İngiliz fizikçi ve kimyacı Michael Faraday, 22 Eylül 1791’de Londra yakınlarındaki Surrey’e (bugünkü Southwark) bağlı Newington’da doğar. Çok yoksul bir demirci ustasının oğludur. Doğumundan hemen önce Londra yakınlarına göç eder ailesi.
Kilisenin pazar okulunda gördüğü kısa süren öğreniminde, okuma-yazma ve bir miktar aritmetik öğrenir. Faraday’ın ailesi Sandemancılar adlı Hristiyan bir tarikata üyedir. Zenginliğin yanlış olduğunu savunan ve Tanrı’nın yasalarının doğada aranması gerektiğine inanan bir tarikattır. Yaşamı boyunca üyesi bulunduğu tarikatın bu görüşlerini taşır ve doğayı algılama ve yorumlamada dinin etkisinde kaldığı söylenebilir.
Ailesinin geçimine yardımcı olabilmek için küçük yaşta çalışmak zorunda kaldığı için hiçbir zaman düzenli bir eğitim göremez. Bu ilk gençlik yıllarındaki en büyük şansı, 14 yaşındayken bir ciltçinin yanına çırak olarak girmesidir. Yedi yıl süren bu çıraklık döneminde, elinin altındaki her tür kitabı okuyup, öğrenme tutkusunu hoşgörüyle karşılayan ustasının da desteğiyle düşünce ve bilim dünyasının ürünlerini tanıma fırsatı bulur. Britannica Ansiklopedisi ve Jane Marcet’in Kimya Üzerine Söyleşiler adlı kitabı bu dönemde okuduğu ve etkilendiği kitaplar arasında yer alır. Bu kitapların onun yaşamındaki önemini elektrik ve kimya alanlarındaki buluşlarından anlayabiliyoruz.
Thomas Phillips, Portrait of Michael Faraday, 1842
O dönemde okuduğu bir makale ilgisini özellikle elektrik konusuna çeker. Şişelerden basit bir elektrostatik üreteç yaparak kendi kendine ilk elektrik deneylerine başlayan Faraday, gene o dönemde kitapların ve dar çevresinin dışına çıkarak, henüz 19 yaşındayken kendisini küçük bir bilim çevresinde bulur. Bilime meraklı gençlerden oluşan bir grubun her hafta sonu düzenlediği toplantılara katılır, konuşmacıların elektrik, kimya, optik, mekanik konusundaki konferanslarını dinleyerek bilgisini artırır. Bir volta pilinin nasıl çalıştığını da ilk kez bu oturumlardan birinde görür.
Faraday ve Sir Humphry Davy Laboratuvarda
1812’de bir müşterinin sağladığı biletle, dönemin ünlü kimya bilgini Sir Humphry Davy’nin Royal Institution’daki halk konferanslarını izlemesi, Faraday’in yaşamında gerçek bir dönüm noktasıdır. Bu konferanslarda tuttuğu notları ve özenle çizdiği diyagramları ciltleyerek Davy’e gönderdikten bir yıl sonra Royal Institution’da bir laboratuvar asistanlığı boşalınca, Davy ilgisi ve yeteneğiyle kendisini etkileyen 22 yaşındaki ciltçi çırağının bu göreve getirilmesini sağlar. Faraday da 1813’te asistan olarak göreve başladığı Royal Institution’dan ömrünün son yıllarına değin ayrılmaz.
Faraday, 1855’te Prince Consort’un (tahtta olan kraliçenin eşine verilen unvan) önünde, Krallık Enstitüsü’nde konferans verirken
O yılın sonlarına doğru, Fransa ve İtalya’yı da kapsayan uzun bir Avrupa gezisine çıkan Davy, genç asistanını da birlikte götürür. 1815 ilkbaharına değin süren bu gezi, Faraday için çok öğretici olur, çağının en ünlü bilim adamlarıyla ve yeni düşünce akımlarıyla tanışmasını sağlar. Londra’ya döndükten sonra kimya çalışmalarına ağırlık veren ve 1816’da ilk incelemesini yayımlayan Faraday, 1820’de en azından kendi ülkesinde analitik kimyanın önde gelen adlarından biri olmayı başarır. Çalışmalarının tüm yoğunluğu arasında, kilisede tanıştığı Sandeman mezhebine üye yirmi üç yaşındaki Sarah Barnard ile 12 Haziran 1821’de evlenir.
1823’te Kraliyet Bilim Akademisi üyeliğine seçilir. O tarihte Royal Society’nin başkanlığına getirilen Davy, kendisinden sonra Faraday’in üstlendiği Royal Institution’daki konferans ve deneylerin halk arasında büyük ilgi görmesini ve kendi ününü gölgeleyecek kadar parlamasını hoşgörüyle karşılayamaz. Bilim tarihçilerinin deyişiyle Davy’nin en büyük buluşu olan Faraday, 1824’te Royal Society üyeliğine aday gösterildiğinde de tek olumsuz oy kuruluşun başkanı olan Davy’den gelir ve tüm çabalarına karşın Faraday’in Royal Society üyeliğini engelleyemeyen Davy, ömrünün geri kalan beş yılında da öğrencisinden eski dostluğunu esirger.
