عالماء الكهرباء

في عام 1834 أجرى عالم إنجليزي يدعى مايكل فراداي تجربة مرّر بها تياراً كهربائياً بمحلول مادة كيميائية فلاحظ حدوث تغييراً كيميائياً بها و تحولها لمادة جديدة.

أجرى فراداي تلك التجارب قبل أن يتم التعرف على تركيب المادة (كونها تتكون من بروتونات و نيوترونات و الكترونات) و لا على طبيعة الكهرباء و استنتج منها أن المادة ذات طبيعة كهربائية. بعد أربعين عاماً، افترض العالم ستوني وجود جسم يحمل شحنة كهربائية بداخل المادة و أسماه الإلكترون.


في عام 1897، أجرى العلماء التجربة التالية التي ساعدتهم على التعرف على ماهية الكهرباء و تركيب الذرة:
أحضروا أنبوبة زجاجية و فرغوا معظم الهواء الذي بها ثم وضعوا بكل طرف منها قطعة معدنية ثم أحكموا غلق الزجاج تماماً. وصّل العلماء كل قطعة معدنية بسلك ثم بأحد أقطاب بطارية فلاحظوا الآتي:


1. مرور التيار الكهربائي في تلك الدائرة.
2. توهج الغاز الموجود بالأنبوبة.

3. اتجاه مرور التيار من القطب السالب إلى القطب الموجب.

4. أن تلك الأشعة متماثلة في خصائصها مهما تكن المادة التي وُضعت في الأنبوبة أو المعدن المستخدم.

5. و قد وضعوا في الأنبوبة من الداخل عجلة يمكنها الدوران فتمكنت تلك الأشعة من إدارتها.



ماذا تستنتج من تلك الملاحظات؟

1. أن المعدن و الغاز في الأنبوبة يحتويان على جسيمات تحمل شحنة كهربائية.

2. تلك الشحنة سالبة لذلك تحركت بعيداً عن القطب السالب باتجاه القطب الموجب. (في الكهرباء كما في المغناطيسية، الشحنات المتشابهة تتنافر و الشحنات المختلفة تتجاذب).

3. كون الشحنة بإمكانها أن تحرك شيئاً ما في طريقها يوحي أنها جسيمات مادية.

4. كونها لا تتغير في خواصها عند استخدام أي غاز يعني أن كل المواد تحتويها.



• إذاً فالكهرباء ما هي إلا جسيمات أساسية موجودة في كل المواد و تدعى الالكترونات و هي نفس الأجسام التي اكتشفها ستوني منذ ثلاثين عام.


• أما التيار الكهربائي فما هو إلا فيض من تلك الأجسام تتحرك بسرعة عالية من القطب السالب إلى القطب الموجب لبطارية كهربائية في دائرة مغلقة. سرعة الالكترونات مماثلة لسرعة الضوء و هي 300 ألف كيلومتر كل ثانية.


• يمر 5.2 بليون بليون الكترون في لمبة قوتها 100 وات كل ثانية تتم فيه لإضاءتها.


• لكي تحصل على تيار كهربائي عليك بتوصيل سلك معدني (مثل النحاس و هو أفضل موصل للكهرباء) بطرفي بطارية بحيث يتصل أحد الأطراف بالقطب الموجب و الطرف الآخر بالقطب السالب فيسري التيار بين قطبي البطارية.