مايكل فاراداي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
مايكل فاراداي
Faraday-Millikan-Gale-1913.jpg
ولد في 22 سبتمبر 1791(1791-09-22)
نيوانغتون بوتس، سري، علم إنجلترا إنجلترا
توفي في 25 أغسطس 1867 (العمر: 75 سنة)
قصر هامبتون كورت، سري، إنجلترا
إقامة إنجلترا
جنسية إنجليزي
مجال البحث فيزياء وكيمياء
المؤسسات المؤسسة الملكية
اشتهر بـ

كيمياء كهربية
قانون فاراداي

تأثير فاراداي

ثابت فاراداي

قوانين فرداي للتحليل الكهربائي
تأثر همفري ديفي
وليام توماس براند
جوائز وسام ملكي (1835 & 1846)
وسام كوبلاي (1832 & 1838)
وسام رمفورد (1846)
التوقيع

مايكل جيمز فرداي (1791 - 1867) هو عالم كيمائي وفيزيائي إنجليزي. وهو من المشاركين في علم المجال الكهرومغناطيسي والكهروكيميائي.

درس فرداي المجال المغناطيسي على موصل يحمل تيار كهربائي مستمر وبذلك وضع أسس الكهرومغناطيسية. وهو مكتشف نظرية المحاثة والنفادية 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 اكتشف 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.

حياته[عدل]

ولد مايكل فاراداى في إنجلترا سنة 1791 من أسرة فقيرة فقد كان واحداً من أربع إخوة ولم يتلقى إلا النذر اليسير من التعليم الأساسي فعلم نفسه بنفسه. عمل صبياً في دكان لتجليد الكتب وهو في الرابعة عشرة من عمره وخلال سبع سنوات قضاها في هذا العمل كان قد قرأ العديد من الكتب من ضمنها كتاب "تحسين العقل" لمؤلفه إسحاق وات. وبحماسته قام بتطبيق ما ذكره المؤلف في كتابه مما جعله شغفاً بالعلم محباً له خاصةً علم الكهرباء. وكان متأثراً بكتاب "كلام في الكيمياء" لمؤلفه جين مارست.

عندما بلغ العشرين من عمره, كان في أواخر عهده بمتجر الكتب حضر بعض المحاضرات للكيميائي همفري دافي بالمؤسسة الملكية كما حضر أيضاً للأستاذ جون تاتوم. وبعد عدة محاضرات أرسل فرداي لهمفري دافي كتاباً من ثلاثمائة صفحة فيه تلخيص ما قاله دافي في محاضراته. وقد كان رد دافي سريعاً وفخوراً بمايكل فرداي. في بعض التجارب التي أجرها دافي حدثت انفجارات أدت إلى أن قطع اصبعان لدافي وفي مرة آخرى فقد إحدى عينيه. فقام باستدعاء مايكل فرداي لكي يكون مساعد شخصيا له.

حسب طبقية المجتمع الإنجليزي لم يكن مايكل فرداي يعد رجلاً نبيلاً. وحينما أراد دافي أن يذهب في جولة حول قارة أوروبا رفض خادمه أن يذهب معه. فاختار دافي أن يأخذ مايكل فرداي معه في هذه الرحلة كمساعد علمي وطلب منه أن يكون خادماً له حتى يجد دافي خادماً آخر حين يصل إلى باريس. وإضطر فرداي أن يلعب دور المساعد والخادم في هذه الرحلة. وأما زوجة دافي فكانت تعامل فرداي معاملة سيئة ومنعته من السفر معهم في العربة وجعلته يأكل مع الخدم. وهذا قد أصاب فرداي بحزن شديد جعله يفكر في العودة إلى لندن واعتزال العلم. لقد ظن فرداي أن هذه الرحلة شؤم عليه إلا أنه قد استفاد منها استفادة عظيمة لمقابلته لنخبة كبيرة من العلماء وتعلمه من أفكارهم.

زواجه[عدل]

تزوج مايكل فرداي من سارة برنارد في الثاني من يونيو عام 1821، كان فاراداى شخصاً رائعاً وأنيقاً أيضاً. وكان محاضراً محبوباً، وفى نفس الوقت كان متواضعاً ولاتهمه الشهرة ولا المال ولا الرتب العلمية. فقد رفض وسام الفروسية، ورفض منصب رئيس الجمعية الملكية البريطانية، وكانت له حياة زوجية سعيدة وإن لم ينجب فيها أولاداً.

