عالِم

Michael Faraday

1791–1867 · الكهرومغناطيسية, الكيمياء الكهربائية, الفيزياء
فيزيائي وكيميائي إنجليزي، أحد أعظم التجريبيين في تاريخ العلم. أسهم إسهامات جوهرية في علم الكهرومغناطيسية: اكتشف الحث الكهرومغناطيسي، وقوانين التحليل الكهربائي، وظاهرة دوران مستوى استقطاب الضوء في المجال المغناطيسي. اخترع أول محرك كهربائي وآلة دينامو. أصبح مفهومه للمجال سائدًا في الفيزياء.

سيرة

وُلد في لندن في أسرة فقيرة، ولم يتلقَّ تعليمًا رسميًا يُذكر. عمل في تجليد الكتب، ثم مساعدًا في مختبر همفري ديفي. صار أستاذًا في المعهد الملكي، حيث ألقى محاضرات عيد الميلاد الشهيرة. رفض العديد من التكريمات، ومنها رئاسة الجمعية الملكية.

اكتشافات رئيسية

💡 كان فاراداي مسيحيًا شديد التدين، وكان يحضر الكنيسة كل يوم أحد. وبسبب سوء حالته الصحية، رفض عروض دفنه في دير وستمنستر بجوار نيوتن.
"كان يقول إنه لا يوجد ما هو أعجب من أن يكون حقيقة ما دام متوافقًا مع قوانين الطبيعة."
المفاهيم
الكهرومغناطيسيةإعادة الاتصال المغناطيسيقياس الاستقطاب
قوانين
تأثير فارادايقانون الحث الكهرومغناطيسي لفارادايقانون حفظ الشحنة الكهربائية
العلماء
Albert A. MichelsonJames Clerk MaxwellWilhelm WienRichard FeynmanShuji NakamuraErnest RutherfordJ. J. ThomsonLise Meitner

