Michael Faraday

[boxcigar]

(1791-1867) Bilimin öncüleri arasında, modern yaşam koşullarıüzerindeki etkisi bakımından, Faraday ile boy ölçüşebilecek bir başkaad kolayca gösterilemez. "Deneysel Bilimin Prensi" Faraday, bir ömüresığmayacak sayıda önemli pek çok çalışma ortaya koydu: Kimya,elektro-kimya, metalürji alanlarında pratik sonuçlarından bugün deyararlandığımız deneyler yaptı. Maden ocaklarında kullanılan Davylambasını geliştirmede katkıları oldu. Elektro-kimyadaki deneyleriylekendi adıyla bilinen elektroliz yasalarına ulaştı.

Deneysel olarak, bir maddeden geçen belli miktarda elektrik akımının, omaddenin bileşenlerinde belli miktarda bir çözülüme yol açtığınıgösterdi. Bu sonuç ilk elektrik sayaçlarının üretimine olanak verir.Faraday'ın bir başka önemli katkısı da "amper" denilen akım birimininkesin tanımım vermiş olmasıdır. Elektrolizde geçen "elektrot", "anot","katot", "elektrolit", "iyon" vb. terimleri de ona borçluyuz.

Faraday'ın yetişme koşullarına baktığımızda başarıları gözümüzde daha da büyümektedir.

Michael Faraday, Londra'da yoksul bir ailenin çocuğu olarak dünyayagelmişti. Babası demirci, annesi ev hizmetçisiydi. Kısa sürenöğreniminde okuma, yazma, bir miktar aritmetik öğrenmekle kalmıştı.

Henüz onüç yaşında iken bir kitapçının yanında çırak olarak çalışmayabaşlamıştı. Ancak çok geçmeden kitap ciltleme becerisini kazanır. Bu işona yaşamının büyük fırsatını sağlar. Boş bulduğu zamanlarım kitapokumakla, ilgilendiği konularda not almakla dolduran Michael, ustasınınsempati ve anlayışından da yararlanarak, eksik kalan eğitimini kendikendine tamamlama çabası içine girer.

Daha sonra yazdığı anılarında, "O sıra okuduklarım arasında ilgimi ençok iki kitap çekmişti," der. "Bunlardan biri elektrik konusunda banailk bilgileri sağlayan Britannica Ansiklopedisi, diğeri Jane Marcet'inKimya Üzerine Söyleşiler adlı kitabıydı". Bu kaynakların, onun düşünceyapısının kurulmasındaki önemi kesin, çünkü kimya ile elektrik yaşamıboyunca ilgilendiği başlıca iki konu olmuştur.

Faraday ondokuz yaşına geldiğinde, bilim merakı bir tutkuya dönüşmüş,kendi olanakları içinde ciddi deneylere bile koyulmuştu. 1812'de birmüşterinin sağladığı biletle, dönemin seçkin bilim adamı Sir HumphreyDavy'nin Kraliyet Enstitüsünde düzenlenen konferanslarına katılmaolanağı bulur. Burada dinledikleriyle öğrenme tutkusu daha derinleşenFaraday'ın bilimden kopması olanaksızdı artık.

Konferansta tuttuğu notlarla deneyleri ilişkin şekilleri bir kitaptatoplayarak asistanlık için Davy'ye başvurur. Davy'den beklediği yanıtıhemen alamazsa da ciltçilik işinde de daha fazla kalamazdı, artık! Kısabir süre için de olsa Faraday işsiz kalmıştı, ama umutsuz değildi. Birsüre sonra şans yüzüne güler: Kraliyet Enstitüsü'nden uzaklaştırılanbir asistanın yerine bir başkası alınacaktır. Davy, daha öncekibaşvurusunu hatırlayarak, Faraday'ı göreve çağırır.

Genç araştırmacı çok geçmeden giriştiği deneyleriyle yeteneğiniispatlar. Daha işe başladığı ilk yıl içinde deney sonuçlarımyayımlamaya, Enstitü'de ders vermeye başlar. Bu arada yeni evlendiğieşine hazırladığı sürpriz de ilginçtir: Bir Noel sabahı Faraday eşiniKraliyet Enstitüsü'ne götürür.

