Dit is een meer uitgebreid verhaal over Michael Faraday. Voor een samenvatting, zie mijn video Door het geloof heeft Michael Faraday ons elektriciteit gegeven
Naast diverse andere ontdekkingen, heeft deze onderzoeker het principe ontdekt waardoor we een dynamo kunnen maken. Hiermee werken alle elektriciteitscentrales. Wij kunnen dus zondermeer vaststellen dat Michael Faraday ons elektriciteit heeft gegeven.
Alleen, als je dat tegen hemzelf had gezegd, had hij vast geantwoord: ‘Helemaal niet!’, ‘God heeft elektriciteit gelegd in zijn mooie schepping, en ik ben Hem dankbaar dat Hij het aan mij gegeven heeft om te ontdekken hoe we die kracht nuttig kunnen gebruiken.’
Zijn jeugd
Michael Faraday werd in 1791 geboren in een arm Engels gezin. Zijn vader was hoefsmid. Hij was vaak ziek en is tamelijk jong overleden. Dit gezin was lid van een kleine afgescheiden kerk in Engeland en Schotland, de “Sandemanians”. Daar is Michael zijn hele leven trouw aan gebleven. Met 13 jaar haalde zijn moeder hem van school om te gaan verdienen. Het werd werk bij een kantoorboekhandel en uitgever in de buurt.
Boeken en tijdschriften bezorgen bij klanten. Later leerde hij zelf om boeken te binden. Maar hij ging ze ook lezen, vooral over scheikunde en natuurkunde. Als er proefjes in stonden, probeerde hij ze zelf.
De invloed van de dichter
Eén ander boek sprak hem ook heel erg aan. Dat was een boek van Isaac Watts. Hij is de dichter van bekende christelijke liederen, zoals ‘Joy to the World’, ‘When I Survey the Wondrous Cross – Als ik het wond’re kruis aanschouw’ en ‘O God, Our Help in Ages Past – O God, die droeg ons voorgeslacht’.
Het boek wat Faraday ter harte nam, was The Improvement of the Mind. Over hoe je je verstandelijke talenten kunt ontwikkelen. Er stonden tips in als:
- Houd een dagboek bij van wat je hebt geleerd – dat is hij direct gaan doen.
- Trek geen snelle conclusie, maar bedenk een experiment of gebeurtenis, die je conclusie kan bevestigen of ontkrachten – dat maakt van iemand een wetenschapper.
- Probeer in contact te komen met mensen die je verder kunnen brengen.
De invloed van de wetenschapper
Bij het laatste advies ging Michael voor goud. De topwetenschapper uit die tijd was Sir Humphry Davy. Deze onderzoeker heeft onder meer verschillende chemische elementen vrijgemaakt, die nu gebruikt worden in de industrie en die prijken op de etiketten van voedingssupplementen. Hij heeft ook voor het eerst laten zien dat je met elektriciteit licht kunt maken.
Hij was zijn tijd ook ver vooruit: hij was namelijk verslaafd aan lachgas.
Faraday ging naar lezingen van Davy, die hij hield in zijn buurt, in Londen. Van die lezingen maakte hij aantekeningen met grafieken erbij. Daar maakte hij bij zijn werkgever een mooi boek van en stuurde dat op naar Davy, met de vraag of hij misschien zijn assistent kon worden. Na een tijdje werd hij inderdaad aangenomen.
Reis en (on)geloof
Michael ging wel erg twijfelen aan het geloof dat hem thuis was bijgebracht. Humphry Davy leek het levende bewijs dat iemand goed en groot kon worden, zonder in Christus te geloven.
Toen nam Davy hem mee op een reis van 18 maanden door Europa, langs alle grote geleerden van die tijd. Een geweldige ervaring! Tijdens de reis leerde hij Davy beter kennen. Deze geleerde man bleek privé arrogant, grof, onvriendelijk en soms oneerlijk te zijn. Het contact met zijn vrouw Jane was helemaal vervelend. Deze vrouw van stand begreep niet het verschil tussen een wetenschappelijk assistent en een huisknechtje. Ze liet hem allerlei poets- en boenwerk doen. Terug in Engeland was Michael dankbaar om weer onder de eenvoudige gelovigen van zijn familie en kerk te zijn. Toen deed hij belijdenis voor de gemeente. Echt laat. Hij was al 30 jaar.
