معنی الکتریسیته

[ اِ لِ سی تِ ] (فرانسوی، اِ) مأخوذ است از کلمهٔ ایلقطرون (الکترون) بمعنی کهربا یا عنبر اشهب . (یادداشت مؤلف). الکتریسیته نام یکی از شکلهای انرژی است که بر اثر مالش دو جسم یا عمل مکانیکی چون تراکم و یا حرارت به بعضی از اجسام بلورین و امثال آن ایجاد میشود. ظهور الکتریسیته یا از طریق جذب و دفع و یا ایجاد عمل مکانیکی و حرارتی و یا عمل شیمیایی است که در مدار خود ایجاد می کند. مطالعهٔ آن در علم فیزیک بعمل می آید؛ و مبحث الکتریسیته یکی از مباحث و شعب علم فیزیک می باشد، و با مطالعهٔ آن میتوان به پدیده های زیادی در طبیعت پی برد. {aتاریخچهٔ الکترواستاتیک :a} پدیدهٔ الکتریک از دیرباز به عنوان خاصیت کهربایی معلوم بشر بوده است. این خاصیت که بر اثر مالش کهربا بدست می آید موجب می شود که کهربا اجسام سبک بسیار کوچک چون پر کاه یا پر و یا ورقهای بسیار نازک طلا و نقره را جذب کند. دانشوران قدیم یونان از زمان کهن پی به این نیرو بردند و بخصوص تالس ملطی در قرن هفتم ق.م. آن را در نوشته های خود تذکر داده است. البته هندوان کهن نیز مدتها بود که متوجه شده بودند که اجسام بلورین موجب خاکسترهای گرم میشوند یعنی پدیدهٔ پیرو الکتریسیته . در قرون وسطی بر اطلاعات بسیار ساده و قدیمی یونان چیزی درین زمینه اضافه نشد و معلومات بشری تا قرن شانزدهم میلادی در این باب همان بود که یونانیان بیان داشته بودند. ژیلبرت انگلیسی (۱۵۴۴ -۱۶۰۳م.) به خاصیت جذب و دفع در اجسام زیر پی برد، و ملاحظه کرد که شیشه، سقز، گوگرد و چند جسم دیگر الکتریسیته زا می باشند و در ضمن عایق نیز هستند و برعکس این اجسام، فلزات خاصیت تولید الکتریسیته ندارند و فقط قابلیت انتشار آن را دارا می باشند یعنی هادی اند نخستین ماشین الکتریکی از طریق اتوفن گریک (۱۶۰۲ -۱۶۸۶) اختراع شد، و او برای این منظور گوی گوگردی ساخت که می توانست در حول خود بچرخد و بر روی این گوی دست آدمی قرار داشت تا مسألهٔ مالش که از ذاتیات الکتریسیته است تحقق یابد. او بر اثر اصطکاک ازین طریق موفق شد نخستین جرقهٔ الکتریکی را بدست آورد. سپس گریک نشان داد که اشیاء مجذوب همواره پس از برخورد با جسم جذب کننده از یکدیگر دفع میشوند. به سال ۱۷۲۷ م. گری (۱۶۷۰ - ۱۷۳۶) اثبات کرد که اجسام هادی چون عایق شوند خاصیت الکتریکی یعنی کهربایی پیدا میکنند. وی همچنین پی برد که بعضی از اجسام بر اثر تماس با جسمی که خاصیت کهربایی دارد خاصیت کهربایی پیدا میکنند، و نشان داد که بموجب خاصیت هادی بودن بعض جسم ها میتوان الکتریسیته را بنواحی بسیار دور برد. آنگاه دوفی (۱۶۹۸ -۱۷۳۹) مطالبی را که «گری» بیان کرده بود تأیید کرد و نشان داد که امکان خاصیت کهربایی یافتن در همهٔ اشیاء موجود است که از آن جمله بدن آدمی است. او ضمناً پی برد که الکتریسیته ای