Michael Faraday ve eşi, 1842
Bilim tarihinin en büyük deneysel dehalarından biri olarak kabul edilen Faraday, yaklaşık 40 yıllık çalışmasının en önemli ürünlerini analitik kimya, elektrokimya ve elektromanyetizma alanında vermiştir. Davy’nin asistanı olarak başladığı çalışma yaşamının ilk yıllarında öğretmeninin yönlendirmesiyle analitik kimyaya eğilen Faraday, 1820’de sentez yoluyla ilk karbon ve klor bileşiklerini elde ederek ilk kez bir ornatma tepkimesini gerçekleştirir, yüksek kaliteli özel alaşım çeliklerinin üretimiyle ilgilenir. 1823’te Davy’nin yeni bir element olarak tanımlayıp adlandırdığı klor gazını, ayrıca karbondioksit, hidrojen sülfür ve hidrojen bromür gazlarını basınç altında sıvılaştırması, kimya alanındaki ilk büyük başarısıdır.
Eşi Sarah ile 185o
İki yıl sonra bunu yeni bir başarısı izler ve maden kömürü katranından benzeni ayırıp tanımlayarak organik kimyaya temel bileşiklerinden birini kazandırır. 1832’den sonra, Davy’nin 25 yıl kadar önce başlattığı elektroliz çalışmalarını sürdüren Faraday, elektrokimyanın öncülerindendir. Elektroliz, elektrolit, elektrot, anot, katot gibi terimlerin yaratıcısı olduğu kadar, bugün kendi adıyla anılan elektroliz yasalarını saptayarak elektrokimyayı bilimsel temellere oturtan da Faraday olmuştur.
- 1. Faraday Yasası: Elektroliz sırasında ayrışarak elektrotlarda biriken madde kütlesi, çözeltiden geçen elektrik miktarıyla orantılıdır.
- 2. Faraday Yasası: Aynı miktarda elektriğin ayrıştırdığı madde kütlesi, ayrışan elementin atom ağırlığıyla doğru, birleşme değeriyle ters orantılıdır.
Bu yasalar, elektriğin parçacık yapısının bir kanıtı olarak elektron kavramının ilk habercisidir. Elektrokimyaya katkıları nedeniyle günümüzde, elektrolitin bir eşdeğer ağırlığını ya da bir valansgramını açığa çıkaran elektrik miktarı birimine Faraday’in adı verilmiştir.
1820’de Hans Christian Ørsted’in elektrik akımının pusula ibrelerini saptırdığını gözlemleyerek elektriğin manyetik bir alan yarattığını açıklamasından sonra, Faraday tüm ilgisini bu konuda yoğunlaştırır. Aldığı din eğitiminin etkisiyle doğanın birliğine, dolayısıyla doğadaki tüm fiziksel kuvvetlerin aynı kökenden geldiğine ve birbirine dönüşebileceğine inanan Faraday, bu inancının ilk deneysel kanıtını 1821’de verir. Devreyi tamamlayacak biçimde elektrik akımına bağlanmış, bir yanda sabit bir mıknatıs ile hareketli bir sargıdan, öte yanda sabit bir sargı ile hareketli bir mıknatıstan oluşan bir düzenekle elektromanyetik dönme olayını kanıtlar. Akım verildiğinde hareketli sargı sabit mıknatısın, hareketli mıknatıs ise sabit sargının çevresinde döner. Bu ünlü deneyiyle, elektrik ve manyetik kuvvetleri sürekli bir mekanik harekete dönüştürmeyi başaran Faraday, elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren elektrik motorlarının çalışma ilkesinin temellerini atar.
Gerçek amacına ulaşması ve mıknatıslanmayla elektrik üretiminde olumlu bir sonuç alabilmesi için aradan on yıl geçmesi gerekir. 29 Ağustos 1831’de gerçekleştirdiği ünlü deneyinde, ABD’li fizikçi Henry’nin tasarladığı bir elektromıknatıstan yararlanır. Bir yanına doladığı tel sargıyı volta piline, öbür yanına doladığı ikinci bir sargıyı da zayıf elektrik akımlarını ölçebilen bir galvanometreye bağlar. Devreden geçen akımın yönü değiştirildiğinde, birinci sargıdan doğan ve demir çekirdek üzerinde yoğunlaşan manyetik alanın şiddetindeki değişiklik, ikinci sargıda bir elektrik akımı yaratır, bu indükleme akımı da galvanometrenin ibresini saptırır. Böylece en basit yoldan manyetik alanı elektrik akımına dönüştürmeyi başaran Faraday, elektromagnetik indüksiyon adıyla bilinen bu olayla çağdaş elektrik teknolojisinin tohumlarını atar. Aynı ilişkiyi değişik deneylerle de ortaya koyan ve bir mıknatısın kutupları arasına serbestçe dönen bakır bir disk yerleştirerek sürekli akım elde eden Faraday’in bu düzeneği, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek doğru akım üreten dinamoların da ilk örneğiydi.
