جورج ماتياس بوس

جرة ليدن يتم شحنها بواسطة موصل رئيسي

كان جورج ماتياس بوز (22 سبتمبر 1710 - 17 سبتمبر 1761)، المعروف أيضًا باسم ماتياس بوز ، عالمًا في مجال التجارب الكهربائية في بدايات تطوير علم الكهرباء الساكنة . يُنسب إليه الفضل في كونه أول من طور طريقة لتخزين الشحنات الساكنة مؤقتًا باستخدام موصل معزول (يُسمى الموصل الرئيسي). وقد أثارت عروضه وتجاربه اهتمام المجتمع العلمي الألماني والجمهور بتطوير البحوث الكهربائية.

وقت مبكر من الحياة

وُلد ابنًا لتاجر، وتلقى تعليمه في جامعة لايبزيغ ، في إمارة ساكسونيا ، وحصل على درجة الماجستير عام 1727. وفي عام 1738، أصبح أستاذًا للفلسفة الطبيعية في جامعة فيتنبرغ . وكجزء من تدريسه للفيزياء، أعاد إحياء التجارب باستخدام آلة الكرة الزجاجية، مستلهمًا تصميم فرانسيس هوكسبي الأكبر ، ثم طوّر الآلة لاحقًا بشكل كبير بإضافة " موصل رئيسي " مكّنها من تجميع الشحنة الساكنة المتولدة بمستوى أعلى. [ 1 ]

قيل إنه كان متظاهراً مبهراً ومروجاً لنفسه بجد، وكان يراسل على نطاق واسع الجمعية الملكية في لندن ومع مجموعات مماثلة في بروسيا وفرنسا وإيطاليا وحتى إسطنبول. [ 2 ]

قائد الأوركسترا الرئيسي

كان الموصل الرئيسي الأولي لبوز عبارة عن مساعد يقف على كتلة من الراتنج (عازل فعال) ممسكًا بقضيب معدني بيد واحدة بينما يلمس الكرة الدوارة باليد الأخرى. وكان من المفترض أن تتدفق الشحنة المتولدة عن الاحتكاك عبر المساعد إلى القضيب المعدني وتتراكم على سطحه الخارجي. في الواقع، كان هذا امتدادًا لتجربة ستيفن غراي "الفتى الطائر" عام 1730، ولكن مع إضافة موصل معدني أصبح، بمرور الوقت، جهاز التخزين الفعال الوحيد.

كان الجديد في الأمر استخدام بوس للمعدن (القضيب) في وقت كان يُعتقد فيه منذ زمن طويل أن العوازل (التي كانت تُسمى آنذاك "الكهربائية") هي الوحيدة القادرة على تجميع الكهرباء الساكنة بنجاح . كان من المعروف أن الموصلات المعدنية تُبدد أي شحنة بسرعة نسبية، ولم تكن الحاجة إلى عزل الأجسام المشحونة عن التلامس الكهربائي مع الأرض مُدركة جيدًا. أظهرت تجارب لاحقة أجراها باحثون آخرون أن كتلة الموصل الرئيسي ليست هي التي تحدد حد تراكم الشحنات الساكنة بقدر ما هي أبعاده الخارجية، لأن الشحنات المتشابهة تتنافر، وبالتالي فإن التأثير التراكمي يقتصر على السطح الخارجي للموصل.

على مدى ثلاث سنوات، من عام 1742 إلى عام 1745، شجع بوز دراسة الكهرباء في ألمانيا، واشتهر بتجاربه المذهلة، ومنها إشعاله مشروبات كحولية تطفو على سطح الماء بشرارة مولدة بواسطة آلة احتكاك ابتكرها، والتي مرت عبر الماء. ولأن الماء والنار كانا يُعتبران نقيضين، فقد أثار هذا الأمر ضجة كبيرة بين المراقبين، وأصبح مذكورًا على نطاق واسع في المراسلات العلمية.