Verliefd
Er gebeurde nog iets ingrijpends in zijn leven. Hij werd verliefd! Eerder had hij in een gedichtje geschreven dat liefde voor een vrouw het domste was wat een man kon doen. Het was funest voor je ontwikkeling. Nu kreeg hij vlinders van een meisje uit de kerk, Sarah Bernard. Hij schreef hartstochtelijke liefdesbrieven. Eerst had zij bedenkingen om verder te gaan met “een verstand met een man eraan vast”, “a mind with a man attached”. Bij nadere kennismaking sprong de vonk toch over. Het werd een goed huwelijk.
Kinderen hebben ze niet gekregen, maar ze waren wel een leuke oom en tante voor de kinderen van hun broers en zussen. Ze kregen een appartement in het Koninklijk Onderzoeksinstituut, boven het laboratorium. Als er neefjes of nichtjes langskwamen, nam Michael ze mee naar het lab en demonstreerde hij hoe je snoepje en frisdrank kan maken. Of hij deed proefjes met knal- en lichteffecten.
Ontwikkelingen
In het jaar na de reis presenteerde Davy zijn belangrijkste uitvinding, een veilige gaslamp voor mijnwerkers. Tot dan konden alle lampen die er waren mijngas tot ontploffing brengen. Dit kostte vele mijnwerkers het leven. In het begeleidende document vermeldde hij dat hij “veel dank verschuldigd was aan zijn assistent Mr. Michael Faraday”.
Ontdekkingen
Op het gebied van natuur- en scheikunde heeft Michael Faraday verschillende ontdekkingen gedaan, maar die met elektriciteit hebben de wereld het meest veranderd.
Elektromotor
In 1820 ontdekte de Deense onderzoeker Hans Christian Ørsted dat als je elektrische stroom laat lopen in de buurt van een kompas, dat de kompasnaald dan een andere kant uit gaat wijzen. Achteraf was men verbaasd dat niemand dat al tientallen jaren eerder had geprobeerd. Het kwam doordat de wetenschappers er toen 100% van overtuigd waren dat elektriciteit en magnetisme niets met elkaar te maken hadden.
Toen Faraday hiervan hoorde, triggerde dit bij hem een idee. Hij ging met een broertje van zijn vrouw ’s naar het laboratorium en deed deze proef.
De demo van Faraday zag er iets anders uit, want in die tijd had je nog niet zulke handige kleine batterijtjes. Hij gebruikte een magneet, die dreef in een bak met het vloeibare metaal kwik.
Werking
Er loopt een elektrische stroom door het magneetje. Die komt van het draadje vanaf de zijkant en loopt naar het schroefje in het midden. Daardoorheen gaat de stroom weer terug naar de batterij. Het magnetisch veld van het magneetje en het magnetisch veld van de stroom duwen en trekken aan elkaar, zodat het magneetje gaat draaien. Net als een draaimolentje in een speeltuin.
Toen ze dit zagen werken, gingen ze dansen rond de proefopstelling. Daarna naar het circus om het te vieren.
Fout
En toen beging hij een grote fout. Hij stuurde zijn bevindingen op naar een wetenschappelijk tijdschrift, zonder de naam van zijn superieur en mentor Humphry Davy te noemen. Die kon het al niet hebben dat niet hijzelf, maar zijn assistent, zo’n belangrijke ontdekking had gedaan. Dat hij niet genoemd werd in het artikel, deed de deur dicht. Tussen die twee is het nooit meer helemaal goed gekomen. Faraday wilde lid worden van het Koninklijk Genootschap voor Wetenschap, maar Davy stemde steeds tegen. Hij was de voorzitter. Volgens hem kon iemand die zijn superieur niet noemde in zijn publicaties, geen goede wetenschapper zijn. Na jaren moest hij toch toegeven, want Faraday was in binnen- en buitenland beroemd geworden.
