مایکل فارادی

مایکل فارادی (۲۲ سپتامبر ۱۷۹۱ - ۲۲ اوت ۱۸۶۷)، فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی بود که بیشتر به سبب نوآوری‌هایش در الکترومغناطیس و الکتروشیمی مشهور است. کشف بنزن و قوانین مربوط به القای الکترومغناطیسی و تهیه کلر مایع از مهم‌ترین دستاوردهای او برشمرده می‌شوند.
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 قانون‌های برقکافت را کشف کرد. او اثبات کرد که خاصیت مغناطیسی می‌تواند بر روی شعاع‌های نور اثر می‌گذارد و رابطه‌ای اساسی بین این دو برقرار است. 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 یادگرفت (مثل حساب دیفرانسیل و انتگرال)، یکی از تاثیر گذارترین دانشمندان تاریخ بود. برخی از مورخان علم او را به عنوان بزرگ‌ترین تجربه‌گر در تاریخ علم می‌دانند. 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 فردی بسیار مذهبی و یکی از اعضای کلیسای ساندمانیان (Sandemanian Church) (یکی از فرقه‌های مسیحیت که در سال ۱۷۳۰ پایه‌گذاری شد و ایمان و التزام کاملی را نیاز دارد) بود. تذکره نویسان خاطر نشان کرده‌اند که «حس عمیقی از یگانگی خدا و یکپارچگی طبیعت در زندگی و کارهای فارادی نفوذ داشت»
مراحل اولیه زندگی
مایکل فارادی، اثری از توماس فیلیپس، حدود ۱۸۴۱–۱۸۴۲
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 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 آیزاک واتس را خواند و به طرز شگفت‌آوری اصول و نظریات آن را اجرا کرد. او به علم و به خصوص الکتریسیته علاقه‌مند شد. مخصوصا از کتاب گفتگویی در شیمی (Conversations in Chemistry) نوشته جین مارست خیلی الهام گرفت.
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 به دلیل نیتروژن‌تری 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 ریاضیات مشکل داشت و هرگز مقدار زیادی از آن را نیاموخت و بنابراین برایش مشکل بود که ازآن چه در آزمایشگاهش، راجع به پدیده عجیب الکترومغناطیس مشاهده می‌کرد، تصویری نظری بسازد، گرچه سرانجام او موفق شد.
فارادی با سارا برنارد (Sarah Barnard) (۱۸۷۹–۱۸۰۰) در ۲ ژوئن ۱۸۲۱ ازدواج کرد اما فرزندی نداشت. 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
شیمی
مایکل فارادی در آزمایشگاه، اثری از هریت جین مور (Harriet Jane Moore) که با آبرنگ کشیده شده‌است
الکتریسیته و مغناطیس
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 پادشاهی متحده 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. 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 کناره‌گیری کند.
شاپا= See plate 4. در سال ۱۸۳۱ او سری بزرگ آزمایش‌هایش 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 به‌طور 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.
دلایل او نشان داد که جریان الکتریکی، مغناطیس را ایجاد کرده‌است. 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 نشات گرفته از بدنه بارها، برای بار اول به صورت ریاضی توسط قانون القای فارادی (که بعدا جزو معادلات ماکسول شد) مدل شد که در تعمیم کلی تکمیل شده و به عنوان تئوری میدان شناخته شده‌است. فارادی به صورت 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
دیامغناطیس
در سال ۱۸۴۵ او آنچه را که اکنون اثر فارادی می‌نامیم و پدیده‌ای را که او دیامغناطیسم نامید، کشف کرد. سطح پلاریزاسیون نوری که به صورت خطی قطبی شده و از میان یک محیط مادی منتشر شده را می‌توان توسط بکارگیری 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.
جیمز کلارک ماکسول
قفس فارادی
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 رفته‌است.
استخدام دولتی
مایکل فارادی در حال ایراد سخنرانی کریسمس در سال ۱۸۵۶
او یک سری سخنرانی موفق راجع به شیمی و فیزیک شعله‌ها در موسسه رویال ارائه داد که به نام تاریخ طبیعی شمع بود. این سخنرانیها، مبدا 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 نام‌گذاری شده‌است و تصویر او روی اسکناس ۲۰ پوندی انگلیس چاپ شد.
اواخر زندگی
مجالس یادبود
نوشتجات گزیده
گفتاوردها
زندگینامه‌ها
کتاب‌های یگر
Book by Michael Faraday
Faraday,Michael.Chemical Manipulation:Being Instructions to Student in Chemistry,on the Methods of Performing Expriments of Demonstration or of Reaserch,with Accuracy and Success. Ed.J.K.Mitchell. Philadelphia: Careyand Lea,1831