مايكل فاراداي.. أبو الكهرومغناطيسية أعظم علماء الفيزياء

في بيئة فقيرة لم تمكنه من إكمال دراسته وتعليمه الأكاديمي، نشأ العالم الإنجليزي مايكل فاراداي ليصبح واحد من أعظم علماء الفيزياء والكيمياء في القرن ال19، وواحد من أهم المشاركين في علم المجال الكهرومغناطيسي والكهروكيميائي.

لم يحظ فاراداي بتعليم أكاديمي في صغره، بل ترك المدرسة بسبب فقره، وبدأ تعليم نفسه منذ سن 13 عامًا، لذا يعد سيد التعليم الذاتي، وألهمت قصته العديد من العلماء والأشخاص من بعده، وقاد شغفه إلى العديد من الإنجازات العلمية، تعرف أكثر على إنجازاته وحياته في هذا المقال.

نبذة عن العالم مايكل فاراداي

هو عالم فيزياء وكيمياء بريطاني شهر ولد في 22 سبتمبر 1791 في لندن، وتوفي في 25 أغسطس 1867. يُعتبر فاراداي أحد أعظم العلماء التجريبيين في التاريخ، وله إسهامات بارزة في مجالات الكهرومغناطيسية والكيمياء الكهربية.

وُلد فاراداي في عائلة فقيرة، وكان والده حدادًا. بدأ تعليمه بشكل متواضع حيث تعلم القراءة والكتابة في مدرسة الأحد المحلية، وعمل في بداية حياته كمتدرب في محل لتجليد الكتب، حيث أتاح له هذا العمل الوصول إلى العديد من الكتب العلمية التي أثارت اهتمامه بالعلوم.

في عام 1812، حضر فاراداي محاضرة للعالم الشهير همفري ديفي، الذي أصبح فيما بعد مرشده ومعلمه. بفضل توصيات ديفي، انضم فاراداي إلى المعهد الملكي في لندن كمساعد له.

وفي المعهد الملكي بدأ فاراداي في إجراء تجاربه الخاصة، وسرعان ما أثبت نفسه كعالم موهوب. تمتع فاراداي بقدرة استثنائية على توضيح الظواهر الطبيعية من خلال التجارب البسيطة والمبتكرة، وكان له تأثير كبير على الفيزياء والكيمياء، وتُعتبر إسهاماته أساسًا للعديد من التقنيات الحديثة في المجالات الكهربائية والإلكترونية.

وأصبح اسمه مرتبط بالعديد من المصطلحات العلمية مثل قانون فاراداي للحث الكهربائي، تأثير فاراداي، والقفص الفاراداي.

نشأة فقيرة ومتواضعة

ولد مايكل فاراداي ف نيوينجتون بوتس في لندن في عائلة فقيرة، فقد كان والده يعمل حدادًا في القرية، وهو الطفل الثالث من بين 4 أطفال، ولم يحصل إلا على التعليم الأساسي في المدرسة فقط، وبدأ في تعليم نفسه بعد أن ترك المدرسة.

كان فاراداي طفلًا بطيئًا في تعلمه، ولم يتمكن من إكمال دراسته بسبب عدم قدرته على نطق بعض الحروف، وبعد ترك المدرسة في سن 7 سنوات اتجه للعمل في ورشة لتجليد الكتب، وظل يعمل فيها حتى سن 13 عامًا.

كان نظام التدريب في المتاجر وقتها أن يعمل المتدرب عند صاحب العمل لفترة محددة، ويدفع مقابل تعلمه الحرفة، إلا أن صاحب محل الطباعة لم يحصل على رسوم التدريب من فارادي لفقره، ولأنه وجد فيه اهتمامًا كبيرًا بالكتب.

بداية التعليم الذاتي

سمح صاحب المطبعة لفاراداي أن يقرأ الكتب التي يعمل على تجليدها وبيعها، وكانت قراءاته في هذه المطبعة بداية طريق التعلم الذاتي، ليصبح واحدًا من أبرز علماء العصر الحديث، فقد قرأ عن المنطق، وعلم الأديان في البداية، وبدأ في تدوين أفكاره وملاحظاته بكل دقة.

