חשמל

מבוא

עוד מימי קדם הייתה ידועה תופעת החשמל. התיעוד הראשון הוא מתקופת יוון העתיקה, משנת 600 לפנה"ס לערך.

תָאלֵס מְמִילֶטוֹס (Thales of Miletus)

מתאר כיצד עִנְבַּר נטען חשמלית (במטען חשמלי סטטי) על-ידי שפשוף בבד. מדען אנגלי בשם

ווִילִיאַם גִּילְבֶּרְט (William Gilbert)

טבע את המונח חָשְמַל (electricity) מהמילה היוונית ענבר. הוא גם טבע את המושגים: כוח חשמלי ומשיכה חשמלית. בשנת 1663, המציא הגרמני

אוֹטוֹ וַאן גְּיוּרִיק (Otto Von Guericke)

מכונה המייצרת מטען חשמל סטטי. המכונה הייתה מורכבת מכדור גפרית יצוק בתוך מיכל זכוכית המורכב על ציר סיבוב. סיבוב הכדור נעשה ידנית תוך כדי חיכוך בבד רפידה שטען אותו במטען חשמלי סטטי. ניצוצות חשמל נראו בזמן הטעינה, תופעה בלתי מוסברת בזמנו. ואן דיוריק לא ידע כי אלו ניצוצות ממטען חשמלי סטטי.
במשך הזמן נלמדו תכונות הדחייה והמשיכה של מטענים חשמליים, אך חקר תופעת החשמל היה מצומצם ושטחי. גילוי תופעת החשמל ופתיחת העידן החשמלי מזוהה עם האמריקאי

בֵּנְגֶ'מִין פְרַנְקְלִין (Benjamin Franklin)

.

בנג'מין פרנקלין

פרנקלין נולד ב- 17 בינואר 1706 בבוסטון, ארה"ב. הוא למד בביה"ס עד גיל 10, ומגיל 12 התחנך כשוליה בבית דפוס של אחיו עד שהתקדם לתפקיד עורך. בעקבות מחלוקת שפרצה בין שני האחים, עזב פרנקלין לניו-יורק ולאחר מכן לפילדלפיה. הוא מצא עבודה בבית-דפוס שם, אך לאחר זמן קצר שוכנע על-ידי המושל לעבור ללונדון בעזרת הבטחות לעתידו – הבטחות שלא מולאו. מאוכזב מהבטחות המושל, הוא שוב מצא עבודה בבית דפוס עד ששב לפילדלפיה. בפילדלפיה הוא פתח בית דפוס משל עצמו. בשנת 1731 הוא השתתף בהקמתה של הספרייה הציבורית הראשונה בפילדלפיה. מאוחר יותר הגה תוכנית להקמת אקדמיה, שמומשה מאוחר יותר בדמותה של האוניברסיטה של פנסילבניה.
בשנת 1748 פרש פרנקלין מתחום הדפוס ונכנס לעולם העסקים עם שותף. הצלחתו, הקנתה לו ביטחון כלכלי שאפשר לו להקדיש זמן ללמידה ולחקר תגליות מדעיות. בייחוד זכורים מחקריו בתחום החשמל. פרנקלין גילה את הימצאותם של מטען חשמלי חיובי ומטען חשמלי שלילי. בשנת 1749 הוא אף בנה את הסוללה החשמלית הראשונה. אך בייחוד הוא זכור בזכות אותו ניסוי מפורסם שערך על מנת להוכיח כי הברק מקורו בהתפרקות מטען חשמלי.
פרנקלין היה להוט להוכיח כי הברק הוא בעצם התפרקות של מטען חשמלי. בשנת 1750 הוא פרסם הצעה לניסוי שיוכיח זאת. הניסוי כלל העפת עפיפון בשמים, כשצפויה להתפתח סערת ברקים ורעמים. ואכן מסופר כי בליל סערת ברקים, ב- 15 ביוני 1752, העיף פרנקלין עפיפון בשמיים. העפיפון היה בצורת צלב עשוי מעץ, כשמטפחת בד מחליפה את הנייר שהיה ודאי נקרע ברוח החזקה והגשם. בקצה העפיפון חובר תיל ברזל האמור לקלוט את המטען החשמלי מן האוויר. תיל הברזל נמשך מטה לאורך החבל של העפיפון, ובקצהו השני של העפיפון חובר מפתח ברזל. העפיפון אסף מטען חשמלי מהאוויר הטעון, וכשקרב פרנקלין את פרקי אצבעות כף ידו אל המפתח הוא חש במטען החשמלי המתפרק. ניסוי מסוכן בהחלט.

