واقعا چه کسی برق را اختراع کرد؟

[★MøbîÑą★]

معمولا اگر از مردم عادی سوال کنید که برق را چه کسی کشف کرد، سریع جواب می دهند : ادیسون! حتی در کتاب های دوره ابتدایی هم ادیسون را به عنوان کاشف مطلق برق معرفی می کنند حال آنکه اگر کمی مطاله و تحقیق داشته باشیم خواهیم دریافت که ادیسون تنها لامپ را اختراع کرد و چون در ذهن مردم روشنایی مهمترین دست آورد برق بود ، کاشف برق را به آقای ادیسون نسبت می دهند. ولی اگر واقع بینانه به تاریخ نگاه کنیم خواهیم دریافت که آن چیزی که من و شما امروزه به عنوان برق می شناسیم یعنی آن چیزی که توسط ژنراتور ها در نیروگاه ها تولید و توسط خطوط انتقال به خانه شما می آید و سبب به کار افتادن موتور های الکتریکی و سایر وسایل برقی منزل شما می شود حاصل زحمات شخصی است بنام مایکل فارادی. در ادامه مطلب قصد دارم برای روشن شدن بهتر موضوع بیوگرافی این دانشمند بزرگ را به هم مرور کنیم: مايكل فارادی (۲۲ سپتامبر ۱۷۹۱ - ۲۲ اوت ۱۸۶۷) دانشمندی (فیزیکدان و شیمیدان ) انگلیسی که با زمینه‌های الکترومغناطیس و الکتروشیمی مرتبط بود و یک حکیم مادی بود. وی چراغ بونزن را ابداع کرد.

فارادی درباره میدان مغناطیسی موجود در دور یک رسانا که جریان DC حمل می‌کند مطالعاتی داشت و مفاهیم اولیه میدان الکترومغناطیس را در فیزیک بنیان نهاد. وی القای الکترومغناطیسی و قانون های برقکافت را کشف کرد. او اثبات کرد که خاصیت مغناطیسی می‌تواند بر روی شعاع های نور اثر می گذارد و رابطه‌ای اساسی بین این دو برقرار است. اختراعات او در زمینه دستگاه‌های چرخنده الکترومغناطیس اساس فناوری موتور الکتریکی را پی ریزی کرد و این وضع ناشی از تلاش های او در زمینه کاربرد الکتریسیته در فناوری بود.

با وجود این که فارادی علوم رسمی کمی آموخت و ریاضیات عالی را خیلی کم یاد گرفت (مثل حساب دیفرانسیل و انتگرال)، یکی از تاثیر گذار ترین دانشمندان تاریخ بود. برخی از مورخان علم او را به عنوان بزرگ‌ترین تجربه‌گر در تاریخ علم می‌دانند. فاراد که واحد ظرفيت الکتريکى در SI است بعد از او به این اسم نامیده شد همانطور که ثابت فارادی ، بار الکتریکی یک مول از الکترون است (حدود 96,485 کولن). قانون القای فارادی بیان می‌کند که میدان مغناطیسی که با زمان تغییر می‌کند به همان نسبت نیروی محرکه الکتروموتیو تولید می‌کند.

فارادی اولین و بهترین دانای گرانسنگ در علم شیمی (Fullerian Professor of Chemistry) در انستیتوی سلطنتی بریتانیای کبیر بود ؛ مقامی که در تمام طول عمرش به آن منتسب بود.

