برگی از فیزیک        

داستان الکتریسیته 2500 سال پیش در نزدیکی ساحل غربی سرزمینی که امروز ترکیه نامیده می شود آغاز شد.

در آن سرزمین شهری وجود داشت به نام ماگنزیا ( Magnesia ) که مردم آن به زبان یونانی حرف می زدند. پسرک چوپانی نزدیک آن شهر گوسفند می چرانید. می گویند که این پسرک چوپان چوبدستی داشت که نوک آن آهنی بود و او به کمک آن از سر بالاییهای سنگلاخ بالا می رفت.

روزی نوک آهنی چوبدست پسرک چوپان به سنگی خورد و به آن چسبید. پسرک از خود پرسید: آیا روی سنگ چیز چسبناکی وجود دارد؟ آن وقت، انگشتش را روی سنگ کشید تا مطمئن شود چسبناک است یا نه. سنک چسبناک نبود. جز نوک آهنی چوبدستش هیچ چیز به آن سنگ نمی چسبید. پسرک چوپان دیگران را از وجود چنین سنگ آگاه کرد.

در آن سرزمین مرد دانایی می زیست که نامش تالس بود. اگر او امروز زنده بوددانشمند نامیده می شد. تالس داستان سنگ عجیبی را که در ماگنزیا وجود داشت شنید. به سفارش تالس قطعه ای از آن سنگ را پیش او بردند.تالس وقتی که به بررسی این قطعه سنگ پرداخت، پی برد که قطعه سنگ چیزهای آهنی را می رباید، فقط چیزهای آهنی را.

تالس این سنگ را، به نام شهر ماگنزیا، سنگ ماگنتیک نامید. امروز اینگونه سنگها را مغناطیس می نامیم. تالس تعجب می کرد که چگونه قطعه سنگ بیجانی ممکن است چیزی را به سوی خود بکشد و برباید و چرا باید فقط چیزهای آهنی را برباید. آیا چیز دیگری هم هست که چنین خاصیت عجیبی داشته باشد؟ او به آزمایش چیزهای دیگر پرداخت. یکی از چیزهایی که آزمایش کرد جسم شیشه مانندی به رنگ طلایی بود. این جسم که ما آن را کَهرُبا می نامیم، در زبان یونانی اِلِکترون ( electron ) نامیده می شد.

تالس ( Thales، حدود 546- حدود 640 پیش از میلاد )، که نام او را در کتابهای فارسی، به شیوه عربزبانان، طالس یا طالس ملطی نیز نوشته اند، فیلسوف و ریاضیدان یونانی بود. زادگاهش را شهر ملطیه، از شهرهای مرکزی ترکیه امروزی دانسته اند. او را یکی از هفت مرد دانشمند یونان باستان یعنی هفت خردمند یا حکمای سعه نیز می دانند که دانشمندترین مردم آن روزگار یونان بودند. نوشته اند که بنیانگذار علوم، ریاضیات و فلسفه یونانی بوده است. شهرت تالس بیشتر به سبب کسوفی( گرفت خورشید ) است که در 28 مۀ 585 پیش از میلاد، یعنی همان روز و سالی که او پیشگویی کرده بود، روی داد.

تالس در سیاست نیز یکی از بلندپایگان یونان بود. پژوهشهایش در هندسه و ریاضیات شهرت فراوان دارد. در فیزیک نخستین کسی است که به مطالعه درباره مغناطیس پرداخته است. عقیده داشت که عنصر اصلی سازنده جهان آب است. اصل همه موجودات را نیز از آب می دانست. می گفت:« رطوبت زندگی است و عدم رطوبت مرگ » تالس زمین را چون قرصی تصور می کرد که بر روی اقیانوس بیکران شناور است.

کهربا آهن را نمی ربود، ولی بوی خوشی داشت و وقتی که آن را با دست مالش می دادند، این بوی خوش شدیدتر می شد. شاید تالس کهربا را با دست مالش داد و متوجه شد که این جسم، بعد از آنکه مالش داده می شود، بعضی از چیزها را می رباید. کهربا، بعد از آن که مالش داده می شد، چیزهای سبک مانند تکه های کرک، نخ، پر و تراشه های کوچک چوب را می ربود. این ویژگی کهربا با ویژگی ربایش مغناطیس یکسان نبود. نیروی ربایش کهربای مالش داده شده از نوع دیگری بود.

در اینباره چیزی به فکر تالس نمی رسید، ولی او آزمایشهایی را که انجام داده بود یادداشت می کرد. کسان دیگری این یادداشتها را خواندند و درباره آزمایشهایی که تالس انجام داده بود اندیشیدند.

معلوم شد که سنگهای مغناطیسی فایده هایی دارند. اگر عقربه فولادینی را به سنگ مغناطیسی می مالیدند، عقربه مغناطیسی ( آهنربا ) می شد و چیزهای کوچک آهنی را می ربود. اگر یک عقربه آهنربا را روی چوب چنبه ای می گذاشتند و آن را روی آب شناور می کردند، یا آن را طوری روی نوک سنجاقی می گذاشتند که می توانست آزادانه به دور خود بچرخد، در این صورت، بعد از چند بار چرخش در امتداد شمال – جنوب قرار می گرفت، یعنی طوری می ایستاد که یک نوک عقربه به طرف شمال بود و نوک دیگرش به طرف جنوب، دریانوردان در سفرهای دریایی، وقتی که از خشکی دور می شدند، از این عقربه های شناور استفاده می کردند تا بدانند که به کدام طرف حرکت می کنند.

این عقربه های آهنربایی که شمال و جنوب را نشان می دهند قطبنما نامیده می شوند. در حدود سال 1400 میلادی ( 779 شمسی ) دریانوردان اروپایی به کمک این قطبنما ها از اقیانوسها می گذشتند وسرزمینهای دوردستی را کشف می کردند. اگر کریستوف کلمب در کاروان کشتیهایش قطبنما نداشت، هرگز نمی توانست در سال 1492 میلادی ( 871 شمسی ) امریکا برسد.

کریستوف کلمب ( Christopher Columbus ، 1506 – 1451 میلادی ) دریانورد ایتالیلیی بود که در دربار اسپانیا خدمت می کرد در سفر دریایی خود برای راه یافتن به هند به سرزمین امریکا رسید به همین سبب او را کاشف امریکا می دانند. کلمب عقیده داشت که زمین گرد است و اگر با کشتی از اروپا یکراست به سوی مغرب برویم سرانجام به آسیا خواهیم رسید. همین اشتباه سبب شد که کلمب سرزمینهای ناشناخته ای را در اقیانوس اطلس کشف کند. او تا پایان زندگی تصور می کرد که این سرزمینها در کرانه های آسیاست.

اما ببینیم از کهربای مالش داده شده چه نتیجه ای حاصل شد. به نظر نمی رسید که این جسم سودی در بر داشته باشد و عده بسیار کمی به فکر آن بودند.

در حدود سال 1570 میلادی ( 949 شمسی ) ویلیام گیلبرت انگلیسی شروع به انجام دادن آزمایشهایی با آهنربا کرد. او هم درباره کهربا چیزی نمی دانست و از خود می پرسید: چرا باید کهربا، بعد از مالش داده شدن، چیزهای سبک را برباید؟ این جسم چه خاصیتی دارد که چیزهای دیگر ندارند؟

ویلیام گیلبرت ( William Gilbert، 1603 – 1540 میلادی ) پزشک و فیزیکدان انگلیسی بود. بیشتر به سبب پژوهشهایش درباره مغناطیس شهرت دارد. بزرگترین کشف علمی او پی بردن به این واقعیت بود که زمین خود مغناطس کروی بزرکی است و عقربه مغناطیسی در امتداد قطبهای مغناطیسی زمین قرار می گیرد. با مطالعه و تجربه درباره خاصیتی که در کهربا وجود دارد دریافت که موادی غیر از کهربا نیز دارای چنین خاصیتی هستند. گیلبرت نخستین کسی است که درباره عاملی که سیارات را بر مسیرشان نگاه می دارد به مطالعه پرداخت عقیده داشت که جاذبه مغناطیسی سیارات را بر مسیرشان نگاه می دارد.

کهربا را به سبب رنگ زیبایی که داشت بیشتر در جواهر سازی به کار می بردند. گیلبرت از خود می پرسید: آیا سنگهای قیمتی دیگر هم وقتی که مالش داده شوند همان خاصیت را پیدا می کنند و چیزهای سبک را می ربایند؟ او با سنگهای قیمتی دیگر نیز آزمایشهایی انجام داد و به این نتیجه رسید که آنها هم، وقتی که مالش داده شوند، چیزهای سبک را جذب می کنند. مثلاً الماس، یاقوت کبود، اوپال بعد از مالش داده شدن مانند کهربا چیزهای بسیار سبک را می ربودند. بعضی از بلورهای شبیه سنگ هم، که چیزهای پیش پا افتاده ای بودند یا درخششی نداشتند و به همین سبب در جواهر سازی به کار نمی رفتند، همان خاصیت کهربا را داشتند.

