de Voltaic Column, dat hij in december 1839 publiceerde onder de titel On the Source of the Force in Voltaic Column. Daarin weerlegde hij de Voltaïsche contacttheorie met talrijke experimentele bewijzen.

Eind 1839 kreeg Faraday een ernstige inzinking in zijn gezondheid, die hij toeschreef aan overwerk, met als symptomen hoofdpijn, duizeligheid en tijdelijk geheugenverlies. Zijn arts, Peter Mere Latham (1789-1875), raadde hem aan tijdelijk verlof te nemen van zijn vele verplichtingen en te herstellen in Brighton. Faraday werkte de volgende jaren slechts sporadisch in zijn laboratorium. In januari en februari 1840 zette hij op vijf dagen zijn onderzoek naar de voltaïsche kolom voort. In augustus en september experimenteerde hij opnieuw op vijf dagen. Na 14 september 1840 maakte hij gedurende ongeveer twintig maanden geen aantekeningen meer in zijn laboratoriumdagboek, tot 1 juli 1842. Eind 1840 erkenden de managers van het Royal Institution de ernst van Faraday”s ziekte en gaven hem verlof tot hij volledig hersteld was. Bijna een jaar lang gaf hij geen lezingen. Op 30 juni 1841 maakte hij samen met zijn vrouw, haar broer George Barnard (1807-1890) en diens vrouw Emma een herstelreis van drie maanden naar Zwitserland, waar hij uitgebreide wandelingen in de Berner Alpen maakte.

In 1840 had William George Armstrong ontdekt dat elektriciteit ontstaat wanneer waterdamp onder hoge druk in de lucht wordt gebracht. In de zomer van 1842 begon Faraday onderzoek te doen naar de oorzaak van deze elektriciteit. Hij kon bewijzen dat het wrijvingselektriciteit was. Nadat hij dit werk in januari 1843 had voltooid, volgde nog een lange fase waarin hij nauwelijks experimenteerde. Pas op 23 mei 1844 begon Faraday weer met pogingen om gassen om te zetten in vloeibare en vaste toestand, wat meer dan een jaar duurde. Hij zette zijn experimenten van 1823 voort. Hij slaagde erin zes gassen om te zetten in vloeistoffen en zeven, waaronder ammoniak, distikstofoxide en waterstofsulfide, in vaste toestand.

In deze periode leek Faraday te twijfelen of hij als natuurwetenschapper belangrijke bijdragen kon blijven leveren. Hij bundelde de 15e tot 18e reeks van zijn elektriciteitsonderzoeken samen met ongeveer 30 andere papers in het tweede deel van Experimental Researches in Electricity, dat eind 1844 verscheen.

Studies over elektriciteit (1845 tot 1855)

In juni 1845 woonde Faraday de jaarvergadering van de British Association for the Advancement of Science in Cambridge bij. Daar ontmoette hij de jonge William Thomson, de latere Lord Kelvin. Begin augustus ontving Faraday een brief van Thomson waarin hij informeerde naar de invloed van een doorschijnende niet-geleidende stof op gepolariseerd licht. Thomson vertelde Faraday dat hij in 1833 dergelijke experimenten had uitgevoerd zonder resultaat en beloofde zich opnieuw over de kwestie te buigen. Met een lichtgevende Argandlamp herhaalde hij eind augustus-begin september zijn experimenten met verschillende materialen, maar hij bereikte geen effect. Het effect waar Faraday naar op zoek was, het elektro-optische Kerr-effect, werd pas dertig jaar later door John Kerr bewezen.

