فارادي (مايكل-)

فارادي (مايكل)

Faraday (Michael-) - Faraday (Michael-)

فارادي (مايكل -)

(1791-1867)

مايكل فارادي Michael Faraday فيزيائي وكيميائي بريطاني اشتهر باكتشافه التحريض الكهرمغنطيسي electromagnetic induction ولقوانين التحليل الكهربائي electrolysis.

ولد فارادي في نيوونغتون بإنكلترا؛ وهي ضاحية من ضواحي لندن حالياً، كان والده يعمل حداداً ولم يحصل إلا على الحد الأدنى من التعليم فأجاد القراءة والكتابة. وعندما التحق بعمل عند مجلّد كتب في لندن جعل يقرأ الكتب التي تعالج موضوعات علمية، وأخذ يجري تجارب حول الموضوعات التي يطالعها. وفي عام 1812 أتيحت له فرصة الاستماع إلى محاضرات كان يلقيها الكيميائـي البريطانـي السير همفري ديفي Sir Humphry Davy وأهدى إليه ما دوَّنه من محاضرات وأرفقه بطلب للعمل معه. قام السير ديفي إثر ذلك بتوظيف فارادي بصفة مساعد له في مخبر الكيمياء العائد للمعهد الملكي، وفي عام 1813 اصطحبه معه في جولة حول أوربا.

وفي عام 1824 انتُخب فارادي عضواً في الجمعية الملكية، وفي العام التالي تولَّى مركز مدير مخبر الكيمياء الذي بدأ العمل فيه مع السير ديفي. وما إن حل عام 1833 حتى خَلفَ ديفي في منصبه وأضحى أستاذ الكيمياء في المعهد الملكي. حاز فارادي ميداليات عديدة نتيجة اكتشافاته العلمية ومنها ميداليات رمفورد للجمعية الملكية، ومع ذلك فقد بقي متواضعاً إذ رفض تولِّي منصب رئاسة الجمعية الملكية كما رفض أن يمنح لقب فارس.

كانت أولى مساهمات فارادي في الكيمياء حين كان يعمل مع ديفي، فلدى دراسته لغاز الكلور تمكَّن عام 1823 من تمييعه، وفي العام التالي اكتشف البنزين benzene ورمزه الكيميائي C₆H₆، إلا أن ما جعل فارادي ذائع الصيت بصفته رائداً للعلماء التجريبيين في أيامه هي أعماله في ميدان الكهرباء والمغنطيسية. ففي العام 1821 قام برسم خطوط الحقول المغنطيسية حول ناقل يسري فيه تيار كهربائي باستخدام برادة الحديد، كما في الشكل (1).

وأوضح أن بإمكان الحقل المغنطيسي توليد حركة دورانية. يشار إلى أن الفيزيائي الهولندي هانس كريستيان أورستد كان قد اكتشف عام 1819 وجود حقل مغنطيسي حول ناقل يمر فيه تيار كهربائي، وتجربته بهذا الشأن مشهورة وموضَّحة في الشكل (2).

الشكل (2) اكتشاف أورستد للأثر المغناطيسي للتيار الكهربائي

وفي عام 1831 اكتشف فارادي قانون التحريض الكهرمغنطيسي الذي ينص على أنه إذا حدث تغير في التدفق المغنطيسي الذي يجتاز عروة أو سلكاً على هيئة حلقة أو ملف فإن قوة محركة كهربائية E تتحرض في العروة أو بين طرفي الملف تتناسب مع معدل التدفق المغنطيسي dΦ/dt عبر العروة أو الملف، ويعبَّر عن هذا القانون بالعلاقة:

حيث ترمز L إلى تحريضية العروة أو الملف inductance وتقاس بالهنري. ويوضح الشكل (3) تجربة فارادي هذه والتي غدت مبدأ أساسياً في توليد الكهرباء.

وفي العام ذاته أوضح فارادي تجريبياً إمكانية تحريض تيار كهربائي يسري في دارة أولى تياراً كهربائياً في دارة أخرى قريبة منها وهو مبدأ المحولات الكهربائية، وهو ما يوضحه الشكل (4)، حيث يؤدي إغلاق القاطعة وفتحها في الدارة الأولى إلى توليد قوة محركة كهربائية في الدارة الثانية. وخلال هذه الفترة كذلك تحرى فارادي ظاهرة التحليل الكهركيميائي واكتشف قانونين أساسيين هما:

	الشكل (4) مبدأ المحولات الكهربائية

ـ إن مقدار التغير الكيميائي الذي يولِّده تيار كهربائي يمر في محلول كهرليتي electrolyte، أي محلول ناقل للتيار، يتناسب طرداً مع كمية الكهرباء المارة عبره.

ـ إن كميـة الكهرباء Q اللازمة لتحريـر أو ترسيب كتلة m في وعاء تحليل كهربائي تعطى بالعلاقة:  Q = Fmz/m

حيث ترمز F إلى ثابت يدعى الفارادي وقيمته 96500 وz إلى شحنة الأيون في المحلول الكهرليتي وm إلى الكتلة الأيونية النسبية، أي ما يُعرف كذلك بالوزن الذري للأيون منسوباً إلى الكربون ¹²C.

وهاتان هما الصيغتان الحديثتان لقانوني فارادي في التحليل الكهربائي، وهما يختلفان بعض الشيء عن الصيغة التي طرحها فارادي أصلاً لقانونية هذين.

يشار إلى أن كمية الكهرباء Q تساوي جداء شدة التيار I في الزمن t الذي يمر فيه. ففي وعاء للتحليل الكهربائي ذي مسريين يستخدم فيه مصهور MgCl₂ كمحلول كهرليتي ترسِّب كمية من الكهرباء تساوي 96500 كولوناً، أي واحد فارادي، كمية من المغنيزيوم عند المسرى السالب مقدارها  غراماً في حين تتحرر كمية من الكلور مقدارها   غراماً عند المسرى السالب لوعاء التحليل.

وفي مجال المغنطيسية اكتشف فارادي أمرين في غاية الأهمية أولهما هو المغنطيسية المعاكسة diamagnetism في بعض المواد والتي تسلك سلوكاً مخالفاً للحديد الذي ينتقل من الموضع حيث تسود قوة مغناطيسية ضعيفة إلى الموضع الذي تكون فيه القوة المغنطيسية شديدة. أما الأمر الآخر فهو مقدرة الحقول المغنطيسية على تدوير مستوى استقطاب الضوء لدى اجتيازه بعض أنواع الزجاج وهو ما يُعرف حالياً بمفعول فارادي Faraday’s Effect.

قام فارادي بنشر أعماله العلمية التي تناولت جوانب كيميائية عام 1827، إضافة إلى أبحاث تجريبية في الكهرباء في الفترة بين عامي 1844و1855، وإلى أبحاث تجريبية في الكيمياء والفيزياء عام 1859.

يشار إلى أن اكتشاف فارادي لظاهرة التحريض الكهرمغنطيسي مهّد الطريق لصياغة معادلات مكسويل[ر]، وإلى اكتشاف المولِّد الكهربائي.

أحمد حصري

 معادلات مكسويل ـ الكيمياء الكهربائية.

- L.PEARCE WILLIAMS, Michael Faraday, A Biography (New York & London 1965).

- HARVEY E.WHITE, Modern College Physics, 5th edition (Van Nostrand Company, INC 1966).

- SMITH & COOPER, Elements of Physics, 7th edition (McGraw-Hill Book Company 1964).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : أعلام ومشاهير

المجلد: المجلد الرابع عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 179

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية