Henry Cavendish

Henry Cavendish (d. 10 Ekim 1731, Nice, Fransa - ö. 24 Şubat 1810, Londra, İngiltere), İngiliz kimyager ve fizikçi. Çok çeşitli alanlarda gerçekleştirdiği deneylerle, havanın bileşimi, hidrojenin niteliği ve özellikleri, bazı cisimlerin özgül ısıları, suyun bileşimi ve elektriğin çeşitli özellikleri gibi konularda buluşlar yapmıştır. Cavendish deneyi olarak adlandırılan bir yöntemle Dünya'nın kütlesini ve yoğunluğunu ölçmüştür.

1749-1753 arasında Cambridge Üniversitesi'ne bağlı Peterhouse College'a devam ettiyse de burayı bitiremedi. Londra yakınlarında bir laboratuvar kurarak, bilimsel toplantılar dışında hiç kimseyle özel yakınlık ve dostluk kurmaksızın içine kapanık bir yaşam süren, ailesiyle bile çok ender görüşen, çekingen ve az konuşan bir bilim insanı olarak tanındı. Çalışmalarını yayımlama gereği bile duymayacak kadar laboratuvarına kapanmasına, elli yıla yakın bilimsel çalışma yaşamında yalnızca yirmi kadar inceleme yayımlamasına karşın, 1803’te Fransa’nın sekiz yabancı üyesinden biriydi, adı çağının en büyük bilim insanları arasında anılıyordu. İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi'nde, öğretim üyesi arasına katılmayan, hatta diploma bile almayan bu ünlü öğrencisinin adını sonradan Cavendish Laboratuvarı’na vererek ölümsüzleştirdi. 1766'da çeşitli gazların elde edilmesine ilişkin üç bölümlük makalesinden başlayarak yayımlamak amacıyla yazdıkları olduysa da pek çok tamamlanmış araştırmasının ayrıntılarını yayımlamadı.

Cavendish, elektrik yüklü iki cismin arasındaki kuvvetin, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğunu ortaya attı. Elektrostatiğin bu temel yasası daha sonra Fransız fizikçi C.A. Coulomb tarafından geliştirilerek onun adını almıştır. Cavendish bir sığacın (kondansatör) sığasının, sığacı oluşturan levhaların arasına yerleştirilen maddenin cinsine bağlı olduğunu da Michael Faraday'dan önce gösterdi. Matematikte çok iyi bilinen ama, o güne değin elektrik deneylerine ilişkin olarak hiç kullanılmayan potansiyel kavramını özgürce kullandı. Cavendish potansiyel kavramına dayanarak iyi bir iletkenin yüzeyindeki bütün noktaların ortak bir referans noktasına (yer) göre aynı potansiyele sahip oldukları görüşünü geliştirdi. Değişik iletkenlerle yaptığı bir dizi deney sonucunda, iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkının, içinden geçen akımla doğru orantılı olduğunu saptayarak bu alanda Alman fizikçi George Simon Ohm'un 1827'de ortaya koyduğu yasayı daha önce bulmuş oldu. Elektrik akımını ölçme olanağı bulunmadığından, kendi vücudunu ölçü aracı olarak kullanıyor, akım şiddetini kestirebilmek için elektrotların uçlarını elleriyle tutarak, elektrik şokunu parmaklarında mı, bileklerine kadar mı, yoksa dirseklerine kadar mı duyduğuna bakıyordu. Yüz yıl kadar sonra, Cavendish'in defterleri ve el yazısı notları bulununca, bütün bu araştırmalar İskoçyalı büyük matematiksel fizikçi James Clerk Maxwell tarafından yinelendi.

Cavendish’in bu alanda yaptığı çalışmaları özellikle sığa, elektrostatik ve yalıtkanlar üzerineydi. Yaptığı çalışmaların deneysel olarak da ispatına önem veren Cavendish, bu çalışmalarını yayınlama, paylaşma taraftarı değildi. Cavendish’in bu çalışmaları ölümünden yüz yıl sonra matematiksel fizikçi James Clerk Maxwell tarafından yinelenmiş ve dönemin bilim adamlarına önemli kaynaklar haline gelmiştir.

