Michael Faraday Kimdir? Hayatı, Buluşları ve Eserleri

Ä°ngiliz fizikçi ve kimyacı Michael Faraday, 22 Eylül 1791’de Londra yakınlarındaki Surrey’e (bugünkü Southwark) baÄŸlı Newington’da doÄŸar. Çok yoksul bir demirci ustasının oÄŸludur. DoÄŸumundan 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 saÄŸladığı biletle, dönemin ünlü kimya bilgini Sir Humphry Davy’nin Royal Institution’daki halk konferanslarını izlemesi, Faraday’in yaÅŸamında gerçek bir dönüm noktası­dır. Bu konferanslarda tuttuÄŸu notları ve özenle çizdiÄŸi diyagramları ciltleyerek Davy’e gönderdikten bir yıl sonra Royal Institution’da bir laboratuvar asistanlığı boÅŸalınca, Davy ilgisi ve yeteneÄŸiyle kendisini etkileyen 22 yaşındaki ciltçi çırağının bu göreve getirilmesini saÄŸlar. Faraday da 1813’te asistan olarak göreve baÅŸladığı Royal Institution’dan ömrünün son yıllarına deÄŸin ayrılmaz.

Faraday, 1855’te Prince Consort’un (tahtta olan kraliçenin eÅŸine verilen unvan) önünde, Krallık Enstitüsü’nde konferans verirken

O yılın sonlarına doÄŸru, Fransa ve Ä°talya’yı da kapsayan uzun bir Avrupa gezisine çıkan Davy, genç asistanını da birlikte götürür. 1815 ilkbaharına deÄŸin süren bu gezi, Faraday için çok öğretici olur, çağının en ünlü bilim adamlarıyla ve yeni düşünce akımlarıyla tanışmasını saÄŸlar. 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 baÅŸarır. Çalışmalarının tüm yoÄŸunluÄŸu arasında, kilisede tanıştığı Sandeman mezhebine üye yirmi üç yaşındaki Sarah Barnard ile 12 Haziran 1821’de evlenir.

1823’te Kraliyet Bilim Akademisi üyeliÄŸine seçilir. O tarihte Royal Society’nin baÅŸkanlığına getirilen Davy, kendisinden sonra Faraday’in üstlendiÄŸi Royal Institution’daki konferans ve deneylerin halk arasında büyük ilgi görmesini ve kendi ününü gölgeleyecek kadar parlamasını hoÅŸgörüyle karşılayamaz. Bilim tarihçilerinin deyiÅŸiyle Davy’nin en büyük buluÅŸu olan Faraday, 1824’te Royal Society üyeliÄŸine aday gösterildiÄŸinde de tek olumsuz oy kuruluÅŸun baÅŸkanı olan Davy’den gelir ve tüm çabalarına karşın Faraday’in Royal Society üyeliÄŸini engelleyemeyen Davy, ömrünün geri kalan beÅŸ yılında da öğrencisinden eski dostluÄŸunu esirger.

Michael Faraday ve eÅŸi, 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 baÅŸladığı çalışma yaÅŸamı­nın ilk yıllarında öğretmeninin yönlendirmesiyle analitik kimyaya eÄŸilen Faraday, 1820’de sentez yoluyla ilk karbon ve klor bileÅŸiklerini elde ederek ilk kez bir ornatma tepkimesini gerçekleÅŸtirir, 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 sıvılaÅŸtırması, kimya alanındaki ilk büyük baÅŸarısıdır.

EÅŸi Sarah ile 185o

Ä°ki yıl sonra bunu yeni bir baÅŸarısı izler ve maden kömürü katranından benzeni ayırıp tanımlayarak organik kimyaya temel bileÅŸiklerinden birini kazandırır. 1832’den sonra, Davy’nin 25 yıl kadar önce baÅŸlattığı elektroliz çalışmalarını sürdüren Faraday, elektrokimyanın öncülerindendir. Elektroliz, elektrolit, elektrot, anot, katot gibi terimlerin yaratıcısı olduÄŸu kadar, bugün kendi adıyla anılan elektroliz yasalarını saptayarak elektrokimyayı bilimsel temellere oturtan da Faraday olmuÅŸtur.

• 1. Faraday Yasası: Elektroliz sırasında ayrışarak elektrotlarda biriken madde kütlesi, çözeltiden geçen elektrik miktarıyla orantılıdır.

• 2. Faraday Yasası: Aynı miktarda elektriÄŸin ayrıştırdığı madde kütlesi, ayrışan elementin atom ağırlığıyla doÄŸru, birleÅŸme deÄŸeriyle ters orantılıdır.

Bu yasalar, elektriÄŸin parçacık yapısının bir kanıtı olarak elektron kavramının ilk habercisidir. Elektrokimyaya katkıları nedeniyle gü­nümüzde, elektrolitin bir eÅŸdeÄŸer ağırlığını ya da bir valansgramını açığa çıkaran elektrik miktarı birimine Faraday’in adı verilmiÅŸtir.