إنجازاته العلمية[عدل]

الكيمياء[عدل]

إن أولى التجارب التي قام بها فرداي في الكيمياء كانت عندما كان مساعداً لهمفاري دافي. قام فرداي بعمل دراسة متخصصة على الكلورين. واكتشف 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 اخترع فرداي غرفة حرق البنزين والتي تعد مصدر للحرارة. وقد سعى فارادي في دراسة الكيمياء واكتشف مواد كيميائية مثل البنزين واكتشف أرقام الأكسدة Oxidation Numbers واستطاع تحويل بعض الغازات إلى سوائل. في عام 1820 اكتشف 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 اكتشف 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.

تجربة فاراداي للتحليل الكهربائي[عدل]

ماهية التجربة[عدل]

قام العالم فاراداي بعملية التحليل الكهربائي لمركب كبريتات النحاس (cu2so4) حيث وضع هذا المحلول في كأس زجاجي ثم غمس به قطبين كهربائيين - مصعد(+) ومهبط (-) - فلاحظ الآتي:

  • ترسب ذرات النحاس عند المهبط (-)
  • ترسب الكبريتات عند المصعد (+)
  • اختفاء اللون الأزرق للمحول
  • وتحولت للون مائل للحمرة

الاستنتاجات[عدل]

استنتج فاراداي أن الذرة تحتوي على شحنات كهربائية سالبة وموجبة تنتظم حسب شحنتها في التيار الكهربائي, لذلك خالف نظرية دالتون بأن الذرة كرة مصمتة حيث برهن أنها تحوي شحنات.

الكهرباء والمغناطيسية[عدل]

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 التالية 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 الأجسام 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.

المعهد الملكي والخدمة العامة[عدل]

فراداي كان أول أستاذ كيمياء فولاري في المعهد الملكي في بريطانيا العظمى وهو منصب عيت له مدى الحياة ,وقد كان مموله وناصحه جون مادجاك فولير هو الذي أنشأهذا المنصب في المعهد الملكي ,وقد انتخب عضوا في المجتمع الملكي في سنة 1824,وعين مديرا للمعمل سنة 1825 وفي سنة 1833عين استاذا فولاري في الكيمياء في المعهد الملكي مدى الحياة وبدون اجباره على القاء المحاضرات. وبعيدا عن أبحاثة العلمية في مجال الكيمياء والكهربية المغناطيسية في المعهد الملكي ,وتولى فراداي العديد من المشاريع الجدمية الخاصة أو لصالح الحكومة البريطانية وكانت هذه المشاريع غالبا ما تشغل الكثير من وقته ,وقد تضمن هذا العمل التحقيق في الانفجارات في مناجم الفحم ,وكونه شاهد متخصص في المحاكم ,واعداد الزجاج البصري عالي الجودة، ووفي سنة 1846 قام مع تشارليز ليل بإنتاج تقرير دقيق ومطول عن انفجار خطير في منجم الفحم الموجزد في هاسويل مقاطعة ديرهام والذي تسبب في مقتل 95 عامل ,وكان التقرير عبارة عن تحليل دقيق بالطب الشرعي وأوضح أن غبار الفحم ساهم في ضراوة الأنفجار ,وبذلك حظر التقرير كل من يملك فحم في خطورة انفجار غبار الفحم ,ولكن أدى تجاهل خطورة هذا الأمر لمدة تزيد عن ال60 سنة إلى وقوع كارثة منجم سينجينيد في سنة 1913. وكعالم مخضرم في الأمة وذو اهتمامات شديدة بالملاحة، قضى فراداي ساعات عديدة في مشاريع في هذا المجال مثل إنشاء وتشغيل المنارات البحرية وحماية قاع السفن من التاكل. وكان فراداي نشيط أيضا في مجال مايسمى الآن بالعلوم البيئية أو الهندسة فقد قام بالتحقيق في التلوث الصناعي في بحر البجع وأستشير في تلوث الهواء من مصنع صك العملة الملكي ,وفي يوليو 1855 كتب فراداي رسالة لجريدة ذا تيميز(the times) بخصوص الحالة المزرية لنهر التايمز ,والذي ظهر في المجلة المصورة المشهورة بنش(punch). ساعد فراداي بالتخطيط والتقيم في المعرض العظيم في لندن في سنة 1855 كما نصح المعرض الوطني بالأهتمام بنظافة وحماية مقتنياتها الفنية ,وخدم في لجنة موقع المعرض الوطني في سنة 1857. التعليم كان أيضا أحد المجالات التي خدم بها فاراداي ,فقد قام بالقاء محاضرات في المعهد الملكي في سنة 1854, وفي سنة 1862 بدأ قبل لجنة المدارس العامة بتوضيح رؤيته في مجال التعليم في بريطانيا العظمى. وقد ألقى فراداي سلسلة من المحاضرات الناجحة في الكيك\مياء والفيزياء المتعلقة المتعلقة باللهب في المعهد الملكي تحت عنوان التاريخ الكيميائي للشموع ,وكانت هذه أحد أقرب محاضرات اليافعين والتي لا زالت تعطى كل عام إلى الآن ,وبين سنة 1827و1860 أعطى فراداي هذه المحاضرات 19 مرة.

