میکائیل فارادی، مخترع موتور الکتریکی

میکائیل فارادی یکی از بزرگ ترین نوابغ تاریخ علم به شمار می آید و تأثیر عمیقی بر دنیای فیزیک و شیمی گذاشته است. زاده 22 سپتامبر 1791 در یک خانواده فقیر در لندن، او با وجود چالش های اقتصادی و اجتماعی، به یک فرد پیشرو در علم تبدیل شد. فارادی به خاطر کشفیات شگفت انگیزش در زمینه های الکتریسیته و مغناطیس، به ویژه اختراع موتور الکتریکی و القای الکترومغناطیسی، شناخته می شود. این دستاوردها به عنوان بنیان گذار فناوری های مدرن تلویزیون، رادیو و دیگر دستگاه های الکتریکی به شمار می آیند. در این مقاله به بررسی زندگی، کارآموزی ها و دستاوردهای علمی او خواهیم پرداخت.

زندگی اولیه

میکائیل فارادی در 22 سپتامبر 1791 در روستای نیوینگتون در ساری، در جنوب لندن به دنیا آمد. او در یک خانواده فقیر بزرگ شد که زندگی روزمره اش به دلیل مشکلات مالی پر از چالش بود. پدرش، یک آهنگر، به دلیل بیماری های مکرر نتوانست به طور مستمر کار کند و این وضعیت باعث شد که فارادی و سه خواهر و برادرش اغلب با مشکلات غذایی مواجه شوند.

مادر فارادی در خانه می ماند تا از او و خواهر و برادرانش نگهداری کند. با وجود تمام سختی ها، فارادی از کودکی کنجکاو و پر از اشتیاق برای یادگیری بود. او این حس کنجکاوی را به شکلی جدی از زمان حضور در کلاس های مدرسه یکشنبه که متعلق به فرقه مسیحی "ساندمنین ها" بود، آغاز کرد. این تجربه باعث شد دیدگاه او نسبت به طبیعت و علم شکل بگیرد.

در سن 13 سالگی، فارادی به عنوان پسر بچه ای برای یک کتابفروشی در لندن مشغول به کار شد. او همه کتاب هایی که کار می کرد را مطالعه می کرد و تصمیم گرفت که روزی کتاب خود را بنویسد. در این کتابفروشی، او به مفهوم انرژی و نیرو علاقه مند شد و این علاقه بنیادی برای کشفیات آینده اش در زمینه برق بود.

سرانجام، با attending کردن به سخنرانی های شیمیایی از سر همفری دیوی در مؤسسه سلطنتی بریتانیا، فرصتی برای پیگیری علم و شیمی برای خود پیدا کرد. این سخنرانی ها جرقه ای برای او شدند تا به آموختن عمیق تر و کارآموزی در آزمایشگاه دیوی بپردازد، که این راه را برای او به سوی موفقیت های بی شمار علمی هموار کرد.

کارآموزی ها و مطالعات اولیه در برق

پس از گذراندن دو سال به عنوان دستیار در آزمایشگاه سر همفری دیوی، میکائیل فارادی در سال 1812 به یکی از پیشگامان علم شیمی و برق تبدیل شد. در این دوره، دیوی یکی از مشهورترین شیمیدانان زمان خود بود و از جمله اکتشافاتش می توان به سدیم و پتاسیم اشاره کرد. فارادی تحت تأثیر دانش و فناوری های نوین دیوی قرار گرفت و زمینه را برای کشفیات آینده خود فراهم کرد.

فارادی با بهره گیری از دانش به دست آمده، شروع به انجام آزمایش های موثر در زمینه برق و شیمی کرد. او به ویژه به مفهوم انرژی و نیرو توجه ویژه ای داشت و در تلاش بود تا روش های نوینی برای درک و استفاده از برق ایجاد کند. این دوره، زمان یادگیری عمیق و انجام آزمایش هایی بود که به او درک بهتری از الکتریسیته و مغناطیس می داد.

یکی از پروژه های اولیه فارادی شامل ساخت دو دستگاه برای تولید آنچه او "چرخش الکترومغناطیسی" می نامید، بود. این چرخش، حرکتی دائمی و دایره ای بود که از نیروهای مغناطیسی پیرامون یک سیم ناشی می شد. این تجربه های اولیه به او کمک کرد تا الکتریسیته را نه به عنوان یک جریان سیال، بلکه به عنوان یک حالت ارتعاشی تفسیر کند.

فارادی با وجود مواجهه با چالش های متعدد، در تلاش های خود پافشاری کرد و به اکتشافاتی دست یافت که به تدریج او را به سمت کشف القای الکترومغناطیسی هدایت کرد. اندیشه های او در زمینه انرژی و برق، مبنای مطالعات علمی و صنعتی بعدی قرار گرفت و به او اعتبار فوق العاده ای در تاریخ علم بخشید.