قبلة كهربائية

عرض تجريبي لأغنية "القبلة الكهربائية"

حظي عرض "القبلة الكهربائية" (المعروف أيضًا باسم "فينوس الكهربائية") الذي قدمته شركة بوس بشعبية هائلة بين المتفرجين، ولم يكن سوى نسخة معدلة من عرض "الفتى الطائر" لستيفن غراي . [ 3 ] دُعيت شابة جذابة للوقوف على قطعة من الراتنج العازل، ثم وُضعت عليها شحنة كهربائية ساكنة معتدلة من كرة دوارة. بعد ذلك، دُعي شاب من الجمهور لتقبيلها، وتلقى الاثنان خلال ذلك صدمة كهربائية معقولة. [ 4 ]

جمع هذا العرض التوضيحي بين التوضيح العلمي لتراكم الشحنات وبين وقاحة القبلة المسروقة، لذلك أصبح عنصراً أساسياً لدى جميع فناني العروض الكهربائية والمعارضين العلميين.

التطويب

أصبحت إحدى العروض التوضيحية العامة التي طورها بوز تُعرف باسم "التطويب" [ 4 ] ، وقد أخفى بوز عمداً الوسائل التي استخدمها لتحقيق هذا التأثير. وفي نهاية المطاف، اتُهم بالتلفيق، فكشف عن التقنية لزميل له قام بنشرها في مجلة " المعاملات الفلسفية" التابعة للجمعية الملكية .

كان هذا في جوهره امتدادًا لتطويراته في مجال الموصل الرئيسي. يجلس شخص يرتدي خوذة معدنية أو درعًا على كرسي معزول جيدًا، فيتلقى شحنة كهربائية ساكنة عالية المستوى، تكفي لإنتاج نقاط متوهجة، وربما توهجات بلازمية حول الأسطح الموصلة. اعترف بوز لاحقًا بالمبالغة، وشرح التأثير.

يا سيدي، صحيح أنني قد بالغت قليلاً في وصف تطويبي بأسلوبي وتعبيراتي، لكن من الصحيح أيضاً أن أساس هذه الظاهرة ثابت. لقد وجدت في مستودع أسلحتنا في لايبزيغ درعاً كاملاً مزيناً بالعديد من سبائك الفولاذ: بعضها مدبب كالمسمار، وبعضها الآخر على شكل إسفين، وبعضها هرمي. في الظلام، كما تعلمون، فإن الكثير من هذه السبائك، وليس كلها، تتلألأ وتلمع بذيل كالمذنبات. ومن الواضح أنه عندما تكون الكهرباء قوية جداً، فإن الخوذة على رأس الشخص المكهرب ستطلق أشعة كأشعة تحيط برأس قديس مُعلن، وهذا هو تطويبي. [ 5 ]

جرة ليدن

انتشر خبر تجربة بوز على الكحول بسرعة إلى بوميرانيا، وهي دولة صغيرة مستقلة على ساحل بحر البلطيق، حيث كان عميد كاتدرائية كامين يجري تجارب مماثلة على مولد احتكاك. وقد علّق إيوالد جورج فون كلايست أنبوبًا كبيرًا فوق جهازه بخيوط حريرية، والتي اتضح، مصادفةً لا عن قصد، أنها تمثل أفضل شكل وكتلة ممكنة لموصل رئيسي من حيث قدرته على تجميع الشحنة.

تساءل فون كلايست عما إذا كانت تجربة بوز في نقل الكهرباء عبر الماء إلى المشروبات الكحولية القابلة للاشتعال ستنجح في التقاط الكهرباء في زجاجة دواء صغيرة مملوءة بالكحول، لأنه كان يعلم أن زجاج الزجاجة سيعمل كعازل ويمنع تسرب الكهرباء. ولذلك، قام بتزويد زجاجته بسدادة فلين يبرز منها مسمار ملامس للسائل لتوفير نقطة دخول.

أمسك الزجاجة بيدٍ واحدة، ثم وضع المسمار على الموصل الرئيسي. لم يحدث شيءٌ على الفور، ولكن أثناء عودته بالزجاجة إلى غرفة مظلمة، لاحظ توهجًا بلازميًا خفيفًا أوحى له بأن الكحول مشحونٌ بنار سانت إلمو. عندما لمس المسمار بيده الأخرى، شعر بصدمةٍ كهربائيةٍ عنيفة. وذكر في رسالته أنها قذفته عبر الغرفة.