Op 13 september 1845 stuurde Faraday gepolariseerd licht door de eerder gebruikte materialen, die hij aan de invloed van een sterke magneet onderwierp. De eerste experimenten met lucht en flintglas leverden geen resultaten op. Toen hij een loodboraatglas gebruikte dat hij in de jaren 1820 in het kader van zijn glasexperimenten had gemaakt, vond hij een zwakke maar waarneembare rotatie van het polarisatievlak wanneer hij de lichtstraal parallel aan de magnetische veldlijnen richtte terwijl hij erdoorheen ging. Hij zette zijn experimenten voort en vond het effect eerst in een ander van zijn oude glasmonsters, voordat hij het effect aantoonde in andere materialen, waaronder vuursteenglas, kroonglas, terpentijnolie, halietkristal, water en ethanol. Faraday had het bewijs geleverd dat licht en magnetisme twee onderling verbonden natuurkundige verschijnselen waren. Hij publiceerde zijn bevindingen onder de titel On the Magnetisation of Light and the Exposure of Magnetic Force Lines. Het door Faraday gevonden magneto-optische effect staat tegenwoordig bekend als het Faraday-effect.

Faraday vroeg zich onmiddellijk af of het omgekeerde effect ook bestond en of licht iets kon elektrificeren of magnetiseren. Een experiment waarbij hij een draadspoel blootstelde aan zonlicht mislukte echter.

Tijdens een vrijdagavondlezing begin april 1846 uitte Faraday enkele speculaties over “oscillatoire stralingen”, die hij twee weken later in een brief aan het Philosophical Magazine opschreef. Daarin schetste hij de mogelijkheid dat licht zou kunnen worden geproduceerd door transversale oscillaties van krachtlijnen. Faraday”s speculatie was een stimulans voor James Clerk Maxwell bij de ontwikkeling van zijn elektromagnetische theorie van het licht, die hij 18 jaar later formuleerde.

De experimenten met gepolariseerd licht toonden Faraday aan dat een niet-magnetische stof door magnetisme kan worden beïnvloed. Voor zijn verdere experimenten leende hij een krachtige elektromagneet van de Royal Military Academy in Woolwich. Hij bevestigde een glasmonster van loodboraat aan twee zijden draden en hing het tussen de geslepen poolstukken van de elektromagneet. Toen hij het elektrische circuit sloot, merkte hij op dat het glasmonster zich van de poolschoenen verwijderde en zich loodrecht richtte op de denkbeeldige verbindingslijn tussen de poolschoenen. Het gedroeg zich dus anders dan magnetische materialen, die zich langs de verbindingslijn richtten. Faraday vond al snel verschillende materialen die zich gedroegen als zijn glasmonster, waaronder hout, olijfolie, appel, rundvlees en bloed. De duidelijkste effecten bereikte hij met een staaf bismut. Naar analogie van de term “diëlektrisch” beschreef Faraday deze stoffen op 18 september 1845 in zijn laboratoriumdagboek als “dimagnetisch”. Opnieuw hielp Whewell Faraday bij het vormen van de term. Whewell corrigeerde het door Faraday gebruikte voorvoegsel dia voor “door”, aangezien het effect door de lichamen heen plaatsvond (“diamagnetisch”), en stelde voor alle stoffen die zich niet op deze manier gedroegen “paramagnetisch” te noemen. In zijn laboratoriumdagboek gebruikte Faraday op 7 november voor het eerst de term “magnetisch veld” in deze context. Faraday”s ontdekking van het diamagnetisme leidde tot de opkomst van de magnetochemie, die zich bezighoudt met de magnetische eigenschappen van materialen.

Na zijn ontdekking van de invloed van een magnetisch veld op gepolariseerd licht, kwam Faraday steeds meer tot de overtuiging dat krachtlijnen een echte fysieke betekenis konden hebben. Het ongewone gedrag van diamagnetische lichamen was moeilijk te verklaren met conventionele magnetische polen en leidde tot een geschil tussen Faraday en Wilhelm Eduard Weber, die meende te kunnen bewijzen dat magnetisme, net als elektriciteit, polair van aard was. In 1848 begon Faraday met nieuwe experimenten om het gedrag van diamagnetische lichamen onder invloed van een magneet te onderzoeken. Hij ontdekte dat kristallen zich langs bepaalde voorkeursassen oriënteren (magnetische anisotropie). Dit gedrag kon niet worden geïnterpreteerd met de eerder gebruikte concepten van aantrekking of afstoting. In zijn onderzoeksverslag sprak Faraday voor het eerst van een magnetisch veld dat bestaat tussen twee magnetische polen en waarvan het effect afhangt van de plaats.

