قصة بنجامين فرانكلين.. أكثر العلماء مساهمة في اكتشاف الكهرباء

هل سمعت قبل ذلك عن بنجامين فرانكلين؟ 

لمن لا يعرف، فـ بنجامين فرانكلين أحد أشهر أصحاب التجارب العلمية الشهيرة في التاريخ، من خلال تجربة الطائرة الورقية وخدعة المفتاح، والتي صورها الفنانين حيث تُظهر لوحاتهم فرانكلين وصبيًا يطيران طائرة ورقية في أحد الحقول أثناء عاصفة مثيرة.

في هذه الصور، تضرب صاعقة الطائرة الورقية وتطلق قوسًا من الضوء من المفتاح إلى إصبع فرانكلين، وهو ما يراه البعض لحظة اكتشاف الكهرباء.

وهو غير صحيح على الإطلاق، فاليونانيون القدماء، مثل طاليس ميليتس، الذي توفي حوالي عام 546 قبل الميلاد، على علم بالكهرباء الساكنة، وحتى أن طاليس أجرى تجارب عن طريق فرك الصوف بالكهرمان. حتى أن كلمة "إلكترون" تنبع من كلمة يونانية تعني العنبر.

ومع ذلك، ساهم فرانكلين بشكل كبير في فهمنا الحديث للكهرباء... إليكم القصة الحقيقية للتجربة التي غيرت العالم.

حل مشكلة الجذب

خلال عصر التنوير في القرن الثامن عشر، ناضل العلماء لفهم الخصائص الطبيعية للكهرباء، مثل الجذب والتنافر. صاغ بنجامين فرانكلين هذه المصطلحات وقدم مصطلحات أخرى مثل، موجب (للشحنات الإيجابية)، وناقص (للشحنات السلبية)

وقام بتحويل منزله في شارع ماركت ستريت في فيلادلفيا إلى مختبر كهربائي حقيقي، حيث قام بتصميم أدوات مصنوعة من الأدوات المنزلية، وباستخدام سلك من قضيب حديدي متصل بالمدخنة، قام بإدخال الكهرباء إلى المنزل. 

أجراس فرانكلين الكهربائية الشهيرة

عندما ملأت الكهرباء الجو، قام فرانكلين بتجهيز مجموعة من الأجراس الكهربائية للقرع، وعندما قفزت شرارات صغيرة بين الأسلاك، دقت الأجراس بهدوء. وفي أحيان أخرى، كانت أقواس ضخمة من الكهرباء بحجم إصبع السبابة تضيء الدرج.

وقرعت الأجراس بصوت عالٍ. شعرت ديبورا، زوجة فرانكلين، بالرعب من أجهزة الإنذار والأدوات الذكية التي تضيء مدخلها وتملأه بالضوضاء أثناء العواصف.

في إحدى الأمسيات، حاول فرانكلين صعق ديك رومي بالكهرباء أمام حشد من الضيوف الصاخبين. لسوء الحظ، انتهى به الأمر بصعق نفسه بالكهرباء، وسقط على الأرض بسبب التشنجات. سلطت هذه المواجهة مع الموت الضوء على العلاقة الغريبة التي تربط الناس بالكهرباء. رأى معظمهم أنها ظاهرة غريبة مناسبة لحيل الصالونات.

قصة الطائرات الورقية

قام كهربائيون متنقلون بجولة في البلاد لتسلية الناس بعروضهم. شاهدهم فرانكلين باهتمام، وسرعان ما انتقل إلى ما هو أبعد من الترفيه، بتشجيع من روايات التجارب القادمة من أوروبا.

كما أبدى ملاحظات حول البرق والكهرباء، ووجد أوجه تشابه واضحة، وكلاهما ظهر كضوء وفي أقواس متشعبة. وأشار أيضًا إلى أن كلاهما طقطقة ولديهما القدرة على قتل الحيوانات.

وكان استنتاجه؟ أن البرق شكلًا من أشكال الكهرباء الساكنة.

ولتأكيد ملاحظاته بشكل أكبر، ابتكر فرانكلين التجربة الشهيرة باستخدام طائرة ورقية ومفتاح، ونجح العالم الفرنسي توماس فرانسوا داليبارد في إثبات فرضية فرانكلين في مايو 1752، باستخدام قضيب عمودي طوله 50 قدمًا. وفي بلجيكا وإنجلترا، حذا العلماء حذوهم. وفي هذه العملية، نجحوا في إثبات أن البرق عبارة عن كهرباء.

فرانكلين وقضيب البرق

وكانت تجربة محفوفة بالمخاطر المذهلة، حيث تعرض فرانكلين وابنه لخطر الصعق بالكهرباء. كيف هربوا بحياتهم؟ لم يضرب البرق الطائرة الورقية. وبدلًا من ذلك، واجهت الطائرة الورقية كميات صغيرة من الكهرباء المتجمعة في السحب العاصفة.

ولمس فرانكلين المفتاح، مما تسبب في وقوف خيوط الخيط عند نهايتها، وتم جمع الشحنة في جرة ليدن، وهو مكون كهربائي قديم قادر على تخزين شحنة كهربائية عالية الجهد يمكن إطلاقها في وقت لاحق. النتائج؟ أثبت فرانكلين وجود الكهرباء في البرق.

إن إدراك أن الكهرباء والبرق متماثلان كان له تداعيات فورية، على المستويين العملي والعلمي. بعد خمسة عشر عاما نشر جوزيف بريستلي، الكيميائي البريطاني مكتشف الكهرباء، وصفًا للتجربة.

واصل فرانكلين تصميم مانع الصواعق، وهو قضيب حديدي يتم تثبيته في أعلى المبنى. تم توصيل القضيب بسلك، حيث ينقل السلك ضربات البرق إلى الأرض دون ضرر.

وسرعان ما وقفت مانعات الصواعق فوق المباني، من نيويورك إلى بوسطن، ومن لندن إلى باريس. لم يقم فرانكلين باكتشاف الكهرباء أو حتى إجراء التجارب الأولى المرتبطة باكتشافها، ولكنه فقط خلق فرضية البرق والظروف التجريبية لإثبات ذلك.