مایکل فارادی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
مایکل فارادی
Faraday Cochran Pickersgill.jpg
متولد ۲۲ سپتامبر ۱۷۹۱
جنوب لندن، انگلستان
مرگ ۲۲ اوت ۱۸۶۷ (۷۵ سالگی)
لندن، انگلستان
ملیت انگلیسی
رشته فعالیت فیزیکدان و شیمی‌دان
دلیل شهرت قانون میدان فارادی
الکتروشیمی
اثر فارادی
جعبه فارادی
قوانین الکترولیز فارای
فنجان فارادی
جوایز مدال کاپلی (۱۸۳۲)
مدال کاپلی (۱۸۳۸)
امضا
امضای مایکل فارادی

مایکل فارادی (به انگلیسی: Michael Faraday) ‏ (۲۲ سپتامبر ۱۷۹۱ - ۲۲ اوت ۱۸۶۷) دانشمندی (فیزیکدان و شیمیدان ) انگلیسی که با زمینه‌های الکترومغناطیس و الکتروشیمی مرتبط 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.[۱][۲] اختراعات او در زمینه دستگاه‌های چرخنده الکترومغناطیس اساس فناوری موتور الکتریکی را پی ریزی کرد و این وضع ناشی از تلاش‌های 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 [۳] او را به عنوان بزرگ‌ترین تجربه‌گر در تاریخ علم می‌دانند.[۴] فاراد که واحد ظرفیت الکتریکی در SI است بعد از او به این اسم نامیده شد همانطور که ثابت فارادی، بار الکتریکی یک مول از الکترون است (حدود ۹۶،۴۸۵ 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 ۱۷۳۰ پایه گذاری شد و ایمان و التزام کاملی را نیاز دارد. تذکره نویسان خاطر نشان کرده اند که "حس عمیقی از یگانگی خدا و یکپارچگی طبیعت در زندگی و کارهای فارادی نفوذ داشت" [۵]

مراحل اولیه زندگی[ویرایش]

مایکل فارادی، اثری از توماس فیلیپس , حدود ۱۸۴۱-۱۸۴۲[۶]

مایکل 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 ۱۷۹۰ 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 [۷] 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 علاقه‌مند شد. مخصوصاً از کتاب گفتگویی در شیمی (Conversations in Chemistry ) نوشته Jane Marcet خیلی الهام گرفت. [۸]

سر همفری دیوی ، ۱۸۳۰، قلمزنی مبنی بر نقاشی اثری از سر توماس لارنس (۱۷۶۹-۱۸۳۰)

در بیست سالگی در سال ۱۸۱۲ در پایان شاگردیش او در سخنرانیهای دانشمند سرشناس شیمی، همفری داوی، رئیس انجمن رویال، شرکت کرد. سپس فارادی یک کتاب ۳۰۰ صفحه‌ای بر اساس سخنرانی‌های 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 سارا برنارد (Sarah Barnard) ‏ (۱۸۷۹-۱۸۰۰) در ۲ ژوئن ۱۸۲۱ ازدواج کرد اما فرزندی نداشت. [۹] 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[ویرایش]

شیمی[ویرایش]

مایکل فارادی در آزمایشگاه، اثری از هریت جین مور (Harriet Jane Moore) که با آبرنگ کشیده شده است

الکتریسیته و مغناطیس[ویرایش]

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 فرنگی اصل (سولفات منیزی یا sulphate of magnesia) را تجزیه کرد. (اولین نامه به Abbott در ۱۲ ژوئیه ۱۸۱۲)

در سال ۱۸۲۱م، کمی بعد از اینکه شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی، هانس کریستین اورستد، الکترومغناطیس را کشف کرد، همفری دیوی و دانشمند بریتانیایی ویلیام هید ولاستون William Hyde Wollaston سعی کردند تا یک موتور الکتریکی را طراحی کنند، اما نتوانستند. [۲] 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 قطبی (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. [نیازمند منبع]

آزمایش چرخش الکترومغناطیسی فارادی، ۱۸۲۱ [۱۰] در

سال ۱۸۳۱ 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 فرانسبسکو زانتدچی (Francesco Zantedeschi) در سال ۱۸۲۹ و ۱۸۳۰ در ایتالیا بود.[۱۱]

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 بعداً 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.

مایکل فارادی در حال نگه داشتن یک میله شیشه‌ای که در سال ۱۸۴۵ برای نشان دادن این که خاصیت مغناطیسی می‌تواند بر روی نور در مواد عایق اثر بگذارد استفاده می‌شد [۱۲]

دیامغناطیس[ویرایش]

در سال ۱۸۴۵ 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[ویرایش]

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.

استخدام دولتی[ویرایش]

مایکل فارادی در حال ایراد سخنرانی کریسمس در سال ۱۸۵۶

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.

اواخر زندگی[ویرایش]

مجالس یادبود[ویرایش]

نوشتجات گزیده[ویرایش]

گفتاورد ها[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ مایکل فارادی موجود است.


جستارهای وابسته[ویرایش]

زندگینامه‌ها[ویرایش]

کتاب‌های یگر[ویرایش]

بیشتر بخوانیم[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]

منابع[ویرایش]

دانشنامه رشد

  1. Michael Faraday entry at the 1911 Encyclopaedia Britannica hosted by LovetoKnow Retrieved January 2007.
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ Institution of Engineering and Technology, London Archives, Michael Faraday
  3. Russell, ‎Colin. Michael Faraday: Physics and Faith. New York: Oxford University Press, 2000. 
  4. "best experimentalist in the history of science." Quoting Dr Peter Ford, from the University of Bath’s Department of Physics. Accessed January 2007.
  5. Baggott, Jim. “The myth of Michael Faraday: Michael Faraday was not just one of Britain's greatest experimenters. A closer look at the man and his work reveals that he was also a clever theoretician”. 2 September 1991.  Retrieved on 2008-09-06.
  6. See National Portrait gallery NPG 269
  7. "Michael Faraday." History of Science and Technology. Houghton Mifflin Company, 2004. Answers.com 4 June 2007
  8. John H. Lienhard. Jane Marcet's Books. . NPR television network (KUHF-FM Houston), 1992, episode No.744.  Retrieved on 2007-10-02.
  9. Frank A. J. L. James, ‘Faraday, Michael (1791–1867)’, Oxford Dictionary of National Biography, انتشارات دانشگاه آکسفورد, Sept 2004; online edn, Jan 2008 accessed 3 March 2009
  10. Faraday, Michael. “2”. In Experimental Researches in Electricity. 1844.  See plate 4.
  11. Brother Potamian. Francesco Zantedeschi article at the Catholic Encyclopedia. . Wikisource, 1913.  Retrieved on 2007-06-16.
  12. Detail of an engraving by Henry Adlard, based on an earlier photograph by Maull & Polyblank ca. 1857. See National Portrait Gallery, UK