In 1852 vatte Faraday zijn opvattingen over krachtlijnen en velden samen in het artikel On the physical character of the lines of magnetic force. Daarin verwierp hij het idee van gravitatiekrachten die op afstand werken en pleitte hij voor het concept van een gravitatieveld dat samenhangt met de massa van een lichaam.

Faraday”s belangstelling voor gravitatie ging terug tot het midden van de jaren 1830. Eind 1836 las hij een artikel van de Italiaan Ottaviano Fabrizio Mossotti waarin hij gravitatie toeschreef aan elektrische krachten. Faraday was aanvankelijk enthousiast over het werk, liet het in het Engels vertalen en sprak erover in een vrijdagavondlezing. Later verwierp hij echter Mossotti”s verklaring omdat hij tot de conclusie was gekomen dat de verschillen in de werking van de zwaartekracht ten opzichte van andere krachten te groot waren. In de volgende jaren speculeerde Faraday vaak over de manieren waarop de zwaartekracht met andere krachten in verband kon worden gebracht. In maart 1849 begon hij te overwegen hoe een verband tussen zwaartekracht en elektriciteit experimenteel kon worden aangetoond. Hij stelde zich de zwaartekracht voor als een kracht met twee complementaire componenten, waarbij een lichaam positief is als het naar de aarde toe beweegt en negatief als het er vanaf beweegt. Hij theoretiseerde dat deze twee bewegingen gepaard gingen met tegengestelde elektrische toestanden. Voor zijn experimenten construeerde Faraday een draadspoel, die hij aansloot op een galvanometer en van grote hoogte liet vallen. Hij kon echter bij geen enkele meting een effect aantonen. Ondanks het negatieve resultaat van de experimenten beschreef hij zijn inspanningen in de Baker Lecture van 28 november 1850.

In februari 1859 begon Faraday opnieuw aan een reeks experimenten waarmee hij een verband tussen zwaartekracht en elektriciteit hoopte aan te tonen. Vanwege het verwachte kleine effect gebruikte hij loden massa”s van enkele honderden kilo”s, die hij van de 50 meter hoge schroottoren in Lambeth liet vallen. Met andere experimenten hoopte hij een temperatuursverandering te kunnen aantonen wanneer een massa omhoog en omlaag werd gebracht. Op 9 juli 1859 staakte Faraday de experimenten zonder succes. Hij schreef het essay Note on the Possible Relation of Gravity with Electricity or Heat, dat hij op 16 april 1860 voltooide en dat zoals gebruikelijk zou verschijnen in de Philosophical Transactions. George Gabriel Stokes, die besloot dat het werk niet publicatiewaardig was omdat hij alleen negatieve resultaten kon laten zien, adviseerde Faraday zijn artikel in te trekken, wat hij onmiddellijk na ontvangst van de brief van Stokes deed.

Lees ook: biografieen – Keizer Karel VI

Popularisering van natuurwetenschappen en technologie

Kort na zijn benoeming tot laboratoriumdirecteur van de Royal Institution begin 1825 stelde Faraday de laboratoria van het instituut open voor bijeenkomsten van instituutsleden. Op drie tot vier vrijdagavonden wilde hij scheikundelezingen geven, vergezeld van experimenten, aan geïnteresseerde leden. Uit deze informele bijeenkomsten ontwikkelde hij het concept van de regelmatige vrijdagavondlezingen, waarbij onderwerpen uit de natuurwetenschap en techniek op een voor leken begrijpelijke manier moesten worden gepresenteerd. Bij de eerste vrijdagavondlezing op 3 februari 1826 sprak Faraday over rubber. Van de 17 lezingen in het eerste jaar gaf hij er zes over onderwerpen als Isambard Kingdom Brunel”s gasliquefier, lithografie en de Theems-tunnel. Volgens Faraday moesten lezingen leuk, onderhoudend, leerzaam en vooral stimulerend zijn. Zijn lezingen werden zeer populair door hun eenvoudige stijl en werden altijd goed bezocht. In 1862 had Faraday in totaal 126 van deze lezingen van een uur gegeven. Als secretaris van het Weekly Evening Meetings Committee zorgde Faraday ervoor dat de lezingen werden gepubliceerd in de Literary Gazette en het Philosophical Magazine, waardoor ze voor een nog breder publiek toegankelijk werden.

