مایکل فارادی 
مفهوم میدان نیرو ریشه در کارهای دانشمند بزرگ انگلیسی سده 19 مایکل فارادی دارد .  وی در خانواده کارگری بزرگ شد پدرش اهنگر بود و در اوایل دهه 1800 زندگی بسیار ساده ای داشت و شاگرد صحافی بود . او را پدر الکترومغناطیس میشناسند . وی با تمام شوق و توانش در کلاسهای پروفسور همفری دیوی در انستیتوی سلطنتی در لندن حاظر میشد . 
روزی چشمان پروفسور همفری دیوی بر اثر یک حادثه شیمیایی به شدت اسیب دید و فارادی را به عنوان منشی خود استخدام کرد . فارادی اندک اندک نظر دانشمندان در انستیتوی سلطنتی را به خود جلب کرد . و ازمایشهای زیدی انجام میداد هرچند در ابتدا بی اهمیت واقع میشد . پس از مرگ همفری دیوی در 1829 فارادی توانست با دستاوردهای خود منجر به تولید ژنراتور هایی شود که میتوانستند انرژی شهرها را تامین کنند  و مسیر تمدن جهانی بشری را تغیر دهند.
به ادامه مطلب بروید
 

میدانهای نیروی " فارادی کلید بزرگ کشفیات بعدی شد . اگر کسی براده اهن را روی اهنربا بریزد درمیابد که براده اهن الگویی تار عنکبوتی میسازد که سرتاسر فضا را پر میکند . اینها خطوط میدان فارادی بودند که به طور ترسیمی نشان میدهند میدانهای نیروی الکتریسیته و مغناطیس چگونه در فضا رخنه میکنند . اگر کمسی مثلا میدان مغناطیسی زمین را ترسیم کند پی مبرد که این خطوط از ناحیه ی قطب شمال سربرمیاورد و سپس در ناحیه قطب جنوب دوباره به دل زمین برمیگردد بهمین نحو اگر کسی خطوط میدان الکتریکی میله برقگیر را در توفانی تندری ترسیم کند در میابد که خطوط میدان در نوک میله برقگیر متمرکز شده است . 
از نظر فارادی فضای تهی اصلا تهی نبود بلکه اکنده از خطوط میدانی بود که میتوانستند اشیای دوردست را حرکت دهند. به دلیل فقر در دوران جوانی وی از دانش ریاضی ضعیفی برخوردار بود و در نتیجه مشاهدات و تجربیاتش را در دفترچه شخصی اش به صورت نمودار و میدان میکشید .
راستش را بخواهید چکیده تمام فیزیک مدرن به زبان میدانهای فارادی نوشته میشود .در سال 1831 وی به دستاوردی در میدانهای نیرو نایل شد که برای همیشه تمدن را دگرگون ساخت . روزی وی اهنربای کوچکی را بر روی سیمی حرکت میداد و متوجه شد که میتواند جریان الکتریسیته در سیم تولید کند . بدون اینکه ان را لمس کند . این یعنی میدان نامرئی اهنربا توانسته از طریق فضای تهی میان الکترونها در سیم هل دهد و جریانی بسازد . 
"میدانهای نیروی " فارادی که تا پیش از این فرض میشد بی مصرف هستند تبدیل به نیروهای مادی واقعی شد که میتوانستند اشیا را پیش ببرند و توان تولید کنند . امروزه نوری که شما برای خواندن یک کتاب استفاده میکنید احتمالا از کشف فارادی درباره الکترومغناطیس بر گرفته شده است . 
اهنربای چرخان میدان نیرویی میسازد که الکترونها را در سیم هل میدهد و سبب میشود که انها در جریانی الکتریکی حرکت کنند . این الکتریسیته در سیم را سپس میتوان برای روشن کردن یک لامپ نیز به کار گرفت . از همین اصل برای ایجاد الکتریسیته به منظور فرستادن برق به شهرهای دیگر بهره گرفت . 
مثلا ابی که از یک سد جریان میابد باعث چرخیدن اهنربایی عظیم در توربین میشود که سپس الکترونها را در سیم هل داده و جریانی الکتریکی میسازد که از طریق سیم ولتاژ بالا به خانه های ما ارسال میگردد . 
