بیوگرافی مایکل فارادی و دستاوردهای علمی او

مایکل فارادی ۱۸۶۷-۱۷۹۱ در سال ۱۸۲۱ نخستین موتور الکتریکی را ابداع می‌کند. در سال ۱۸۲۳ به طور تصادفی کلر را به صورت مایع در می‌آورد و در سال ۱۸۳۱ اصلی را کشف می‌کند که به ابداع مولد برق، مبدل، و دینام می‌انجامد. در سال ۱۸۳۳ قوانین پایه الکترولیز را بیان می‌کند. در سال ۱۸۴۵ اثر فارادی را کشف می‌کند.

مایکل فارادی به عنوان یکی از بزرگترین دانشمندان تجربی همه اعصار بزرگ داشته می‌شود. حتی آلبرت اینشتین وی را به عنوان یکی از مهم‌ترین تاثیرگذاران تاریخ علم فیزیک برشمرده است. هنوز کسی که کشفیات و اختراعاتش و از میان آن‌ها موتورالکتریکی، مولد برق، و مبدل تاثیری چنین ژرف در زندگی نو داشتند، ظهور نکرده که به علت حوادث اتفاقی مشخصی در دوران جوانی‌اش به عرصه علمی وارد شده باشد. هنگامی که سیزده سال داشت در یک صحافی مشغول به کار شد. در آن‌جا بود که به علم و به ویژه الکتریسیته، بر اثر خواندن صفحاتی از کتاب‌هایی که موظف به صحافی آن‌ها بود، برانگیخته شد. دومین رویداد تصادفی عمرش، برگماردنش به عنوان همکار شیمی‌دان مشهور، سر همفری دیوی بود که حضور در سخنرانی‌هایش را به مایکل فارادی جوان یادآوری می‌کرد. این سمت موقت به سرعت به همراهی دائمی تبدیل شد و در مدت زمان کوتاهی پس از آن دیوی، فارادی را با خود به یک مسافرت دور اروپای طولانی برد که برای این جوان فرصت نادری به منظور ملاقات و فراگیری بسیاری از فیزیک‌دانان بزرگ و شیمی‌دانان روز را فراهم کرد.

بسیاری از کارهای اولیه مایکل فارادی به عنوان یک دانشمند در دهه ۱۸۲۰ در حوزهٔ علم فیزیک نبود؛ زمینه‌ای که نهایتاً منجر به اختراعات وی گردید، شیمی بود. وی در سال ۱۸۲۳ نخستین فردی بود که در زمان انجام آزمایش دیگری، کلر را، هر چند به طور تصادفی، به مایع تبدیل کرده بود. او به سرعت نتیجه گرفت که چگونه شکل جدید کلر به دست آمده است و این رویه را که از فشار و سرد کردن تشکیل شده بود، برای دیگر گازها به کار برد. با استفاده از استعدادش به عنوان یک متخصص برجسته در آزمایش‌های شیمیایی خودش، در سال ۱۸۲۵ به کشف بنزن توفیق یافت.

موتورالکتریکی

هنوز این علم فیزیک و به ویژه کار وی در حوزهٔ الکتریسیته است که امروزه به خاطر آن از مایکل فارادی بسیار یاد می‌شود. او در سال ۱۸۲۱ پس از کشف چرخش الکترومغناطیسی موفق به ابداع نخستین موتورالکتریکی شد. او کشف سال ۱۸۲۰ هانس کریستیان اورستد را که بنابرآن جریانالکتریکی می‌تواند عقربه قطب‌نمای مغناطیسی را منحرف کند تکمیل کرد. آزمایش فارادی اثبات کرد که سیمی حامل الکتریسیته حول آهن‌ربای ثابت می‌چرخد، و برعکس، اگر آزمایش در جهت معکوس انجام شود، آهن‌ربا سیم را دور می‌زند. فارادی بعد از این کار متقاعد شد که الکتریسیته را می‌توان از طریق بسیاری از انواع حرکت‌های مغناطیسی به تنهایی تولید کرد، ولی ۱۰ سال طول کشید تا وی بتواند نظریه خود را به طور موفقیت‌آمیزی اثبات کند. فارادی در سال ۱۸۳۱ با چرخاندن یک صفحه مسی در میان قطب‌های یک آهن‌ربا، توانست جریان‌الکتریکی یکنواخت برقرار کند. این کشف برای وی این امکان را فراهم آورد که به تولید مولدهای الکتریکی، مبدل (که در همان هنگام به طور مستقل توسط ژوزف هنری آمریکایی نیز اختراع شده بود)، و حتی دینام ادامه دهد؛ اختراعاتی که به حق می‌توان ادعا کرد جهان را تغییر داده‌اند!

میدان‌های الکتریکی

دلیل این که مایکل فارادی توانست به چنین پیشرفت‌هایی نایل آید این بود که او از اوایل دوران کاری‌اش مفهوم الکتریسیته را به عنوان یک سیال، نظری که تا آن زمان پذیرفته شده بود، انکار کرد و به جای آن «میدان‌ها» یش را با خطوط نیرو در حاشیه‌های میدان مجسم کرد. به باور وی مغناطیس از طریق میدان‌های نیرو نیز القا می‌شود و این که بین آن و مغناطیس می‌تواند رابطهٔ درونی برقرار شود زیرا میدان‌های مربوطه یکدیگر را قطع می‌کنند. مایکل فارادی القای الکترومغناطیسی را کشف کرده و درستی این امر را از از طریق تولید جریان الکتریسیته از طریق مغناطیس اثبات کرد. او به این وسیله تشویق شد و به جستجوی این ایده ادامه داد که بین تمام نیروهای طبیعت به نوعی «وحدت» برقرار است. او سپس به این امر توجه کرد که چگونه بین نور و نیروی گرانش با الکترومغناطیس رابطه برقرار است. این امر منجر به کشف «اثر فارادی» در سال ۱۸۴۵ شد و ثابت کرد که نور قطبی شده می‌تواند تحت تاثیر آهن ربا قرار گیرد. جیمز کلارک مکسول اثبات کرد که نور در واقع نوعی تابش الکترومغناطیسی است و سرانجام توضیح ریاضیاتی را برای معرفی قانون فارادی فراهم آورد.

قوانین الکترولیز

شیفتگی مایکل فارادی نسبت به الکتریسیته و سابقه وی در علم شیمی، هر دو یک توضیح طبیعی را در الکترولیز فراهم آورد که به واسطه آن وی تصمیم به انجام کاری جدید گرفت. در سال ۱۸۳۳ نخستین فردی بود که قوانین پایه الکترولیز را بیان کرد، یعنی این که: (۱) در هنگام الکترولیز مقدار ماده‌ای که در هر الکترود تولید می‌شود، متناسب با کمیت الکتریسیتهٔ مصرف‌شده و (۲) کمیت مواد دیگر باقیمانده در کاتد و یا آند در صورتی که مقدار الکتریسیته ثابت باشد، با وزن معادل آن متناسب است.

اینشتین فارادی را یکی از با نفوذترین دانشمندان علم فیزیک برشمرده است.