Modern Dünyamızı Şekillendiren Bir Deha: Michael Faraday

Faraday’ın elektrik ve manyetizma alanlarındaki deneyleri, bugünün elektriğe bağımlı endüstrisinin tamamının temelini oluşturur. Doğru dürüst bir üniversite eğitimi bile almamış bu Britanyalı bilim insanı elektriğin babası olarak anılmayı sonuna kadar hak etmiştir.

Michael Faraday 1791’de yoksul bir demircinin oğlu olarak dünyaya geldi. Ailesi Sandemancılar diye bilinen, basit bir yaşamla yetinmeye inanmış, konformizme karşı bir dini mezhebin üyesiydi. Parasal zenginliğin dine aykırı olduğunu ve Tanrı’nın yasalarının doğada “yazılı”olduğunu düşünüyorlardı. İnsanlığın doğal olayları inceleyerek, yani “okuyarak” Tanrı’nın gerçek özelliklerini keşfedebileceğine inanıyorlardı. Michael Faraday yaşamı boyunca sofu bir Sandemancı olarak kaldı. Dinsel inancının bilimsel çalışmaları üzerindeki güçlü etkisiyle, deneysel yaklaşımını kararlılıkla korudu.

Faraday on üç yaşında okuldan ayrıldı ve Londra’da bir işe girdi. Kitapçı ve ciltçi George Ribeau için gazete dağıtıcılığı yapıyordu. Çocuğun çalışma şevkinden çok etkilenen Ribeau, 1805’te ona yedi yıl sürecek bir çıraklık önerisinde bulundu. Faraday öneriyi kabul etti; ne de olsa bu, yeni bir zanaat öğrenmek için iyi bir fırsattı. Daha da önemlisi, bu iş sayesinde elinden değişik konularda pek çok kitap gelip geçti; bazılarını büyük bir ilgiyle baştan sona okudu. Genç Faraday için, bilgiye giden bir kapı açılmıştı.

Özellikle de kimya üzerine yazılar onu çok heyecanlandırıyordu. Genç yaşına ve aldığı pek az okul eğitimine rağmen, Faraday’ın kimya ve fiziğe ilgisi gelişiyordu. Çıraklığı sırasında Faraday, Ribeau’nun da izniyle ciltçi dükkanının boş bir odasında basit bilimsel deneyler de yapıyordu. Bu basit deneyler Faraday’a azımsanmayacak bir el becerisi kazandırdı. Geliştirdiği bu ustalık ileride elektrik ve manyetizma üzerine yapacağı bilimsel araştırmalara da damgasını vuracaktı.

1810’dan başlayarak Londra Kenti Felsefe Topluluğu’nda yapılan konferanslara ve tartışmalara katılmaya başladı. O dönemin bilim insanları zamanın popstarları gibiydi, yaptıkları konuşmalara büyük ilgi gösteriliyordu. Bir yandan sürdürdüğü yoğun okumayla beraber, bu toplantılar Faraday’a temel kimya ve fizik konusunda sağlam bir temel kazandırdı.

1812 yılında zamanın en ünlü bilim insanlarından biri olan kimyacı, Humphry Davy’nin konferansına katılması da hayatının dönüm noktalarından birisi olacaktı.

Faraday katıldığı bu konferanstan o kadar etkilendi ki, konuşmaları yazıya döktü, ciltledi ve Davy’ye gönderdi. Davy Faraday’ın coşkusundan etkilenmişti. Faraday’la bir görüşme yaptı ama iş teklifinde bulunmadı; tersine ciltçiliğe devam etmesini önerdi. Ne var ki Davy kısa bir süre sonra, bir laboratuvar kazası yüzünden geçici bir süre kör oldu ve Faraday’ı yanında not tutması için işe aldı. devamında da Faraday’a asistanlık teklif etti.

21 yaşındaki Faraday özdenetimi, sorumluluk duygusu ve bilgi tutkusuyla Michael Faraday, en büyük bilim adamlarından birinin laboratuvarına adım atmıştı artık. Gerçekten de, Davy’nin en büyük keşfinin Faraday olduğu söylenir.