که از طریق پاندول الکتریکی با شیشه و سقز بدست می آید از یک جنس نیست و برای تشخیص این دو جنس از یکدیگر الکتریسیتهٔ حاصل از شیشه را الکتریسیتهٔ مثبت و از آن سقز را الکتریسیتهٔ منفی نام گذاشت. به سال ۱۷۴۶ م. پترفن موسکن بروک ذخیرهٔ الکتریکی را با کشف باتری لید امکان پذیر ساخت. ماشینهای الکتریکی پس از این اختراعات کم کم کامل شدند و انواع و اقسام آنها بمیدان عمل و آزمایش آمدند که از آن جمله است ماشین هوکس بی با سیلندرهای شیشه ای (سال ۱۷۰۹ م.) و ماشین وینکلر که سیلندرهایش بین بالشک هایی برای مالش قرار می گرفت (سال ۱۷۶۶ م.) و ماشین رامسدن که صفحه های آن شیشه ای بود (سال ۱۷۶۸ م.) فرانکلین (۱۷۰۶ -۱۷۹۰ م.) به قدرت میله های نوک تیز در پدیدهٔ الکتریک پی برد و آن را در مقابل آذرخش (برق) و مقاومت در قبال آن بکار بست و با کمک بادبادک در الکتریسیتهٔ ابرها مطالعه کرد. کانتن (۱۷۱۸ -۱۷۷۲ م.)۱۷۵۴ م. خاصیت الکتریکی شدن را از طریق تحت نفوذ قرار گرفتن دریافت و در این زمینه مطالعات دقیقی کرد، در این ایام که کشفیات پشت هم به بازار می آمد تئوریها نیز یکی پس از دیگری قوام می گرفت و به صاحبنظران عرضه میشد، واتسن (۱۷۱۰ -۱۷۸۷ م.) و فرانکلین اعلام کردند که مالش اجسام، الکتریسیته ایجاد نمیکند بلکه مالش موجب می شود که در اجسام مالش خورده تغییر توزیعی پدید آید، یکی الکتریسیته از دست می دهد و دیگری آن را می پذیرد و به دست می آورد. سیمر به سال ۱۷۵۶ م. فرضیهٔ وجود دوفلوئید الکتریکی را انتشار داد. مطالعات چندی (کمی) در زمینهٔ الکتریسیته نخستین بار از طریق کولن (۱۷۳۶ -۱۸۰۶ م.) انجام گرفت. او با وسیلهٔ اندازه گیری خود جذب و دفعهای الکتریکی را اندازه گرفت و نشان داد که آنها بستگی با نسبت عکس مربع فواصل خود دارند. سپس او نشان داد که خاصیت الکتریکی شدن هادیها رویه ای است یعنی بستگی به سطح آنها دارد و نیز طرز پخش و پذیرش الکتریک آنها را کشف و معین کرد. نتایج عملی کارهای کولن بعدها از طریق تحلیلی بوسیلهٔ لاپلاس (۱۷۴۹ -۱۸۲۷ م.)، بیو (۱۷۷۴ -۱۸۶۲ م.)، گوس (۱۷۷۷ -۱۸۵۵ م.) و پواسن (۱۷۸۱ -۱۸۴۰ م.) تأیید و تبیین شد و در این میان فرضیهٔ فارادی (۱۷۹۱ -۱۸۶۷ م.) را می توان برترین کار الکترواستاتیک دانست. تکامل در ماشینهای مؤثر با قدرتهای زیاد بستگی به کار هولتز (۱۸۳۶ -۱۹۱۳ م.) و ویمشورس (۱۸۳۲ -۱۹۰۳ م.) دارد و در این اواخر مربوط به زحمات وان دوگرآف (۱۹۳۵ م.) و فلیسی (۱۹۴۶ م.) و مدیون کوشش آنان است و نیز خازنهایی با ظرفیت بسیار برای اختراع الکترومترهای بسیار حساس تعلق به زحمات تامسن (۱۸۲۴ -۱۹۰۷ م.) و لیپمن (۱۸۴۵ -۱۹۲۱ م.) دارد. در خاتمهٔ بحث بی مورد نیست که از کشف پیزو الکتریسیته به وسیلهٔ ژ. کوری در سال ۱۸۸۰ م. یادی شود. الکتروسینتیک : به سال ۱۷۹۰ م. گالوانی (۱۷۴۷ -۱۷۹۸) متوجه شد که برخورد دو فلز مختلف در عضلات قورباغه ایجاد انقباض می کند. ولتا (۱۸۲۷ -۱۸۴۵) ثابت کرد که این اثر در عضلات قورباغه خاصیت الکتریکی است که بواسطهٔ اصطکاک دو فلز مختلف ایجاد میشود. پس از اعلام این نظر بوسیلهٔ ولتا بین او و گالوانی بحث جدی درگرفت و سرانجام آن بحث ولتا را۱۸۰۰ م. موفق به کشف پیل معروف کرد و به موجب این کشف باب علم جریان الکتریک افتتاح گردید. دستگاه ولتا اجازه داد که نیکلسن و کارلیسل در ظرف همان سال آب را تجزیه کنند. تنارد (۱۷۷۷ -۱۸۵۷) بسال ۱۸۰۱ م. بیان کرد که جریان حاصل از تخلیهٔ خازن چون از سیم فلزی بگذرد موجب نور و تابندگی شدید میشود. در ۱۸۰۷ م. داوی (۱۷۷۸ -۱۸۲۹) فلزات قلیایی را بوسیلهٔ الکترولیز از هم جدا ساخت و نیز در ۱۸۱۳ م. قوس الکتریکی را کشف کرد. گوترو و ولاستن در سال ۱۸۰۲ م. به همقطب شدن پیلهامتوجه شدند و برای رفع این عیب یعنی جلوگیری از همقطب شدن آنها افراد زیر بطریق مختلف ذیل کوشیدند: پوگندرف در سال ۱۸۴۲ م. بیکرمات دوپتاسیم را بکار برد. گراو در ۱۸۳۹ م. اسید نیتریک را استعمال کرد و طریقهٔ او در ۱۸۴۳ م. بوسیلهٔ بونسن نیز به کار بسته شد. بی اکسید دومنگنز بوسیلهٔ لکلانشه در سال ۱۸۶۸ م. و هوا از طریق فری در ۱۹۱۴ م. مورد استفاده قرار گرفت. در ۱۸۲۹ م. بکرل (۱۷۸۸ -۱۸۷۸) طرح اساس پیلهای همقطب ناشدنی را با دو مایع مختلف ریخت و نمونه های اصیل این طرح او پیل دانیل (۱۸۳۶ م.) ووستن (۱۸۹۳ م.) بود و این پیل بعنوان معیار نیروی الکتروموتوریس انتخاب گردید. سیبک (۱۷۷۰ -۱۸۳۱) به سال ۱۸۲۱ م. پدیده هایی را که بر اثر اختلاف درجهٔ حرارت در جوشکاری دو فلز مختلف وجود دارد مورد توجه قرار داد و بر روی این ملاحظات پیل ترمو الکتریک را ساخت. سپس ملنی (۱۷۹۸ -۱۸۵۴) از این پدیده ها در مطالعهٔ تشعشع حرارتی به سال ۱۸۳۰ م. استفادهٔ بسیار کرد. به سال ۱۸۳۴ م. پلتیه (۱۷۸۵ -۱۸۴۵) پدیدهٔ عکس را کشف کرد و پس از او تامسن به پدیدهٔ تامسن دست یافت، و سرانجام بکرل فلزات را از لحاظ ترمو الکتریک تقسیم بندی کرد. از اینها که بگذریم قوانین جریان نیز به موازات کشفیات فوق پیشرفت کرد. به سال ۱۸۲۷ م. اهم (۱۷۸۷ -۱۸۵۴) رابطهٔ کشش بین دو نقطهٔ یک مدار و شدت جریان موجود در آن مدار را یافت و بر اثر آن فرمول مقاومت را پیدا کرد. پویه (۱۷۹۰ -۱۸۶۸) این مطالب را در یک مدار بسته بکار بست و در ۱۸۴۸ م. کوهلرش (۱۸۰۹ -۱۸۵۸) مبحث مقاومت را توجیه و تبیین کرد و سپس کیرشهف (۱۸۲۴ -۱۸۸۷) مسألهٔ تقسیم جریان را در مدار ذی اجزاء حل کرد، و سرانجام وتستن (۱۸۰۲ -۱۸۷۵)پل معروف خود را به جهت اندازه گیری مقاومت طرح کرد. ژول (۱۸۱۸ - ۱۸۸۹) در ۱۸۴۱ م. به آثار حرارتی جریانها در مدار پرداخت و قانون این پدیده را یافت و این کشف او به کلوزیوس (۱۸۲۲ -۱۸۸۸) اجازه داد که در ۱۸۵۲ م. اندازهٔ مکانیکی یک کالری را بیابد. در ۱۸۰۵ م. گرتثوس (۱۷۸۵ -۱۸۲۲) تئوری خاصی برای الکترولیز مشخص کرد و بعد فارادی آن را در تجزیهٔ الکترولیتیک مطالعه کرد و سرانجام در ۱۸۳۳ م. قوانین کمی آن را بعالم علم عرضه کرد. فرضیهٔ تجزیهٔ یونیک مدیون کار آرنیوس (۱۸۵۹ -۱۹۲۷) در سال ۱۸۸۷ م. است و همو تعبیر آن را یافت. هنگام بیان موارد استعمال الکترولیز بجاست که از گالوانوپلاستی اختراع ژاکوبی (۱۸۰۶ -۱۸۷۴) به سال ۱۸۳۷ م. و آب نقره کاری و طلاکاری عمل الکینگتن (۱۸۰۱ -۱۸۶۵) به سال ۱۸۴۰ م. و تکمیل آن بوسیلهٔ روئلز (۱۸۰۸ -۱۸۸۷)۱۸۴۱ م. نام برد. صنعت الکتروشیمیک هیدرژن و کلروسود و نیز تصفیهٔ مس موجب بوجود آمدن آکومولاتورها شد و آن مدیون کار پلانته (۱۸۳۴ - ۱۸۸۹) در سال ۱۸۵۹ م. است. کورهٔ الکتریکی مواسان (۱۸۵۲ -۱۹۰۷) بوسیلهٔ هرول و ژیرود تکمیل شد و این عمل اجازه داد که کربور کلسیم و الکترومتالورژی تهیه شود. به سال ۱۸۸۹ م. ادیسن (۱۸۴۷ -۱۹۳۱) نخستین لامپ الکتریکی را با درخشان کردن رشته ای از کربن درست کرد و بین سالهای ۱۹۰۰ و ۱۹۰۴ م. پس از امتحانات بسیار، مسألهٔ انتخاب رشتهٔ درخشان به انتخاب فلز تونگستن کشید. چراغ با بخار جیوه از طریق کوپرهویت (۱۸۶۱ -۱۹۲۱)۱۹۰۱ م. ساخته شد. هوکسبی از اوایل قرن هجدهم م. قدرت هدایت الکتریکی گازها را در تحت فشار کم تبیین کرد و ماسن ۱۸۵۳ م. و سپس جسلر (۱۸۱۴ -۱۸۷۹)۱۸۵۵ م. عمل تخلیهٔ الکتریکی را از وسط گازهای رقیق بوسیلهٔ بوبین القائی اجرا کرد. این پدیده بعدها اصل روشنایی در مبحث پرتوافکنی الکتریکی شد. الکترومغناطیس : در سال ۱۸۲۰ م. ارستد (۱۷۷۷ -۱۸۵۱) از میان متتبعان کثیری که از اواسط قرن هجدهم بر آن شدند تا رابطه ای بین پدیده های الکتریکی و مغناطیسی برقرار کنند موفق شد که بر اثر جریان الکتریکی سوزن آهن ربایی را منحرف گرداند. این تجربه بعدها بوسیلهٔ آمپر (۱۷۷۵ -۱۸۳۶) و آراگو (۱۷۸۶ -۱۸۵۳) دوباره از سر گرفته شد و موجب پدید آمدن تجسسات بسیاری گشت. بیو و ساوارت میدان مغناطیسی حاصل را اندازه گیری کردند. لاپلاس (۱۷۴۹ -۱۸۲۷) از روی این نتایج قانون نخستین آن را بدست آورد و سپس به سال ۱۸۲۲ م. آمپر قانون مهمتر دیگری استنباط کرد. این دو فیزیکدان نیز در مسألهٔ عمل متقابل بین میدان مغناطیسی و جریان الکتریکی مطالعهٔ بسیاری کردند و بعدها آمپر بکمک تجربیات دیگر تئوری الکترودینامیک را بیان کرد و بر اساس همین تئوری ماکس ول (۱۸۳۱ -۱۸۷۹) به معادلات معروف (معادلات ماکس ول) صورت کلی داد. آراگو به سال ۱۸۲۰ م. یک سوزن فولادی را بوسیلهٔ جریان الکتریکی آهن ربا کرد. رولاند (۱۸۴۸ -۱۹۰۱) به سال ۱۸۷۶ م. مشاهده کرد که یک سوزن آهن رباشده در جوار یک صفحهٔ الکتریسیته شده با چرخش تند منحرف و متمایل می گردد و بر اثر آن اتحاد بین الکترواستاتیک و