میدانهای نیروی فارادی برای 150 سال الهام بخش فیزیکدانان بود . انیشتین چنان فریفته ان شد که نظریه گرانش خود را بر حسب ان نوشت . نظریه پردازان در زمینه تئوری ریسمان نیز از طریق همین میدانهای نیرو نظریه خود را نوشتند . 
معادلات مکسول و راز نور :
تا هنگام کارِ جیمز کلارک مکسول فیزیکدان اسکاتلندی یکی از غولهای فیزیک قرن 19 فیزیکدانان درک درستی از قوانین اپتیک نداشتند مکسول به نوعی در نقطه مقابل مایکل فارادی بود در حالیکه فارادی بدون هیچ اموزش رسمی از غریزه تجربی محشری برخوردار بود مکسول هم دوره وی در ریاضیات استاد بود وی بعنوان دانشجوی ریاضی فیزیک در کمبریج دانش اموخت جایی که ایزاک نیوتون دو سده پیش کارخود را انجام داده بود . 
نیوتون دست به ابداع حسابگان زد و بر حسب "معادلات دیفرانسیل " شرح داد که چگونه اشیا به ارامی دستخوش تغیرات ناچیز در فضا زمان میشوند .
حرکت موجهای دریا و سیالات-گازها گلوله ی توپ را میتوان به زبان معادلات دیفرانسیل توصیف کرد مکسول با هدفی روشن کار رااغاز کرد . وی تشریحات انقلابی فارادی و میدان های نیروی او را از طریق معادلات دیفرانسیلی دقیق در اورد . 
مکسول با این درک گفت میدانهای الکتریکی فارادی را میتوان به میدانهای مغناطیسی تبدیل کرد و برعکس. 
وی ترسیمات فارادی از میدانهای مغناطیسی را گرفت و انها را به زبان ریاضی دیفرانسیلی دقیقی بازنویسی کرد . اینها مجموعه ای از 8 معادله دیفرانسیل با هیبتی ترسناک هستند . هر فیزیکدانی میخواهد در دنیا درس الکترومغناطیس را بگذراند سر این موضوع مشکلاتی دارند . 
مکسول از خود پرسید : اگر میدانهای مغناطیس بتوانند به میدانهای الکتریکی و برعکس تبدیل شوند چه پیش میاید وقتی در الگویی پایان ناپذیر در هم ادغام شوند ؟ 
وی دریافت ادغام انها موجی ایجاد میکند شبیه موج دریا او سرعت این موجها را محاسبه کرد و دریافت که مقدار ان همان مقدار سرعت نور است !!!
در سال 1864 کشف این موضوع مهم وی گفت انگار به طور قاطعانه میتوان گفت سرعت انها سرعت نور است . 
شاید این یکی از بزرگترین دستاوردهای بشر تا به امروز بتوان نام نهاد . مکسول گفت هر چیزی از درخشش طلوع و ززبانه های غروب و رنگهای خیره کننده رنگین کمان تا گنبد مینای ستارگان اسمان شب را میتوان بر حسب موجهایی که وی بر صفحه کاغذ نوشته بود توصیف کرد . امروز میدانیم که تمام طیف های الکترومغناطیس از رادار تا تلویزیون نور فروسرخ-مرئی و فرابنفش و ایکس و میکروموج و پرتوهای گاما و ... چیزی جز موجهای مکسول نیستند که به نوبه خود البته میدانهای نیروی مرتعش فارادی میباشند . 
انیشتین میگفت : ژرفترین و ثمر بخش ترین چیزی هستند که فیزیک از زمان نیوتن تجربه کرده است 
از بخت بد مکسول در سن 48 سالگی بر اثر سرطان معده درگذشت شاید اگر زنده میماند کشفیات مهم دیگری را به نام خود میتوانست یدک بکشد شاید هم مستقیما به نظریه نسبیت میرسید . 
کانال تلگرام کیهانشناسی را دنبال کنید:
telegram.me/persiancosmology


تاريخ : ۱۳٩٥/٩/۱۸ | ٦:٢۱ ‎ق.ظ | نویسنده : arash | نظرات ()
  • ویندوز سون | آنکولوژی