گیلبرت می دانست که کهربا در زبان یونانی الکترون و در زبان لاتینی الکتروم ( electrum ) نامیده می شوند. بنابراین همه چیزهایی را که بعد از مالش داده شدن خاصیت ربایش پیدا می کردند الکتریک ( electric ) نامید. با این کار او می خواست نشان بدهد که همه آن چیزها در داشتن خاصیت ربایش شبیه الکترون یعنی کهربا هستند.

اما خود این خاصیت ربایش چه نام داشت؟این نیرو و ویژگی شگفت انگیز که سبب می شود تکه کاغذ کوچکی به کهر بای مالش داده شده بچسبد چه نامیده میشد ؟ در حدود سال 1650میلادی (1029شمسی ) بود که پژوهشگری انگلیسی به نام والتر چارلتون (charletonwalter ) این نیرو را الکتریسیته نامید

در آن زمان مردم اروپا بیش از پیش به طبیعت علاقه نشان می دادند می پرسیدند و آزمایش می کردند تا بدانند وقتی که رفتار خود را با اشیا عوض می کنند چه اتفاق می افتد مثلاً می دانستند که اگر کهر با را مالش بدهند بعضی چیزها سبک را جذب می کند ولی می خواستند بدانند که اگر کهر با را شدید تر مالش بدهند چه می شود آیا نیروی ربایش آن قویتر می شود ؟ ایا الکترسیته آن افزایش می یابد ؟

یکی از کسانی که دست به این آزمایش زد اوتوفون گریکه فیزیکدان آلمانی بود او تکه ای کهر با را با تمام شدتی که می توانست با پارچه مالش داد سپس وقتی که دست به کهر با زد صدای شکسته شدن آهسته یا به گوش رسید اگر او درجایی کاملاً تاریک به تکه کهر با دست می مالید می توانست همراه با هر صدای شکسته شدن نور جرقه هایی را هم ببیند

شاید کهر با نمی توانست همه الکتریسیته ای را که براثر مالش به وجود می آمد در خود نگاه دارد شاید نور آنها بسیار کم بود به همین سبب گریکه شکیبایی خود را از دست می داد و می خواست آزمایش را طوری انجام بدهد که صدا و نور جرقه ها بیشتر باشد برای این کار لازم بود که او الکتریسیته بیشتری در کهر با ذخیره کند گریکه نیاز به کهر بای بزرگتری داشت که بتواند الکتریسیته بیشتری را در خود نگاه دارد چون تکه های بزرگ کهر با گرانقیمت بودند گریکه در سال 1660میلادی (1039 شمسی ) از ماده زرد رنگی که همان گوگرد بود استفاده کرد گوگرد هم «الکتریک» بود یعنی بعداز مالش داده شدن چیزهای بسیار سبک را می ربود ولی ارزانتر از کهربا بود .

اوتو فون گریکه (OTTO VON GOrike ، 1686-1602 میلادی ) فیزیکدان آلمانی بود شهرتش به سبب پژوهشهایش در باره خلا، خواص مکانیکی هوا و گازهای دیگر است . در 1650 میلادی نخستین تلمبه تخلیه را ساخت آزمایش مشهورش همان است که به نام زادگاهش ماگدبورگ ، به نیمکره های ماگدبورگ شهرت یافت گریکه این نیمکره ها را برای نشان دادن فشار هوا اختراع کرد دو نیمکره تو خالی را از لبه به هم متصل کرد و هوای درون آنها را تخلیه کرد دو نیمکره چنان به هم چسبیدند که کسی نتوانست آنها را از هم جدا کند سر انجام به هر دو نیمکره هشت اسب بست و به اسبها شلاق زد تا نیمکره ها از هم جدا شدند.

گریکه تکه بزرگی از گوگرد را خورد کرد و خورده های گوگرد را در تنگ بزرگ شیشه ای و کروی شکلی ریخت. سپس تنگ را حرارت داد خورده های گوگرد ذوب می شدند و گریکه گوگرد بیشتری در تنگ می ریخت تا اینکه تنگ پر از گوگرد گداخته شد آنوقت گریکه انتهای یک میله چوبی را توی گوگرد گداخته قرارداد و گذاشت تا گوگرد سرد شود وقتی که گوگرد سرد و سفت شد به صورت گوی زرد رنگی درآمد که توی تنگ را پر کرده بود.

گریكه تنگ شیشه ای را با احتیاط شكست و تكه های شیشه را از روی گوی گوگردی برداشت او حالا گوی زرد رنگی از گوگرد داشت كه از سر خودش بزرگتر بود، با دسته ای از چوب. گریكه گوی گوگردی را روی پایه چوبینی كه درست كرده بود قرارداد به كمك دسته چوبی می توانست گوی را بچرخاند دست دیگرش را روی گوی می گذاشت. مالش یا اصطحكاك دستش با گوی سبب می شد كه گوی پر از الكتریسیته شود.

هیچ كس تا آن زمان آن همه الكتریسیته را یكجا جمع نكرده بود. گوی گوگردی همین كه پر از الكتریسیته می شد صدای شكسته شدن بلندی به گوش می رسید. وقتی كه گوی گوردی از الكتریسیته « خالی » می شد، یعنی الكتریسته از آن بیرون می رفت جرقه های پرنوری می زد كه حتی روز روشن هم می شد آنها را دید. گریكه نخستین كسی بود كه ماشین اصطحكاك را برای تولید الكتریسیته اختراع كرد.

رسانا ها و نا رسانا

مردم با خواندن شرح آزمایشگاههای گریكه یه موضوع الكترسیته بیش از گذشته علاقه مند شدند. استیون گری ، كه از مردم انگلیس بود ، تصمیم گرفت كه خودش آزمایشگاههایی انجام بدهد او از شیبشه به عنوان «الكتریك» استفاده كرد زیرا می توانست شیشه های بزرگ را به قیمت ارزان بخرد . اگر گریكه می دانست كه شیشه الكتریك خوبی است چند سال پیش كه دست به آزمایش زده بود تنگ گوی گوگردی را نمی شكست ، یا اصلاً از به كاربردن گوگرد صرف نظر می كرد .

گری سراسر یك لوله شیبشه ای را كه تو خالی بود و درازایش به یك متر می رسید مالش داد. در نتیجه پرهایی كه نزدیك لوله شیشه ای بودند به آن چسبیدند معلوم شد كه بر اثر مالش در لوله شیشه ای الكترسیته پدید آمده است .

چون هر دو سر لوله شیشه ای باز بود گری فكر كرد كه ممكن است توی آن گرد و خاك برود و در آزمایشهای اواثر بگذارد به همین سبب هر دو سر لوله را با چوب پنبه بست . آن وقت ، از آنچه دید تعجب كرد پرها جذب چوب پنبه ها نیز می شدند در صورتی كه او چوب پنبه ها را مالش نداده بود و فقط شیشه را مالش داده بود گری نتیجه گرفت كه الكتریسیته ای كه بر اثر مالش در لوله شیشه ای پدیدمی آید وارد چوب پنبه ها نیز می شود

گری از خود می پرسید كه آیا نظر او درست است آیا الكترسیته می تواند از جایی به جای دیگر برود ؟ او دست به ازمایشهای دیگری زد تا از این راز پرده بر دارد چوبی به درازای تقریباً 10سانتیكمتر برداشت و نوك ان را در چوب پنبه ای كه با آن یك سر لوله شیشه ای را بسته بود فرو برد در نوك دیگر این چوب گلوله ای از عاج قرار داد آن وقت شروع به مالش دادن لوله شیشه ای كرد این كار را با احتیاط كامل انجام می داد و دقت می كرد كه دستش با چوب پنبه و چوبی كه به آن وصل كرده بود و گلوله عاج تماس پیدا نكند این بار بعد از آنكه شیشه را مالش داد پرها جذب گلوله عاج شدند گری نتیجه گرفت كه نظرش درست بوده است و الكترسیته حركت می كند و از چیزی به چیز دیگر منتقل می شود .

استیون گری ( steven gry ،1736-1666 میلادی ) فیزیكدان انگلیسی بود كه بیشتر در زمینه الكترسیته به پژوهش می پرداخت نخستین كسی بود كه مواد را بر حسب آنكه بتوانند بر اثار آنكه اصطكاك دارای الكترسیته بشود یا نشود به دو دسته الكتریك وغیر الكتریك تقسیم كرد گری كشف كرد كه نیروی جاذبه الكتریكی را می توان بر اثر تماس از یك جسم به جسم دیگر منتقل كرد عقیده داشت كه الكترسیته می تواند از میان اجسام بگذرد و جاری شود و بنابر این سیال است گری در سال 1731 میلادی كشف كرد كه هر چیز را می توان با سیال الكتریكی پر كرد دانشمندان دیگر بر پایه این كشف ، شیوه ذخیره كردن الكترسیته را یافتند .