کشف القای الکترومغناطیسی

در دهه 1830، میکائیل فارادی وارد دوره ای از تجربه های علمی شد که به کشف یکی از مهم ترین اصول الکتریسیته منجر گردید: القای الکترومغناطیسی. او با انجام مجموعه ای از آزمایش ها تلاش کرد تا نشان دهد چگونه جریان الکتریکی می تواند در یک مدار بدون تماس مستقیم با قدرت الکتریکی دیگر تولید شود. این کشف به عنوان مبنای فناوری های الکتریکی مدرن شناخته می شود.

در سال 1831، فارادی با استفاده از "حلقه القایی" خود که اولین ترانسفورماتور الکتریکی به شمار می رفت، یکی از بزرگ ترین کشفیات دوران خود را رقم زد: القای الکترومغناطیسی. او توانست با استفاده از تاثیرات الکترومغناطیسی، الکتریسیته را در یک سیم تولید کند. این تلاش ها پایه گذار مفاهیم مدرن الکتریسیته شدند و به تفهیم جدیدی از قدرت الکتریکی کمک کردند.

در سپتامبر 1831، فارادی در سری آزمایش های دوم خود به کشف "القای مگنتو-الکتریکی" پرداخت؛ این به معنای تولید یک جریان الکتریکی پایدار بود. او با اتصال دو سیم از طریق یک تماس لغزشی به یک دیسک مسی، و چرخاندن دیسک بین قطب های یک آهنربای قوی، توانست یک جریان مستقیم دائمی تولید کند. این آزمایش به پیدایش اولین ژنراتور منجر شد و راه را برای توسعه موتورهای الکتریکی و دستگاه های دیگر هموار کرد.

کشفیات فارادی در زمینه القای الکترومغناطیسی نه تنها در آن زمان، بلکه همچنان در عصر حاضر نیز نقش حیاتی دارند. پیوند علمی بین الکتریسیته و مغناطیس که او موفق به کشف آن شد، بنیان گذار فناوری های مدرنی همچون برق گیرها، ترانسفورماتورها و موتوهای الکتریکی است. تأثیر این کشفیات بر علم و فناوری همچنان در حال احساس شدن است و فارادی را به یکی از بزرگ ترین دانشمندان تاریخ تبدیل کرده است.

ادامه آزمایش ها، مرگ و میراث

فارادی در طول زندگی خود به آزمایش های الکتریکی ادامه داد و تلاش کرد تا هر چه بیشتر بر موضوعات پیچیده علم نور و الکتریسیته تسلط یابد. در سال 1832، او توانست ثابت کند که الکتریسیته ای که از یک آهنربا القا می شود، الکتریسیته تولید شده توسط یک باتری ولتایی و همچنین الکتریسیته ساکن، همگی یکسان هستند. این کشف انقلابی در درک علم الکتریسیته به شمار می آید و راه را برای تحقق رویکرد های نوین در الکتروشیمی هموار کرد.

فارادی همچنین در زمینه الکتروشیمی کارهای قابل توجهی انجام داد و قوانین اول و دوم الکترولیز را مطرح کرد که به عنوان اصولی اساسی در این حوزه شناخته می شوند. این قوانین، پایه ای برای بسیاری از فرایندهای صنعتی و تحقیقاتی امروزی فراهم کردند.

میکائیل فارادی در 25 اوت 1867 در خانه اش در هامپتون کورت در سن 75 سالگی درگذشت. او در گورستان هایگیت در شمال لندن به خاک سپرده شد و در کلیسای وست مینستر در لندن، در کنار دیگر دانشمندان بزرگ، یادبودی به افتخار او نصب گردید. نام فارادی به عنوان یکی از بزرگ ترین کاشفین تاریخ علم هنوز در موسیقی علم و تکنولوژی ادامه دارد.

تأثیر فارادی بر علم و فناوری به حدی بود که پژوهشگران متوجه شدند وی به عنوان الهام بخش بسیاری از دانشمندان بعدی شناخته می شود. آلبرت اینشتین به داشتن پرتره ای از فارادی در دفتر کارش معروف بود و اظهارنظرهایی از افراد بزرگی همچون ارنست رادرفورد به تقدیر از دستاوردهای اوپرداخته اند. رادرفورد در مورد فارادی گفته است: "وقتی که ما به عظمت و وسعت کشفیات او و تأثیر آن ها بر پیشرفت علم و صنعت فکر می کنیم، هیچ افتخاری فراتر از یادآوری فارادی به عنوان یکی از بزرگ ترین کشف گران علمی تاریخ وجود ندارد."