Beroemd
Beroemd zijn had ook gevolgen. Hij werd voor van alles gevraagd. Om les te geven op universiteiten en om allerlei onderzoek te doen. Of als getuige-deskundige in rechtszaken. Veel wimpelde hij af, want zijn hart lag bij het doen van zijn eigen wetenschappelijk onderzoek. Sommige dingen kon hij toch niet weigeren. Hij werd directeur van het Koninklijk Onderzoeksinstituut en, na een ernstig beroep van de regering, ook voorzitter van de commissie om de Engelse glasindustrie vlot te trekken. Dit laatste kostte hem veel tijd en energie. Na drie jaar kreeg hij een burn-out. Na enkele maanden met zijn vrouw op vakantie was hij weer in staat om verder te gaan. Weer een paar jaar verder had hij echt resultaat, maar de regering kwam weer met een volgende opdracht. Toen kapte hij ermee. Hij stuurde alle documenten op en bedankte voor de commissie.
Opdracht van God
Behalve dat hij het leuk vond, was er nog een reden dat hij heel graag verder onderzoek wilde doen naar elektriciteit en magnetisme. Hij zag het als een opdracht van God!
God heeft de krachten van de natuur altijd bedoeld voor ons goed en daarom geven ze een kans om ons leven te verbeteren.
Om in te gaan op die bedoeling van God, moeten we proberen om de structuur van de schepping te doorgronden.
Elektriciteit was een nieuw ontdekte kracht van de natuur, maar met dat verbeteren van ons leven wilde het nog niet zo vlotten.
Je kon ermee
- Verwarmen
- Verlichten. Dat had Davy ontdekt.
- Chemische elementen vrijmaken. Faraday heeft vast nog niet gedacht aan aluminiumfabrieken of aan waterstofauto’s, maar hij had wel door dat er heel veel mee kon.
- Aandrijven. De elektromotor had hij zelf uitgevonden.
Alleen was er geen manier om genoeg elektriciteit op te wekken voor al dat moois. Alle elektriciteit kwam uit grote, zware en snel uitgeputte batterijen.
Dynamo
Beweging maken door elektriciteit kon dus. Faraday was ervan overtuigd dat het dan ook mogelijk zou zijn om door beweging elektriciteit te maken. God liet Zijn schepping toch regeren door mooie wetten! Hij had nu zijn handen vrij. In 1831 kwam de grote ontdekking. Na tien dagen experimenteren en intens nadenken lukte het hem!
Dit is dus het principe van de dynamo (inductie heet dat). Toen dit ontdekt was, had binnen een jaar een instrumentenmaker een apparaat gemaakt dat stroom leverde als je aan een kruk draaide.
Als je aan een kruk kunt draaien, kun je er ook een windmolen opzetten. Of een watermolen, of een stoommachine. Of een stoomturbine, die wordt aangedreven door kolen, olie, gas, biomassa, kernenergie, of wat er nog uitgevonden gaat worden om stoom te maken. Alle elektrische centrales werken op deze manier!
Toepassing
Nu elektriciteit op grote schaal kon worden opgewekt, konden onderzoekers en uitvinders hun gang gaan om nieuwe toepassingen te bedenken. Naast de elektromotor en elektrisch licht de telegraaf, telefoon, radio, televisie, computer, mobieltje, koelkast, koken, etc., etc.
Alle begin gaat langzaam
Zoals met alle nieuwe ontdekkingen, kwam de invoering van die toepassingen langzaam op gang. Tot 1880 waren dat
- De door Samuel Morse uitgevonden telegraaf. In 1866 werd de eerste werkende trans-Atlantische kabel in gebruik genomen.
- De elektrische booglampen. Die werden gebruikt in vuurtorens en later ook in steden.
- In de industrie werd elektriciteit gebruikt om voorwerpen te verchromen of te vernikkelen en om chloor en soda te maken.
Lichtnet
De eer voor wat de Amerikanen zo lelijk de ‘killer application‘ noemen, gaat naar Thomas Edison. Hem lukte het in 1879 om een elektrische lamp te maken die maanden kon blijven branden, in plaats van een paar uur. De eerste toepassing van elektriciteit, die ieder huishouden wilde hebben. Hierom ging men elektriciteitsnetten aanleggen. Bij ons nog steeds ‘lichtnet‘ genoemd.
Theorie
Faraday was wetenschappelijk onderzoeker. Het maken van elektromotoren en dynamo’s liet hij aan anderen over. Hij plaatste wel de verschijnselen in een theoretisch kader. Een door God geschapen natuurwet.