Bayan Faraday kendisini bekleyen Noel armağanının merak ve heyecanıiçindedir. Ama bulduğu yalnız kendisine değil tüm dünyaya verilen birarmağandır: elektrik akımıyla sürekli mekanik devinim sağlayan basitbir düzenek! Oyuncak trenlerden büyük elektrik lokomotiflerindekimakinalara değin bildiğimiz elektrik motorlarının ortaya konmuş ilkörneği.

Bilim çevrelerinde pek rastlanmayan bir hızla ün kazanan Faraday,1823'te Kraliyet Bilim Akademisi üyeliğine seçilir; bir yıl sonra daçalıştığı enstitüde laboratuvar direktörlüğüne atanır.

Faraday enstitünün başına geçtikten sonra da deneylerini sürdürmektengeri kalmaz; "Faraday yasaları" diye bilinen ilişkileri ortaya koyar.Bunlardan en önemlisi, bir maddeden geçen elektrik miktarıyla omaddeden ayrılan bileşenlerin miktarı arasındaki ilişkidir. Bununortaya koyduğu bir sonuç atomların yalnızca belli miktarlardaelektrikle bağıntılı olduğu olayıdır ki, bilimsel açıklaması ancakyüzyılımızın başında Rutherford'un atomun yapısını belirlemesiyleverilebilmiştir.

Faraday elektro-kimya alanındaki çalışmasıyla yetinseydi bile bilimtarihinde önemli bir yeri olacaktı. Ama onu bilimin öncüleri arasınasokan asıl başarısı elektromanyetik konusundaki buluşlarıdır.

19. yüzyılın başlarına gelinceye dek elektriğe gizemli bir olay gözüylebakılıyordu. Elektrik Benjamin Franklin için bir tür akışkandı.Kimisine göre ise, elektrik pozitif ve negatif olmak üzere iki değişikakışkandı. İlk kez Faraday elektriği bir "kuvvet" diye niteler.Elektrik gibi manyetizma da ilgi çeken, tartışılan bir konuydu; amaikisi arasındaki ilişki henüz bilinmiyordu.

1820'de Danimarkalı bilim adamı Hans Oersted, elektrik akımı taşıyanbir telin yakınındaki bir pusula ibresini devindirdiğini saptamıştı. Bugözlem pek çok deneylere, bu arada elektrik akımının manyetiketkilerine ilişkin Amper kuramına yol açar. Ancak bu konudaki asılaçıklama Faraday'ın mıknatısın elektriksel etkisini sezinlemesiylegerçekleşir. Buna göre, bir tel bobinde oluşan manyetik etki, ikincibir bobinde elektriksel etki olarak ortaya çıkmalıdır. "Elektromanyetikindüksiyon" denen bu olayı Faraday deneysel olarak 1831'de belirler.

[Bu Linki Görüntüleyebilmeniz İçin Üye Olmanız Gerekiyor]

Şekilde de görüldüğü üzere, ip ya da kumaş parçasıyla yalıtılmış demirbir halkanın karşıt yanlarına bakır telden iki bobin yerleştirilmişolsun. Bobinlerden birinin uçları bir batarya ve şaltere, diğerininuçları ise altında mıknatıslı bir ibre olan kuzey - güneydoğrultusundaki bir tele bağlandığında, birinci bobinden elektrikakımının geçmesiyle mıknatıslı ibrenin devindiği görülür.

Bu, bir anlık olan akımın ikinci telde mıknatısın etkisiyle oluştuğudemektir. Oysa akım sürekli olursa ikinci telde öyle bir akım oluşmaz,ancak akım kesildiğinde mıknatıslı ibrenin bu kez ters yönde devindiğigörülür. Bu da ikinci bobinde bir anlık ama tersine bir akımın oluştuğudemektir. Birinci bobinden geçen akım demir halkayı mıknatıslamakta, buise ikinci bobinde elektrik akımına yol açmaktadır.

