Doğanın kaçınılmaz bir şekilde her yerinde olan ama kimileri tarafından anlaşılmaz bulunan elektriğin öyküsü, insanlık medeniyeti tarafından gerçekleştirilen ve uzun yıllar süren bir gözlem sürecine dayanıyor. Elektrikle ilgili insanlığın elindeki veriler yakın bir geçmişte nicelik kazanmıştır. Bu alandaki ilk çalışmalar, elektriğin ne olduğunu anlayabilecek değil gözlemleri aktarabilecek düzeydeydi. Bu kısa girişin ardından, elektriğe dair ilk gözlemlerle devam edelim.
Elektrikle ilgili ilk gözlemler
Elektriğin gözlemlenmesine dair kayıtlı ilk somut çalışma, MÖ 600’lü yıllarda Thales’in kehribar taşının yünlü bir cisme sürtüldükten sonra etrafındaki hafif cisimleri çekebildiğini gözlemlemesidir. Ardından bilim insanları uzun yıllar boyunca maddelerin kehribara benzer özellik göstermediğini gözlemlemiş ve listelemiştir. Thales’den yaklaşık 2000 yıl sonraysa William Gilbert, ”De Magnete” kitabında kehribar kullanarak yaptığı statik elektrik çalışmalarına da yer vermiştir. Eserinde bu kehribarımsı etkiyi Latince’de kehribar anlamına gelen electrum kelimesinden ilham alarak “ elektrica” olarak adlandırmıştır.
Elektriğin Keşfi Yanılgısı
Thales’den itibaren elektrikle ilgili çalışmalar ve gözlemler olmasına rağmen yaygın bir yanılgı Benjamin Franklin’in elektriği keşfettiği şeklindedir. Franklin’in çalışmalarının simgeleştirmeye çok müsait ayrıntılar içermesi, dikkat çekmek amaçlı atılan başlıklar bu duruma sebebiyet vermiş olabilir. Franklin, elektriği değil yıldırımın elektriksel yapıda olduğunu keşfetmiştir.
Uçurtma Deneyi
Benjamin Franklin’e uçurtma deneyi için ilham veren ”Leyden Şişesi” de elektrik tarihindeki önemli icatlardan biridir. Leyden şişesi içine metal bir çubuk batırılmış, yarısına kadar su veya cıva gibi bir sıvı ile dolu bir cam şişeden oluşmaktadır. Dielektrik ortamını cam şişenin oluşturduğu bu tarihteki ilk bilinçli olarak yapılmış sığaç, elektriğin depolanarak çeşitli deneylerde bir kaynak olarak kullanılabilmesini sağlamaktaydı. Yüklü bir leyden şişesindeki elektrik boşaltılırken çıkan ses ve oluşan kıvılcımlar Franklin’e fırtınalı havalarda oluşan gök gürültüsü ve yıldırımla bağlantılı geliyordu. Yıldırımın çok büyük bir elektrik kıvılcımı olduğunu iddia ediyor, bunun oluşabilmesi için de atmosferde statik elektrik birikmiş olması gerektiğini düşünüyordu.
Görsel 1: Leyden Şişesi
Bu iddiasını kanıtlamak adına 1752 yılında fırtınalı bir günde meşhur ”Uçurtma Deneyi”ni gerçekleştirdi. Uçurtmasının ön tarafına sivri uçlu bir demir yerleştirdi, kenevirden bir iple uçurtmaya bu ipi bağlayıp fırtınada uçurdu. Yağmurla ıslanan ip, akımı iletmek için bir iletken görevi görüyordu. Franklin’in elinde olan ipin alt tarafındaysa metal bir anahtar vardı. Deneyinde anahtarda kıvılcımlar oluşturmayı ve de aynı yöntemle leyden şişesini doldurmayı başaran Franklin, fırtına bulutunun statik elektrik yüklü olduğunu ortaya koymuş oldu. Bu konudaki bir diğer yanılgıysa Franklin’in uçurtmasıyla bir yıldırım yakaladığı, yıldırımın doğrudan uçurtmaya çarptığıdır. Fırtına bulutları arasında dolaşan bir demire bağlı ipi elinde tutarak zaten şans eseri veya fırtınanın yoğun olduğu bir aralıkta yapılmamış olmasıyla ölümden kurtulan Franklin’in uçurtmaya bir yıldırım isabet etmesi durumunda hayatta kalma şansı yoktu.