لم يكتفِ مايكل فاراداي بقراءة الكتب فحسب، بل حرص أيضًا على حضور محاضرات علمية مخصصة للعامة، وواصل تدوين الملاحظات بدقة وإضافة الرسوم التوضيحية لها، ولمدة عام تقريبًا بين 1810 إلى 1811 كان قد حضر 13 محاضرة، ودوّن ملاحزاته في 4 كتب.

كان صاحب المطبعة الذي يعمل فيه فاراداي من أهم الداعمين له، فقد اطلع على الملاحظات التي دونها أعجب بها كثيرًا، لذا منحه تذاكر مجانية لعالم الكيمياء الشهير وقتها همفري ديفي.

واصل فاراداي في تدوين الملاحظات وحضور محاضرات ديفي، وحثّه صاحب المطبعة على أن يرسل ملاحظاته لديفي في صورة كتاب، وذلك في عام 1812، وفي يناير من العام التالي حصل فاراداي على فرصة مقابلة ديفي بشكل شخصي، حيث أصيب في عينه خلال إحدى تجاربه، وكان بحاجة لمساعدة شخص يدون ملاحظات في المعمل الخاص به، فحصل فاراداي على هذه الفرصة.

ظل فاراداي مساعدًا لديفي حتى عام 1824، وكانت مهامه بسيطة في البداية، بداية من العناية بأنابيب الاختبار وتدوين الملاحظات، كما كان ساعيًا للزوجين لتلبية طلباتهما خلال رحلته مع زوجته حول أوروبا.

بمرور الوقت بدأ مايكل فاراداي في مساعدة دافي في أفكار بعض التجارب، وتقديم حلول لبعض المشكلات التي تعرض لها.

ديانة مايكل فاراداي

كان العالم الإنجليزي مايكل فاراداي مسيحيًا متدينًا، واتبع طائفة اسمها "الغلاسية" التي تأسست ف يعام 1730 تقريبًا، على يد قس مسيحي اسمه جون غلاس، وقد بنى القس أفكاره على أن ملكوت المسيح روحاني.

حاول غلاس التطبيق الحرفي لكلمات الكتاب المقدس، وقد خلع من كنيسة اسكتلندا بسبب معتقداته، ولكن ذلك لم يمنعه من مواصلة تأثيره، فقد أسس كنيسة خاصة لتنتشر أفكاره الدينية فيما بعد في جميع أنحاء أوروبا، وسُمي أتباع باسم "الساندمانيين"، ولكن أتباعه كانوا قليلين نسبيًا.

لم يكن فاراداي حريصًا على الجدل لإثبات صحة منهجه الديني، بل لم يستخدم العلم من أجل تأكيد صحة طريقة، بل استخدم الدين من أجل تأكيد صحة منهجه العلمي، وعن هذا المبدأ يقول فاراداي: "كتاب الطبيعة الذي يجب أن نقرأه مكتوبٌ بأصابع الله".

آمن فاراداي أن الحقائق العلمية هي كلمات الله في كتاب الطبيعة، وكان يعمل على استخدام التجريب للوصول إلى تلك الحقائق، فقد كان التجريب هي مدرسته ومنهجه العلمي.

فاراداي وزوجته

تزوج فاراداي من سارة بارنارد في 12 يونيو عام 1821، حيث التقى بها في الكنيسة السانديمانية، ولم ينجب منها أي أطفال.

ماذا اكتشف العالم مايكل فاراداي؟

بعد العمل لمدة 8 سنوات تقريبًا حقق مايكل فارادي واحدة من أهم إنجازاته العلمية في عالم الكهرومغناطيسية، حيث توصل إلى فكرة الموتور الكهربي، اكتشف الحث الكهرومغناطيسي عام 1831، وهو المبدأ الذي يُعتبر أساس عمل المولدات والمحركات الكهربائية، وهو من أعظم اختراعات مايكل فاراداي

ابتكر أيضًا مفهوم القفص الفاراداي، الذي يستخدم لحماية الأجهزة الإلكترونية من المجالات الكهربائية الخارجية، واكتشف كذلك قوانين التحليل الكهربائي التي تحمل اسمه (قوانين فاراداي للتحليل الكهربائي)، والبنزين وأسهم في دراسة الهيدروكربونات، وقدم إسهامات مهمة في تطوير تقنيات الطلاء الكهربائي.

