معرفی کتاب: پیدایش الکتریسیته

پیدایش الکتریسیته کتابی است از چارلی ساموئلز از مجموعه داستان‌های شگفت‌انگیز علم. در قرن نوزدهم، نقطۀ عطف‌های علمی زیادی رخ داد. با پایان یافتن این قرن، دانشمندان پاسخ بسیاری از پرسش‌های خود را به دست آوردند. پرسش‌هایی که ابتدا دربارۀ پاسخ آن‌ها فقط حدس‌هایی می‌زدند. انسان‌ها از کجا آمده‌اند؟ موجودات زنده چگونه ویژگی‌هایشان را از والدینشان به ارث می‌برند؟ عمر زمین چقدر است؟ اجزای سازندۀ مواد چیست؟ بیماری چگونه پخش می‌شود؟ و سرشت الکتریسیته چیست؟ تا سال ۱۹۰۰، پژوهشگران برخی پاسخ‌ها را یافتند که حتی امروزه نیز تا حدود زیادی پذیرفته شده‌اند. در دهه‌های اول این قرن، مانند دهه‌های گذشته، بسیاری از دانشمندان، آماتورهایی علاقه‌مند بودند؛ اما در پایان این قرن، علم به‌طور فزاینده‌ای تخصصی شده بود و آزمایش‌های علمی در آزمایشگاه‌های دانشگاه‌ها به‌دست دانشمندانی حرفه‌ای انجام می‌شد. در سال ۱۸۲۳، فاراده، فیزیک‌دان و شیمی‌دان مشهور، گاز کُلر را در لوله‌ای سربسته، با گرما دادن، به مایع تبدیل کرد. تا پیش از آن فقط دو گاز مایع شده بودند. در سال ۱۸۲۵، فاراده بنزن را کشف کرد. در سال ۱۸۳۴، توجه‌اش به الکترولیز جلب شد، یعنی فرآیندی که طی آن جریان الکتریکی در یک محلول (الکترولیت) از میان دو الکترود می‌گذرد و باعث تغییر شیمیایی می‌شود. معمولاً در هریک از الکترودها گازی تولید می‌شود، یا فلزی روی الکترود با بار منفی (کاتد) رسوب می‌کند. فاراده با این آزمایش‌ها به قوانین الکترولیز دست یافت: ۱- مقدار تغییر شیمیایی با مقدار الکتریسیته متناسب است. ۲-میزان تغییر (که توسط مقدار ثابتی الکتریسیته ایجاد می‌شود) در موارد مختلف با وزن هم‌ارز آن ماده متناسب است. در فیزیک، هم فاراده اولین موتور الکتریکی ابتدایی را در سال ۱۸۲۱ ساخت. زمانی که دودکش‌های کارخانه‌ها بر فراز شهرهای صنعتی عَلَم شدند. سازندگان، کارخانه‌داران و تولیدکنندگان برای کسب منفعت و برتری تجاری همواره دنبال بهبود فناوری بودند. پیدایش الکتریسیته گام مهمی در امتداد این مسیر بود.

قسمتی از کتاب پیدایش الکتریسیته:

در سال ۱۷۹۱، لوییجی گالوانی، پزشک ایتالیایی، موضوعی به نام الکتریسیتۀ حیوانی را گزارش کرد. او هنگام تشریح قورباغه‌ای مرده متوجه شد عضلات حیوان وقتی با دو فلز متفاوت تماس پیدا کنند، می‌پرند. در سال ۱۸۰۰، کنت آلساندرو ولتا، فیزیکدان ایتالیایی، به جای بافت حیوانی، صفحۀ مقوایی قرار داد که در محلول نمک فرو برده شده بود. او قطعه‌ای مس یا نقره در یک طرف صفحۀ مقوا قرار داد و قطعه‌ای روی در دیگر آن. سیم‌هایی که به این صفحات فلزی متصل می‌شدند، حامل جریان الکتریکی بودند. ولتا کشف کرد با ساختن توده‌ای از چنین صفحاتی برای تشکیل یک باتری ولتایی (اولین باتری واقعی)، می‌توان به ولتاژهای بالاتری دست یافت. امروزه دانشمندان چنین باتری‌ای را سلول اولیه می‌نامند. دو قطعه فلز، الکترود هستند و محلول بین آن‌ها الکترولیت است. در سال ۱۸۳۶، جان دنیل، شیمی‌دان انگلیسی، سلول اولیه با بازدهی بیشتری ساخت. جریان در این سلول نسبت به سلول ولتا، باثبات‌تر بود و مشکل قطبش یعنی تشکیل حباب‌های هیدروژن روی الکترود مس که در نهایت سبب می‌شد سلول ولتایی از کار بیفتد، حل شده بود. در سال ۱۸۶۶، ژرژ لکانشه، مهندس فرانسوی، سلول لکانشه را اختراع کرد که نوعی باتری بود و مشکل قطبش نیز نداشت. در این باتری از الکترولیتی از آمونیوم کلرید استفاده می‌شد. این باتری ۱٫۵ ولت بار الکتریکی تولید می‌کرد. باتری‌های خشک متداول امروزی همین سیستم را دارند.