المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 تاريخچه خازن
تاريخچه خازنزنگ تفريح فيزيك
در ادامه‌ي مطالبي که در مورد خازن و سلول الکتريکي نوشتيم، اين مطلب تکميل کننده‌ي بخش تاريخچه‌ي سلول الکتريکي ست.

 

 


در اواخر قرن شانزدهم، دانشمندان به وجود بار الکتريکي در اجسام پي برده بودند و دريافته بودند که بار الکتريکي دو نوع مثبت و منفي دارد. آن‌ها در حين طراحي آزمايش‌هاي تازه و گاه جسورانه‌ي خود، دريافتند که مي‌توان بار الکتريکي را «ذخيره» کرد.


كشف خازن‌ها همان‌طور كه اغلب اتفاق مي‌افتد، تصادفي بود، و دو محقق به‌طور مستقل آن را ساخته بودند. جالب اينجاست كه هردوي آنها، در ابتدا اهميتِ اين ويژگي مهمِ اختراعشان را در فيزيك نمي‌دانستند. خازن‌ها تا مدت‌ها به عنوان «بطري ليدن» شناخته مي شدند.


اما اولين گام‌ها براي درک الکتريسيته‌ي ساکن بدون به کارگيري بطري‌هاي ليدن انجام شد. استيون گري، آزمايشگر انگليسي (1736-1670) تعدادي مقاله منتشر کرد. او در اين مقالات تشريح کرد که چگونه با مالش لوله‌اي شيشه‌اي، چوب پنبه‌اي که در انتهاي آن قرار دارد خواص الکتريکي پيدا مي کند (به بيان امروزي باردار مي‌شود)، چگونه ميله اي از چوب کاج که به چوب پنبه چسبيده است، اثر الکتريسيته را تا انتهاي ديگر ميله منتقل مي‌کند و چگونه مي‌توان اين اثر را با استفاده از نخ‌هاي ظريف به فواصل زياد منتقل کرد. گري و هم‌عصران او الکتريسيته‌ي مورد نياز خود را در هر زمان و هر کجا با اصطکاک به وجود مي‌آوردند.


 

گئورگ فون كلست(1748-1700) ، يک دانشمند آلماني بود که با وسايلي بسيار ساده آزمايش مي‌كرد. او يك بطري را پر از آب كرده بود و يك قطعه سيم را در آن گذاشته بود، سر بطري را به‌وسيله‌ي چوب‌پنبه كاملاً مهر و موم كرده بود و سر سيم از چوب‌پنبه بيرون بود. او هر بار كه وسيله‌اي باردار را با سيم تماس مي‌داد، مشاهده مي‌كرد كه بار آن جسم تخليه مي‌شود و هر بار كه سر سيم را لمس مي‌كرد، تكاني در دستش حس مي‌كرد كه نشان مي‌داد بارهاي الكتريكي به داخل بطري منتقل شده است. او بارهاي الكتريكي را مانند سيالي دانست كه از جسم باردار به داخل بطري منتقل مي‌شوند.  البته كلست بعد از مدتي ديگر آزمايشاتِ خود را ادامه نداد و نتايج آنها را هم در جايي اعلام نكرد، زيرا تكان‌هايي كه از بطري به‌ دستش وارد مي‌شدند، گاهي اوقات بسيار شديد بودند و او را ترسانده بودند.

 


تقريباً همزمان با او، چنين آزمايشاتي را فرد ديگري به‌نام پيترون موشنبرگ (1761-1692) نيز انجام مي‌داد. او در دانشگاه شهر ليدن واقع در کشور هلند تدريس مي‌كرد. سرانجام موشنبرگ بر خلاف کلست، نتايج تحقيقاتِ خود را منتشر كرد و نام ليدن، شهر محلِ اختراعِ خازن، روي آن باقي ماند. بطري ليدن قابليت باردار شدن و ذخيره کردن الکتريسيته براي انجام آزمايش‌هاي بعدي را دارا بود. با اتصال تعدادي از آن ها به وسيله‌ي سيم، جرقه‌ي بسيار شديدي ايجاد مي‌شد که براي کشتن يک حيوان کافي بود.


پس از انتشار خبر اين كشف،‌ دانشمندان شروع به استفاده از بطري‌هاي ليدن كردند و خيلي زود دريافتند كه نه‌تنها وجود مايعات (آب) درون بطري ضروري نيست، بلكه بهتر است يك ورقه‌ي فلزي درون بطري قرار گيرد. آنها بااضافه كردنِ يك ورقه‌ي فلزيِ ديگر در بيرون بطري و قرار دادن شيشه در وسطِ دو ورقه، به ساختار خازن‌هاي امروزي بسيار نزديك شدند. بنجامين فرانکلين (1790-1706) با استفاده از بطري‌هاي ليدن توانست آزمايش‌هاي بسيار مهمي را اجرا کند. در آزمايش معروف بادبادک او، از اين بطري‌ها استفاده شده است.

 


پس از بطري‌هاي ليدن، باتري يا پيل هاي الکتريکي توسط الکساندر ولتا اختراع شدند. تفاوتي که بطري‌هاي ليدن با پيل الکتريکي داشتند اين بود که اين باتري جريان کم و بيش پايداري را ايجاد مي‌کرد. اما بطري‌هاي ليدن الکتريسيته‌ي ذخيره شده را يکجا تخليه مي‌کرد و امکان استفاده از آن به عنوان دستگاهي پايدار وجود نداشت.

 


خازن‌هاي امروزي اغلب داراي ورقه‌هايي از جنس آلومينيوم، روي و يا نقره هستند و دي‌الکتريک ميان آن‌ها معمولاً سراميک است. با توجه به اينکه بار الکتريکي در خازن ذخيره مي‌شود؛ براي ايجاد ميدان‌هاي الکتريکي يکنواخت مي‌توان از خازن استفاده کرد. خازن‌ها مي‌توانند ميدان‌هاي الکتريکي را در حجم‌هاي کوچک نگه دارند؛ به علاوه مي‌توان از آنها براي ذخيره کردن انرژي استفاده کرد.

 

 


منبع:


 Harry Varvoglis (auth.)-History and Evolution of Concepts in Physics-Springer International Publishing (2014)
تاریخ علم غرب، جان گریبین، ترجمه ی رضا خزانه، انتشارات فاطمی

گرد آوري: مريم دروديان


 

منابع مفيد:


خازن-۱


خازن-۲


القاگر


تاريخچه کشف سلول الکتريکي


خارن-دانشنامه


خازن کروي- دانشنامه


ظرفيت خازن- دانشنامه


مسابقه‌ي فيزيک- مسائل متعدد در مورد خازن


Leyden Jar


Leyden Jars


Make a water Leyden Jar

1394/3/14لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1650
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1650