الرئيسية - المكتبة العلمية - موسوعة العلماء:

مايكل فاراداي

صورة: مايكل فاراداي

مايكل فرداي هو عالم كيمائي وفيزيائي إنجليزي. وهو من المشاركين في علم المجال الكهرومغناطيسي والكهروكيميائي. ولد في 22 شتنبر 1791 وتوفي في 25 غشت 1867.

 

درس فرداي المجال المغناطيسي على موصل يحمل تيار كهربائي مستمر وبذلك وضع أسس الكهرومغناطيسية. وهو مكتشف نظرية المحاثة والنفاذية المغناطيسية وقوانين التحليل الكهربائي. وهو القائل بأن المغناطيسية تؤثر على الأشعة الضوئية ووضع أسس الربط بين هذين الظاهرتين. يعد اختراعه للأجهزة الكهرومغناطيسية بداية لتكنولوجيا المواتير الكهربائية. وبذلك يصير أول من جعل الكهرباء شيء عملي لاستخدام التكنولوجي.

 

وأما فرداي كعالم كيميائي فهو أول من إكتشف البنزين. ودرس مسألة هيدرات الغاز وأخترع آلة حرق البنزين وهو من أطلق ألفاظ المصعد والمهبط والقطب والأيون.

رغم أن مايكل فرداي لم يدرس الرياضيات في المدارس غير القليل منها إلا أنه كان عالماً فذاً حيث صٌنف أنه من أعظم العلماء في التاريخ. ففي نظام الوحدات الدولي نقوم بحساب قيمة المكثف ونقيسه بوحدة الفاراد على اسمه أي مايكل فرداي. وكذلك هناك ثابت فرداي أيضاً سمي على اسمه والذي يساوي 96,485 كولومب وهو شحنة المول الواحد من الإلكترونات.

 

كما سمي باسمه قانون فرداي للحث الذي يقول بأن تغير المغناطيسية في الزمن ينشئ قوى كهربية محركة. كان فرداي هو أول من نال منصب Fullerian Professor of Chemistry في المؤسسة الملكية الكبرى ببريطانيا. كان فرداي مسيحياً متديناً وكان عضواً في كنيسة ساندمنيان.


من إنجازاته في الكيمياء  قيامه بعمل دراسة متخصصة على الكلورين. وإكتشف اثنان من كلوريد الكاربون. وقام بعمل تجارب على ظاهرة انتشار الغازات وهي ظاهرة أول من سجلها كان جون دالتون وأول من لاحظ أهميتها الفيزيائية كان توماس جرهام وجوزيف لوسمدت. ونجح في تحويل بعض الغازات إلى سوائل. ودرس سبائك الحديد. وقام بعمل أنواع من الزجاج لبعض الأغراض في الرؤية. والمنوذج الذي قام به فرداي في الزجاج الثقيل أصبح بعد ذلك ذا أهمية كبيرة تاريخياً إذ أنه هو الذي إستعمله فرداي لمعرفة العلاقة بين الضوء والمغناطيسية وكذلك لأنه يعد أول شيء ينفر من المغناطيس بدلاً من أن ينجذب إليه. وقد سعى فرداي إلى أن يضع أسس علمية لعلم الكيمياء. لقد إخترع فرداي غرفة حرق البنزين والتي تعد مصدر للحرارة. وقد سعى فرداي في دراسة الكيمياء وإكتشف مواد كيميائية مثل البنزين وإكتشف أرقام الأكسدة Oxidation Numbers واستطاع تحويل بعض الغازات إلى سوائل. في عام 1820 إكتشف فرداي التركيبات المتألفة من الكربون والكلورين C2Cl6 و C2Cl4 ونشر أبحاثاً عن ذلك في السنوات التالية. وعرف التركيب الكيميائي لكلورين هيدرات الغاز التي إكتشفها أستاذه دافي عام 1810.

كان فرداي هو أول من سجل ظاهرة ما يسمى اليوم بالجسيمات النانوية الفلزية. وفي عام 1847 إكتشف أن الخصائص البصرية للمبعثر الغروي للذهب تختلف عن تلك التي في أكثر المعادن. ويعد هذا الأمر بداية ونواة لتقانة الصغائر.

كما أدت تجارب فراداي للكشف عن وجود الإلكترونات. على الرغم من أن المعلومات الرياضية كانت تنقصه، فإنه كأحد المشتغلين بالفيزياء التجريبية لم يتفوق عليه أحد. أكثر ما عرف به فراداي هو عمله في مجال الكهربية والمغناطيسة، وقد كانت أول تجربة مسجلة له هو إنشاء وحده خولئيه مكونه من سبع أنصاف عملات معدنية مع سبع أقراص من ورق الزنك بالإضافة إلى ست قطع ورق مبلله بماء مالح، ثم قام باستخدام هذه الوحدة في تحليل مركب كبريتات السيمغنسيا.

 

وفي سنة 1821 بعد أن اكتشف الفيزيائي والكيميائي هانز كريستين ورستد ظاهرة الكهرومغنطية، حاول دافي والعالم البريطاني هيول ولستون تصميم موتور كهربي ولكن فشلا، فقام فرداي بمناقشة المشكلة مع العاملين ثم حاول بناء جهازين لتوليد ما سماه الدوران الكهرومغنطي حيث تقوم القوة المغناطيسية الدائرية بحركة دائرية متصلة حول سلك ويوضع سلك موضوع أخر في بركة من الزئبق بوجود مغناطيس في الداخل الذي سيدور حول مغناطيس لو مر تيار خلاله قادم من بطارية، وأما الجهاز الاخر فيدعى الموتور أحادي القطب، وهذه التجارب والاختراعات ساهمت في تأسيس تكنولوجيا الكهرومغناطيسة الحديثة.

 

وبعد اكتشافه للكهرومغناطيسية في سنة1821 أستكمل فاراداى عمله المعملي في استكشاف خصائص المواد وتطوير خبرته، وفي سنة 1824 قام فراداي بإنشاء دائرة كهربية لدراسة إذا ما كان المجال المغناطيسي يمكنه أن يمرر تيار في سلك مجاور ولكن لم يتمكن من ايجاد هذه العلاقة ,وتبع هذه التجربة المعملية عمل مشابه باستخدام الضوء والمغناطيس من ثلاث سنوات سابقه ووصل إلى نفس النتائج ,وخلال السنوات السبع التاليه قضى فراداي الكثير من وقته في تحسين وصفته للجوده البصرية للزجاج الثقيل ,وأستخدم لذلك بورو سلكيات الرصاص والذي استخدمه أيضا في دراساته رابطا الضوء بالمغنطه ,وفي أوقات فراغه من أعمله البصرية أكمل فراداي نشر أعمله المعملية (والتي ينتمي بعضها للمجال المغناطيسي) واجرى مراسلات مع علماء اخرين (يعملون في المجال الكهرومغناطيسي) كان قد التقى بهم من قبل في رحلاته حول أوروبا مع دافي ,وبعد وفاة دافي بسنتين في سنة 1831 بدأ سلسلة عظيمة من التجارب والتي من خلالها اكتشف الحث الكهرومغناطيسي ,ويعتقد أن جوزيف هنري اكتشف الحث الذاتي قبل ذلك بعدة أشهر قبل فراداي وكلاهما تأثر بأعمال فراسيسكو زانتيديتش في إيطاليا بين سنتي 1829 و 1830.

 

وكان سبق فراداي العلمي عندما لف ملفين معزولين حول حلقه حديدية ووجد أنه عندما يمر تيار في أحدهما، يمر تيار حثي لحظي في الاخر، وقد عرفت هذه الظاهرة بالحث المتبادل ومايزال جهاز الحث المكون من الحلقة الحديدية والملفين يعرض في المعهد الملكي إلى الآن.وفي تجارب مشابهه ووجد أنه إذا حرك مغناطيس من خلال سلك دائري يمر تيار كهربي من خلال الملف ,كذلك يمر التيار أيضا إذا تحرك الملف حول مغناطيس ثابت ,وقد أسست براهينه أن التغير في المجال المغناطيسي يولد مجال كهربي.ثم وضع لهذه العلاقة صيغة رياضية بواسطة جامز كليرك ماكسويل تحت اسم قانون فراداي والتي بالتالي أصبحت أحد معادلات ماكسويل الأربع والتي تم تعميمها في وقتنا الحالي لتسمى نظرية المجال.

 

وقد قام فراداي فيما بعد باستخدام هذا المبدأ في بناء المولد الكهربي البدائي وهو الجد الأكبر للمولد الكهربي ذو القدرة العالية المستخدم الآن.

 

وفي سنة 1839 اكمل سلسة تجارب تهدف إلى التحقيق في مبادئ وطبيعة الكهرباء ,وأستخدم بطريات "كهرباء ساكنة" و"كهرباء متحركة" في استنتاج ظاهرة التجاذب الكهرومغناطيسي والتحليل الكهرومغناطيسي والمغناطيسية والخ....,واستنتج انه بخلاف الاراء العلمية في ذلك الوقت ان نظرية التيار له أنواع وأقسام مختلفة كانت نظرية وهمية لا أساس لها من الصحة، وبالمقابل أفترض فراداي أن هناك نوعا واحد فقط من التيار الكهربي وان الاختلاف من مقدار وكثافة (التيار والفولت) هو ما يؤدي إلى العديد من الظواهر.

 

وقرب نهاية حياته الوظيفية أفترض فراداي أن القوى الكهرومغناطيسية تمتد إلى الفراغ المحيط بها ولكن رفضت هذه الفكرة من زملائه العلماء ولم يعش فراداي ليرى اثبات صحة افتراضه.وقد منح مبدا فراداي الذي يقول أن خطوط المجال تخرج من الاجسام المشحونة ومن المغناطيس.طريقة تمثيل المجال الكهربي والمغناطيسي بصورة مراية وكان هذا النموذج الذهني حاسم لنجاح التطور في مجال الأجهزة الكهروميكانيكية والتي هيمنت على الهندسة والتصنيع ابقية القرن التاسع عشر الميلادي.