1820’de Hans Christian Ørsted’in elektrik akımının pusula ibrelerini saptırdığını gözlemleyerek elektriÄŸin manyetik bir alan yarattığını açıklamasından sonra, Faraday tüm ilgisini bu konuda yoÄŸunlaÅŸtırır. Aldığı din eÄŸitiminin etkisiyle doÄŸanın birliÄŸine, dolayısıyla doÄŸadaki tüm fiziksel kuvvetlerin aynı kökenden geldiÄŸine ve birbirine dönüşebileceÄŸine inanan Faraday, bu inancının ilk deneysel kanıtını 1821’de verir. Devreyi tamamlayacak biçimde elektrik akımına baÄŸlanmış, bir yanda sabit bir mıknatıs ile hareketli bir sargıdan, öte yanda sabit bir sargı ile hareketli bir mıknatıstan oluÅŸan bir düzenekle elektromanyetik dönme olayını kanıtlar. Akım verildiÄŸinde hareketli sargı sabit mıknatısın, hareketli mıknatıs ise sabit sargının çevresinde döner. Bu ünlü deneyiyle, elektrik ve manyetik kuvvetleri sürekli bir mekanik harekete dönüştürmeyi baÅŸaran Faraday, elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren elektrik motorlarının çalış­ma ilkesinin temellerini atar.

Gerçek amacına ulaÅŸması ve mıknatıslanmayla elektrik üretiminde olumlu bir sonuç alabilmesi için aradan on yıl geçmesi gerekir. 29 AÄŸustos 1831’de gerçekleÅŸtirdiÄŸi 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 baÄŸlar. Devreden geçen akımın yönü deÄŸiÅŸtirildiÄŸinde, birinci sargıdan doÄŸan ve demir çekirdek üzerinde yoÄŸunlaÅŸan manyetik alanın ÅŸiddetindeki deÄŸiÅŸiklik, ikinci sargıda bir elektrik akımı yaratır, bu indükleme akımı da galvanometrenin ibresini saptırır. Böylece en basit yoldan manyetik alanı elektrik akımına dönüştürmeyi baÅŸaran Faraday, elektromagnetik indüksiyon adıyla bilinen bu olayla çaÄŸdaÅŸ elektrik teknolojisinin tohumlarını atar. Aynı iliÅŸkiyi deÄŸiÅŸik deneylerle de ortaya koyan ve bir mıknatısın kutupları arasına serbestçe dönen bakır bir disk yerleÅŸtirerek sürekli akım elde eden Faraday’in bu düzeneÄŸi, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüş­türerek doÄŸru akım üreten dinamoların da ilk örneÄŸiydi.

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.

Ä°letken bir kafes içerisinde elektriksel alanın sıfır olduÄŸu ortamlar, 1936 yılında Faraday’ın buluÅŸu olduÄŸu için Faraday Kafesi olarak isimlendirilir. Faraday kafesi, yüksek frekanslı gerilimleri, EMI (elektromagnetic Interference) denilen elektromagnetik parazitleri ve her türlü elektriksel gürültülerin dışarıdan içeriye, aynı ÅŸekilde içerden dışarıya geçmesini engelleyen, iyi bir iletkenlik özelliÄŸine sahip topraklanmış bir çeÅŸit 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 doÄŸru sonuçlar elde etmek, TEMPEST diye bilinen elektromagnetik dinleme ve güvenlik sistemlerinde (gizli bilgilerin dışarıya çıkmasından endiÅŸelenilen durumlarda) kullanılır.

Faraday’in saÄŸlığı, 1839’da geçirdiÄŸi bir sinir krizinden sonra hiçbir zaman tam anlamıyla düzelmez. Özellikle 1850’den sonra belleÄŸi giderek zayıflamaya baÅŸlar, ilgisini uzun süre aynı konu üzerinde yoÄŸunlaÅŸtıramaz. O tarihten sonra tüm sosyal ve bilimsel etkinliklerini azaltarak, yalnızca Royal Institution’daki derslerini aksatmamaya çalışır. 1857’de kendisine önerilen Royal Society baÅŸkanlığını da, Sir unvanını da kabul etmez. Kendisine bir laboratuvar asistanı alma düşüncesini öteden beri benimsemeyen Faraday, derslerini ve deneylerini de tek başına hazırlayamayacak duruma geldiÄŸinden, 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 düzenlediÄŸi yıllık konferans ve dersler gelenekselleÅŸmiÅŸ, günümüze kadar sürmüştür. Faraday büyük ilgi toplayan konferanslarından bir bölümünü yaÅŸamının son yıllarında 1861’de Mumun Kimyasal Tarihi adı altında bir kitapta toplayarak çocuklar için yayımlar. 25 AÄŸustos 1867’de Middlesex’teki Hampton Court’ta yaÅŸama veda eder.

Kaynak
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi, Kişiler, Dönemler, Akımlar, Yapıtlar, Evrensel Deha: Michael Faraday