Hiç üniversiteye gitmemiş olduğundan, Faraday’ın eğitiminde hala çok büyük eksiklikler vardı. Davy’nin yanında çalışmaya başladığı yıl birlikte Avrupa turuna çıktılar. Faraday bu yolculukta Ampere ve Volta da dahil dünyanın en iyi kimyacılarından bazılarıyla tanıştı. On sekiz ay süren bu tur sırasında Davy hergün Faraday’a ders verdi; bu da muhtemelen Faraday’ın üniversite eğitimi açığını fazlasıyla kapadı.

1820’ye gelindiğinde Michael Faraday artık yetkin bir deneyci ve doğaya tamamen kendine özgü bir bakışı olan bir bilim insanı olmuştu. Tarihte yapılmış en büyük bilimsel buluşları yapacak ve ismi insanlığın gelişim tarihine hiç silinmemecesine kazınacaktı.

Sir Humpry Davy, o dönemlerde asistanı Faraday’la birlikte elektromanyetizma üzerine deneyler yapmaya başlamıştı, böylelikle Faraday’ın da konuya duyduğu merak iyice arttı. 1821’de Faraday elektromanyetik dönme adı verilen olguyu keşfetti. Elektrik akımının bir teli mıknatıs etrafında döndürebildiği, diğer yandan da bir mıknatısın başka bir tel etrafında döndüğü bir aygıt icat etmişti.

Faraday
Faraday’ın elektromanyetik dönmeyi ispatlayan aygıtı. Elektrik akımı verilerek, sol taraftaki mil üzerine oturtulmuş mıknatısın sabit tel çevresinde dönmesi sağlanırken, sağ taraftaki serbest tel sabit mıknatısın çevresinde dönüyor.

O zamana kadar hiç kimse elektrik akımından sürekli hareket üretmeyi başaramamıştı. Faraday, bir pilin ürettiği elektrik enerjisini mekanik enerjiye (yani telin ve mıknatısın hareketine) dönüştürmüştü.

Faraday’ın elektromanyetik dönme aygıtı aslında günümüz teknolojisinin büyük ölçüde bağımlı olduğu elektrik motorunun ilk örneğiydi. Bu basit aletin zaman içerisinde bu kadar geniş kapsamlı sonuçları olması inanılmazdır. Belki daha da şaşırtıcı olan, Faraday’ın ilk elektrik motorunu yapma nedeninin neredeyse tamamen, elektromanyetizmaya hükmeden doğanın yasalarını anlayabilme arzusundan kaynaklanıyor olmasıdır. Fiziğin peşinden gitmesi, beklenmedik ve çok büyük bir fayda sağlamıştır.

Elektriğin manyetik alan yaratabildiği artık bilindiğine göre, Faraday manyetizmadan elektrik üretme olasılığı üzerine kafa yormaya başlamıştı. 10 yıl kadar süren deneylerin sonucunda, 1831 ‘de Faraday insanlığa büyük etkisi olacak başka bir aygıt geliştirdi. Yine çok basit bir yapısı olan bu alet, ilk elektrik transformatörüydü. Elektriğin önceden mümkün olandan çok daha fazla miktarda üretilebilmesini sağlamıştı.

Transformatörler günümüzde bütün dünyada, binlerce elektrikli araçta kullanılıyor. Onların sayesinde santrallarda üretilen yüksek voltajlı elektrik, yine onlar sayesinde evlerimizde tehlikesizce kullanabileceğimiz düşük voltajlara çevriliyor.

Faraday’ın transformatörü. Demir halka üzerine sarılan yalıtılmış tel bobinden (A) akım geçiriliyor. Akım tekrar tekrar verilip kesilerek, yine yalıtılmış telden yapılma ikinci bobinde (B) bir akım yaratılıyor.

İlk transformatör çalışmasının ardından, Faraday deneylerine devam etti ve sonunda manyetik bir alandan dolaysız olarak (yani bu kez etkileşimi başlatmak için bir elektrik kaynağına başvurmadan) elektrik akımı elde etmeyi başardı.