هوا و آب را می توان از درون یك لوله تو خالی گذراند این نوع گذشتن را جاری شدن می نامند هر مایع و هر گازی می تواند جاری شود رود مایعی است كه در حال جاری شدن است و باد گازی است كه در حال جاری شدن است مایعها و گازها را سیال می نامند كه به بعضی « جاری یا روان » است .

گری با آزمایشی كه كرد نشان داد كه الكترسیته می تواند از میان اجسام بگذرد و جاری شود پس الكترسیته هم یك سیال است از آن زمان به بعد بود كه اصطلاح سیال الكتریكی در میان مردم رایج شد

بعد از آن گری كوشش كرد تا بداند كه الكترسیته چه فاصله ای را می تواند بپیماید گلوله عاج را از نخی كه به چوب پنبه سر لوله شیشه ای بسته بود آویزان كرد گلوله عاج هر بار كه او لوله شیشه ای را مالش می داد پرها را می ربود گری نخی را كه گلوله عاج از آن آویزان بود درازتر و درازتر می كرد تا اینكه طول آن به 9متر رسید و گلوله همچنان پرها را جذب می كرد .

گری می خواست كه طول نخ را همچنان بیشتر كند ولی نمی توانست زیرا وقتی كه طول نخ به 9 متر رسید مجبور شد كه روی بام خانه خودش بایستد بنابراین فكر دیگری كرد تصمیم گرفت كه در كارگاه خودش نخ تابیده بسیار درازی را چند بار از یك گوشه سقف تا گوشه دیگر امتداد بدهد و نخها را بوسیله میخ به سقف بند كند به این ترتیب بیش از صد متر نخ را به صورت رفت و برگشت امتداد داد دو سر این نخ دراز از سقف اویزان بود گری لوله شیشه ای را به یك سر نخ و گلوله عاج را به سر دیگر ان بست اما در این حالت هر قدر لوله شیشه ای را مالش داد گلوله عاج پرها را نر بود

ناگهان چنین به نظر می رسید كه الكترسیته از جریان باز ایستاده است آیا درازای بیش از اندازه نخ سبب آن بود ؟ آیا او سر انجام توانسته بود بیشترین مسافتی را كه الكترسیته می توانست بپیماید پیدا كند ؟

نه این نظر درست نبود زیرا در این حالت حتی لوله شیشه ای هم بعد از مالش داده شدن پرها را نمی ربود . این تصور درست نبود كه الكترسیته از جریان باز ایستاده است بلكه اصلاً الكتریسیته ای وجود نداشت او كاری انجام داده بود كه آْزمایش را خراب می كرد ، كاری كه در آزمایشهای پیشین انجام نداده بود . این كار چه می توانست باشد؟

گری می دید كه در آزمایشهای پیشین نخ را به صورت آویزان نگاه می داشت ولی در این ازمایش آن را به سقف میخ كرده است ایا میخها آزمایش او را خراب كرده اند ؟ شاید سیال الكتریكی از راه میخها وارد سقف شده و از آنجا هم به هوای آزاد رفته است شاید كلف بودن میخها سبب شده است كه سیال الكتریكی به آسانی از آنها بگذرد و وارد سقف شود آیا بهتر نیست كه نخ را با چیزنازكتری به سقف بند كند گری كمی نخ ابریشمی نازك و محكم داشت نخ ابریشمی را به تكه های كوتاهی تقسیم كرد یك سر هر تكه را به یكی از میخها بست وسر دیگر ان را به نخ تابیده درازی ، كه بیش از سی متر طول آن بود گره زد حالا سیال الكتریكی هنگامی كه از نخ تابیده می گذشت نمی توانست به میخها برسد زیرا برای این كار می بایست نخست از نخها ی ابریشمی بسیار نازك بگذرد اگر نخها ی ابریشمی به قدر كافی نازك بودند و از گذشتن سیال الكتریكی جلوگیری می كردند در این صورت سیال الكتریكی در نخ تابیده باقی می ماند و آزمایش به نتیجه می رسید .

گری دست به آزمایش زد و این بار موفق شد سیال الكتریكی از سر تا سر نخ تابیده سی متر گذشت وقتی كه گری لوله شیشه ای را در یك سر نخ مالش می داد در سر دیگر ان گلوله عاج پرها را می ربود.

حالا گری شروع كرد كه به طول نخ سی متر بیفزاید او این كار ار آن قدر ادامه داد كه نخها ی ابریشمی سنگینی نخ تابیده را نتوانستند تحمل كنند و پاره شدند ان وقت تصمیم گرفت كه بجای نخهای ابریشمی سیم برنجی به كار ببرد وقتی كه این كار را انجام داد متوجه شد كه سیال الكتریكی باز هم راهی پیدا كرده است و رفته است راه فرار سیال الكتریكی جز سیمهای برنجی چیز دیگری نمی توانست باشد اما گری به نكته دیگری هم توجه كرد و فهمید كه جنس سیم بیش از كلفتی یا نازكی آن باید اهمیت داشته باشد.

گری باز هم به ازمایشهای بیشتری پرداخت و سر انجام فهمید كه الكترسیته از فلزها آسانتر می گذرد تا از هر چیز دیگری فلز یا هر ماده دیگری كه الكتریسیته را به آسانی از خود میگذراند رسانا نامیده می شود هر چیزی كه مانند ابریشم الكتریسیته را به آسانی از خود نمی گذراند نا رسانا نامیده میشود حالا گری می فهمید كه چرا بعضی از چیزها مانند كهر با و شیشه و گوگرد بر اثر مالش الكتریسیته دار می شوند همه آنها چیزهای نا رسانا هستند وقتی كه انها را مالش می دهیم پر از الكتریسیته می شونداما این الكتریسیته نمی تواند به جای دیگری برود .

وقتی كه یك قطعه فلز را كه رسانا ست مالش می دهیم الكتریسیته در هر چیزی كه با آن قطعه فلز در تماس است وارد می شود الكتریسیته چنان اسان و با چنان سرعتی می گذرد كه چیزی از آن در قطعه فلز باقی نمی ماند . اگر یك قطعه فلز با ماده ای كه نارساناست تماس پیدا كند هر چه سیال الكتریكی در آن ماده نارسانا وجود داشته باشد از راه قطعه فلز از ماده نارسانا خارج می شود.

در سال 1731 میلادی ( 1110 شمسی ) گری با چند تكه فلز و چند تكه صمغ به آزمایش تئوری خودش پرداخت . صمغ مایه چسبناكی است كه از ساقه بعضی از درختان و گیاهان به بیرون تراوش می كند و در هوای آزاد منجمد و سخت می شود صمغ منجمد چیزی است مانند كهربا و نارساناست. گری یك تكه فلز را روی قطعه بزرگی صمغ گذاشت و این بار فلز را نه با دست بلكه با یك دستمال ابریشمی مالش داد ابریشم ماده ای است نارسانا.

در این آزمتایش فقط صمغ و ابریشم و هوا با فلز در تماس بودند كه هر سه نارسانا هستند. بر اثر مالش، فلز الكتریسیته دار شد و چون فلز فقط با اجسام نارسانا در تماس بود، الكتریسیته نتوانست از آنها بگذرد و به جای دیگری برود. به همین سبب فلز مالش داده شده نیز پرها را به خود جذب كرد.

گری برای آزمایش تئوری خودش به آزمایش دیگری نیز دست زد. او پسر بچه ای را به كمك ریسمانهای ابریشمی محكمی از سقف آویزان كرد و باز وی او را با دستمال ابریشمی مالش داد. بعد از مدتی بدن آن پسر بچه و حتی لباسهای او پرها را به خود جذب كرد.

گری با این آزمایش ها نشان داد كه هر چیز را بر اثر مالش می توان با سیال الكتریكی پر كرد. مثبت و منفی

خبر آزمایشهای الكتریكی از اقیانوس اطلس گذشت و به پنسیلوانیا كه در آن زمان یكی از مستعمرات انگلستان در آمریكا بود، رسید. در سال 1747 میلادی (1126 شمسی) یك بطری لید از انگلستان برای بنجمین فرانكلین دانشمند آمریكایی به پنسیلوانیا فرستاده شد. بنجمین فرانكلین از خود می پرسید: سیال الكتریكی از كجا می آید؟ وقتی كه كسی یك میلة شیشه ای را مالش می دهد و آن را پر از الكتریسیته می كند آیا الكتریسیته ای كه در میله شیشه ای وجود دارد از دست آن شخص وارد میله شیشه ای می شود؟ در این صورت، خود آن شخص چگونه دارای الكتریسیته شده است؟ آیا آن را از زمین فرا گرفته است؟

فرانكلین تصمیم گرفت كه با انجام دادن آزمایشهایی به این نكته پی برد. او یك تكه بزرگ موم تهیه كرد و از مردی خواست كه روی تكه موم بایستد. موم ماده ای است نارسانا. بنابراین تا وقتی كه آن مرد روی موم ایستاده بود، جز با هوای دور و برش و تكة موم با چیز دیگری تماس نداشت و هیچ الكتریسیته ای نمی توانست وارد بدن او شود.