مقالات ذات صلة

حجاب فوق المصباح: الرياح البطيئة لـ GX 13+1
على بُعد حوالي 25,000 سنة ضوئية من الأرض، في كوكبة الرامي (القوس)، تلتف حول النجم النيوتروني GX 13+1 ستارة كثيفة. إنها تشتت فوتونات الأشعة السينية كما يشتت الضباب ضوء مصباح الشارع، وظلت لفترة طويلة تخفي عن علماء الفلك القوة الحقيقية للمصدر.
بلورة كونية: كيف يكسر المغناطيس النيوتروني الفراغ؟
في عام 1936، اكتشف عالما الفيزياء فيرنر هايزنبرغ وهانز أويلر، أثناء عملهما على معادلات الديناميكا الكهربائية الكمومية، أمرًا غريبًا. في مجال مغناطيسي قوي بما فيه الكفاية، يجب أن يتوقف الفراغ عن كونه فارغًا. يجب أن يصبح مشابهًا للبلورة: الضوء ذو الاستقطاب الأول سيسير فيه أسرع قليلًا، والضوء ذو الاستقطاب الآخر أبطأ قليلًا.
أمواج الخلط في الرياح الشمسية: كيف تسخن الهالة
الرياح الشمسية ليست جدولًا هادئًا، بل حساءً فقاعيًا من الجسيمات المشحونة. مسبار باركر، الذي غاص إلى الشمس نفسها، التقط نوعين من موجات الخلط. الموجات الملتفة يسارًا، مثل مخفقة في يد طبّاخ، تخفق المادة عندما تختلف درجة الحرارة على طول الحركة وعبرها. تعصف هذه الموجات قرابة ثلث الوقت قرب النجم، مما يزيد نسبة أسرع الجسيمات - تمامًا كخلاط يدفع الرغوة إلى السطح.
رياح للسرعة: كيف تسخّن الاضطرابات الهالة الشمسية
في البلازما شديدة الحرارة — وهي غاز من الجسيمات المشحونة — تعمل الحقول الكهربائية الفوضوية كنوع من المنخل. الجسيم البطيء يحيط نفسه بسحابة من الجسيمات ذات الشحنة المعاكسة — "معطف" من الاستقطاب يحجب الحقل الخارجي ويمنعه من التأثير على الجسيم. أما الجسيم السريع فيتحرك بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يستطيع الاحتفاظ بهذه السحابة، فيتخلص من "درعه" ويقع تحت التأثير المتسارع المباشر للحقل.
الدوران الثقالي لاستقطاب الضوء
من المعروف أن شراب السكر قادر على تدوير مستوى استقطاب الضوء — وهذا التأثير البصري يُعرض في العديد من التجارب التعليمية. والمثير للدهشة أن ظاهرة مماثلة اكتُشفت على مستوى بنية الكون نفسه.
المجرات2026-01-121 دarXiv:2601.07907سريع
كيف تمزق رياح درب التبانة السحب
مجفف شعر موجه نحو قطعة جليد يزيل البخار والقطرات من السطح، ويذوب الجليد تدريجيًا. تقريبًا هكذا تعمل الرياح القادمة من مركز مجرتنا: فهي تلتقط السحب الباردة من الغاز وتحملها بعيدًا، وفي الوقت نفسه تسخنها وتمزقها إربًا. قرر علماء الفلك لأول مرة البحث بشكل منهجي عن الجزيئات في هذا التدفق – وهو أبرد أنواع الغاز وأكثرها كثافة.
عندما غاصت الشمس في سحابة
تتحرك المجموعة الشمسية عبر المجرة، وتغوص أحياناً في سحب بينجمية كثيفة – تجمعات من الهيدروجين المخلخل والغبار.
حلقات دوامية نجت من كسوف الشمس
كسوف الشمس الكلي هو لحظات نادرة يغطي فيها القمر القرص الشمسي المضيء، ويصبح الغلاف الجوي الخارجي للشمس، أي الإكليل، مرئيًا. في الضوء الأبيض، يمتد الإكليل لعشرات أنصاف أقطار الشمس، وتظهر في الصور بنى دقيقة: حلقات دوامية، وموجات تشبه تموجات الماء، وانبعاثات بلازما ضخمة. في السابق، كان علماء الفلك يرونها فقط بالقرب من الشمس، لأن لقطات الكسوف محدودة بمجال رؤية الكاميرا.
كاميرا ترى تنفس الأنسجة
الخلايا تتنفس. تحتاج إلى الأكسجين، وتأخذه من الدم الذي يتدفق عبر الأوعية الدقيقة. إذا كان تدفق الدم ضعيفًا أو كان الأكسجين قليلًا، تبدأ الخلايا بالاختناق. من المهم للأطباء رؤية ذلك في أقرب وقت ممكن. ولكن كيف ننظر إلى الأنسجة الحية دون قطعها؟ الجهاز الجديد يفعل ذلك بطريقتين في وقت واحد.
المواد2026-01-251 دarXiv:2601.17807سريع
قاعدة حية للخلايا الشمسية
تظهر المقالات العلمية أسرع مما يستطيع البشر قراءتها وتنظيمها. في مجال خلايا البيروفسكايت الشمسية، توقفت قاعدة البيانات الرئيسية عند عام 2021، رغم أن الأبحاث مستمرة بكثافة. الآن جاءت PERLA للإنقاذ — قاعدة حية مستقلة تتابع بنفسها تدفق المنشورات. تستخدم PERLA النماذج اللغوية الكبيرة لاستخراج البيانات المعقدة حول الأجهزة من النصوص، ثم تتحقق منها باستخدام القواعد الفيزيائية.