Aynı ilişkiyi değişik deneylerle de ortaya koyan Faraday, bir başkadeneyinde çok büyük bir mıknatısın kutupları arasında bir bakır diskdöndürür. Diskin kenarlarıyla dingili arasındaki akımın sürekli olduğugörülür. Bu sonuçta da ilk basit dinamo örneğini bulmaktayız.

Faraday'a bilimde üstün konum sağlayan bir diğer önemli katkısı dabilime alan kavramını kazandırmış olmasıdır. Bu kavram yalnızelektromanyetik kuramın değil, Einstein'ın genel görecelik kuramının daiçerdiği bir kavramdır.

Faraday'ı kavramı belirlemeye yönelten basit deneye bakalım: üzerindedemir kırıntıları olan bir kartı mıknatıs üstünde tutup hafifçefiskelediğimizde kırıntıların mıknatısın kuzey -güney kutuplarınıbirleştiren birtakım çizgiler oluşturduğu görülür.

Faraday bu çizgilere, "manyetik güç çizgileri" demişti. Bu şekildeoluşan çizgiler, mıknatısı çevreleyen manyetik alanı temsil etmekte,çizgilerin yönü ise manyetik alanın yönünü göstermektedir. Ayrıca,çizgilerin biribirine yakınlığı manyetik alanın güçlü, çizgilerinbiribirine uzaklığı manyetik alanın zayıf olduğu demektir.

Manyetik güç çizgilerinin bir devre tarafından kesilmesiyle elektrikakımının indükleneceğini belirten Faraday, uzayda da elektrik yüklü birnesneyi çevreleyen manyetik güç çizgilerine benzer elektrik güççizgilerinin olduğu kanısındaydı. Üstelik, elektrik güç çizgisinin birpozitif yükten ona denk bir negatif yüke uzandığını düşünüyordu.Deneysel olarak da, bir tür elektrik indüklenirken, ona denk bir başkatür elektrik indüklenmesinin kaçınılmaz olduğunu göstermişti.

Örneğin, ipekle ovulan kuru bir cam parçası pozitif yük kazanır,elektrik güç çizgileri de camdan eşit negatif yük taşıyan çevresineuzanır.

Faraday bir atılım daha yaparak mıknatısın ışık üzerinde etkioluşturabileceği hipotezini ortaya koymuş, uzun deneylerden sonraışığın gerçekten etkilendiğini kanıtlamıştı. Bilindiği gibi polarizeışık bir manyetik alan aracılığıyla döndürülebilmektedir. AncakFaraday'ın belirlediği bu olguyu dönemin fizikçileri bir türgörmezlikten gelmişlerdi.

Faraday buluşlarının pratik sonuçlarıyla pek ilgilenmiyordu. Ama buonun o sonuçların önemini kavramaktan uzak kaldığı demek değildi.Nitekim dönemin, başbakanı ona dinamonun ne işe yarayabileceğinisorduğunda, "Bilmiyorum, ama hükümetinizin bir gün ondan vergisağlayabileceğini söyleyebilirim," demişti.

Faraday'ın övgüye değer bir özelliği de bilimi halkın anlayacağı dil vedüzeyde yayma çabasıdır. Kraliyet Enstitüsü'nde halk için düzenlediğiyıllık konferans ve dersler bugüne dek sürüp gelmektedir. Faraday büyükilgi toplayan konferanslarından bir bölümünü yaşamının son yıllarındaMumun Kimyasal Tarihi adı altında bir kitapta toplayarak çocuklar içinyayımlama yoluna bile gider.

Faraday'ın matematik bilgisi buluşlarını matematiksel olarak dilegetirmek için yeterli değildi; ama nitel de olsa deney sonuçlarınıaçıklayan bir kuramı vardı. Bu kuramın matematiksel olarak işlenmesigeçen yüzyılın büyük fizik bilgini James Clerk Maxwell'i bekleyecektir.