مردی كه روی تكه موم ایستاده بود یك میلة شیشه ای در دست داشت. او به همان روش معمولی میله شیشه ای را مالش داد. میله الكتریسیته دار شد و چیزهای سبك را ربود. فرانكلین از خود پرسید: الكتریسیته از كجا وارد میله شیشه ای شده است؟ بعد به سؤال خودش این طور جواب داد: الكتریسیته می بایست از بدن این مرد وارد میلة شیشه ای شده باشد. بدن او همیشه دارای الكتریسیته بوده است ولی الكتریسیته بدن او به دلیلی كه برای ما معلوم نیست، خودش را نشان نمی داده است. آن مرد وقتی كه میله شیشه ای را مالش داد، مقداری از الكتریسیته بدنش وارد میله شیشه ای شد. اما دربارة خود او چه میتوان گفت؟ بدن او مقداری از الكتریسیتة خود را از دست داده است، ولی چه نتیجه ای از این كار حاصل شده است؟

فرانكلین تصمیم گرفت كه در این باره آزمایش بیشتری بكند، تكه موم بزرگ دیگری تهیه كرد و آن را نزدیك تكه موم قبلی گذاشت و از مرد دیگری خواست كه روی آن بایستد. مرد نخستین كه میله شیشه ای الكتریسیته دار را به دست داشت، میله را به تن مرد دوم زد و در نتیجه سیال الكتریكی وارد بدن او شد. مرد دوم الكتریسیته دار شده بود و پرها به تن او چسبیدند. اگر او انگشت خود را به جسم رسانایی نزدیك می كرد، جرقه ای می زد و آن وقت تن او دیگر الكتریسیته دار نبود تن او از بار الكتریكی خالی می شد.

اما آنچه توجه فرانكلین را به خود جلب كرد این بود كه مرد نخست هم كه مقداری از سیال الكتریكی خود را از دست داده بود، الكتریسیته دار شده بود. بدن او هم پرها را می‌ربود. بدن او هم می توانست از بار الكتریكی خالی شود و در این حال جرقه ای به وجود بیاورد.

ولی بار الكتریكی بدن این دو مرد از یك نوع نبود، مرد دوم، كه به وسیله میله شیشه ای الكتریسیته دار شده بود، دارای الكتریسیته ای بود كه دوفه آن را سیال الكتریكی شیشه ای‌ می‌نامید. مرد نخست دارای سیال الكتریكی صمغی بود (برای این كار میتوان از چوب پنبه های كوچكی كه بعضی از آنها با شیشه و بعضی دیگر با صمغ الكتریسیته دار شده اند استفاده كرد و فهمید كه بدن هر یك از آن دو مرد كدام چوب پنبه ها را می رباید و كدامها را می راند).

فرانكلین از آزمایشهایی كه انجام داده بود چنین نتیجه گرفت :

هر چیزی از پیش دارای مقداری سیال الكتریكی است، ولی چیزی را نمی رباید و چنین به نظر می رسد كه الكتریسیته دار نیست. بر اثر مالش مقداری از سیال الكتریكی یك چیز محو می شود یا مقداری سیال الكتریكی به خورد آن داده می شود. آن وقت، سیال الكتریكی آن چیز یا بیشتر از مقدار معمولی می شود یا كمتر از آن. در هر دو حالت آن چیز دارای بار الكتریكی خواهد بود.

اگر سیال الكتریكی آن بیش از مقدار معمولی باشد، بار الكتریكی مثبت خواهد داشت. اگر سیال الكتریكی آن كمتر از مقدار معمول باشد، دارای بار الكتریكی منفی خواهد بود. اگر دو چیز بار الكتریكی مثبت داشته باشند، همدیگر را می رانند. هر یك از آن دو بیش از اندازة معمول الكتریسیته دارد و به الكتریسیته ای كه در دیگری موجود است نیازمند نیست. اگر دو چیز بار الكتریكی منفی داشته باشند، همدیگر را می‌رانند. هر یك از آن دو كمتر از اندازة معمول الكتریسیته دارد و هیچكدام الكتریسیتة اضافی ندارد كه به دیگری بدهد.

اما اگر یكی از دو چیز دارای بار الكتریكی مثبت و دیگری دارای بار الكتریكی منفی باشد، وضع دیگری پیش می آید. چیزی كه دارای بار الكتریكی مثبت است دارای سیال الكتریكی اضافی است كه میتواند آن را از دست بدهد. در حالیكه چیز دیگر با كمبود سیال الكتریكی رو به روست و به سیال الكتریكی بیشتری نیاز دارد.

به همین سبب، این دو چیز همدیگر را می‌ربایند و همین كه با یكدیگر تماس پیدا كردند، سیال الكتریكی از چیزی كه دارای بار الكتریكی مثبت است به آن چیزی كه دارای بار الكتریكی منفی است می رود. آنوقت هر دو چیز به مقدار مناسب الكتریسیته خواهند داشت و هیچ كدام دارای بار الكتریكی نخواهد بود. در این حالت می گویند كه دو بار الكتریكی بود. در این حالت می گویند كه دو بار الكتریكی مخالف همدیگر را خنثی كرده اند.

فرانكلین همین نكته را نیز آزمایش كرد. از یكی از آن دو مرد خواست كه میله شیشه ای را مالش دهد و نوك آن را به انگشت مردم دوم بزند. وقتی كه این كار انجام گرفت، یكی از آن دو دارای سیال الكتریكی بیشتر از مقدار لازم بود و دیگری دارای سیال الكتریكی كمتر از مقدار لازم. بنابراین، هر دو دارای بار الكتریكی بودند. یكی بار الكتریكی مثبت داشت و دیگری بار الكتریكی منفی.

آن وقت، فرانكلین از آنها خواست كه دست خود را بلند كنند و انگشتهای خود را به یكدیگر بزنند. همین كه این كار انجام گرفت، سیال الكتریكی از بدن یكی به بدن دیگری پرید، میان انگشتهای آنها جرقة درخشانی زد و هر دو در انگشتهای خود احساس لرزش كردند. سپس هیچ كدام از آن دو دارای بار الكتریكی نبود.

اما حالا این سؤال پیش آمده بود كه كدام بار الكتریكی مثبت است و كدام منفی. وقتی كه شیشه را با ابریشم مالش می دادند، آیا سیال الكتریكی شیشه سرانجام پیش از مقدار معمولی می شد یا كمتر از آن؟ راهی وجود نداشت كه فرانكلین بتواند پاسخ این پرسش را بدهد. بنابراین،‌سعی كرد كه با حدس و گمان این موضوع را دریابد.

فرانكلین چنین نظر داد كه وقتی كه شیشه را مالش بدهند، سیال الكتریكی آن كمتر از مقدار معمولی می شود و بنابراین، شیشه دارای بار الكتریكی منفی خواهد بود. معنی این گفته آن بود كه وقتی كه میلة صمغی را مالش بدهند، در میلة صمغی بار الكتریكی مثبت به وجود خواهد آمد. بار الكتریكی همه چیزهای دیگر را با بار الكتریكی شیشه و صمغ مقایسه میكردند. اگر چیزی، بعد از الكتریسیته دار شدن، مانند شیشة الكتریسیته دار عمل می‌كرد، می‌گفتند كه آن چیز بار الكتریكی منفی دارد. اگر مانند صمغ الكتریسیته دار عمل می‌كرد، می گفتند كه دارای بار الكتریكی مثبت است.

سالها بعد ، دانشمندان وقتی كه توانستند دربارة پدیده های طبیعی عمیقتر بیندیشند و از حقایق و روشهای تازه تری، كه فرانكلین به آنها دسترسی نداشت، استفاده كنند. فهمیدند كه فرانكلین در این باره اشتباه كرده و حدس درست نزده است. آنها فهمیدند كه شیشه پس از مالش داده شدن دارای بار الكتریكی مثبت و صمغ پس از مالش داده شدن دارای بار الكتریكی منفی می شود. با این همه، این اشتباه در اساس تئوری فرانكلین تأثیری ندارد.

فرانكلین، همین كه توانست كشف كند كه سیال الكتریكی چگونه عمل می كند، چگونگی كار بطری لید را هم توضیح داد. میله ای از یك مادة نارسانای معین، وقتی كه مالش داده میشود، همیشه یا بار الكتریكی مثبت می گیرد یا بار الكتریكی منفی. هر چه بار بیشتری به آن میله بدهیم، به دشواری بار الكتریكی بیشتر را می پذیرد و بعد از مدتی دارای بیشترین بار الكتریكی ای می شود كه میتواند داشته باشد.

در یك بطری لید پوشش فلزی درون بطری بار منفی می گیرد و پوشش فلزی بیرون آن بار مثبت. شیشه ای كه میان این دو پوشش فلزی قرار گرفته است نمی گذارد كه این دو پوشش با یكدیگر تماس پیدا كنند و بار الكتریكی یكدیگر را خنثی كنند. اما بار مثبت پوشش فلزی بیرون بطری مقداری از بار منفی پوشش فلزی درون بطری را می رباید و پوشش درونی نیز مقداری از بار مثبت پوشش بیرونی را در نتیجه مجموع بار الكتریكی پوشش فلزی درون و بیرون بطری خیلی بیشتر از باری می شود كه ماده ای به همان اندازه میتواند در خود نگاه دارد.

