10 Ιουλ 2016

Μία σφραγισμένη επιστολή

Το Μάρτη του 1832 ο Michael Faraday παραδίδει στη βασιλική εταιρεία επιστημών του Λονδίνου μία σφραγισμένη επιστολή, μαζί με ένα σημείωμα.



Περιέχει κάποιες καθαρά προσωπικές του απόψεις για τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό, αποτέλεσμα των ερευνών του. Αυτές τις απόψεις θέλει να τεκμηριώσει πειραματικά και, επειδή αυτό ίσως πάρει καιρό, θέλει να υπάρχουν διατυπωμένες, γιατί μπορεί στο μέλλον να αποδειχθούν ενδιαφέρουσες.
Η επιστολή αυτή ανοίχτηκε το 1938 και προκάλεσε ζωηρή αίσθηση στην επιστημονική κοινότητα.



Ο Faraday φιλοσοφικά απομακρύνεται συνεχώς από την κορυφαία για την εποχή του θεωρία της δράσης από απόσταση [action at a distance] που είχε τη σφραγίδα του κορυφαίου Isaac Newton. Οι αλληλεπιδράσεις, βαρυτικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές δεν διαδίδονται ακαριαία, έχουν μια πεπερασμένη ταχύτητα, που πρέπει να ερευνηθεί πειραματικά. Διαισθάνεται και εισάγει την έννοια του πεδίου, χωρίς μαθηματική θεμελίωση βέβαια [κάτι που περίτρανα επιβεβαίωσε ο Maxwell πενήντα χρόνια αργότερα] και κατά βάθος πιστεύει ότι όλα τα πεδία δυνάμεων αλληλεπιδρούν, έχοντας στο βάθος κάτι "κοινό".
Δεν είναι όμως καθόλου εύκολο να τα βάλει κανείς με την αυθεντία του Newton, όπως ο Γαλιλαίος αντιπαρατέθηκε στην απόλυτη κυριαρχία του Αριστοτέλη και, αν μη τι άλλο, χρειάζονται σαφείς πειραματικές ενδείξεις. 
Ο Faraday δημιουργεί, με μία μοναδική φυσική διαίσθηση, το πλαίσιο για τη θεωρία της σχετικότητας, που εμφανίστηκε εκατό χρόνια μετά και έχει το ίδιο όραμα με τον Einstein της ενοποίησης των πεδίων. Κανείς τους δεν είχε τη χαρά να δει την επιβεβαίωση της άποψης, καμμία αμφιβολία όμως ότι ήταν και για τους δύο ακλόνητη φιλοσοφική πίστη.
Η σφραγισμένη επιστολή περιέχει τα πιστεύω του για τη διάδοση των αλληλεπιδράσεων σαν παρακαταθήκη για τους επόμενους ερευνητές.





Χαρά που θα έκανε !!

Το 1830 ο Michael Faraday έχει διαμορφώσει ξεκάθαρη άποψη για τη σχέση ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων. Θέλει όμως να παράγει μηχανική κίνηση σαν αποτέλεσμα της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης.
Ετσι δημιουργεί τον πρώτο στην ιστορία ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα.




Ενας ραβδόμορφος μαγνήτης επιπλέι δε ένα δοχείο με υδράργυρο και όταν περάσει ρεύμα ο μαγνήτης αρχίζει να περιστρέφεται [εικόνα αριστερά]. Εναλλακτικά, ο μαγνήτης είναι ακίνητος και στερεωμένος στον πυθμένα του δοχείου και η χάλκινη ράβδος που έχει επαφή με τον υδράργυρο αρχίζει να περιστρέφεται [δεξιά].



Εδώ η φαινομενολογία παίζει πρωταρχικό ρόλο. Πρέπει να κινείται κάτι που να το βλέπουν όλοι και η ευφυέστατη διάταξη πείθει και τον πιο καχύποπτο.
Είχε όμως μπροστά του ένα άλλο παράδειγμα κίνησης, μιας και είχε κάνει πάμπολλα πειράματα ηλεκτρόλυσης. Μία κίνηση που υπήρχε χωρίς να φαίνεται. Δεν ξέρουμε αν το είδε και το παρέλειψε ή αν δεν το είδε καθόλου.




Σε ένα μεταλλικό δοχείο που έχει μέσα αλατόνερο βυθίζεται λίγο μέσα στο διάλυμα μία χάλκινη ράβος.


Οταν η διάταξη συνδεθεί με μία μπαταρία, τα θετικά φορτισμένα ιόντα αρχίζουν να τρέχουν από την περιφέρεια προς το κέντρο. Τρέχουν αλλά δεν φαίνονται.

Αν βάλουμε παράλληλα στη ράβδο ένα μαγνήτη, τότε τα ιόντα θα δέχονται μία δύναμη κάθετη στην ταχύτητά τους, με αποτέλεσμα να γυρίζουν γύρω από το κέντρο.



Ετσι φτάνουν από την περιφέρεια προς το κέντρο ακολουθώντας σπειροειδείς τροχιές, μόνο που σε ένα πολύ καθαρό διάλυμα δεν φαίνονται. Και οι ηλεκτρολυτικές διατάξεις του Faraday ήταν πεντακάθαρες. Ηλεκτρόδια από πλατίνα, για να αποφεύγει τις ανεπιθύμητες οξειδώσεις, απεσταγμένο νερό και καθαροί, κατά το δυνατόν, ηλεκτρολύτες.
Σε ένα βρώμικο διάλυμα τα ιόντα παρασύρουν στην κίνησή τους τις βρωμιές, σκουριές πράσινες, πορτοκαλί και μαύρες, που, όταν κινούνται φαίνονται !!

Αν βέβαια αντιστρέψουμε τη φορά του ρεύματος ή την πολικότητα του μαγνήτη η κίνηση από δεξιόστροφη γίνεται αριστερόστροφη. Επίσης, όταν διακόψουμε το ρεύμα η κίνηση σταματάει. Θα ήταν λοιπόν φανερό ότι η κίνηση οφείλεται στην αλληλεπίδραση ρεύματος και μαγνήτη και θε γεννιόταν η εξαιρετική απορία, τι είναι αυτά τα αόρατα σωματίδια που κάνουν τις σπειροειδείς τροχιές και δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς να υπάρχει καλώδιο.
Χαρά που θα έκανε αν το έβλεπε !!!