كيف تميّز الشبكة العصبية الثقوب السوداء من النجوم النيوترونية
ظل تلسكوب أشعة سينية في المدار لسنوات يسجل كيف تتوهج الأنظمة الثنائية، حيث يدور نجم عادي حول ثقب أسود أو نجم نيوتروني. تسقط المادة من النجم المرافق على الجسم المضغوط، وتسخن إلى ملايين الدرجات، وتصدر أشعة سينية. تراكمت في الأرشيف آلاف الأطياف — رسوم بيانية توضح مقدار الضوء القادم عند كل طاقة.
رياح من حافة القرص النجمي
في النظام الثنائي 4U 1624-49، يسحب النجم النيوتروني الغاز من النجم العادي المجاور. يتكوّر هذا الغاز في قرص متوهج، مثل الماء في قمع. ومن حافة هذا القمع ينطلق تيار ساخن — الهيدروجين وعناصر أخرى تبتعد بسرعة تصل إلى 320 كيلومترًا في الثانية.
الضوء يدفع الذرة جانبًا
كرة القدم التي تُركل بلفّة لا تطير في خط مستقيم، بل ينحني مسارها جانبًا. تقريبًا بنفس الطريقة يتصرف شعاع الضوء إذا تم تركيزه بشدة: يبدأ بدفع الذرة ليس فقط إلى الأمام، بل أيضًا إلى الجانب. الفيزيائيون قاسوا هذا الإزاحة على أيون كالسيوم مفرد محبوس في مصيدة ضوئية. كان الشعاع موجّهًا نحو الذرة مثل كشاف ضوئي على حبة رمل.
الرياح الشمسية: لماذا اختفت التعرجات في المجال المغناطيسي؟
تحلق المركبتان الفضائيتان Parker Solar Probe وSolar Orbiter بالقرب من الشمس وتقيسان الرياح الشمسية — تدفق الجسيمات المشحونة الذي ينبعث باستمرار من نجمنا. في هذه الرياح توجد تعرجات حادة في المجال المغناطيسي تشبه حرف Z. في البداية بدا أن هذه التعرجات تظهر فقط حيث تكون الرياح سريعة، بينما تختفي في المنطقة البطيئة.
شبكة تحس بالتشققات قبل ظهورها
المادة العادية تنهار بصمت. في البداية تتمزق داخلها خيوط جسرية غير مرئية، وعندها فقط يظهر شق يمكن رؤيته بالعين. مهندسون من جامعة كارنيغي ميلون علّموا المادة أن «تتكلم» عن هذه الأضرار الخفية. طبعوا بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد شبكة تشبه أقراص العسل، لكن بنمط أكثر تعقيدًا. أضافوا إلى الراتنج أنابيب كربون نانوية — موصلات متناهية الصغر بسمك بضعة ذرات.
الانبعاث الشمسي: كيف تتمزق الحلقة المغناطيسية في الفضاء
تحدث على الشمس بين الحين والآخر انفجارات تقذف إلى الفضاء سحبًا هائلة من الجسيمات المشحونة. تندفع هذه السحب نحو الأرض وقد تعطل الأقمار الصناعية وتشوش الاتصالات اللاسلكية بل وتترك المدن بدون كهرباء. ظل العلماء لفترة طويلة غير قادرين على فهم سبب عدم بدء هذه الانبعاثات فورًا، بل يبدو أنها تتردد قبل الانقضاض.
إيقاعات المد والجزر للشمس
الشمس ليست كرة هادئة، بل مرجل يغلي يعيش على إيقاعاته الخاصة. مرة كل 11 عامًا تقريبًا يبلغ نشاطها ذروته: تظهر بقع داكنة أكثر على سطحها، وتنطلق تيارات من الجسيمات المشحونة إلى الفضاء. ولكن داخل هذه الدورة الكبيرة تختبئ دورة أقصر تبلغ حوالي 1.7 سنة. تُعرف باسم التذبذب شبه الثنائي (quasi-biennial oscillation)، وهي تتحكم في تواتر التوهجات القوية.
جسيمات الشمس لا تصل وفق جدول زمني
تقذف الشمس أحيانًا سحبًا كاملة من الجسيمات المشحونة في الفضاء. عادةً، تصل أسرعها — تلك ذات الطاقة الأعلى — إلى المسبار أولاً، مثل العدّائين في سباق طويل. لكن في 5 سبتمبر 2022، رصد مسبار باركر، الذي يحلّق أقرب إلى الشمس من أي مسبار آخر، أمرًا غريبًا: جسيمات متوسطة الطاقة وصلت قبل السريعة والبطيئة على حد سواء. على الرسم البياني، يبدو هذا وكأنه «أنف» — نتوء في المنتصف حيث وصلت الجسيمات مبكرًا جدًا.
أربعة حراس للرياح الشمسية
العاشر من أكتوبر 2024. أطلقت الشمس سحابة من البلازما الممغنطة باتجاه الأرض — وقامت أربعة مركبات فضائية، تقف عند نقطة واحدة بين الشمس والأرض، بتسجيل كيفية غليان هذه السحابة في وقت واحد. المسافة بين المسبارين الأقصىين هي 80 نصف قطر أرضي فقط، أي حوالي نصف مليون كيلومتر. وبالمقاييس الكونية، هذا مثل أربعة عوامات في ميناء واحد. لكن تسجيلات العوامات كانت مختلفة.
المجال المغناطيسي للأرض ضد المحور الخفي للكون