فرانكلین، وقتی كه خالی شدن بار الكتریكی بطری لید و جرقة درخشان همراه با صدای شكسته شدن را شنید، به یاد رعد و برق افتاد. با خود گفت : شاید وقتی كه آسمان می غرد و برق می زند، ابرها و زمین هم مانند یك بطری لید عظیم عمل می كنند. شاید در ابرها بار الكتریكی منفی تولید می شود و در زمین بار الكتریكی مثبت (یا برعكس) و هوای میان زمین و ابرها نقش مادة رسانا را بازی می كند. اما وقتی كه بار الكتریكی در ابرها انباشته شد، میل به تخلیة بار الكتریكی چنان شدت می یابد كه سیال الكتریكی راه خود را از میان هوا باز می كند. آنوقت جرقة عظیمی به وجود می آید كه آن را برق یا آذرخش می نامیم و سپس صدای شكسته شدن بسیار بلندی به گوش می رسد كه آن را رعد یا تندر می خوانیم.

مقدار بار الكتریكی انباشته شده در ابرها، پیش از آنكه تخلیه الكتریكی انجام بگیرد، بسیار زیاد است. به همین سبب، عمل تخلیة الكتریكی هم بسیار عظیم است. اگر تخلیة این مقدار سیال الكتریكی میان ابرها و یك خانه انجام بگیرد، گرمایی كه بوجود می آید خانه را به آتش خواهد كشید. اگر تخلیة این مقدار سیال الكتریكی میان ابرها و یك انسان انجام بگیرد. سبب كشته شدن آن شخص خواهد شد.

در ماه ژوئن 1752 میلادی (خردادماه 1131 شمسی) ، فرانكلین به این فكر افتاد كه هنگامی كه هوا توفانی است و رعد و برق پدید می آید، با هوا كردن بادبادكی این فكر را به آزمایش بگذارد. او به قاب چوبی بادبادك میله فلزی نوك تیزی متصل كرد. نخ درازی را هم به این میلة نوك تیز بست كه تا پایین ادامه داشت و یك كلید فلزی به آن متصل بود.

فرانكلین فكر می كرد كه اگر ابرها الكتریسیته دار باشند، الكتریسیته وارد میله نوك تیز فلزی بادبادك می شود و از راه نخی كه به آن متصل است و بر اثر باران تر و رسانا شده است به كلید فلزی می رسد. فرانكلین نمی خواست كه الكتریسیتة ابرها به بدن او برسد، زیرا می دانست كه ضربة الكتریكی ممكن است او را بكشد. به همین سبب یك تخ نخ ابریشمی را هم به سر نخ تابیدة بادبادك و هم به كلید فلزی بسته بود و این نخ ابریشمی را در دست گرفته بود.

او می دانست كه ابریشم ماده ای است نارسانا و تا هنگامی كه خشك باشد، الكتریسیته از آن نمی گذرد و به دست او نمی رسد. از این گذشته، هنگام هوا كردن بادبادك زیر سرپناهی ایستاده بود تا باران او را خیس نكند (هوا كردن بادبادك در هوای ابری و توفانی به هنگام رعد و برق بسیار خطرناك است و بیشتر كسانی كه دست به این كار زده اند كشته شده اند. بنابراین، از این كار می باید پرهیز كرد)

ابرهای توفانی یك جا جمع شدند و فرانكلین پس از مدتی متوجه شد كه تارهای نخ تابیده بادبادك جدا از یكدیگر ایستاده اند، مثل این است كه همه یك نوع بار الكتریكی گرفته اند و همدیگر را می رانند.

فرانكلین با احتیاط انگشت خود را روی نخی كه به كلید بسته بود پیش برد. به محض نزدیك شدن انگشتش به كلید، میان كلید و انگشت او جرقه ای تولید شد و او لرزشی در دست خود احساس كرد. این جرقه و این لرزش درست مانند جرقه و لرزشی بود كه هنگام تخلیة سیال الكتریكی در آزمایشگاه بوجود می آمد.

فرانكلین بطری لیدی را با خود داشت كه دارای بار الكتریكی نبود. او میلة برنجی بطری را به كلید تكیه داد و بعد به بررسی بطری پرداخت. بطری بار الكتریكی گرفته بود و درست مانند آن بود كه به وسیله میله شیشه ای الكتریسیته دار شده باشد.

به این ترتیب، فرانكلین با این آزمایش ثابت كرد كه آذرخش یك جرقة الكتریكی است و الكتریسیته ای كه در ابرها به وجود می آید مانند الكتریسیته ای است كه در آزمایشگاه میتوان تولید كرد.

فرانكلین كار دیگری نیز انجام داد. در سال 1747 میلادی (1126 شمسی) او با بطری لیدی كه از انگلستان برایش فرستاده بودند آزمایش می كرد. اما بعدها بطریهایی به كار برد كه نوك بیرونی میلة برنجی آنها، به جای اینكه صاف یا گلوله شكل باشد، تیز بود. فرانكلین فهمید كه وقتی كه میلة برنجی نوك تیز باشد، بار الكتریكی بطری به آسانی خالی می شود. در حقیقت وقتی كه نوك میلة برنجی مانند نوك سوزن بود، الكتریسیته دار كردن بطری بسیار دشوار می شد. البته وارد كردن بار الكتریكی به درون بطری امكان داشت، ولی بار الكتریكی بی درنگ از راه میلة نوك تیز فرار می كرد.

فرانكلین نشان داده بود كه ابرها و زمین، به هنگام رعد و برق، مانند یك بطری لید بسیار بزرگ عمل می كنند. به همین سبب، به این فكر افتاد كه شاید یك میلة نوك تیز بتواند سبب تخلیه بار الكتریكی میان ابرها و زمین شود.

فرض كنیم كه میلة نوك تیزی را بر بالای بام خانه ای نصب كنیم و آن را به وسیله سیم به زمین اتصال دهیم. در این صورت در خانه و دور و بر آن بار الكتریكی زیاد انباشته نخواهد شد، زیرا هر بار الكتریكی ای كه تولید شود از راه میله نوك تیز به زمین خواهد رفت و هرگز تخلیه الكتریكی شدیدی میان ابرها و خانه به وجود نخواهد آمد به گفته دیگر، خانه از برق زدگی محفوظ خواهد ماند. این میله نوك تیز را كه بر بلندترین نقطة ساختمانها نصب می شود برقگیر می نامند.

فرانكلین در سال 1753 میلادی، یعنی یك سال بعد از آزمایشی كه با بادبادك انجام داد، به مردم آموخت كه چگونه در خانه های خود برقگیر بگذارند. از آن به بعد نصب برقگیر در ساختمانهای سراسر مهاجرنشینهای آمریكایی و در همة كشورهای اروپا معمول شد.

این نخستین باری بود كه دانش انسان دربارة الكتریسیته در خدمت مردم سراسر جهان قرار می‌گرفت.

باتریها و ژنراتورها

در سال 1771 میلادی (1150 شمسی) ازمایشهای مربوط به الكتریسیته روند تازه ای یافت. لوئیجی گالوانی، زیست شناس ایتالیایی، آزمایشهایی با بطری لید انجام می داد. گالوانی روزی سرگرم كالبد شكافی چند ران قورباغه بود. این كالبد شكافی ارتباطی با الكتریسیته نداشت. اما ناگهان میان یك ران قورباغه و بطری لید جرقه ای زد و ران قورباغه منقبض شد، یعنی خودش را جمع كرد. گالوانی تعجب كرد، زیرا ماهیچه ها معمولا وقتی منقبض می شوند كه زنده باشند. آیا میان الكتریسیته و مسئله زندگی هم رابطه ای وجود دارد؟

البته گالوانی از آزمایشهای فرانكلین با خبر بود و می دانست كه آذرخش جرقة عظیم الكتریكی است. او به این فكر افتاد كه چند ران قورباغه را ، هنگامی كه هوا توفانی بود و برق می درخشید، بیرون پنجرة اتاقش بگذارد. باخودش می گفت: وقتی كه برق می درخشد و رعد می غرد ابرها و هوا و زمین پر از بار الكتریكی می شوند. آیا در چنین هوایی ممكن است ماهیچه های بیجان ران قورباغه منقبض شوند؟

گالوانی روزی كه هوا ابری بود و برق می زد چند ران قورباغه را كه برای كالبدشكافی آماده كرده بود به قلابهایی زد كه جنس آنها از برنج بود و بعد قلابها را به نرده آهنی پنجره اتاقش متصل كرد. هدف او از بكار بردن قلابها آن بود كه باد ران قورباغه ها را توی كوچه پرتاب نكند. وقتی كه این كار را انجام داد، ماهیچه های ران قورباغه ها منقبض شدند و مدتی به همان حال باقی ماندند.

