انتشار این مقاله


دستاوردهای عظیم (۱۲): لیوان لِیدن

گرفتن و ذخیره‌سازی الکتریسیته سخت‌تر از گرفتن کرم شب‌تاب است، اما برای هر دوی این کارها به یک شیشه احتیاج دارید!

گرفتن و ذخیره‌سازی الکتریسیته سخت‌تر از گرفتن کرم شب‌تاب است، اما برای هر دوی این کارها به یک شیشه احتیاج دارید! اولین دستگاه که توانست شارژ الکتریکی را دریافت  وذخیره کند تا دانشمندان بتوانند از آن برای آزمایش‌های الکتریسیته یا نمایش استفاده کنند، لیوان لِیدن بود. لیدن نام دانشگاهی است که این دستگاه نخستین بار در آن مورد استفاده قرار گرفت. این دستگاه در اواسط قرن هجدهم به طور مستقل توسط E. Georg von Kleist در آلمان وPieter van Musschenbroek  در هلند اختراع شد.


نام دستگاه: لیوان لِیدن

نام مخترع: Ewald jurgen Georg von Kleist

سال اختراع:۱۷۴۵


لیوان‌های لِیدن به مرور زمان پیچیده‌تر و کارآمدتر شدند، اما نسخه‌های اولیه بسیار ساده بوده و از شیشه‌هایی شبیه به زنگ با پوشش فلزی در سطوح داخلی و خارجی آن تشکیل شده بود. شیشه‌ها با آب (یا حتی گاهی اوقات آبجو!) پر می‌شد که نقش بازدارنده‌ای را بازی می‌کرد که سیمی از درون آن عبور کرده بود. انتهای آزاد سیم، دستگاه را به یک ژنراتور الکترواستاتیک متصل می‌کرد که منبعی سریع و آسان برای تولید برق بود.

ابتدا تصور می‌شد که مایع درون شیشه برق را ذخیره می‌کند، اما دانشمندان با انجام آزمایش کشف کردند که وجود آب لازم نیست! مدل‌های بعد خالی بود اما همچنان کار می‌کرد؛ زیرا نیاز اساسی برای عملکرد لیوان لیدن وجود دو هادی جدا شده توسط عایق است. معمولاً دو لایه فویل فلزی به عنوان هادی و شیشه به عنوان عایق عمل می‌کند بنابراین نیازی به حضور آب و حتی هادی جداگانه نیست. جریان الکتریسیته از ژنراتور الکترواستاتیک به کره‌ی فلزی یا هر هادی دیگری که درون شیشه قرار دارد وارد می‌شود و در لایه‌ی داخلی فویل هادی جریان می‌یابد، زیرا شیشه از حرکت اضافی آن جلوگیری می‌کنند. در عین حال، لایه‌ی بیرونی فویل، بار مخالف را از زمین می‌گیرد زیرا ذرات مثبت به سوی ذرات منفی درون شیشه جذب می‌شوند. تا زمانی که این بار به نحوی آزاد نشود، بارهای مساوی اما مخالف همچنان درون لیوان لیدن باقی خواهند ماند.

لیوان لیدن
شمایی ساده از لیوان لیدن

برای رهاسازی الکتریسیته‌ی درون لیوان باید مسیری برای حرکت بار ذخیره‌شده فراهم شود. سیم، میله یا حتی دست انسان می‌تواند برای این کار استفاده شود. در واقع، یکی از نمایش‌های الکتریکی مورد علاقه‌ی بنجامین فرانکلین، صفی دایره‌وار از افراد مختلف بود. از یک نفر خواسته می‌شد تا بالای لیوان لیدن را لمس کند، فرد دیگری در انتهای صف پایین لیوان را لمس می‌کرد. الکتریسیته در بین تک تک افراد جریان می‌یافت و هر یک، دچار شُک می‌شدند. چنین نمایش‌هایی در عین خطرناک بودن، بسیار محبوب بودند.

به عنوان خازن‌های اولیه، لیوان‌های لیدن می‌توانند برای تلاش‌های عملی بیشتری مورد استفاده قرار گیرند. دانش استفاده از این دستگاه‌ها به سرعت در آزمایشگاه‌های سراسر جهان گسترش یافت و تحقیقات الکتریکی بیشتری را که قبلاً ممکن نبود امکان‌پذیر ساخت. با تشکر از فناوری “برق در بطری”، دانشمندان می‌توانند آزمایش‌های الکتریکی خود را در فضای بیرون و در جاده‌ها انجام دهند. خازن‌های بعدی از اجزای مهم در الکترونیک مانند چراغ‌ها و رادیو هستند.

فاطمه مسیب‌پور


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید