مایکل فارادی (Michael Faraday) یکی از بزرگ‌ترین و مشهورترین فیزیک‌دان‌ها و شیمی‌دان‌های تجربی بوده که با تکیه بر نوآوری‌های خود در حوزه الکترومغناطیس و همچنین الکتروشیمی توانست تأثیری به سزا بر این علوم بگذارد؛ به طوری که این تأثیر ماندگار در جوامع امروزی و تکنولوژی‌های رو به پیشرفت نیز دیده می‌شود. در ادامه این راهنما ضمن آشنایی بیشتر با Faraday، به دستاوردهای این مرد بزرگ نیز خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.
زندگی‌نامه مایکل فارادی
Faraday دوران تحصیلی خود را در یک مدرسه نسبتاً معمولی گذراند و تا سن ۱۳ سالگی در این مدرسه تنها خواندن، نوشتن و حساب مقدماتی را یاد گرفت. این مدرسه به گونه‌ای بود که تنها اطلاعات اولیه را در اختیار دانش‌آموزان قرار می‌داد و Faraday فرصت کافی برای شکوفا شدن و پیدا کردن هوش بالای خود نداشت. بعد از اتمام دوره تحصیلی در این مدرسه، وی در یک صحافی برای کسب درآمد شروع به کار کرد و همین شغل به ظاهر ساده مسیر زندگی این دانشمند بزرگ را به طور کل تغییر داد!
در صحافی مایکل با کتاب‌های مختلف اعم از سبک‌های علمی، تاریخی، هنری و… سر و کار داشت و می‌توانست دانش خود را به صورت خودخوان به خوبی بالا ببرد و این کار را هم کرد! کتاب‌هایی که موضوعات علمی داشتند برای وی بیشتر جلوه می‌کرد و او هم کتبی که موضوعاتی پیرامون شیمی و علم الکتریسیته داشتند را مطالعه می‌نمود.
به گفته او، کتاب «گفت و گوهایی درباره شیمی» اثر جین مارست و مقالات الکتریکی در دایره‌المعارف بریتانیکا جزو محبوب‌ترین کتبی بودند که او در صحافی خوانده بود.
اما همان‌طور که می‌دانید، برای دانشمند شدن تنها کتاب خواندن کافی نیست! تمامی دانشمندان بزرگ و به ویژه آن‌هایی که در حوزه فیزیک، ریاضی و شیمی فعالیت می‌کردند برای ارائه نظریات خود آزمایش‌های متعددی را انجام دادند. برای انجام آزمایش در درجه اول به یک آزمایشگاه و بعد به ابزار مناسب نیاز است. با این حال، Faraday توانست با مطالعات گسترده خود در سخنرانی‌های آموزشی و ارزشمند همفری دیوی که عموماً در موسسه سلطنتی در لندن برگزار می‌شد، شرکت نماید.
جالب است بدانید که دیوی یکی از محبوب‌ترین دانشمندان این موسسه بود و به عنوان معلم فعالیت می‌کرد. Faraday بر این موضوع به خوبی واقف بود و به همین خاطر سعی کرد با ارسال نامه‌ای به دیوی از او درخواست کند تا در آزمایشگاه وی به عنوان عضو ثابت استخدام شود.
دیوی با سنجش هوش و عملکرد Faraday درخواست استخدام او را پذیرفت؛ اما به شرط آن که در ابتدای کار خود به عنوان کاتب کار کند. با گذر زمان Faraday خود را به دیوی ثابت کرد و توانست به عنوان دستیار اصلی او در آزمایشگاه مشغول به کار شود.
در سال ۱۸۱۳ میلادی، Faraday به همراه دیوی در آزمایش‌ها و یادداشت‌برداری‌ها به یک سفر دو ساله اروپایی عازم شد. این سفر برای Faraday بسیار ارزشمند بود؛ چرا که درهای جدیدی در مسیر او گشوده شد و توانست با بزرگان آن زمان هم‌چون آمپر و اورستد دیدار کند.
او در ابتدا در موسسه سلطنتی به عنوان شیمی‌دان فعالیت می‌کرد و اولین مقاله علمی خود را در سال ۱۸۱۶ زمانی که تها ۲۵ ساله بود منتشر کرد. او تا سال ۱۸۲۰ تبدیل به شیمی‌دانی کارآزموده شد و در همین سال توانست در حوزه مورد علاقه خودش؛ یعنی الکتریسیته و مغناطیس به صورت عمده فعالیت کند.
اصلی‌ترین دستاوردهای فارادی
چرخش الکترومغناطیسی
علاقه فارادی به الکتریسیته و مغناطیس با آزمایش اورستد دو چندان شد. در این آزمایش سیم حامل جریان سبب انحراف عقربه مغناطیسی در کنار سیم شد. مایکل با بررسی این آزمایش حدس زد که یک سیم حامل جریان می‌تواند یک آهن‌ربا را با چرخشی دائمی حول محور سیم در حال دوران نگه دارد.
در این راستا او آزمایشی را طراحی کرد تا چرخش دائمی را نشان دهد. با انتشار این آزمایش، او در مقام یکی از برترین دانشمندان اروپا قرار گرفت و پس از آن در هر آزمایشگاهی دستگاهی مشابه با آن چه که Faraday اختراع کرده بود (موتور الکتریکی) مورد استفاده قرار گرفت.
القای الکترومغناطیسی
پیش از فارادی، اورستد اثر مغناطیسی ایجاد شده به واسطه جریان الکتریکی را اثبات کرده بود. اما نخستین آزمایش القای Faraday عکس این عمل را نمایش داد؛ به این معنا که با تغییر میدان مغناطیسی توانست یک میدان الکتریکی ایجاد نماید.
در طی آزمایشاتی که این فیزیک‌دان بزرگ برای اثبات نظریه خود انجام داد، به دور یک استوانه توخالی مقداری سیم به همراه روکش پیچید و قسمت انتهایی آن را به یک گالوانومتر متصل نمود. گالوانومتر در اثر به حرکت در آوردن آهن‌ربای الکتریکی یا آهن‌ربای ثابت درون استوانه توخالی اول، جریان الکتریکی ایجاد شده را نمایش داد. این آزمایش به نوعی اساس کار مولدها و مبدل‌های الکتریکی بوده که امروزه در صنعت و فناوری تأثیری شگرف گذاشته است.
قوانین الکترولیز فارادی
از دیگر دستاوردهای این فیزیک‌دان بزرگ، قانون الکترولیز است. در سال ۱۸۰۰ میلادی آزمایش‌هایی پیرامون الکترولیز آب صورت گرفته بود اما Faraday با امتحان کردن این آزمایش توانست به دو نکته جدید دست پیدا کند. اولین نکته این بود که مقدار ماده تجزیه شده متناسب با بار الکتریکی عبوری از مدار بوده و دومین نکته بر این موضوع تأکید داشت که جرم آزاد شده در الکترولیز متناسب با جرم اتمی مواد محاسبه می‌شود؛ به همین خاطر ما می‌توانیم اعتبار و امتیاز بنیان‌گذاری الکتروشیمی را از آن این دانشمند بزرگ بدانیم. ناگفته نماند که فارادی ضمن پیشنهاد دو قانون اساسی الکتروشیمی، ابداع‌کننده زبان الکتروشیمی و اصطلاحاتی نظیر الکترولیت، الکترود، کاتود، کاتیون، آنیون، یون و آنود نیز بود.
آزمایش اتاقک پخش شدن بارهای الکتریکی روی سطح خارجی رسانا
از دیگر آزمایشاتی که فیزیک‌دان مورد بحث انجام داد، آزمایش اتاقک بود که نتیجه آن بیان می‌کرد میدان الکتریکی نمی‌تواند به درون یک رسانا نفوذ پیدا کند. به واسطه نتیجه این آزمایش کاربردی می‌توان برق‌گیر یا حفاظ الکتریکی برای ساختمان‌ها یا به واسطه یک توری فلزی یک شیلد یا سپر در برابر جرقه‌های الکتریکی ساخت.
اثر مغناطیسی / نوری
سال‌ها قبل از فارادی، پدیده قطبش نور علی‌الخصوص در نور بازتابش شده از سطح اجسام معرفی و شناخته شده بود. فارادی با تکیه بر ذکاوت خود نشان داد که یک آهن‌ربای قدرتمند قادر است یک دی الکتریک شفاف را به گونه‌ای تحت تأقیر قرار دهد که دو قطبی‌های آن بتوانند سبب انحراف پرتوهای قطبیده شده نورانی گردند؛ به بیان دیگر، او ثابت کرد که بین نور و میدان مغناطیسی یک رابطه وجود داشته و همین کشف تبدیل به یکی از اصلی‌ترین دستاوردهای قرن ۱۹ شد.
سخن پایانی
مایکل فارادی یکی از اندیشمندان و فیزیک‌دان‌های بزرگ بوده که عمده فعالیت آن در حوزه علم الکتروشیمی و مغناطیس خلاصه می‌شود. شما چه اطلاعات دیگری در مورد فارادی دارید؟ آیا با سایر کشفیات این شیمی‌دان بزرگ آشنایی دارید؟ لطفاً نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید.
251 بازدید
محمد یاری پور