لوئیجی گالوانی Luigi Galvani ، 1798-1737 میلادی) زیست شناس و پزشك ایتالیایی بود. درچهل سالگی به استادی دانشگاه بولونیا، یكی از شهرهای ایتالیا، برگزیده شد. شهرتش بیشتر به سبب پژوهشهایش در زمینة كالبدشكافی و استفاده از بطری لید در این كار است.

روزی به هنگام تشریح قورباغه متوجه شدكه الكتریسیته، همانگونه كه در ماهیچه زنده مؤثر است میتواند ماهیچه مرده را هم منقبض كند. گالوانی این پدیده را به سبب نیرویی می پنداشت كه آن را الكتریسیته جانوری می نامیدند. ولتا، دانشمند ایتالیایی، بااین نظر موافق نبود. او فلزها را منبع الكتریسیته می دانست. گالوانی در زمینه الكتریسیته نیز به پژوهش و آزمایش پرداخت. بعضی از اصطلاحهای الكتریسیته با نام او همراهاست، مانند گالوانومتر، گالوانیزه ، گالوانوپلاستی.

گالوانی این آزمایش را روز دیگری كه هوا كاملاً صاف بود تكرار كرد. با این همه، ماهیچه ها باز هم منقبض شدند. در حقیقت ماهیچه ها هنگامی منقبض می شدند كه در یك زمان با دو فلز مختلف ، مانند برنج و آهن تماس پیدا می كردند.

گالوانی به این نتیجه رسید كه باید میان الكتریسیته و زندگی رابطه ای وجود داشته باشد. او تصور می كرد كه بدن جانوران پراز الكتریسیته است و این الكتریسیتة جانوری بعد از مرگ یك جانور فوری از میان نمی رود. به همین سبب، ماهیچه ها وقتی كه در یك زمان با دو فلز مختلف تماس پیدا می كنند، منقبض می شوند.

سپس آلساندروولتا، فیزیكدان ایتالیایی، مدتی دربارة انقباض ماهیچه های جانوران مرده به پژوهش پرداخت. ولتا كه دربارة الكتریسیته بسیار پژوهش و بررسی كرده بود با این نظر كه در ماهیچه های جانوران مرده الكتریسیتة فراوان وجود دارد موفق نبود.

آلساندرو ولتا Alessandro Volta ، 1827-1745 میلادی) فیزیكدان ایتالیایی و از پیشگامان پژوهش در زمینة الكتریسیته بود. در سال 1800 میلادی دستگاهی اختراع كرد می توانست الكتریسیته تولید كند. این دستگاه را، كه ولتا آن را باتری الكتریكی نامید، امروزه پیل ولتا می نامند.

ولتا دربارة تركیب گاز مرداب به پژوهش پرداخت. یكی از زمینه های پژوهش او نیز دربارة ماهیت الكتریسیتة جوی بود. نزدیك به هفتاد سال پس از مرگ ولتا، كنگرة دانشمندان فیزیك یكی از واحدهای الكتریكی را به افتخار او ولت نامید. در فیزیك هسته ای نیز یكی از واحدهای انرژی را الكترون ولت نامیده اند.

ولتا می گفت: وقتی كه ماهیچه ها در یك زمان با دو فلز مختلف تماس پیدا می كنند، شاید الكتریسیته به وسیله فلزها پدید می آید، نه به وسیلة ماهیچه ها . اگر این نظر درست باشد، ممكن است بی آنكه نیازی به ماهیچه ها باشد به وسیله دو فلز مختلف الكتریسیته تولید كرد. آیا به جای یك ماهیچه نمناك، میتوان از قطعه مقوای مرطوبی استفاده كرد و آن را میان دو قطعه فلز مختلف قرار داد؟

سرانجام، در سال 1794 میلادی (1173 شمسی) ، ولتا به این نكته پی برد كه میتوان بدون مالش دادن چیزی و بدون استفاده از ماهیچة جانوران الكتریسیته تولید كرد. او دو فلز متفاوت را در آب نمك، كه ماده ای است رسانا، قرار می داد. به این ترتیب، فلزها تحت تأثیر واكنشهای شیمیایی قرار می گرفتند. از این واكنشهای شیمیایی به دلیلی كه در آن زمان كسی نمی دانست، الكتریسیته پدید می آمد. یكی از فلزها سیال الكتریكی می گرفت و دارای بار الكتریكی مثبت می شد، فلز دیگر سیال الكتریكی از دست می داد و بار الكتریكی منفی پیدا می كرد.

ولتا به پژوهشهای خود ادامه داد. سعی می كرد تا آنجا كه میتواند بار الكتریكی بیشتری به وجود آورد. در سال 1800 میلادی (1179 شمسی)، او چندین كاسه آماده كرد و در آنها آب نمك ریخت. كاسه ها را به ردیف پهلوی یكدیگر چید. بعد یك نوار مس را خم كرد. یك سر آن را در كاسة اول و سر دیگر آن را در كاسه دوم گذاشت. سپس یك نوار روی را خم كرد. یك سر آن را در كاسة دوم و سر دیگر آن را در كاسه سوم قرار داد.

بعد نوار مس دیگری را خم كرد. یك سر آن را در كاسة سوم و سر دیگر آن را در كاسة چهارم گذاشت و كار را به همین ترتیب ادامه داد. اگر فرض كنیم كه ولتاژ از پنج كاسه استفاده كرد، در این صورت، در كاسه های دوم و سوم و چهارم سر یك نوار مس و سر یك نوار روی قرار می گرفت و نوارهای مس و روی به وسیلة آب نمك درون كاسه ها با یكدیگر ارتباط پیدا می كردند.

نوارهای مس دارای بار الكتریكی مثبت بودند و نوارهای روی دارای بار الكتریكی منفی. چنین به نظر می رسید كه بارهای الكتریكی به یكدیگر افزوده می شوند، به طوریكه بار الكتریكی مجموع كاسه ها خیلی بیشتر از باری بود كه در یك كاسه تولید می شد.

سپس ولتا با یك سیستم فلزی نوار مس اولین كاسه را به نوار روی آخرین كاسه وصل كرد. سیال الكتریكی اضافی از راه سیم فلزی به طرفی كه كمبود سیال الكتریكی وجود داشت انتقال یافت. اما چون واكنشهای شیمیایی در نوارهای مس و روی همچنان ادامه داشت، همیشه در یك سر سیم بار الكتریكی مثبت به وجود می آمد و در سر دیگر آن بار منفی. به همین سبب، انتقال سیال الكتریكی از یك سر سیم به سر دیگر آن قطع نمی شد.

به گفتة دیگر الكتریسیته در سیم جریان داشت. تا هنگامی كه واكنشهای شیمیایی در نوارهای مس و روی انجام می گرفت، جریان الكتریسیته در سیم ادامه می یافت.

هر یك از این ظرفها و مایع درون آنها و قطعات فلزهای متفاوتی را كه برای تولید الكتریسیته به كار برده می شوند پیل و مجموعة آنها را باتری الكتریكی می نامند. ولتا نخستین كسی بود كه باتری الكتریكی ساخت.

تا زمان اختراع باتری الكتریكی، الكتریسیته ای كه دانشمندان در آزمایشگاهها تولید می كردند در یك شیء می ماند و تقریباً جابجا نمی شد. به همین سبب، این الكتریسیته را الكتریسیته ساكن می نامند. اما در باتری ولتا الكتریسیته ای تولید می شد كه به طور مداوم، مدتی در سیمی جریان می یافت، ولتا نخستین جریان الكتریكی را به وجود آورده بود.

از آن پس دانشمندان با این ابزار نوین الكتریكی یعنی پیل ولتا و باتری الكتریكی ، دست به آزمایشهای بیشتری زدند و موفق شدند كه باتریهای جدیدتر و بهتری بسازند. آنها متوجه شدند كه وقتی واكنشهای شیمیایی سبب بوجود آمدن جریان الكتریكی می شود، بنابراین به كمك جریان الكتریكی نیز می توان واكنشهای شیمیایی به وجود آورد.

در سال 1800 میلادی (1179 شمسی) یعنی همان سالی كه پیل ولتا اختراع شده بود ویلیام نیكولسون شیمیدان انگلیسی، به كمك جریان الكتریسیه آب را به دو گاز ئیدروژن و اكسیژن تجزیه كرد. نیكولسون با این كار نشان داد كه آب یكی از تركیبات شیمیایی این دو گاز است.

در سال 1807 میلادی (1186 شمسی) دانشمند انگلیسی دیگری به نام همفری دیوی، موفق شد كه با استفاده از جریان الكتریسیته بعضی از مواد خاك مانند را تجزیه كند. پیش از آن هیچ دانشمندی موفق نشده بود كه چنین موادی را تجزیه كند. دیوی با این كار توانست فلزهای جدیدی به دست آورد كه تا آن زمان كسی ندیده بود.