Faraday’ın manyetoelektrik indüksiyonu açıklamak için kullandığı aygıt. Bir mıknatıs galvanometreye bağlı tel bobine sokulup çıkarılıyor. bu hareket de bobinde bir elektrik akımı başlatıyordu.

Faraday bu çalışmalarla ilgili şöyle yazdı: “Sanırım, yaptığım çeşitli deneyler bildiğimiz manyetizmadan elektrik üretilebileceğini kuşkuya yer bırakmayacak biçimde kanıtlıyor.” Mıknatıs kullanarak elektrik üretme işini tanımlamak için de manyetoelektrik indüksiyon terimini ortaya attı. Bu deneylerden kısa bir süre sonra Faraday, mıknatıstan sürekli elektrik akımı elde edebileceği bir makine icat etti.

Aslında bu alet ilk dinamo idi: Yani (bakır diskin dönmesini sağlayan) mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren makine.

Manyetoelektrik indüksiyon tarihte ilk kez pil kullanmaya gerek kalmadan elektrik üretmeyi mümkün kıldı. Faraday’ın yaşadığı yıllarda piller pahalı ve ağırdı, üstelik sık sık değiştirilmeleri gerekiyordu. Manyetoelektrik indüksiyon her şeyi değiştirdi.

Faraday’ın dinamosu, Bakır bir disk kuvvetli bir mıknatısın kutupları arasında elle döndürülerek sürekli bir elektrik akımı üretiliyor.

Faraday maddeyi anlamamıza da büyük katkılarda bulundu. Yaptığı elektroliz çalışmaları, yani sıvı maddeleri içlerinden elektrik akımı geçirerek kimyasal olarak ayrıştırma süreci, onun adıyla anılan iki elektroliz yasasının doğmasına yol açtı. Atomlarla elektrik arasında bağ kuran bu buluşlar, izleyen yıllarda atomun yapısının ve kimyasal tepkimelerin anlaşılmasında çok önemli rol oynayacaktı.

Elektromanyetizma ve elektroliz çalışmalarının yanı sıra, Faraday başka önemli buluşlar da yaptı. Örneğin, sabit bir gaz olarak bilinen kloru sıvılaştırabilen ilk insan oldu. Sonraki yıllarda özellikle boya ve ilaç endüstrisinde önemli yer tutacak benzeni keşfedip yalıttı ve kimyasal bileşimini saptadı. Karbonla klor bileşikleri elde etmeyi başaran ilk bilim insanıydı. Çelik alaşımları üzerine yaptığı araştırmalar, çağımızdaki alaşım araştırmalarının temelinin oluşmasına katkıda bulundu.

1845’te, artık ellili yaşlarının ortalarındayken diyamanyetizmayı, yani manyetik olmadığı düşünülen birçok maddenin (örneğin cam) bir elektromıknatısın kutuplarının yakınlarına asıldıklarında aslında az miktarda mıknatıslandığını keşfetti. “Faraday Etkisi”, yani bir manyetik alanın polarize bir ışın demetine etkimesi de yaptığı sayısız buluştan biriydi.

Faraday’ın elektromanyetizmanın fiziksel doğasına dair fikirleri, çok önemli bir kuram olan elektromanyetik ışık kuramını geliştiren fizikçi James Clerk Maxwell için esin kaynağı oldu

Birçok elektrik ölçüm birimine Faraday’ın onuruna onun adı verilmiştir:
gınlaştırma alanlarında saygın birçok ödül Faraday’ın adını taşır. Kendisi elektrik mühendisliği mesleğinin kurucusu olarak da bilinir.

Faraday’ın bilime ve topluma çok büyük katkıları oldu. Bununla beraber, kendisi hep doğaya aşık ve gerçeği arayan, meraklı bir bilim adamı olarak kaldı. Araştırmalarını en saf düzeyde sürdürmeyi istediğinden şövalye unvanını reddetti ve kazançlı olabilecek birçok danışmanlık teklifini geri çevirdi. İstediğinin ölene dek “sıradan Bay Faraday” olarak kalmak olduğunu söyledi.

Kaynak:
Frank Ashall – Olağanüstü Buluşlar, syf: 1-16

Matematiksel

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu
Kapalı