تفسير الكهرومغناطيسية

بقلم: لورا ميرز

في عام 1752، عندما أظلمت السماء في جميع أنحاء فيلادلفيا، توجّه بنجامين فرانكلين إلى الخارج وبيده طائرة ورقية مصنوعة من الحرير. وبعد ذلك ربط قطعة طويلة من السلك بأعلى نقطة من الطائرة وخيطين بالجزء السفلي منها، كان أحدهما من القنب والآخر من الحرير. وربط فرانكلين الذي كان يحتمي من العاصفة أثناء عمله مفتاحاً معدنياً بخيط القنب، والذي صار الآن مبتلاً بمياه المطر. وظل ممسكاً بقوة بالخيط الحريري الجاف، ومع تمايل الطائرة الورقية بصعوبة في الهواء، بدأت تجربته.
بدأت الطائرة الورقية الرطبة، التي تحلق بين الصواعق، توصّل الكهرباء من الغلاف الجوي. ومرت النيران الكهربائية، كما أسماها فرانكلين، عبر خيط القنب الرطب إلى المفتاح، فأوصلت الشرر إلى أصابعه. جمع فرانكلين الشحنة داخل «بطارية» تدعى جرة ليدن، بالتقاط الكهرباء من الهواء.
لم تكن هذه هي المرة الأولى التي يلعب فيها الناس بالشرر. ففي عام 1663 قام أوتو فون غريكه بحك كريات الكبريت لتوليد شحنة كهربائية ساكنة، وفي أوائل القرن الـ18، مرّر ستيفن غراي الكهرباءَ بطول خيوط القنب والأسلاك المعدنية عن طريق فرك الأنابيب الزجاجية. ومع ذلك، فقد كانت طائرة فرانكلين الورقية محفّزاً علميًّا من شأنه أن يغير العالم.
وبعد أن حفزتهم طائرة فرانكلين الورقية حوّل العلماء التجريبيون الملاحظات إلى معادلات، فظهرت أول تفسيرات رياضياتية للكهرباء في وقت لاحق من ذلك القرن.
وأدرك شارل- أوغستين دي كولوم أن القوى الكهربائية والمغناطيسية تعملان مثل الجاذبية- كلما اقتربت من المصدر، صارت أقوى. وفي وقت لاحق اخترع أليساندرو فولتا بطارية كيميائية باستخدام طبقات من الورق المقوى والزنك والكرتون المنقوع في الماء المالح. وسمح هذا لجورج سايمون أوم ببدء اختبار المواد التي يمكنها توصيل التيار. وقد استخدم ملاحظاته لوضع قانون يشرح كيف يؤثر طول وقطر المادة في مقاومتها لتدفق الكهرباء.
وتوالت التطورات بوتيرة متسارعة لكن كان هناك شيء مفقود. ولم يُدرك أحد أن الكهرباء والمغناطيسية ترتبط إحداهما بالأخرى. ولكن في عام 1820 وجد الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد الحلقة المفقودة مصادفة. فقد لاحظ أن تياراً متدفقاً قد يحرك إبرةَ البوصلةِ- وقد ولّد مجالاً مغناطيسيًّا. بعد ذلك لاحظ مايكل فاراداي العكس- فقد سبب مجال مغناطيسي متحرك تدفق التيارات الكهربائية. وبمساعدة هذه الحقائق، شرح جيمس كليرك ماكسويل مبادئ الكهرومغناطيسية للعالم؛ مما مهَّد الطريقَ للثورة الإلكترونية.