ویلیام نیكولسون William Nicholson) ، 1815 – 1753 میلادی)، شیمیدان انگلیسی، نخستین كسی بود كه آب را به وسیلة جریان الكتریسیته تجزیه كرد. او اسبابی ساخت كه به وسیلة آن چگالی مایعات را اندازه گیری می كرد. این اسباب، به نام سازندة آن چگالیسنج نیكولسون نامیده شده است. نیكولسون، در سال 1790 میلادی، ماشینی اختراع كرد كه با آن موفق به چاپ بر روی پارچه های كتانی شد.

در سال 1808 میلادی، نیكولسون كتاب فرهنگ اصطلاحات شیمی كاربردی و نظری را تألیف كرد.

همفری دیوی Hamphry Davy) ، 1829-1778 میلادی) شیمیدان انگلیسی بود. پدرش منبتكار بود و خودش در داروخانه ای شاگردی می كرد. دیوی، پس از آزمایشهایی كه دربارة گرما و شیمی انجام داد، گاز خنده آور را، كه از اكسیدهای نیتروژن است، كشف كرد. شهرتش بیشتر به سبب پژوهشهایش دربارة الكتریسیته است. پس از آنكه نیكولسون آب را به وسیله جریان الكتریسیته تجزیه كرد، دیوی هم به تجزیه مواد دیگر پرداخت. از راه تجزیه الكتریكی عنصرهای پوتاسیوم، سودیوم، باریوم، استرونسیوم، منیزیوم را بدست آورد. ثابت كرد كه اسید كلوردیریك اسیدی است بدون اكسیژن. در سال 1806 برندة جایزة ناپلئون شد كه جایزة برجسته ترین كشف شیمیایی سال بود.

با اینكه انگلستان و فرانسه با یكدیگر در جنگ بودند، دیوی جایزه را پذیرفت و گفت اگر چه دولتها با هم می جنگند، شیمیدانها با هم جنگی ندارند. دیوی در آزمایشگاه اغلب تركیبهای شیمیایی را بو می كشید یا آنها را بر زبان می زد تا مزة آنها را آزمایش كند. به همین سبب در سال 1811 بر اثر مسمومیت فلج شد. در سال 1812 نیز بر اثر انفجار ماده ای شیمیایی چشمش آسیب دید.

در سال 1819 میلادی (1198 شمسی)، كریستیان اورستد، دانشمند دانماركی، متوجه این نكته شد كه وقتی جریان الكتریسیته از سیمی می گذرد، آن سیم مانند یك آهنربا عمل می‌كند. او به این نتیجه رسید كه میان جاذبة الكتریكی و جاذبة آهنربایی رابطه ای وجود دارد.

هانس كریستیان اورستد Hans Christial Oersted) ، 1851-1777 میلادی) فیزیكدان و شیمیدان دانماركی بود. پدرش داروفروش بود و هانس مدتی پیش او كار می كرد. بعدها به فیزیك علاقمند شد. در سال 1806 او را به استادی رشتة فیزیك و شیمی دانشگاه برگزیدند. اورستد، در زمستان سال 1820 ، هنگامی كه به تدریس و تشریح پیل الكتریكی مشغول بود، متوجه شد كه وقتی دو قطب پیل را به وسیله سیمی به هم متصل می كند،‌عقربة مغناطیسی كه به موازات سیم و زیر آن گذاشته شده است حركت می كند و در امتدادی تقریباً عمود بر سیم قرار می گیرد.

به این ترتیب، اورستد رابطة میان الكتریسیته و مغناطیس را كشف كرد و علم الكترومغناطیس را بنیان گذاشت. كشف اورستد همانند اختراع موتور بخار در یك قرن پیش از آن و اختراع موتورهای درونسوز در نیم قرن پس از آن، سبب تغییرهای شگفت آوری در سیمای جهان علم و صنعت شد.

چندی نگذشت كه پژوهشگران دربارة حقایق جدیدی كه به دست آمده بود شروع به ازمایش كردند. در سال 1829 میلادی (1208 شمسی)، جوزف هنری، دانشمند آمریكایی، ثابت كرد كه اگر سیم عایق پوشی را به صورت حلقه هایی روی هم بپیچند و جریان الكتریسیته را از آن بگذرانند، نیروی جاذبة آهنربایی نیرومندتر می شود. چنین به نظر می رسید كه در این حالت هر حلقة سیم پیچ نیروی جاذبة حلقه بعدی را تقویت می‌كند. عایقپوش كردن این سیم پیچها بسیار اهمیت داشت، زیرا الكتریسیته، بی آنكه بتواند از یك حلقة سیم پیچ به حلقة دیگر بجهد، در تمام طول سیم جریان می یافت.

اگر این حلقه های سیم پیچ به دور قطعه ای از آهن قرار می گرفتند، نیروی جاذبة آهنربایی افزایش بیشتری می یافت. به طوری كه از نیروی جاذبة یك آهنربای معمولی بسیاربسیار بیشتر می شد. از این گذشته این آهنربای الكتریكی را می توانستند روشن یا خاموش كنند. یعنی وقتی كه سیمهای آن را به باتری وصل می كردند، جاذبة آهنربایی پدید می آمد و اگر سیمها را از باتری جدا می كردند، جاذبة آهنربایی از میان می رفت.

جوزف هنری Joseph Henry) ، 1878-1797 میلادی) كه نامش را در بعضی از كتابهای فارسی هانری نیز نوشته اند، فیزیكدان آمریكایی بود. شهرتش بیشتر به سبب پژوهشهایش در زمینه پدیده الكترومغناطیس است. هنری در خانواده ای تهیدست به دنیا آمد. تحصیل مرتبی نكرد. درجوانی شاگرد یك ساعتساز بود. در كلاسهای شبانه اندكی درس خواند، بعد در روستاها به معلمی پرداخت و روزانه تا 16 ساعت كار می كرد. سپس به كار مهندسی روی آورد و در سال 1826 به استادی ریاضیات و فلسفه طبیعی برگزیده شد.

هنری دانش زمان خود را دربارة الكتریسیته و مغناطیس در مدتی كوتاه فرا گرفت و به آزمایشهایی در این زمینه پرداخت. در سال 1831 آهنربای الكتریكی نیرومندی ساخت كه می توانست وزنه ای 350 كیلوگرمی را بلند كند. در سال 1830 نخستین تلگراف الكتریكی را اختراع كرد، ولی چون عقیده داشت كه از اكتشافها و اختراعهای علمی می بایست تمامی مردم بهره گیرند، اختراع خود را به ثبت نرساند، به همین سبب، افتخار اختراع تلگراف به مورس داده شده است كه در سال 1844 توانست آن را در عمل مورد استفاده قرار دهد. در سال 1830 اصل القای الكترومغناطیسی را كشف كرد. در سال 1893 كنگرة بین المللی برق، كه در شهر شیكاگو برگزار شد، واحد القای الكتریكی را به افتخار او هنری نامید.

هنری موفق شد كه به وسیله آهنربای الكتریكی كوچكی بیش از یك تن آهن را بلند كند. او می توانست این مقدار آهن را به هر جا كه می خواست ببرد و در هر جا كه می خواست رها كند.

مایكل فاراده،‌دانشمند انگلیسی ثابت كرد كه میتوان با استفاده از نیروی جاذبة آهنربایی الكتریسیته تولید كرد، همانطور كه با استفاده از الكتریسیته می توان نیروی جاذبه آهنربایی بوجود آورد. فاراده در سال 1831 میلادی (1210 شمسی)، نشان داد كه وقتی كه صفحة مسی دایره شكلی را نزدیك قطعه ای آهنربا بچرخانیم و كاری كنیم كه این چرخش مدتی ادامه پیدا كند، در آن صفحه جریان الكتریسیته بوجود می آید.

مایكل فاراده Michel Faraday) ، 1867-1791 میلادی) كه نام او را در بعضی از كتابهای فارسی فارادی یا فردی نیز نوشته اند، شیمیدان و فیزیكدان انگلیسی بود. به سبب تنگدستی خانواده تحصیل مناسبی نكرد. از سیزده سالگی شاگرد یك صحاف بود. در هفت سالی كه به این كار می پرداخت كتابهایی را كه برای صحافی می آوردند می خواند. در جلسه های سخنرانی علمی نیز شركت می كرد.

مجموعه ای از یادداشتهای علمی خود را برای دیوی، شیمیدان انگلیسی فرستاد در سال 1813 به دستیاری دیوی پذیرفته شد و در آزمایشگاه او به مطالعه و آزمایش دربارة شیمیی و الكتروشیمی و مانند آنها پرداخت. فاراده در سال 1833 به استادی رشتة شیمی برگزیده شد. او نخستین كسی است كه توانست در آزمایشگاه دمایی پایین تر از صفر بی نهایت به دست آورد. فاراده در سال 1825 بنزن را كشف كرد. اصطلاحهای الكترولیز، الكترولیت، الكترود، آنود و كاتود از اوست. قانونهای الكترولیز را او تنظیم كرد. در 17 اكتبر 1831 موفق به كشف اصول اساسی موتورهای الكتریكی شد كه به ساختن نخستین ژنراتور الكتریكی یا دینامو انجامید.