Franklin’in yıldırımla ilgili deneylerini heyecanla tekrarlamaya girişen Georg Richman ise o kadar şanslı değildi. Elektrik kuvvetini ölçmek üzere geliştirdiği bir deney için St. Petersburg’daki evine bir yıldırım iletkeni kurdu ve 1753 yazındaki bir fırtınada elektrometresini okurken elektrik çarpması sonucu hayatını kaybetti. Yine de bu deney aynı zamanda onlarca hayat kurtaracak olan paratonerin icadına öncülük etti. Yıldırımların yükünü boşaltmak için iletken kullanabileceğini, binaları, kiliseleri, gemileri korumak amacıyla yapıları tepeden toprağa kadar ulaşacak iletkenlerle korumayı hedeflemiştir. 18. Yüzyılda büyük tartışmalara yol açan bu düşünceler bizzat kilise tarafından “kafir çubukları” olarak adlandırılmış ve insanları Tanrı’nın gazabından kaçmakla suçlamıştı. Bu suçlamalara tezat oluşturacak şekilde aslında kilise de insanları yıldırımların yıkıcılığından korumaya çalışıyordu. Fırtınalı havalarda insanları uyarmak amaçlı çanlar çaldırıyor, çanları çalmak için kuleye gönderilen insanlarsa yine yıldırım nedeniyle ölümle karşılaşabiliyordu. Dönemin yazarlarından Johann Fischer, kiliselerde son 33 yılda 103 kişinin çan çalarken yıldırım nedeniyle öldüğünü belirtmektedir.
Coulomb Yasası
1700’lü yılların sonundaysa Coulomb ile beraber elektrikle ilgili yapılan niteliksel gözlemler niceliksel olarak da anlam kazanmaya başladı. Coulomb, bir bilim kuruluşunda pusula ve bazı diğer araç gereçlerinin yapımını denetliyordu. Pusulaları geliştirmek için çalışmaya başladığında bu konuda aslında bilinen çok şey olmadığını, pusulanın nasıl, nelerden etkilenerek çalıştığının anlaşılmadığını fark etti. Kendi geliştirmiş olduğu alet olan torsiyometre ile çok küçük kuvvetleri de doğru bir şekilde ölçebildiğini fark eden Coulomb, elektrostatik ve manyetik kuvvetlerin etkileşimde olan cisimlerin arasındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğunu buldu.
Devam Eden Gelişmeler
Canlılardaki elektriksel olayları inceleyen Galvani, kurbağanın kaslarına farklı metallerin değdirilmesi ve kurbağanın bacak kası ile omuriliği arasında kapalı bir devre oluşturulduğunda bacakta daha büyük bir seğirme olduğunu keşfetmiş ve bu olguya “hayvansal elektrik (animal electricity)” adını vermiştir.
İtalyan fizikci Alessandro Volta , iletken plakalar arasına tuz karışımlı sıvı koyarak elektrik akımı elde etmeyi başardı. Kimyasal değişikliklerin elektrik yarattığını keşfeden Volta, devam eden yıllarda Volta Pili’ni icat etti.
18. yüzyılda elektrikle ilgili atılan adımlar ve gelişmeler 19. yüzyılda bilimle ilgilenen herkes için elektriği odak noktası haline getirdi. Döneminin bu alanda en ünlü gelişmelerine imza atan Tesla ve Edison ile alternatif akım-doğru akım konularını, ilerleyen yazılarımda detaylı olarak incelemeyi planlıyorum. Bir sonraki yazımda görüşmek üzere.
Kaynakça
1-Bir Aydınlanma Şahsiyeti ve Amerikan Karakterinin İnşacısı Olarak Benjamin Franklin
2-The Electron Capture Detector and The Study of Reactions With Thermal Electrons, E. C. M. Chen, E. S. D. Chen
3-Elektrik Kelime Kökeni, Kelimesinin Anlamı – Etimoloji (etimolojiturkce.com)
4-Tarih Boyunca Elektriğin Öncüleri – Hüseyin Yavuz 00000074-EMD-02-88-352.pdf (emo.org.tr)
Kapak Görseli: Benjamin West: Benjamin Franklin Drawing Electricity from the Sky
Görsel 1: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/Leyden_jar_showing_construction.png