Naast de vrijdagavondlezingen, rond de jaarwisseling van 1825

In de openbare dienst

Naast zijn activiteiten als onderzoeker en docent was Faraday op vele manieren actief voor de Britse staat. In de zomer van 1829 benaderde Percy Drummond († 1843), luitenant-gouverneur van de Royal Military Academy in Woolwich, Faraday en vroeg hem of hij bereid was de geoloog John MacCulloch (1773-1835) op te volgen als hoogleraar scheikunde aan de academie. Na lange onderhandelingen, voornamelijk over zijn taken en salaris, ging Faraday akkoord. Tot 1852 gaf hij 25 lezingen per jaar in Woolwich.

Vanaf 4 februari 1836 werkte Faraday als wetenschappelijk adviseur voor Trinity House, de maritieme autoriteit die onder meer de Engelse vuurtorens beheerde. Hij was verantwoordelijk voor de chemische analyse van de materialen die bij de exploitatie van de vuurtorens werden gebruikt en onderzocht nieuwe verlichtingssystemen die aan Trinity House voor gebruik waren voorgesteld. Faraday zorgde voor de modernisering van de Engelse vuurtorens. Hij werd geïnspireerd door de Franse vuurtorens, die Fresnel-lenzen gebruikten om de lichtintensiteit te verbeteren. Hij begeleidde ook de eerste pogingen om ze te elektrificeren. In Blackwall aan de Theems werden speciaal voor zijn onderzoek twee vuurtorens gebouwd.

In opdracht van de regering was Faraday betrokken bij het onderzoek van twee delicate ongelukken. Op 13 april 1843 vernietigde een explosie de kruitfabriek van het Ordnance Office in Waltham Abbey (Essex), waarop Faraday werd belast met de analyse van de oorzaken. In zijn rapport aan James Pattison Cockburn (1779?-1847), de laboratoriumdirecteur van de militaire academie in Woolwich, somde hij verschillende mogelijke oorzaken op en gaf hij advies over hoe deze problemen in de toekomst konden worden vermeden. Samen met Charles Lyell en Samuel Stutchbury (1798-1859) kreeg hij in oktober 1844 opdracht van het ministerie van Binnenlandse Zaken om de explosie in de Haswell-kuil in Durham te onderzoeken, waarbij op 28 september 95 mensen om het leven waren gekomen. Lyell en Faraday erkenden dat kolenstof een belangrijke rol had gespeeld bij de explosie en adviseerden de invoering van een beter ventilatiesysteem.

Een aanzienlijk deel van Faraday”s advieswerk betrof de conservering van objecten en gebouwen. Vanaf 1853 adviseerde hij het Select Committee on the National Gallery over de conservering van schilderijen. Hij onderzocht bijvoorbeeld de invloed van gasverlichting op schilderijen. Begin 1856 werd Faraday benoemd in de Koninklijke Commissie die zich boog over de toekomst van het terrein van de National Gallery. In opdracht van Thomas Leverton Donaldson (1795-1885) onderzocht hij voor het British Museum of de Elgin Marbles oorspronkelijk geschilderd waren. In 1859 adviseerde hij de Metropolitan Board of Works over de keuze van een middel om de kalkstenen van de onlangs herbouwde Houses of Parliament, die onder invloed van de zwavelhoudende Londense lucht aan het ontbinden waren, te behandelen.