اگر با استفاده از یك موتور بخار گردش صفحه مسی را به صورت مداوم درآوریم، تا هنگامی كه موتور بخار كار می كند و صفحه مسی را در نزدیك آهنربا می چرخاند، تولید الكتریسیته در صفحه مسی نیز همچنان ادامه خواهد داشت. این الكتریسیته را می توان از صفحه مسی به خارج انتقال داد. فاراده نخستین دانشمندی بود كه از این راه به تولید الكتریسیته پرداخت و نخستین ژنراتور الكتریكی، یعنی ماشین تولید كننده الكتریسیته، را اختراع كرد.

اختراع ژنراتور الكتریكی و تولید الكتریسیته از این راه، در مقایسه با تولید الكتریسیته به وسیله باتری، پیشرفت بسیار مهمی بود. برای تولید الكتریسیته به وسیله باتری لازم بود كه فلزهای گران قیمتی، مانند مس، قلع، روی، بر اثر واكنشهای شیمیایی به مصرف برسد. اما ژنراتور الكتریكی با سوخت زغال سنگ، كه موتور بخار را به حركت در می آورد، كار می كرد و تولید الكتریسیته از این راه ارزانتر تمام می شد.

اختراع ژنراتور سبب شد كه الكتریسیته به مقدار زیاد و به قیمت ارزان تولید شود و در اختیار مردم قرار بگیرد. در همان سال، یعنی 1831 میلادی، جوزف هنری به كشف دیگری موفق شد كه در حقیقت عكس اختراع فاراده بود. فاراده با چرخاندن یك صفحة مسی الكتریسیته تولید كرده بود، جوزف هنری نشان داد كه چگونه می توان به كمك جریان الكتریسیته چرخی را به چرخش در آورد. هنری نخستین موتور الكتریكی را اختراع كرد.

موتور الكتریكی را می توان در یك لحظه روشن یا خاموش كرد. یك موتور الكتریكی بسیار كوچك می تواند دستگاههای كوچك را به حركت درآورد و یك موتور الكتریكی بسیار بزرگ می تواند دستگاههای بسیار بزرگ را به كار اندازد. اختراع موتور الكتریكی سبب شد كه بسیاری از كارهایی كه در طول تاریخ با نیروی بدن انسان و حیوان انجام گرفته بود از آن به بعد به وسیله الكتریسیت هانجام پذیرد.

مخترعها با استفاده از الكتریسیته كم كم موفق شدند كه چیزهای شگفت انگیزی بسازند. در سال 1844 میلادی (1223 شمسی) سمیوئل فینلی بریزمورس، مخترع آمریكایی، نخستین دستگاه تلگراف الكتریكی را ساخت. جریان الكتریسیته را در یك سیم بسیار دراز می توان چنان قطع و وصل كرد كه آنها به صورت پیامهای كوتاه كه نقطه نامیده می شوند، یا به صورت پیامهای دراز، كه خط نامیده می شوند، در آینده با منظم كردن این نقطه ها و خطها به صورتهای گوناگون می توان برای هر یك از حرفهای الفبا علامتی قراردادی معین كرد كه از خط و نقطه تشكیل شده باشد.

سمیوئل فینلی بریزمورس samuel Finley Bresee Morse 1872-1791 میلادی) هنرمند و مخترع آمریكایی بود. از سال 1830 تا 1839 به آزمایشهایی با استفاده از نیروی الكتریسیته دست زد. می كوشید تا تلگراف الكتریكی بسازد. سرانجام توانست با بهره گیری از تجربه های هنری، فیزیكدان آمریكایی و پولی كه دولت آمریكا در اختیارش گذاشت در سال 1844 نخستین خط تلگراف را به طول 64 كیلومتر میان دو شهر بالتیمور و واشنگتن دایر كند. برای استفاده از این دستگاه نشانه هایی به كار برد كه به الفبای مورس شهرت دارد. مورس دانشمندی ناسپاس بود و استفاده از راهنماییها و تجربه های هنری را در اختراع تلگراف الكتریكی كتمان كرد.

مجموعه این گونه علامتها كه برای همه حرفهای الفبا و رقمهای از صفر تا نه تنظیم شده است الفبای مورس نامیده می شود. اختراع الفبای مورس سبب شد كه بتوان پیامها را با سرعت الكتریسیته به فاصله های بسیار دور فرستاد. سرعت الكتریسیته در حدود 000/300 كیلومتر در ثانیه است. یك پیام تلگرافی را در كمتر از ثانیه می توان از تهران به پاریس، كه فاصله هوایی این دو شهر نزدیك به چهارهزار كیلومتر است مخابره كرد.

در سال 1876 میلادی (1255 شمسی)، الگزاندر گراهام بل، مخترع اسكاتلندی – آمریكایی روشی برای ضعیف كردن یا قوی كردن جریان الكتریسیته ابداع كرد. به طوریكه این ضعیف شدن یا قوی شدن جریان الكتریسیته به تولید موجهای صوتی می انجامید به این ترتیب بل دستگاه تلفن را اختراع كرد.

آلگزاندر گراهام بل Alexander Graham Bell) ، 1922-1847 میلادی) مخترع تلفن بود. در اسكاتلند به دنیا آمد پدرش معلم كر و لالها بود و گراهام به او در كارهایش كمك می كرد. در سال 1871 نخست به كانادا و سال بعد به آمریكا رفت . بل در آنجا مدرسه ای برای كر و لالها دایر كرد. برای آموزش به دختری ناشنوا، كه بعدها همسر او شد، تلاش كرد تا وسیله ای مكانیكی بسازد كه تولید صوت كند. سرانجام در سال 1876 دستگاهی ساخت كه ارتعاشهای موجهای صوتی را به جریان الكتریسیته متغیر تبدیل می كرد. در سال 1877 شركت تلفن بل را تأسیس كرد و از آن پس موفق به اختراعهای دیگری شد.

در سال 1879 میلادی (1258 شمسی) تامس آلوا ادیسون، مخترع آمریكایی راهی پیدا كرد تا بتواند جریان الكتریسیته را از نخ باریكی كه از كربن ساخته شده بود بگذراند. این نخ كربونی درون حبابی از شیشه قرار داشت، حباب شیشه ای كه از همه طرف بسته بود و راهی به خارج نداشت از هوا خالی بود و ادیسون گاز دیگری را وارد آن كرده بود. نخ كربونی، بر اثر جریان الكتریسیته داغ می شد و به رنگ سفید در می آمد و می درخشید. چون درون حباب هوا وجود نداشت، نخ كربونی نمی سوخت و همچنان می درخشید. به این ترتیب، ادیسون لامپ برق را اختراع كرد.

تامس آلوا ادیسیون Thomas Alva Edison) ، 1931-1847 میلادی ) مخترع آمریكایی بود. از كودكی سماجت عجیبی داشت كه از همه چیز سر در بیاورد. معلّمان او را غیر طبیعی می دانستند. مادرش نگذاشت كه دیگر به مدرسه برود. ادیسون به كتاب روی آورد و در دوازده سالگی در قطاری كه میان بندرهای ایالت میشیگان رفت و آمد می كرد به روزنامه فروشی پرداخت. سپس در همین قطار چاپخانه ای دایر كرد و هفته نامه ای انتشار داد.

با درآمدی كه از این راه بدست آورد آزمایشگاهی شیمیایی در واگون باری قطار پدید آورد. ولی چون سبب آتش سوزی در این واگون شد، مأموران ادیسون و آزمایشگاهش را از قطار بیرون انداختند. با این همه ادیسون بر اثر هوش و استعداد و كار و كوشش به شهرت و ثروت رسید. بیش از 1100 اختراع به نام او ثبت شده است كه گیرنده خودكار تلگراف، دستگاه ضبط صدا و دستگاه ضبط و تصویر و صدا كه به سینمای ناطق انجامید از آن جمله است. لامپ چراغ برق را در سال 1879 اختراع كرد.

با استفاده از الكتریسیته چیزهای شگفت انگیز بسیاری اختراع شد. امروز ما همه از جریان الكتریسیته استفاده می كنیم. جریان الكتریسیته را برای پخت و پز، گرم كردن و سرد كردن خانه ها ، منجمد كردن مواد غذایی و برای روشنایی به كار می بریم.

دستگاه های ماند ضبط صوت و رادیو و تلویزیون را به وسیله ی آن به كار می اندازیم. در دستگاه هایی مانند اتو و چرخ گوشت و نان برشته كن و مو خشك كن از آن استفاده می‌كنیم. مقدار مصرف الكتریسیته سال به سال افزایش می یابد. به همین سبب فرق میان شیوه ی زندگی ما و شیوه زندگی نیاكانمان روز به روز بیشتر می شود.

این ها همه نتیجه كنجكاوی مردم بسیاری است كه در طی قرن ها كوشیدند تا راز پدیده های طبیعی را دریابند و در این راه هرگز احساس خستگی نكردند.

دنیای حرفه و فن www.herfe-rszy.blogfa.com