قدم مايكل فارادي كذلك مفهوم الخطوط القوة الكهربائية والمغناطيسية، مما ساهم في تطوير نظرية الحقول، واكتشف تأثير فاراداي، وهو دوران مستوى استقطاب الضوء عند مروره في مادة تحت تأثير مجال مغناطيسي.

كيف اكتشف فاراداي مبدأ توليد الكهرباء؟

اكتشف مايكل فاراداي مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، وهو الأساس في توليد الكهرباء باستخدام المولدات الكهربائية. تم اكتشاف هذا المبدأ من خلال سلسلة من التجارب التي أجراها في عام 1831.

في تجربته الأولى استخدم فاراداي لفافة من الأسلاك (ملف) ووضعها بالقرب من مغناطيس دائم، ولاحظ أنه عند تحريك المغناطيس داخل وخارج الملف، يتم توليد تيار كهربائي في السلك. هذا التيار كان مؤقتًا، ويظهر فقط عند تحريك المغناطيس.

في التجربة الثانية قام فاراداي بتجربة أخرى باستخدام ملفين من الأسلاك ملفوفين حول حلقة حديدية، ثم قام بتمرير تيار كهربائي عبر الملف الأول، ولاحظ أن تيارًا كهربائيًا يظهر في الملف الثاني عند إغلاق أو فتح الدائرة في الملف الأول.

أدرك من خلال تجاربه أن التيار الكهربائي يمكن توليده عن طريق تغيير المجال المغناطيسي حول موصل كهربائي، وهذا التغيير في المجال المغناطيسي يتسبب في تدفق الإلكترونات في السلك، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي. هذه الظاهرة أطلق عليها اسم "الحث الكهرومغناطيسي".

ما هو نص قانون فاراداي؟

قام مايكل فاراداي بصياغة قانون رياضي لوصف هذه الظاهرة، المعروف الآن باسم قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، ينص هذا القانون على أن الجهد الكهربائي المتولد في دائرة مغلقة يتناسب مع معدل التغير في التدفق المغناطيسي عبر الدائرة.

اكتشاف فاراداي لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي كان له تأثير كبير على التكنولوجيا والصناعة، وهذا المبدأ هو الأساس في تصميم وتشغيل المولدات الكهربائية والمحركات الكهربائية والمحولات، حيث يمكن رؤية تطبيقاته في جميع جوانب الحياة الحديثة، من توليد الكهرباء في محطات الطاقة إلى تشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية.

مسيرته الأكاديمية

كان مايكل فاراداي شخصية بارزة في العلم، لكنه كان أيضًا معروفًا بتواضعه وتفانيه الديني. رغم إنجازاته العظيمة، رفض وسام الفروسية الذي مُنح له تقديرًا لخدماته للعلم، معتقدًا أن السعي وراء الثروات والمكافآت الدنيوية يتعارض مع تعاليم الكتاب المقدس. فضل أن يبقى "السيد فاراداي العادي" حتى النهاية.

في عام 1824، انتُخب فاراداي زميلًا في الجمعية الملكية، لكنه رفض مرتين تولي رئاستها. أصبح أول أستاذ فوليري للكيمياء في المعهد الملكي في عام 1833.

في عام 1832، انتخب عضوًا فخريًا أجنبيًا في الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم. وفي عام 1838، انتُخب عضوًا أجنبيًا في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم. كما انتُخب عضوًا في الجمعية الفلسفية الأمريكية في عام 1840.

وفي عام 1844، كان واحدًا من ثمانية أعضاء أجانب انتُخبوا لعضوية الأكاديمية الفرنسية للعلوم. في عام 1849، انتُخب عضوًا منتسبًا في المعهد الملكي الهولندي، والذي أصبح فيما بعد الأكاديمية الملكية الهولندية للفنون والعلوم، حيث أصبح فاراداي عضوًا أجنبيًا بعد عامين.

متى توفي مايكل فاراداي؟

توفي العالم الإنجليزي مايكل فاراداي في منزله في هامبتون كورن في 25 أغسطس عام 1867 عن عمر 75 عامًا، وقد رفض أن يدفن في كنيسة وستمنستر، ولكن لديه لوحة تذكارية فيه، ودفن في مقابر المنشقين في مقبرة هايجيت.