فارادی فرد بسیار مذهبی بود. او یکی از اعضای کلیسای ساندمانیان ( Sandemanian Church) بود. یکی از فرقه‌های مسیحیت که در سال 1730 پایه گذاری شد و ایمان و التزام کاملی را نیاز دارد. تذکره نويسان خاطر نشان کرده اند که "حس عمیقی از یگانگی خدا و یکپارچگی طبیعت در زندگی و کارهای فارادی نفوذ داشت
مراحل اولیه زندگی:
مايكل فارادی در نزدیکی الفنت و کستل، لندن به دنیا آمد. خانواده وی فقیر بودند. پدرش جیمز، عضو ساندمانیان ، یکی از فرقه‌های مسیحیت بود. جیمز در سال 1790 از Outhgill در Westmorland به لندن آمد جایی که او در آنجا آهنگر دهکده بود. مایکل فارادی جوان، یکی از چهار فرزند، فقط کمی از سطح تحصیلات مدرسه بالاتر بود مجبور شد که تحصیلات بیشتر را خودش ادامه دهد در چهارده سالگی او کارآموز یک صحافی و فروشگاه کتاب به نام George Riebau شد و در مدت هفت سال کارآموزیش کتابهای زیادی از جمله کتاب بهبود ذهن (The Improvement of the Mind) نوشته اسحاق واتس (Isaac Watts) را خواند و به طرز شگفت آوری اصول و نظریات آن را اجرا کرد. او به علم و به خصوص الکتریسیته علاقه مند شد. مخصوصاً از کتاب گفتگویی در شیمی (Conversations in Chemistry ) نوشته Jane Marcet خیلی الهام گرفت.
در بیست سالگی در سال 1812 در پایان شاگردیش او در سخنرانیهای دانشمند سرشناس شیمی، همفری داوی، رئیس انجمن رویال، شرکت کرد. سپس فارادی یک کتاب 300 صفحه‌ای بر اساس سخنرانی های دیوی به او ارسال کرد. پاسخ دیوی سریع و مهربانانه و دلچسب بود. وقتی دیوی بینایی خود را از ناحیه نیتروژن تری کلرید از دست داد تصمیم گرفت فارادی را به عنوان منشی استخدام کند در آن دوران فارادی فرد متشخصی شناخته نمی‌شد و گفته می‌شود که همسر دیوی با او برخورد خوبی نداشت. به هر حال طولی نکشید که فارادی از داوی پیش افتاد.

فارادی با Sarah Barnard (1800-1879) در 2 June 1821 ازدواج کرد اما فرزندی نداشت. آنها وقتی در ساندمانیان بودند باهم آشنا شدند. حامی و مشاور او جان مدجک فولر بود که کرسی استادی فولرین شیمی را در موسسه رویال ایجاد کرد. فارادی اولین و معروفترین فرد دارنده این مقام بود که تا آخر عمرش برای این مقام انتخاب شد. او در منزلش در همپتون کورت در ۲۵ اوت ۱۸۶۷ میلادی درگذشت.
فتوحات علمی:
بزرگ‌ترین کار وی با الکتریسیته و مغناطیس بود. اولین آزمایشی که ثبت کرد ساختن پیل ولتایی با استفاده از هفت halfpenny (سکه‌ای برنز که در United Kingdom استفاده می‌شود) که با هفت ورقه از فلز روی و شش قطعه از کاغذ که با آب نمک مرطوب شده بود، در کنار هم قرار می‌گرفتند با این وسیله او نمک فرنگى اصل (سولفات منیزی یا sulphate of magnesia) را تجزیه کرد. (اولین نامه به Abbott در 12 جولای 1812)
در سال ۱۸۲۱م، کمی بعد از اینکه شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی، هانس کریستن اورستد، الکترومغناطیس را کشف کرد، دیوی و دانشمند بریتانیایی ویلیام هید ولاستون William Hyde Wollaston سعی کردند تا یک موتور الکتریکی را طراحی کنند، اما نتوانستند. فارادی پس از صحبت با این دو نفر، تصمیم به ساخت دو وسیله برای تولید آنچه که او گردش الکترومغناطیسی (یک حرکت چرخشی پیوسته ناشی از نیروی مغناطیسی اطراف یک سیم) می‌نامید، گرفت. اگر یک سیم غوطه‌ور در یک حمام جیوه با یک آهنربا که در وسط آن قرار داده شده، با الکتریسیته تولید شده توسط یک باتری شیمیایی شارژ می‌شد، در اطراف آهنربا می‌چرخید. وسیله اخیر یک موتور هم قطبى (homopolar motor) نامیده می‌شود. این اکتشافات و آزمایشات پایه فناوری الکترومغناطیس نوین را بنا نهاد. فارادی نتایج تحقیقات خود را منتشر کرد بدون این که از والستون و داوی (Wollaston و Davy) در ابتدای کتاب قدردانی کند و این امر ستیزه‌ای را به وجود آورد که باعث شد که فارادی برای چند سال از تحقیقات الکترومغناطیس کناره گیری کند.
در سال ۱۸۳۱ م او سری بزرگ آزمایشاتش را که در آن به کشف القای الکترومغناطیسی نایل شد، آغاز کرد. او فهمید که اگر یک آهنربا را از وسط یک حلقه سیمی عبور دهد، یک جریان الکتریکی در سیم ایجاد می‌شود. جوزف هانری نیز چند سال بعد به طور مشابهی خود القایی را کشف کرد و هر دوی اینها بعد از کار Francesco Zantedeschi در سال 1829 و 1830 در ایتالیا بود. 
دلایل او نشان داد که جریان الکتریکی ، مغناطیس را ایجاد کرده است. سپس فارادی از این اصول برای ساخت دینامو، شکل قدیمی ژنراتورهای توان پیشرفته الکتریکی، استفاده کرد.