Lees ook: biografieen – Frederic Edwin Church

Religieus werk

Faraday was een diepgelovig man. Zijn vader behoorde tot de kleine christelijke sekte van de Sandemanians, die zich eind jaren 1720 hadden afgescheiden van de Kerk van Schotland. Zij baseerden hun geloof en de praktijk ervan op een letterlijke interpretatie van de Bijbel. Er waren destijds ongeveer honderd Sandemanians in Groot-Londen en ongeveer duizend in heel Groot-Brittannië. Als kind vergezelde Faraday zijn vader naar de zondagse preken. Kort na zijn huwelijk met Sarah Barnard, die ook lid was van de Sandemanians en wier vader de gemeente als ouderling diende, legde hij op 15 juli 1821 zijn eed af en werd hij lid.

Als teken van hun hoge achting koos de Londense gemeente Faraday op 1 juli 1832 tot diaken en op 15 oktober 1840 tot een van de drie ouderlingen. De volgende drie en een half jaar was een van zijn taken het preken om de andere zondag, waarvoor hij zich even zorgvuldig voorbereidde als voor zijn colleges. Op 31 maart 1844 werd Faraday uitgesloten van de gemeente tot 5 mei. De redenen hiervoor zijn niet geheel duidelijk, maar moeten niet gezocht worden in een persoonlijke overtreding van Faraday, maar zijn terug te voeren op een controverse binnen de Sandemanianen, want naast Faraday werden in die tijd ook tal van andere leden geroyeerd. Hij werd pas op 21 oktober 1860 herkozen als ouderling. Tegen 1864 was Faraday weer regelmatig verantwoordelijk voor de prediking en onderhield hij contacten met andere Sandemanian gemeenten, zoals die in Chesterfield, Glasgow en Dundee. Zijn preken bestonden uit een reeks citaten uit het Oude en Nieuwe Testament, die hij van commentaar voorzag. Zijn religieuze opvattingen waren voor hem een zeer private aangelegenheid en hij uitte ze zelden aan zijn penvrienden of in het openbaar.

Laatste jaren

Het derde en laatste deel van Experimental Researches in Electricity, dat Faraday begin 1855 samenstelde, bevatte al zijn artikelen die sinds 1846 in de Philosophical Transactions waren gepubliceerd. Daarnaast nam hij twee artikelen op die gepubliceerd waren in het Philosophical Magazine, die volgden op de 29e aflevering van de Experimental Researches in Electricity en die zijn karakteristieke rubrieknummering voortzetten. Enkele kortere artikelen completeerden het volume. In totaal publiceerde Faraday 450 wetenschappelijke artikelen.

Door bemiddeling van Prins Albert verhuisden de Faradays in september 1858 een huis in Hampton Court Green, dat toebehoorde aan koningin Victoria en in de onmiddellijke nabijheid van Hampton Court Palace lag. In oktober 1861 vroeg de zeventigjarige Faraday de managers van het Royal Institution om hem uit de dienst van het instituut te ontslaan. Zij wezen zijn verzoek echter af en ontsloegen hem alleen van de verantwoordelijkheid voor de kerstlezingen.

Op 25 november 1861 begon Faraday aan een laatste reeks experimenten waarin hij de effecten van een magnetisch veld op het lichtspectrum van een vlam onderzocht met behulp van een spectroscoop die was gebouwd door Carl August von Steinheil. Zijn laatste aantekening in het laboratoriumdagboek maakte hij op 12 maart 1862. De experimenten waren niet succesvol vanwege de onvoldoende gevoelige meetopstelling; het Zeeman-effect werd pas in 1896 ontdekt.

Op 20 juni 1862 gaf Faraday zijn laatste vrijdagavondlezing, Over gasovens, voor een publiek van meer dan 800 personen, waarmee een einde kwam aan bijna vier decennia van lezingen voor het Royal Institution. In het voorjaar van 1865 werd hij bij unaniem besluit van de managers van het Royal Institution van al zijn taken ontheven. Tot mei 1865 stond hij met zijn adviezen nog ter beschikking van de Shipping Authority.

Faraday stierf in zijn huis in Hampton Court op 25 augustus 1867 en werd vijf dagen later begraven in Highgate Cemetery.