Het heeft God behaagd om in Zijn schepping te werken met wetten. Hoe wonderbaarlijk vind ik de eenvoud van de natuur als we haar wetten op de juiste manier interpreteren.
En
Door onderzoek van de schepping verheerlijken we ook de Schepper. Want het boek van de natuur, dat wij moeten lezen, is geschreven door de vinger van God.
Elektromagnetisme
Elektriciteit en magnetisme waren twee kanten van hetzelfde. Overal, ook in een vacuüm, zijn elektromagnetische velden aanwezig. Daar kreeg hij eerst weinig bijval voor, maar hij had gelijk!
Licht en zwaartekracht
Hij zag licht ook als een elektromagnetisch verschijnsel. In 1845 wist hij aan te tonen dat dat inderdaad zo is. Hij probeerde ook zwaartekracht onder diezelfde noemer te brengen. Dat is hem niet gelukt.
Een troost, Albert Einstein lukte het 100 jaar later ook niet, ondanks dat hij er veel tijd aan besteedde. En nu, duizenden wetenschappers later, is het nog niet gelukt! Misschien gaat God het ooit geven aan een onderzoeker die het even waard is als Michael Faraday.
Zijn leven als christen
Door zijn ontdekkingen was hij dus heel beroemd geworden, maar hij bleef ook actief lid van zijn gemeente. Verschillende periodes was hij ook lerend ouderling en bezocht hij gemeenteleden. Soms kwamen wetenschappers uit nieuwsgierigheid naar zijn kerkje.
Het botste ook weleens. Op een zondag bleef zijn plaats in de ouderlingenbank leeg. Toen de oudsten hem later vroegen wat daarvan de reden was, antwoorde hij: ‘Koningin Victoria had me op het paleis ontboden voor een diner’. Dat vonden ze geen geldige reden en hij werd voor een tijd uitgesloten van het Heilig Avondmaal. Hij aanvaardde dat in nederigheid.
Adel en kinderen
Faraday sloeg het aanbod om in de adelstand te worden verheven af. Hij wilde geen Sir Michael Faraday heten. Hij stelde er meer belang in om kinderen enthousiast te maken, net zoals hijzelf in zijn jeugd. Daarom begon hij om met elke kerst een lezing met proefjes te geven voor kinderen. Engeland zou Engeland niet zijn als dat geen traditie was geworden. Tot op de huidige dag.
Gifgas en vuurtorens
Toen de regering hem vroeg om mee te werken aan de ontwikkeling van gifgas voor de Krimoorlog, weigerde hij. Hij besteedde wel veel tijd en moeite aan het verbeteren van de vuurtorens in Engeland, hoewel dat niet direct in het verlengde van zijn onderzoek lag.
Pensioen
Op zijn oude dag werd hij vergeetachtig en kon hij zijn werk niet meer doen. Toen bleek dat hij niets had gespaard. Hij had alles gegeven aan de ondersteuning van zijn familie en van behoeftige gemeenteleden. Dat was ook de regel in zijn gemeente. Het koninklijk huis gaf hem toen gratis levensonderhoud en een huis om in te wonen op het terrein van paleis Hampton Court, buiten Londen. Welverdiend!
Andere ontdekkingen
Tussendoor heeft Michael Faraday nog andere dingen ontdekt.
De Kooi
Hij ontdekte dat elektriciteit niet door een metalen kooiconstructie kan dringen. Hij heeft dit gedemonstreerd door op een podium in een op deze manier geïsoleerd kamertje te gaan zitten, waar hij grote vonken naartoe liet springen. Helemaal op zijn gemak!
Dit wordt toegepast in bijvoorbeeld magnetrons. Hier zorgt de afscherming ervoor dat de straling niet naar buiten kan komen.
Benzeen
In die tijd ontdekte hij onder meer benzeen, een chemische stof, die we nu gebruiken om plastic, rubber, verven, lijmen, was, nylon, oplosmiddelen, pesticiden en geneesmiddelen te produceren. Vroeger ook een belangrijk bestanddeel van benzine.
Rubberen ballonnen
In zijn tijd gebruikte men varkensblazen om lucht of een ander gas in te blazen. Faraday vond dat onhygiënisch. Hij bedacht dat het net zo goed kon met rubber.