فارادی بیان داشت که نیروهای الکترومغناطیسی در فضای خالی اطراف هادی وجود دارد، اما او کارش را بر روی این پروژه تکمیل نکرد. تجسم آزمایشی فارادی از خطوط شار نشأت گرفته از بدنه بارها، برای بار اول بصورت ریاضی توسط قانون القای فارادی (که بعدا جزو معادلات ماکسول شد) مدل شد که در تعمیم کلی تکمیل شده و به عنوان تئوری میدان شناخته شده است. فارادی بصورت تفننی به شیمی نیز پرداخت و مواد شیمیایی نظیر بنزن را کشف و سیستم اعداد اکسیداسیون و میعان گازها را ابداع کرد. او همچنین قانون الکترولیز را کشف کرده و الفاظی نظیر آند، کاتد، الکترود و یون را عمومی ساخت.
ديامغناطيس

در سال ۱۸۴۵م او آنچه را که اکنون اثر فارادی می‌نامیم و پدیده‌ای را که او دیامغناطیسم نامید، کشف کرد. سطح پلاریزاسیون نوری که بصورت خطی قطبی شده و از میان یک محیط مادی منتشر شده را می‌توان توسط بکار گیری یک میدان مغناطیسی خارجی که در جهت انتشار تنظیم شده، چرخاند. او در دفترچه‌اش نوشت که من در نهایت در توصیف یک منحنی مغناطیسی یا خطوط نیرو و در مغناطیس کردن یک شعاع از نور موفق شدم. این نشان داد که نیروی مغناطیسی و نور به هم مرتبط هستند.
قفس فارادی

در کار روی الکتریسیته ساکن، فارادی نشان داد که بار تنها بر روی سطح خارجی یک هادی باردار قرار می‌گیرد و بار روی سطح خارجی هیچ اثری روی چیزی که داخل هادی قرار دارد، نمی‌گذارد. این اثر حفاظتی در آنچه که ما به عنوان قفس فارادی می‌شناسیم بکار رفته است.
او یک سری سخنرانی موفق راجع به شیمی و فیزیک شعله‌ها در انستیتوی رویال ارائه داد که بنام تاریخ طبیعی شمع بود. این سخنرانیها، مبدأ سخنرانیهای کریسمس (Christmas lectures) برای جوانان بود که هنوز هم همه ساله در آن مکان ارائه می‌شود. فارادی در طراحی آزمایشات معروف بود، اما فاقد تعلیم خوب ریاضیات بود. او آنقدر کم توقع و سخاوتمند شناخته می‌شد که مقام ریاست انجمن رویال (مقام پیشین داوی) را منحل کرد. واحد خازن، فاراد به نام او نام گذاری شده است و تصویر او روی اسکناس ۲۰ پوندی انگلیس چاپ شد.