Faraday’ın bilime en önemli katkısı, bilime alan kavramını kazandırmış olmasıdır. Elektrik ve manyetik olayları bağdaştırabilmek için, her iki türden kuvvet çizgilerinin bir gerilim olduğu yolundaki ilk düşüncesinden ayrılarak, bu çizgilerin yalnızca bir güç yoğunluğu olduğunu ya da gücün bu kuvvet çizgileri yönünde aktığını kabul eder. Örneğin, mıknatıs manyetik kuvvetlerin merkezi değil, çevresindeki manyetik kuvvet çizgilerinin toplandığı bir odaktı. Enerjinin mıknatısta ya da elektrik yükünde değil, maddeyi çevreleyen ortamda ya da alanda yoğunlaştığını ortaya atarken, Faraday çağdaş alan kuramının da temellerini atıyordu. Bu kavram yalnız elektromagnetik kuramın değil, Einstein’ın genel görecelik kuramının da içerdiği bir kavramdır.
Faraday, 1838’de elektrolüminesans (ışık yayan diyotlar) olayını ortaya koyar. 1839’da elektriğe ilişkin yeni ve genel bir kuram geliştirir. Elektrik, madde içinde gerilmeler olmasına yol açar. Bu gerilmeler hızla ortadan kalkabiliyorsa, gerilmenin art arda ve periyodik bir biçimde hızla oluşması bir dalga hareketi gibi madde içinde ilerler. Böyle maddelere iletken adı verilir. Yalıtkanlar ise parçacıklarını yerlerinden koparmak için çok yüksek değerde gerilmeler gerektiren maddelerdir. Faraday, mıknatısın ışık üzerinde etki oluşturabileceği hipotezini ortaya koyar, uzun deneylerden sonra ışığın gerçekten etkilendiğini kanıtlar. Bilindiği gibi polarize ışık bir magnetik alan aracılığıyla döndürülebilmektedir. Ancak Faraday’ın belirlediği bu olguyu dönemin fizikçileri görmezlikten gelirler.
İletken bir kafes içerisinde elektriksel alanın sıfır olduğu ortamlar, 1936 yılında Faraday’ın buluşu olduğu için Faraday Kafesi olarak isimlendirilir. Faraday kafesi, yüksek frekanslı gerilimleri, EMI (elektromagnetic Interference) denilen elektromagnetik parazitleri ve her türlü elektriksel gürültülerin dışarıdan içeriye, aynı şekilde içerden dışarıya geçmesini engelleyen, iyi bir iletkenlik özelliğine sahip topraklanmış bir çeşit zırhtır. Günlük hayatta kullandığımız bilgisayarlar, televizyonlar, cep telefonları, yüksek frekansla çalışan aletler (MR cihazları), radyolar vb. cihazlar, içerisinden akım geçen her türlü alet, atmosfere magnetik dalgalar yaymaktadır. Faraday kafesi genel olarak, yıldırımın etkilerinden korunmak, test ölçüm laboratuvarlarından doğru sonuçlar elde etmek, TEMPEST diye bilinen elektromagnetik dinleme ve güvenlik sistemlerinde (gizli bilgilerin dışarıya çıkmasından endişelenilen durumlarda) kullanılır.
Faraday’in sağlığı, 1839’da geçirdiği bir sinir krizinden sonra hiçbir zaman tam anlamıyla düzelmez. Özellikle 1850’den sonra belleği giderek zayıflamaya başlar, ilgisini uzun süre aynı konu üzerinde yoğunlaştıramaz. O tarihten sonra tüm sosyal ve bilimsel etkinliklerini azaltarak, yalnızca Royal Institution’daki derslerini aksatmamaya çalışır. 1857’de kendisine önerilen Royal Society başkanlığını da, Sir unvanını da kabul etmez. Kendisine bir laboratuvar asistanı alma düşüncesini öteden beri benimsemeyen Faraday, derslerini ve deneylerini de tek başına hazırlayamayacak duruma geldiğinden, 1862’de Royal Institution’daki görevinden emekliye ayrılır ve Kraliçe Victoria’nın Londra yakınlarındaki Hampton Court’ta kendisine bağışladığı evde dinlenmeye çekilir.
Faraday’ın Kraliyet Enstitüsü’nde halk için düzenlediği yıllık konferans ve dersler gelenekselleşmiş, günümüze kadar sürmüştür. Faraday büyük ilgi toplayan konferanslarından bir bölümünü yaşamının son yıllarında 1861’de Mumun Kimyasal Tarihi adı altında bir kitapta toplayarak çocuklar için yayımlar. 25 Ağustos 1867’de Middlesex’teki Hampton Court’ta yaşama veda eder.
Kaynak
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi, Kişiler, Dönemler, Akımlar, Yapıtlar, Evrensel Deha: Michael Faraday
Yorum Yap