10 Kontribusi Besar Michael Faraday untuk Pengembangan Sains

Pada tahun 1820, seorang fisikawan dan kimiawan bernama Hans Christian Orsted menemukan bahwa aliran arus listrik melalui kawat akan menghasilkan medan magnet. Kemudian, Michael Faraday memahami bahwa penemuan ini berarti bahwa jika kutub magnet dapat diisolasi, maka kutub itu harus bergerak terus-menerus dalam lingkaran di sekitar kawat pembawa arus.

Pada tahun 1822, Faraday akhirnya merancang motor listrik pertama yang merupakan alat sederhana yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Dikenal sebagai motor homopolar, penemuannya saat itu hanya bertujuan untuk demonstrasi. Namun, hal itu menjadi langkah pertama dalam evolusi motor listrik yang sangat berguna.

Michael Faraday membuat banyak kontribusi penting dalam dunia kimia. Pada tahun 1820, Faraday menghasilkan senyawa pertama yang diketahui terbuat dari karbon dan klorin, heksakloroetan (C2Cl6), dan tetrakloroetena (C2Cl4). 

Pada tahun 1825, ia mengisolasi dan mengidentifikasi benzena dari residu minyak yang berasal dari produksi gas. Penemuan Faraday tentang benzena sangat penting karena benzena adalah salah satu zat terpenting dalam kimia.

Teori bahwa semua gas dapat dicairkan pernah dikemukakan oleh John Dalton. Dan orang pertama yang berhasil membuktikan teori ini adalah Michael Faraday. Michael Faraday memberikan bukti untuk fakta ini dengan menerapkan tekanan untuk mencairkan gas klorin dan gas amonia untuk pertama kalinya.

Selama pencairan amonia, Faraday juga mencatat bahwa ketika amonia dibiarkan menguap lagi, hal itu akan menyebabkan pendinginan. Penemuan ini menunjukkan bahwa pompa mekanis dapat mengubah gas pada suhu kamar menjadi cairan. Cairan ini dapat diuapkan untuk menghasilkan pendinginan dan gas yang dihasilkan dapat dikompresi menjadi cairan itu lagi. Siklus ini yang kemudian menjadi dasar dari cara kerja lemari es dan freezer modern.

Pada tahun 1831, Faraday melakukan eksperimennya yang paling terkenal. Dia melilitkan dua kabel di ujung yang berlawanan dari cincin besi. Dia memasang satu kabel ke galvanometer dan mengamatinya saat dia menghubungkan kabel lainnya ke baterai.

Ketika dia menghubungkan dan memutuskan kabel ke baterai, arus transien pun terjadi yang dapat dilihat di galvanometer. Induksi ini sendiri disebabkan oleh perubahan fluks magnet yang terjadi ketika baterai dihubungkan dan diputus.

Dengan demikian. hal ini merupakan manifestasi dari induksi elektromagnetik. Penemuan ini yang kemudian menjadi hal penting bagi mekanisme kerja transformator.

Setelah penemuan induksi elektromagnetik, Faraday menemukan manifestasi lain dari induksi elektromagnetik. Dia menemukan bahwa jika magnet permanen dengan cepat dipindahkan masuk dan keluar dari kumparan kawat, arus diinduksi dalam kumparan. Arus juga mengalir jika loop digerakkan di atas magnet stasioner.

Eksperimen Faraday menetapkan bahwa medan magnet yang berubah menghasilkan medan listrik. Hubungan ini dimodelkan secara matematis oleh ilmuwan Skotlandia, James Clerk Maxwell sebagai persamaan Maxwell-Faraday.

Persamaan Maxwell-Faraday memainkan peran mendasar dalam elektromagnetisme klasik. Ini adalah generalisasi dari hukum induksi Faraday yang memprediksi bagaimana medan magnet akan berinteraksi dengan rangkaian listrik untuk menghasilkan gaya gerak listrik (EMF). Hukum Faraday adalah prinsip operasi dasar transformator, induktor, dan berbagai jenis motor listrik.

