ફેરાડે અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ

1791 માં, ઇટાલિયન શરીરરચનાશાસ્ત્રી લુઇગી ગાલ્વાની (1737-98)એ આકસ્મિક રીતે શોધ્યું કે વિચ્છેદિત દેડકાના સ્નાયુઓ એક સાથે પિત્તળ અને લોખંડની તપાસ સાથે સ્પર્શ કરવામાં આવે તો તે સંકોચાય છે. ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી એલેસાન્ડ્રો વોલ્ટા (1745-1827) એ આ અસરને બે ભિન્ન ધાતુઓના સંપર્કને આભારી છે.

1800 માં, રોયલ સોસાયટીના પ્રમુખ, જોસેફ બેંક્સ (1743-1820) ને લખેલા પત્રમાં, વોલ્ટાએ સીધા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવા સક્ષમ ઉપકરણ બનાવવાની જાહેરાત કરી. આ કહેવાતું હતું એક "વોલ્ટેઇક ધ્રુવ" જેમાં ખારા પાણીમાં પલાળેલા કાર્ડબોર્ડ ડિવાઇડર દ્વારા અલગ કરાયેલા વૈકલ્પિક ઝિંક અને કોપર ડિસ્કનો સમાવેશ થાય છે.

વૈજ્ઞાનિકોને તરત જ આ શોધનું મહત્વ સમજાયું. ટૂંક સમયમાં અંગ્રેજ હમ્ફ્રે ડેવી (1778-1829) એ ગેલ્વેનિક બેટરી તરીકે ઓળખાતો વધુ શક્તિશાળી "સ્તંભ" વિકસાવ્યો, જેણે તેને પ્રથમ વખત સંખ્યાબંધ રાસાયણિક તત્વોને અલગ કરવાની મંજૂરી આપી: સોડિયમ, પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ, કેલ્શિયમ, સ્ટ્રોન્ટિયમ અને બેરિયમ. 1813 માં, ડેવીએ માઈકલ ફેરાડે નામના યુવાનને રોયલ ઈન્સ્ટિટ્યુશનમાં સહાયક તરીકે સ્વીકાર્યો.

ફેરાડે, એક ગરીબ લુહારના પુત્રનો જન્મ 22 સપ્ટેમ્બર 1791ના રોજ ન્યૂઇન્ગ્ટન, સરેમાં થયો હતો.તે માત્ર પ્રાથમિક શિક્ષણ જ મેળવી શક્યો અને 14 વર્ષની ઉંમરે લંડનના બુકબાઈન્ડરોમાંના એકને એપ્રેન્ટિસ કરવામાં આવ્યો. બુકબાઈન્ડરના વ્યવસાયે યુવાનને તેના હાથમાંથી પસાર થતા પુસ્તકો વાંચવાની તક આપી. ફેરાડે એનસાયક્લોપીડિયા બ્રિટાનિકામાં વીજળી પરના લેખથી ખાસ પ્રભાવિત થયા હતા. 1810 માં તેઓ શહેરના ફિલોસોફિકલ સોસાયટીમાં જોડાયા, જેણે તેમને પ્રવચનો સાંભળવા અને પ્રયોગો હાથ ધરવાની મંજૂરી આપી.

1812માં જ્યારે તેની એપ્રેન્ટિસશીપ સમાપ્ત થઈ ત્યારે ફેરાડેએ બુકબાઈન્ડર તરીકેની તેની કારકિર્દી છોડી દીધી. ડેવી, જે લેબમાં વિસ્ફોટના પરિણામે અસ્થાયી રૂપે અંધ હતો, તેને તેનો સહાયક બનાવ્યો. 1813-15 માં ડેવી તેમને ફ્રાન્સ અને ઇટાલીના પ્રવાસે લઈ ગયા, જ્યાં તેઓ વોલ્ટા અને એમ્પેર સહિત ઘણા પ્રતિષ્ઠિત વૈજ્ઞાનિકોને મળ્યા.

વીજળી અને ચુંબકત્વ

1820 માં, ડેનિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી હેન્સ ઓર્સ્ટેડ (1777-1851) એ શોધ્યું કે વાયરમાંથી વહેતો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ હોકાયંત્રની સોયને વિચલિત કરે છે. આ શોધે ખૂબ જ રસ જાગ્યો અને ટૂંક સમયમાં જ પેરિસમાં આન્દ્રે એમ્પીયર (1775-1836), તેમના દેશબંધુ ફ્રાન્કોઈસ અરાગો (1786-1853) દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલા આ પ્રયોગનું પ્રદર્શન જોઈને, ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમના મૂળભૂત સિદ્ધાંતની રચના કરવાનું નક્કી કર્યું.

એમ્પીયરે જોયું કે સમાન દિશામાં પ્રવાહ વહન કરતા વાયરો આકર્ષે છે, વિપરિત પ્રવાહોને વહન કરતા વાયરો ભગાડે છે, અને વાયરનો કોઇલ જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે (તે તેને સોલેનોઇડ કહે છે) ચુંબકની જેમ વર્તે છે. તેણે વિદ્યુતપ્રવાહની તીવ્રતા માપવા માટે નજીકની ચુંબકીય સોયના વિચલનનો ઉપયોગ કરવાની પણ દરખાસ્ત કરી - એક વિચાર જે ટૂંક સમયમાં ગેલ્વેનોમીટરની શોધ તરફ દોરી ગયો.