Vorming van elektrodynamica

De concepten van Faraday en zijn visie op de uniformiteit van de natuur, waarvoor geen enkele wiskundige formule nodig was, lieten een diepe indruk achter op de jonge James Clerk Maxwell. Maxwell stelde zichzelf tot taak de experimentele bevindingen van Faraday en hun beschrijving door middel van krachtlijnen en velden in een wiskundige voorstelling te vertalen. Maxwells eerste belangrijke artikel over elektriciteit, On Faraday”s Lines of Force, werd gepubliceerd in 1856. Op basis van een analogie met de hydrodynamica stelde Maxwell de eerste theorie van het elektromagnetisme op door de vectorgrootheden elektrische veldsterkte, magnetische veldsterkte, elektrische stroomdichtheid en magnetische fluxdichtheid te introduceren en deze aan elkaar te relateren met behulp van de vectorpotentiaal. Vijf jaar later, in On Physical Lines of Force, beschouwde Maxwell ook het medium waarin de elektromagnetische krachten werkten. Hij modelleerde het medium aan de hand van elastische eigenschappen. Hieruit bleek dat een tijdelijke verandering van een elektrisch veld leidt tot een extra verplaatsingsstroom. Hij toonde ook aan dat licht een transversale golfbeweging van het medium is, waarmee hij Faraday”s speculatie over de aard van licht bevestigde. Maxwells verdere uitwerking van de theorie leidde uiteindelijk tot de formulering van Maxwells vergelijkingen in 1864, die de basis vormen van de elektrodynamica en gebruikt kunnen worden om alle elektromagnetische ontdekkingen van Faraday te verklaren. Een van de vier vergelijkingen van Maxwell is een wiskundige beschrijving van de door Faraday ontdekte elektromagnetische inductie.

Lees ook: biografieen – Andrea Mantegna

Publieke perceptie

Tegen het einde van de 19e eeuw werd Faraday gezien als de uitvinder van de elektromotor, de transformator en de generator, alsmede de ontdekker van benzeen, het magneto-optisch effect, het diamagnetisme en de bedenker van de elektromagnetische veldtheorie. In 1868 verscheen John Tyndalls biografie Faraday als ontdekker. Tyndall, die Brande opvolgde aan het Royal Institution, beschreef vooral Faraday”s wetenschappelijke ontdekkingen. Hermann Helmholtz, die Tyndalls biografie in het Duits vertaalde, vulde deze aan met talrijke biografische aantekeningen. Kort daarna publiceerde Henry Bence Jones, secretaris van het Royal Institution en Faraday”s lijfarts, een typisch Victoriaanse “life-and-letters” biografie, waarvoor hij putte uit Faraday”s brieven, zijn laboratoriumdagboeken en andere ongepubliceerde manuscripten, en fragmenten gebruikte uit Tyndall”s biografie. De tweedelige biografie van Bence Jones is ook vandaag nog een belangrijke bron, aangezien sommige van de daarin aangehaalde brieven en dagboeken niet meer te vinden zijn. Deze en andere verslagen over Faraday leidden tot een beeld van een onderzoeker die in zijn eentje en in de beslotenheid van zijn laboratorium in het Royal Institution natuurlijke mysteries doorgrondde.

Lees ook: biografieen – Ebenezer Howard

Instrumentalisatie

Na het einde van de Eerste Wereldoorlog probeerden de gevestigde gasindustrie en de opkomende elektrische industrie, die de algehele elektrificatie van Groot-Brittannië tot doel had en dus rechtstreeks concurreerde met de gasindustrie, in de jaren 1920 de roem van Faraday te gebruiken voor hun respectieve doelstellingen. Ter gelegenheid van de honderdste verjaardag van de ontdekking van benzeen werd een comité van leden van de Royal Institution, de Chemical Society, de Society of Chemical Industry en de Association of British Chemical Manufacturers opgericht onder voorzitterschap van de chemicus Henry Edward Armstrong. Tijdens de vieringen in juni 1925 werd het belang van Faraday voor de moderne chemische industrie benadrukt en werd hij gevierd als de “vader van de chemische industrie”.