الکترودینامیک را نشان داد. اوینگ (۱۸۵۵ -۱۹۳۵) به سال ۱۸۲۲ م. پس از تجربیات بسیاری که واربورگ (۱۸۴۶ -۱۹۳۱) کرده بود، هیسترسیس مغناطیسی را کشف کرد و ماکس ول تغییر بعد جسم را پس از مغناطیسی شدن یافت که بعدها به سال ۱۹۰۰ م. دانشمند ژاپونی ناگائوکا (۱۸۶۵ -۱۹۴۷) به مطالعهٔ آن پرداخت. طرح آهن ربایی کردن از طریق الکتریکی را که آمپر ریخته بود دوباره بوسیلهٔ استورژون در ۱۸۲۵ م. و بروستر (۱۸۲۶) و هنری (۱۸۳۱) ساخته شد. تجربیات راجع به تلگراف الکتریکی ابتدا بوسیلهٔ گوس انجام گرفت و سپس در ۱۸۴۳ م. مورس (۱۷۹۱ -۱۸۷۲) نخستین دستگاه تلگرافی را ساخت و آنگاه بوسیلهٔ بودو (۱۸۴۵ -۱۹۰۳) به سال ۱۸۷۸ م. تلگراف ثبات اختراع گردید. پدیده های الکترومغناطیسی بعدها اجازه داد که شدت یک جریان اندازه گیری شود. گالوانومتر در سال ۱۸۵۱ م. بوسیلهٔ تامسن و نیز دستگاههای دپرز (۱۸۴۳ -۱۹۱۸) و آرسنوال (۱۸۵۱ -۱۹۴۰) به سال ۱۸۸۲ م. ساخته شدند. فارادی با کشف القاء به سال ۱۸۳۱ م. نشان داد که انرژی الکتریکی قابل تبدیل بکار مکانیکی است. لنز (۱۸۰۴ -۱۸۶۵) بسال ۱۸۰۴ م. موجب کشف قانون جریان القائی شد. این مطالب سرانجام ماکس ول را موفق کرد که در ۱۸۳۷ م. معادلات عمومی وضع میدان الکتریکی را بدست دهد و تئوری الکترومغناطیسی نور را بسط دهد. طرح نخستین موتور الکتریکی چرخ بارلو (۱۷۷۶ -۱۸۶۲) به سال ۱۸۲۲ م. ریخته شد. کشف القاء برای تولید جریان بکار رفت و بر اثر آن اختراعات زیر به بازار آمد:۱۸۳۲ م. آمپر ماشینی بوسیلهٔ برادران پیکسی ساخت. ژنراتور صنعتی به سال ۱۸۶۰ م. ساخته شد و آن ماشینی بود که با جریان متناوب کار می کرد. به سال ۱۸۶۹ م. گرام (۱۸۲۶ -۱۹۰۱) جریان پیوسته ای در حلقهٔ جمع کننده ایجاد کرد و اساس ساختن دیناموهای نخستین را ریخت. نخستین انتقال انرژی بنواحی دور۱۸۷۳ م. بوسیلهٔ فونتن (۱۸۳۳ -۱۹۱۰) تحقق یافت و بعد به سال ۱۸۸۲ م. بوسیلهٔ دپرز فکر بکار بردن شدتهای بسیار در علم فیزیک نمودار گشت و بوبین القائی به سال ۱۸۴۰ م. بوسیلهٔ ماسن و برگه (۱۸۰۴ -۱۸۸۳) طرح ریزی گشت، و در سال ۱۸۵۱ م. شکل دقیق آن به اهتمام رومکرف (۱۸۰۳ -۱۸۷۷) ابداع شد. مبدلهای جریان متناوب به سال ۱۸۸۴ م. بوسیلهٔ گولارد (۱۸۵۰ -۱۸۸۸) و ژیبس (۱۸۳۹ -۱۹۰۳) اختراع شد. جریانهای چندفازی بستگی بکار تسلا (۱۸۵۶ -۱۹۴۳) و فراری (۱۸۴۷ - ۱۸۹۷) دارد. استعمال زغال سفید (آبشار) را در ۱۸۶۹ م. برژه (۱۸۳۳ -۱۹۰۴) توصیه کرد. تلفن در سال ۱۸۷۵ م. بوسیلهٔ گراهام بل (۱۸۴۷ -۱۹۲۲) ساخته شد؛ و هوگس (۱۸۳۱ -۱۹۰۰) در ۱۸۷۸ م. بجای فرستندهٔ تلفنی بل وسیلهٔ بسیار حساس دیگری یعنی میکرفون را بکار برد. به سال ۱۹۱۱ م. کامرلینگ اونس (۱۸۵۳ -۱۹۲۶) مافوق هدایت را که هاآس (۱۸۷۸ -۱۹۶۰) و فن لو (۱۸۷۹ -۱۹۶۰) پیدا کرده بودند در مطالعات میدان مغناطیسی بکار برد.