તે સમયે, ફેરાડેએ એવો વિચાર વ્યક્ત કર્યો હતો કે બળની બંધ રેખાઓ વર્તમાન વહન કરનાર વાહકની આસપાસ રચાય છે. ઓક્ટોબર 1821 માંતે એક ઉપકરણ બનાવે છે જે વર્તમાન વહન કરતા વાયર અથવા સ્થિર ચુંબકની આસપાસના વાયરની આસપાસ ચુંબકનું પરિભ્રમણ દર્શાવે છે. વિદ્યુત ઊર્જાનું યાંત્રિક ઊર્જામાં આ પ્રથમ રૂપાંતર હતું.

વર્તમાન પેઢી
રાસાયણિક સંશોધન બંધ કર્યા વિના, ફેરાડેએ શોધી કાઢ્યું કે ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ કેવી રીતે બનાવી શકાય છે. તેમણે આ શોધ ઓગસ્ટ 1831 માં લગભગ અકસ્માતે કરી હતી.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને વિદ્યુત પ્રવાહ વચ્ચેના સંબંધને શોધવાનો પ્રયાસ કરતા, તેણે લોખંડના સળિયાની આસપાસ બે કોઇલ ઘા કર્યા, પછી તેમાંથી એકને બેટરી સાથે જોડીને ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવ્યું, અને બીજાને ગેલ્વેનોમીટર દ્વારા બંધ કરી દીધું. જ્યારે વીજ પ્રવાહ અંદર વહી રહ્યો હતો. પ્રથમ કોઇલ, કંઇ બન્યું ન હતું, પરંતુ ફેરાડેએ નોંધ્યું કે ગેલ્વેનોમીટરની સોય પ્રથમ કોઇલમાં વિદ્યુતપ્રવાહ દેખાય અથવા અદૃશ્ય થઈ જાય તે જ ક્ષણે વળાંક લે છે. તેમણે તારણ કાઢ્યું કે વર્તમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફારનું કારણ બને છે.

1824 માં, એરાગોએ નોંધ્યું કે કોપર ડિસ્કનું પરિભ્રમણ તેની ઉપર સ્થિત હોકાયંત્રની સોયને વિચલિત કરે છે. આ અસરનું કારણ જાણી શકાયું નથી. ફેરાડે માનતા હતા કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ડિસ્કના પરિભ્રમણને કારણે તેમાં વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે, જે બદલામાં સોયને વિચલિત કરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે.

ઑક્ટોબર 1831 માં, તેણે એક સમાન ઉપકરણ બનાવ્યું જેમાં ઘોડાની નાળના ચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચે તાંબાની ડિસ્ક ફરતી હતી.

ડિસ્કનું કેન્દ્ર અને ધાર ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલા હતા જે સીધા પ્રવાહના પ્રવાહને દર્શાવે છે. આ શોધના ત્રણ મહિના પછી, ફેરાડેએ ટ્રાન્સફોર્મર અને ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરની શોધ કરી, જેની ડિઝાઇન આજ સુધી ધરમૂળથી બદલાઈ નથી.

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના નિયમો

ફેરાડે વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના મૂળભૂત નિયમો ઘડીને રસાયણશાસ્ત્રમાં વીજળીના તેમના જ્ઞાનને લાગુ કરવામાં સક્ષમ હતા.તેમણે વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગ માટે "એનોડ", "કેથોડ", "કેશન", "ઇલેક્ટ્રોડ" અને "ઇલેક્ટ્રોલાઇટ" શબ્દો રજૂ કર્યા. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ડિસ્ચાર્જનો અભ્યાસ કર્યા પછી, તેમણે બતાવ્યું કે તેઓ અલ્પજીવી વિદ્યુત પ્રવાહનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

1839 માં, ફેરાડેની તબિયત બગડી અને તેણે સંશોધન કાર્ય બંધ કરી દીધું, પરંતુ 1845 માં તેણે ધ્રુવીકૃત પ્રકાશ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસરમાં રસ લેતા તેને ફરીથી શરૂ કર્યું. તેણે શોધ્યું કે ધ્રુવીકરણના વિમાનને ફેરવવા માટે શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આનાથી તેમને પ્રકાશનો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિદ્ધાંત બનાવવામાં આવ્યો, જે પાછળથી જેમ્સ ક્લર્ક મેક્સવેલ (1831-79) દ્વારા ગાણિતિક સ્વરૂપમાં ઘડવામાં આવ્યો.

ફેરાડેએ 1862માં રોયલ ઇન્સ્ટિટ્યૂશનમાં કામ કરવાનું બંધ કરી દીધું હતું, ત્યારબાદ તેઓ હેમ્પટન કોર્ટ પેલેસમાં રાણી વિક્ટોરિયા દ્વારા તેમને આપવામાં આવેલા રૂમમાં એકાંતમાં રહેતા હતા, જ્યાં 25 ઓગસ્ટ 1867ના રોજ તેમનું અવસાન થયું હતું.