حياته اللاحقة[عدل]

في يونيو 1832,منحت جامعة أكسفورد فراداي دكتوراه شرفية في القانون المدني ,وخلال فترة حياته رفض فراداي لقب نبيل ورفض أيضا مرتين أن يكون رئيس المجتمع الملكي، ثم أنتخب في سنة 1838 كعضو أجنبي في الأكاديمية الملكية في العلوم ,وكان واحد من ثماني أعضاء أجانب في الأكاديمية الفرنسية للعلوم سنة 1844.

وفي سنة 1848 وكنتيجة عرض بواسطة الأمير كونسورت(prince consort) ,منح فراداي منزل في مستر هاسون ساحة هامبتون بالمجان تماما وبدن أي تكاليف ,وكان هذا المنزل منزل هاسون والذي لقب فيما بعد بمنزل فراداي والان هو رقم 37 شارع ساحة هامبتون وهو المكان الذي توجه اليه فراداي في سنة 1858 ليعيش حياة التقاعد.

وعندما سالته الحكومة البريطانية النصيحة في تصنيع الأسلحة الكيميائية لاستخدامها في حرب كريميان (1853-1856) رفض المشاركة لأسباب اخلاقية.

مناصبه[عدل]

أختير عضواً في المجتمع الملكي عام 1824. ومديراً للمعمل عام 1825. وفي عام 1833 نال لقب «أستاذ فوليري للكيمياء» Fullerian professor of chemistry مع عدم إلزامه بإلقاء المحاضرات.

خدمته للمجتمع[عدل]

خصص فاراداي مساء يوم الجمعة من كل اسبوع لعمل ندوات علميه لتعليم الفقراء وانصاف المتعلمين والذي اطلق عليه لقاء مساء الجمعة

كما حرص على تقديم محاضرات علميه للاطفال بصفه خاصه خلال فترات تفرغهم من التعليم المدرسي وقد نجح ذلك المشروع وانضم اليه اعداد كبيره من الأطفال الذين استمتعوا بمحاضرات فاراداي.

وفاته[عدل]

توفي فراداي في منزله الواقع في ساحة هامبتون في ال 25 من أغسطس 1867 عن عمر يناهز ال75 عاما و11 شهرا ,ودفن فراداي في مدافن المنشقين وليس الانجليكانية في مدافن هاد جات وتبقى في سيرته الذاتية أنه عانى من حاله نفسية سيئة نتيجة الإرهاق العقلي. وبذلك انتهت قصة رجل عظيم.

إحياء ذكراه[عدل]

في ذكرى فاراداى شيد له تمثال في قصر سافوي في لندن خارج معهد الهندسة والتكنولوجيا ,أيضا شيد في لندن نصب تذكاري لفراداي والذي صممه المهندس المعماري المخضرم ردني جاردون وانتهى منه في سنة 1961 ووضع هذا النصب بالقرب من مسقط رأس فراداي في نيوونيجتون بنس.

كما اقيمت حديقة باسمه وهي حديقة صغيرة في وولورث بلندن وهي ليست بعيدة عن مسقط رأس فراداي. وأيضا باسمه مبنى في جامعة جنوب الوادي ويسكن في هذا المبنى طلاب قسم الهندسة الكهربية بالجامعة ,وسمي مبنى مكون من خمس طوابق في جامعة أيدنبرج للعلوم والهندسة أيضا باسمه وكذلك القاعة المبنية حديثا في جامعة برينل ومبنى الهندسة الرئيسي في جامعة بحر البجع وكذلك محطة بريطانية سميت بأسمة.

أما عن الشوارع التي سميت باسمه فهي متواجدة في العديد من المدن البريطانية وكذللك في فرنسا وألمانيا وكندا والولايات المتحدة.

ومن سنة 1991 إلى 2001 وضعت صورة فراداي على ظهر ورقة ال 20 استرلين بواسطة بنك إنجلترا المركزي وهي صورة تبينه وهو يشرح محاضرة في المعهد الملكي عن جهاز السوارة الميغيتو-كهربية.

مصادر[عدل]

  • الخالدون مائه - ترجمة أنيس منصور.

وصلات خارجية[عدل]