Op initiatief van Walter Adolph Vignoles (1874-1953), directeur van de Electrical Development Association, en met de steun van William Henry Bragg, directeur van het Davy-Faraday Research Laboratory van het Royal Institution, werd in februari 1928 een negenkoppig comité benoemd om de viering van de honderdste verjaardag van de ontdekking van elektromagnetische inductie in 1931 te organiseren. Van 23 september tot 3 oktober 1931 werd in de Royal Albert Hall een tentoonstelling gehouden ter ere van Faraday en zijn ontdekking. Middelpunt van de tentoonstelling was een kopie van het beeldhouwwerk van John Henry Foley (1818-1874) en Thomas Brock (1847-1922), dat sinds 1876 in het Royal Institution stond en waarop Faraday in academische kleding met zijn inductiering was afgebeeld. In de directe omgeving van het beeld stonden de eenvoudige dingen waarmee Faraday zijn eerste experimenten uitvoerde: een draad, een magneet en een druppel kwik. Het beeld vormde het middelpunt van de tentoonstellingsstands die er in een cirkel omheen stonden. De stands het dichtst bij het beeld toonden de apparatuur die Faraday voor elk experiment gebruikte en zijn bijbehorende verslagen. De buitenste stands toonden de moderne technologieën van de elektrische industrie die daaruit voortkwamen. Een 12 pagina”s tellende brochure bij de tentoonstelling, waarvan zo”n 100.000 exemplaren werden verspreid, was getiteld Faraday: The Story of an Errand-Boy. Who Changed the World (Faraday: The Story of an Errand-Boy Who Changed the World). De uitbundige tentoonstelling van 1931 en de bijbehorende festiviteiten waren enerzijds te danken aan de inspanningen van de elektrische industrie om elektriciteit om te zetten in verkoopbare producten. Anderzijds ondersteunden zij ook de inspanningen van de natuurwetenschappers om te laten zien hoe fundamenteel onderzoek kan bijdragen tot de ontwikkeling van nieuwe technologieën.

Lees ook: gevechten – Slag bij Tannenberg (1410)

Prijzen en erkenning

Faraday”s biograaf Henry Bence Jones somt in totaal 95 eretitels en onderscheidingen op. Faraday werd in 1823 voor het eerst door een geleerd genootschap geëerd door de Cambridge Philosophical Society, die hem als erelid accepteerde. In 1832 werd hij gekozen in de American Academy of Arts and Sciences, in 1835 in de Göttingen Academy of Sciences en de Royal Society of Edinburgh, en in 1840 in de American Philosophical Society. Op instigatie van Jean-Baptiste André Dumas werd Faraday in 1844 als een van de acht buitenlandse leden gekozen voor de Académie des sciences. In 1847 werd hij toegelaten als buitenlands lid van de Beierse Academie van Wetenschappen. In 1857 werd hij verkozen tot lid van de Leopoldina. In 1864 werd hij voor de laatste maal geëerd door de Società Reale di Napoli, die hem opnam als geassocieerd buitenlands lid. Eveneens in 1864 werd hij gekozen tot lid van de Nationale Academie van Wetenschappen.

De Royal Society kende hem de Copley Medal (1832 en 1838), de Royal Medal (1835 en 1846) en de Rumford Medal (1846) toe. Faraday sloeg het aanbod om president van de Royal Society te worden tweemaal af (1848 en 1858). In 1842 ontving Faraday de Pruisische Orde van Verdienste Pour le Mérite.

Een speciaal voor het leggen van onderzeese kabels gebouwde kabelschoen, de Faraday, werd in 1874 door de ontwerper Carl Wilhelm Siemens naar Faraday genoemd. Het Congrès international d”électriciens (internationaal congres van elektriciens) in Parijs besloot op 22 september 1881 de eenheid voor elektrische capaciteit Farad te noemen naar hem. Ook de maankrater Faraday en de asteroïde Faraday zijn naar hem genoemd. William Whewell eerde Faraday en Davy door een van zijn “Epochs of Chemistry” een naam te geven.

