← Fizik

Bir Ciltçi Çırağından Elektrik Çağına: Michael Faraday

On dokuzuncu yüzyılın başında Londra'da, yoksul bir demircinin oğlu olan genç Michael Faraday, bir ciltçinin yanında çıraklık yapıyordu. Faraday'ın düzenli bir okul eğitimi alma şansı olmamıştı. Ancak ciltlemek için dükkâna getirilen kitapları okuyarak kendini yetiştirdi. Özellikle bir ansiklopedideki elektrik maddesi ve kimya üzerine yazılmış bir kitap, onda bilime karşı derin bir tutku uyandırdı. Bu çırak, ilerleyen yıllarda bilim tarihinin en büyük deneysel fizikçilerinden biri olacaktı.

Faraday'ın hayatını değiştiren fırsat, bir müşterinin ona Kraliyet Enstitüsü'nde ünlü kimyacı Humphry Davy'nin konferanslarına katılması için bilet hediye etmesiyle doğdu. Faraday, konferanslarda tuttuğu notları özenle temize çekti ve ciltleyerek Davy'ye gönderdi. Bu notlar Davy'yi etkiledi. Bir süre sonra Davy'nin laboratuvarında bir asistanlık pozisyonu boşaldığında, bu görev Faraday'a verildi. Faraday, başlangıçta laboratuvar şişelerini yıkamak gibi basit işler yapıyordu; ancak kısa sürede yetenekleriyle dikkat çekti.

Faraday'ın en önemli çalışmaları, elektrik ile manyetizma arasındaki ilişki üzerineydi. 1820 yılında Danimarkalı fizikçi Hans Christian Ørsted, bir telden elektrik akımı geçtiğinde yakındaki bir pusula iğnesinin saptığını keşfetmişti. Bu keşif, elektrik akımının manyetik bir etki oluşturduğunu gösteriyordu. Faraday, bu keşfin tersinin de mümkün olup olmadığını merak etti. Eğer elektrik manyetizma üretebiliyorsa, manyetizma da elektrik üretebilir miydi?

Faraday bu soruyla yıllarca uğraştı. Durgun bir mıknatısın yanına yerleştirilen bir telde akım oluşmuyordu. Sonunda 1831 yılında kritik bir keşif yaptı. Bir tel bobininin içine bir mıknatıs sokup çıkardığında, telde kısa süreli bir elektrik akımı oluştuğunu gözlemledi. Akım yalnızca mıknatıs hareket ederken ortaya çıkıyordu. Mıknatıs durduğunda akım da kesiliyordu. Başka bir deyişle elektrik akımı, mıknatısın kendisinden değil, manyetik alandaki değişimden kaynaklanıyordu. Bu olaya elektromanyetik indüksiyon adı verildi.

Bu keşif, modern dünyanın enerji altyapısının temelini oluşturur. Bugün elektrik santrallerindeki jeneratörler, Faraday'ın keşfettiği ilkeye göre çalışır. Bu jeneratörlerde, buhar, su ya da rüzgârın döndürdüğü türbinler, büyük tel bobinlerinin içinde mıknatısları ya da mıknatısların arasında bobinleri döndürür. Bu dönme hareketi, manyetik alanın sürekli değişmesine ve bobinlerde elektrik akımı oluşmasına yol açar. Evlerimize ulaşan elektriğin büyük bölümü bu yöntemle üretilir.

Faraday, elektrik motorunun ilk örneklerinden birini de geliştirdi. Bu düzenekte elektrik akımı taşıyan bir tel, bir mıknatısın çevresinde sürekli olarak dönüyordu. Elektrik motorları, jeneratörlerin tersi bir ilkeyle çalışır ve elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştürür. Bugün çamaşır makinelerinden elektrikli araçlara kadar sayısız cihaz, bu ilkeye dayanan motorlarla çalışmaktadır. Transformatörler de Faraday'ın indüksiyon ilkesinden yararlanarak elektriğin gerilimini değiştirir.

Faraday'ın düşünce dünyasına yaptığı en önemli katkılardan biri, alan kavramıydı. Faraday, matematik eğitimi almamış olmasına karşın olayları zihninde canlı görüntülerle düşünmeye yatkındı. Mıknatısların çevresindeki uzayı, kuvvet çizgileriyle dolu bir bölge olarak hayal etti. Bir mıknatısın üzerine serpilen demir tozlarının oluşturduğu desenler, bu kuvvet çizgilerini görünür kılıyordu. Faraday'a göre kuvvetler, boş uzayda anında etki etmiyor, uzayı dolduran bu alanlar aracılığıyla iletiliyordu.

Faraday'ın bu sezgisel fikirleri, onun matematik bilgisinin sınırlı olması nedeniyle başlangıçta pek çok bilim insanı tarafından ciddiye alınmadı. Ancak İskoç fizikçi James Clerk Maxwell, Faraday'ın alan kavramını matematik diline çevirerek elektrik ve manyetizmayı birleştiren ünlü denklemlerini geliştirdi. Maxwell, kendi çalışmalarının büyük ölçüde Faraday'ın fikirlerine dayandığını açıkça belirtmiştir. Alan kavramı bugün fiziğin en temel kavramlarından biri olarak kabul edilir.

Faraday, kimyaya da önemli katkılarda bulundu. Benzen adlı önemli bir organik bileşiği keşfetti ve elektrik akımının kimyasal maddeleri nasıl ayrıştırdığını açıklayan yasaları ortaya koydu. Bu alanda bugün kullanılan elektrot, anot, katot ve iyon gibi pek çok terim, Faraday'ın önerisiyle bilim diline girmiştir.

Faraday, bilimi halka anlatmaya da büyük önem verdi. Kraliyet Enstitüsü'nde çocuklar için Noel dönemlerinde konferanslar düzenlemeye başladı. Bu konferansların en ünlüsü, bir mumun yanmasını konu alıyordu ve daha sonra kitap olarak yayımlandı. Faraday'ın başlattığı bu gelenek, günümüzde de sürdürülmektedir.

Faraday, kendisine sunulan pek çok onur ve unvanı alçakgönüllülükle geri çevirdi. Bir ciltçi çırağından modern elektrik çağının mimarlarından biri olmaya uzanan yaşamı, merakın ve azmin, imkânsızlıkların ötesine geçebileceğini gösteren ilham verici bir öyküdür.

Okuduğunu sına

ÖSYM tarzı
Soru 1Bu metne göre Faraday'ın 1831 yılındaki deneyinden çıkan temel sonuç aşağıdakilerden hangisidir?
Soru 2Bu metinde Faraday ile Maxwell arasındaki ilişkiyle ilgili olarak vurgulanan düşünce aşağıdakilerden hangisidir?