Cavendish, elektrik yüklü iki cismin arasındaki kuvvetin, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğunu ortaya atan ilk bilim insanıdır. Cavendish’in bu çalışması daha sonra Coulomb tarafından geliştirilerek yasa haline gelmiştir. Cavendish tarafından temeli oluşturulan bu çalışma Coulomb Ters Kare Yasası olarak bilinir ve elektrostatiğin temelini oluşturur. Bunu yanı sıra Cavendish, bir kondansatörün sığasının o kondansatörü oluşturan levhaların arasında bulunan maddenin cinsine bağlı olduğunu, Micheal Faraday’dan önce göstermiştir. Yani  di elektrik katsayısından bahseden ilk bilim insanıdır. Elektrik alanında yaptığı çalışmalarla birçok bilim insanına ışık tutan Cavendish, aynı zamanda elektrikte potansiyel kavramını kullanan ilk bilim insanıdır. O dönemlerde elektriğin ölçümü, elektrometre ile yapılmaktaydı. Elektrometre içinde bulunan iki altın yaprağın, elektrikle yüklendiklerinde birbirlerini itmeleri sonucunda aralarında oluşan açıya bakılarak saptanır ve buna elektriklenme derecesi denirdi.

Cavendish, iyi bir iletkenin yüzeyindeki bütün noktaların ortak bir referans noktasına göre aynı potansiyele sahip oldukları görüşüyle potansiyel fark kavramını kullanan ilk bilim insanıdır. Daha sonra iletkenler üzerindeki çalışmalarını devam ettiren Cavendish, değişik iletkenlerle yaptığı deneyler sonucunda, iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkın, içinden geçen akım miktarı ile doğru orantılı olduğunu saptamıştır.

Henry Cavendish’in bu alanda yaptığı en önemli çalışma su bileşimi üzerinedir. Cavendish o dönemde suyun bir element olmadığını oksijen ve hidrojenin sentezinden meydana geldiğini ispatlamıştır. Cavendish’in kimya alanındaki çalışmalarının büyük çoğunluğu gazlar üzerineydi. Özellikle hidrojenin yapısıyla yakından ilgilenen Cavendish, makalelerinde asitlerle metallerin tepkimesinden hidrojen gazının oluştuğunu belirtti ve bunu yanar hava olarak adlandırdı. Daha sonrasında hava üzerine yaptığı çalışmalarda havada oksijen ve azotun yanı sıra başka gazlarında olduğunu söyledi. Onun bu tezi yüz yıl sonra aragon ve diğer soygazların bulunmasını kolaylaştırdı.

Cavendish’in en önemli deneyi kütle çekimi üzerine yapmış olduğu deneydir. Bu deneyde Cavendish’in ilk amacı büyük kürelerin küçük küreler üzerinde yarattığı kütle çekimi etkisini bulabilmekti. Çünkü bu sayede kütle çekim kuvveti sabitini (G) bulabilir, buradan da yerkürenin kütlesine ulaşabilirdi. Madenden yapılmış bir çubuğu tam ortasından ince bir telle astı. Sonra çubuğun 2 ucuna kurşundan yapılmış iki küçük küreyi taktı. Çubuğun iki ucunda bulunan bu iki küreye büyük kurşun küreleri yaklaştırdı. Büyük ve küçük küreler  arasında oluşan çekim kuvveti sonucu çubuk dönmeye başladı ve bu dönme sonucu teldeki burkulmayı ölçerek çekim kuvvetini ölçtü.  Bilim için bütün imkanlarını kullanmaktan kaçınmayan Cavendish, bu deney için evinin bir odasına bu düzenekleri kurdu ve çok hassas ölçümler olduğu için yan odadan teleskop aracılığı ile bu deneyi gözlemledi çünkü odada hiçbir gürültü dahi olmamalıydı. 17 tane hassas ölçüm sonucunda Newton’un çekim kuvveti denklemlerinden de yararlanarak Yerküre’nin ağırlığının 6 septilyon tona yakın olduğunu açıkladı. Günümüzde ise dünyanın kütlesinin 5.9 septilyon civarında olduğu tahmin ediliyor. 1797 yılında dönemin imkanlarıyla yapılan bu deneyin sonucunun böylesine yakın olması oldukça şaşırtıcı.