Michael Faraday pernah menjelaskan elektromagnetisme melalui konsep yang disebutnya garis gaya. Dia menemukan bahwa besarnya arus yang dihasilkan oleh magnet sebanding dengan jumlah garis gaya yang dipotong oleh konduktor dalam satuan waktu.

Dia menemukan perangkat yang dapat menghasilkan arus DC yang stabil dengan memutar cakram tembaga di antara kutub magnet tapal kuda. Bagian luar piringan akan memotong lebih banyak garis daripada bagian dalam. Dengan demikian, akan ada arus kontinu yang dihasilkan di sirkuit yang menghubungkan tepi ke pusat.

Penemuan ini kemudian dikenal sebagai cakram Faraday yang merupakan generator elektromagnetik pertama (perangkat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik). Generator ini jugalah yang akan menjadi titik awal untuk dinamo modern dan generator listrik pertama yang mampu memberikan daya untuk industri.

Pada tahun 1832, ketika melakukan penyelidikan tentang sifat listrik, Faraday merumuskan dua hukum elektrolisisnya. Hukum pertama menyatakan bahwa jumlah zat yang diendapkan pada setiap elektroda sel elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang melewati sel.

Hukum kedua menyatakan bahwa jumlah unsur-unsur berbeda yang diendapkan oleh sejumlah listrik tertentu berada dalam perbandingan berat ekivalen kimianya. Hukum-hukum ini sangat penting untuk pemahaman tentang reaksi elektroda. 

Pada tahun 1836, Faraday mengamati bahwa kelebihan muatan pada konduktor bermuatan hanya berada di bagian luarnya dan tidak berpengaruh pada apa pun yang tertutup di dalamnya. Ini terjadi karena medan listrik eksternal menyebabkan muatan listrik di dalam bahan konduktor sangkar didistribusikan sedemikian rupa sehingga dapat membatalkan efek medan di interior sangkar.

Faraday menerapkan prinsip ini untuk menciptakan Sangkar Faraday, yang merupakan selungkup yang digunakan untuk memblokir medan listrik. Sangkar Faraday masih digunakan untuk berbagai tujuan, seperti melindungi orang dan peralatan dari sambaran petir dan untuk membuat zona mati untuk komunikasi seluler.

Pada tahun 1845, Michael Faraday menemukan bahwa bidang polarisasi cahaya diputar karena medan magnet dan sudut rotasi sebanding dengan kekuatan gaya magnet. Fenomena ini dikenal sebagai Efek Faraday atau rotasi Faraday.

Efek Faraday adalah fenomena magneto-optik dan memberikan bukti eksperimental pertama bahwa elektromagnetisme dan cahaya itu saling berhubungan. Kemudian, pada tahun 1864, James Maxwell menetapkan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

Bahan diamagnetik adalah bahan yang menciptakan medan magnet induksi dalam arah yang berlawanan dengan medan magnet yang diterapkan secara eksternal dan ditolak oleh medan magnet yang diterapkan. Sedangkan bahan paramagnetik berperilaku berlawanan dan dapat ditarik oleh medan magnet yang diterapkan secara eksternal.

Perilaku diamagnetik pertama kali diamati pada bahan tertentu pada tahun 1778. Michael Faraday menunjukkan bahwa diamagnetisme adalah sifat yang ditunjukkan oleh semua zat (baik dengan cara diamagnetik ataupun paramagnetik). Diamagnetisme dalam bahan yang disebabkan oleh magnet modern yang sangat kuat dapat digunakan untuk menghasilkan levitasi.

Wah, rupanya banyak sekali penemuan yang dilakukan oleh Michael Faraday yang sangat berkontribusi besar pada pengembangan teknologi saat ini. Semoga ada banyak generasi penerus saat ini yang juga bisa berkarya seperti Bapak Michael Faraday, ya!