اخترع فون كلايست قارورة ليدن ، لكنه لم يفهم أهمية يده المقعرة التي كانت تحيط بالجزء الخارجي من القارورة، والتي وفرت العنصر الموصل الخارجي الوحيد اللازم للسماح لقارورة ليدن بتجميع كمية هائلة من الشحنة. [ 6 ]

بعد أن تعرض لهذه الصدمة، كان من الطبيعي أن يكره الإمساك بالزجاجة مرة أخرى، ويبدو أنه لم يتمكن من تكرار التجربة. وعندما نصح مراسليه العلميين، كانوا بدورهم حذرين للغاية من الإمساك بالزجاجة، وفشلوا لبعض الوقت في تكرار التجربة. ومن المعروف أنه أرسل نتائجه بالمراسلة إلى: الدكتور ليبركون في برلين، والسيد وينكلر في لايبزيغ، والسيد شفيتليكي في دانزيغ، والسيد كروغار في هال، بالإضافة إلى أساتذة أكاديمية ليغنيتز .

تلقى فون كلايست تعليمه في جامعة لايدن ، ويُفترض الآن على نطاق واسع أنه كان على تواصل مع زميليه السابقين في الجامعة، أندرياس كونايوس (المحامي) والبروفيسور جان ألاماند (أستاذ اللاهوت). حاول ألاماند تكرار التجربة باستخدام كأس من البيرة، ونجح في النهاية.

عمل كونايوس وألاماند بشكل متقطع مع أستاذ الفيزياء في جامعة ليدن ، بيتر فان موشنبروك ، على تجارب كهربائية جديدة، واستغرق الأمر بعض الوقت لاكتشاف السر. توصلوا في النهاية إلى أهمية سطح التوصيل الخارجي الذي توفره اليد، والذي كان ضروريًا لمنع تولد ضغط عكسي كهروستاتيكي، ونتيجة لذلك، نال مُجرّبو جامعة ليدن الجزء الأكبر من الفضل.

فقدان المخطوطات

في عام ١٧٤٤، نشر بوز أعماله الرئيسية حول الكهرباء في كتيبات صدرت في لندن وباريس. إلا أن العديد من مخطوطاته فُقدت لاحقًا. ويُحتفى به اليوم بشكل أساسي لعروضه المذهلة أكثر من إسهاماته العلمية. وفي عام ١٧٥٧، انتُخب زميلًا في الجمعية الملكية بلندن . [ ٧ ]

في عام 1760، خلال حرب السنوات السبع مع بروسيا، اختُطف بوز من فيتنبرغ كأداة استراتيجية، ونُقل إلى ماغديبورغ حيث احتُجز كرهينة. ومن المفارقات أن هذا الموقع كان موقع تجربة أوتو فون غيريكه الشهيرة بكرة الكبريت. [ 8 ] توفي في ماغديبورغ بعد ذلك بعامين.

الأعمال المنشورة

تينتامينا إلكتريكا ، 1747
  • Tentamina electrica in academiis regiis Londensi et Parisina primum hometa omni studio repetita quae novis aliquot accessionibus locupletavit . (فيتنبرغ، 1744). هذه إعادة طبع لخطابه الافتتاحي وكتيبين آخرين.
  • تم تطوير الكهرباء وتركيبها بواسطة الشاعر فيدر. (فيتنبرغ، 1744)
(بالفرنسية) L'électricité son Origine et ses progrès. قصيدة في كتابين. (لايبزيغ، 1754)

مراجع

  1. كيثلي، جوزيف ف. (يناير 1999). قصة القياسات الكهربائية والمغناطيسية: من 500 قبل الميلاد إلى أربعينيات القرن العشرين . جون وايلي وأولاده. ISBN 9780780311930تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يناير 2017 عبر books.googlebook.ca.
  2. "رسوم توضيحية لعروض شركة Bose" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 أغسطس 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 فبراير 2016 .
  3. شرح بريستلي لتجربة الصبي الطائر
  4. 1 2 بيرتوتشي، باولا (سبتمبر 2007). "شرارات في الظلام: جاذبية الكهرباء في القرن الثامن عشر" . إنديفور . 31 (3). إلسيفير: 88-93 . doi : 10.1016/j.endeavour.2007.06.002 . PMID 17681376 . 
  5. شرح المعاملات الفلسفية .
  6. كتاب جوزيف بريستلي: تاريخ الكهرباء وحالتها الراهنة مع تجارب أصلية (1769)
  7. "تفاصيل الزملاء" . الجمعية الملكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2017 .
  8. تاريخ علم وتكنولوجيا الغزل الكهربائي من عام 1600 إلى عام 1995 (تاكر وآخرون)

شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بجورج ماتياس بوس على ويكيميديا ​​كومنز