Op 5 juni 1991 gaf de Bank of England een nieuw £20 sterling bankbiljet uit met Faraday”s beeltenis, dat een geldig betaalmiddel was tot 28 februari 2001.

Verschillende prijzen zijn naar hem genoemd, waaronder de Faraday Medal (IOP), Faraday Medal (IEE) en de Michael Faraday Prize van de Royal Society.

Het plantengeslacht Faradaya F.Muell. uit de Lamiaceae-familie is naar hem genoemd.

Lees ook: biografieen – Ahmad I al-Mansur

Boedel en correspondentie

De schriftelijke nalatenschap van Faraday is waarschijnlijk de omvangrijkste die een naturalist in de geschiedenis van de wetenschap heeft nagelaten. Het omvat zijn laboratoriumdagboeken, dagboeken, notities, manuscripten, brieven, boeken en meer. De nalatenschap bevat verslagen van ongeveer 30.000 door Faraday uitgevoerde experimenten.

Begin 1855 gaf Faraday de eerste instructies voor de afwikkeling van zijn nalatenschap. Hij liet zijn laboratoriumdagboeken, enkele offprints en andere persoonlijke voorwerpen na aan het Royal Institution. Na Faraday”s dood ontving het Royal Institution verder materiaal van zijn vrouw Sarah. Zij liet Trinity House de dossiers met zijn papieren voor het instituut na. Deze bevinden zich nu in de Guildhall Library. Zij schonk verschillende stukken aan vrienden en familieleden ter nagedachtenis aan Faraday. Sommige daarvan kwamen eind 1915 in het bezit van het Institution of Electrical Engineers. De manuscripten van Faraday”s artikelen voor de Philosophical Transactions werden eigendom van de Royal Society nadat hij ze ter publicatie had aangeboden. De helft is bewaard gebleven. Van Faraday”s correspondentie zijn ongeveer 4800 brieven bewaard gebleven; zij bevinden zich in 230 archieven over de hele wereld.

Lees ook: geschiedenis – Slag om Stalingrad

Huidige Duitse edities

Naar de door Salomon Kalischer uit het Engels vertaalde uitgave van 1889-1891, met een inleiding van Friedrich Steinle:

Lees ook: biografieen – Francisco Pizarro

Biografieën

Klassiek

Modern

Over de ontvangst van zijn werk (selectie)

Bronnen

Michael Faraday
Michael Faraday
Frank A. J. L. James (Hrsg.): The Correspondence of Michael Faraday. Band 1, S. XXVII.
Michael J. A. Howe: Genius Explained. S. 92–94.
James Hamilton: A Life of Discovery: Michael Faraday, Giant of the Scientific Revolution. S. 10 und S. 401–404.
John Tyndall: Faraday und seine Entdeckungen. S. 66.
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
Rao, CNR(2000). Compreendendo a química. Universities Press. ISBN81-7371-250-6. p. 281
Chisholm, Hugh, ed. (1911). “Faraday, Michael”. Encyclopedia britannica. 10(11ª ed.). Cambridge University Press. pp. 173-175.. a Encyclopædia Britannica de 1911
“Arquivos da biografia de Michael Faraday – The IET”. theiet.org.
^ a b Rao, C.N.R. (2000). Understanding Chemistry. Universities Press. ISBN 81-7371-250-6. p. 281.
^ a b Chisholm, Hugh, ed. (1911). “Faraday, Michael” . Encyclopædia Britannica. Vol. 10 (11th ed.). Cambridge University Press. pp. 173–175.. the 1911 Encyclopædia Britannica.
^ a b c “The Faraday cage: from Victorian experiment to Snowden-era paranoia”. The Guardian. 22 May 2017.
^ Maxwell, James Clerk; Niven, W. D. (1 January 2003). The Scientific Papers of James Clerk Maxwell, Vol. II. Dover Publications. ISBN 978-0-486-49561-3.
^ Reiser, Anton (1930). “VI”. Albert Einstein: A Biographical Portrait. New York: Albert and Charles Boni. p. 194.