ברק בשמים

פרנקלין חי בתקופה הסוערת של לידתה של ארצות-הברית כאומה עצמאית חדשה. הוא היה דיפלומט ומנהיג חשוב ומפורסם. בתקופת המהפכה האמריקאית הוא תיפקד כשגריר העם האמריקאי בצרפת והבטיח את תמיכתה ועזרתה של זו לאומה האמריקאית החדשה. יש המחשיבים אותו כאזרח הראשון של ארה"ב. עם חזרתו לארה"ב הוא התקבל בכבוד רב, והיה שני רק לג'ורג' וושינגטון. למעשה, הוא אף היחיד מבין האבות המייסדים החתום על ארבעת המסמכים החשובים באותה תקופה: מגילת הכרזת העצמאות, הסכם פאריז, ברית אחדות (עם צרפת) והחוקה האמריקאית.

אולם פרנקלין לא היה אהוד על כולם. ג'ורג' מלך אנגליה, לא היה מרוצה מפעילותו הפוליטית שחתרה לעצמאותה של המושבה הבריטית (ארה"ב היום) משלטון המלוכה הבריטי. הוא מייד ציווה על יועצו בענייני מדע להוכיח כי תוכנית מוט לוכד הברקים של פרנקלין שגויה. היועץ פוטר לאחר שענה כי לא ניתן לכופף את חוקי הטבע לפי רצון המלוכה.

גם מחקר התופעה החשמלית והברקים לא היה אהוד על כולם. ב- 18 לנובמבר 1755 פקדה רעידת אדמה חזקה, ככל הנראה בעוצמה של 6-6.5 בסולם ריכטר, את החוף המזרחי. רעידות אדמה באזור זה הן נדירות, ורעידה זו הורגשה היטב בכל אזור החוף המזרחי. היה מי שהאשים את פרנקלין ואת ניסוייו בברקים בכך שהפנה את עוצמתם לאדמה וגרם לרעידת האדמה הזו.

למען האמת, פרנקלין לא היה הראשון לערוך את הניסוי המוכיח כי הברק הוא תופעת מטען חשמלי. ניסוי דומה נערך מבלי שידע על כך רק 36 ימים קודם לכן, ב- 10 במאי, על-ידי הצרפתי

תוֹמַאס פְרַאנְקִי דַאלִיבַּרְד (Thomas Francois Dalibard)

. במקום עפיפון, השתמש דאליברד במוט ברזל גבוה מאוד (כ- 12.2 מטרים) כדי למשוך את המטען החשמלי.
פרנקלין וודאי לא המציא את החשמל, ואף לא היה הראשון שגילה את התופעה. אך הוא היה הראשון להכניס סדר בדברים ולהגדיר את החשמל כתופעת טבע ולטבוע את מושגי קוטביות המטען החשמלי – מטען חיובי ומטען שלילי. מאוחר יותר,

מַייְקֵל פַארַדֵיי (Micahel Faraday)

ו

תוֹמַס אַלְווָה אֵדִיסוֹן (Thomas Alva Edison)

כמו רבים אחרים המשיכו בחקר תופעת החשמל על בסיס הגדרותיו.

פרנקלין פיתח גם מתקן לגילוי ברקים המכונה "פעמוני ברק" (“lightning bells”). מוט ברזל גבוה היה מושך אליו חשמל מן העננים הטעונים במטען חשמלי וגורם לנדנוד וצלצול הפעמונים. הוא גם עסק והמציא המצאות בתחומים רבים שונים לגמרי.

בהיותו עיתונאי, עורך וסופר הטביע פרנקלין כמה משפטי חוכמה הנהגים עד היום בכל העולם. להלן שתי דוגמאות:

חריצות היא האימא של המזל הטוב – "Diligence is the mother of good luck"
אגורה שחסכת היא אגורה שהרווחת – "A penny saved is a penny earned"

בנג'מין פרנקלין נפטר ב- 17 באפריל 1790.





[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]