تشير إبرة البوصلة المغناطيسية إلى الشمال، لكن ماذا لو كان للفضاء نفسه محور خفي؟ اختبر الفيزيائيون ما إذا كان البنية المتماثلة للكون في جميع الاتجاهات منتهكة، مستخدمين المجال المغناطيسي للأرض. يمكن إضافة حد إلى معادلات الكهرومغناطيسية يميز اتجاهًا واحدًا — كما لو أن للكون «شمال».
الشمس تسحب الإلكترونات إلى الخلف، ومع ذلك تظل تهرب
تبعث الشمس باستمرار تيارًا من الجسيمات المشحونة — الرياح الشمسية. ومن بينها العديد من الإلكترونات، وبعضها يطير عائدًا نحو الشمس. لكن الملاحظات تُظهر أن عدد الإلكترونات العائدة أقل مما ينبغي. كان يُعتقد سابقًا أن السبب هو المجال الكهربائي للشمس الذي يبطئ الجسيمات. يقترح بحث جديد تفسيرًا مختلفًا.
الدورات الشمسية: كيف تتأرجح الأرجوحة المغناطيسية في المستقبل
البقع الشمسية هي آثار المجالات المغناطيسية التي تظهر على السطح. تعيش حياتها الخاصة: البقع التي تظهر بالقرب من خط الاستواء تميل أكثر، بينما تلك البعيدة عنه تميل أقل. هذان التأثيران، مثل منظمين في جهاز راديو قديم، يتحكمان في كمية المجال المغناطيسي التي تصل إلى قطبي الشمس وتتراكم هناك حتى الدورة التالية.
الرياح الشمسية تشوّه خريطة الأشعة الكونية
الأشعة الكونية هي جسيمات مشحونة تصل إلينا من انفجارات نجوم بعيدة. لكن قبل أن تصل إلى الكاشف، تمر عبر فقاعة الرياح الشمسية. الشمس تتنفس: تارة تنفخ هذه الفقاعة، وتارة تضغطها. على الجسيمات أن تشقّ طريقها عبر مجال مغناطيسي متغير، مثل سبّاح يعوم ضد تيار يتعاظم تارة ويضعف تارة أخرى.
سبيكيولات الشمس: كيف تكتسب الهالة حرارتها
سطح الشمس يغلي كالماء في قدر. الغاز الساخن يصعد ويبرد ثم يهبط — هذا هو الحمل الحراري. حوله تتقلقل حقول مغناطيسية تتمزق وتتصل من جديد. وفي خضم هذه الضوضاء تولد السبيكيولات — نفثات بلازما ضيقة تنطلق آلاف الكيلومترات إلى الأعلى. تعيش هذه النفثات بضع دقائق فقط، لكنها تنجح في نقل الطاقة إلى الغلاف الجوي الخارجي للشمس.
بصريات2026-02-281 دarXiv:2603.00562سريع
الضوء في البلورة يغيّر اتجاهه بنفسه
عندما يمر الضوء عبر بلورة رقيقة، يمكن أن يغيّر لونه واتجاه اهتزازه. في صفيحة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم بسماكة مئات الذرات، يتحول شعاع تحت الأحمر إلى شعاع أخضر، ويخضع استقطابه — أي طريقة اهتزاز موجة الضوء — لهندسة البلورة.
بصريات2026-03-011 دarXiv:2603.01218سريع
قفص فاراداي يشكّل الضوء
يمكن جعل الضوء في غشاء رقيق من نيونات الليثيوم يغيّر لونه، مثلًا تحويل شعاع تحت الأحمر غير المرئي إلى شعاع أخضر. وللقيام بذلك، يجب «تحديد» البلورة: في بعض المناطق يكون استقطابها متجهًا للأعلى، وفي أخرى للأسفل. سابقًا، كان يتم هذا التحديد بتطبيق جهد كهربائي ومراقبة نمو المجالات في الزمن الحقيقي. أي تأخير بسيط يؤدي إلى تشويش النمط. وجد علماء من هونغ كونغ طريقة أكثر موثوقية.
شبكة عصبية تقرأ حزمة الجسيمات من الشاشة
حزمة الجسيمات في المسرع تشبه سربًا من البراغيش: كل واحدة تطير بسرعتها الخاصة وزاويتها الخاصة. لكي لا يتفرق السرب ويصل إلى الهدف، يحتاج المهندسون إلى معرفة كيفية تحرك جميع الجسيمات معًا — جميع إحداثيات حركتها الستة. لكن أجهزة الاستشعار التقليدية لا تُظهر سوى ظل مسطح للسرب على الشاشة، مثل أثر على الزجاج بعد اصطدام. الشبكة العصبية في هذا العمل تتعلم استعادة السرب الكامل من ستة عشر ظلًا من هذا القبيل.
الفوتون في المجال المغناطيسي: كيف يكتسب الضوء عزمًا مغناطيسيًا
الضوء هو تيار من الفوتونات، وعادةً لا يمتلك الفوتون عزمًا مغناطيسيًا: فهو لا ينحرف بالمغناطيس مثل برادة الحديد. لكن في مجال مغناطيسي قوي جدًا، يقارن بالمجال الحرج لشفينغر (حوالي 4.4×$$10^{13}$$ غاوس — أقوى بمليارات المرات من مغناطيس الثلاجة)، يكتسب الفوتون عزمًا مغناطيسيًا شاذًا.
كيف يولد اللمس الكهرباء
عندما تُضغط مادتان مختلفتان معًا ثم تُفصلان، تقفز بينهما شرارة. هذا مألوف لكل من خلع سترة صوفية في الظلام أو تلقى صدمة كهربائية من مقبض الباب. لفترة طويلة، كان يُعتقد أن الشحنات ببساطة تقفز من سطح إلى آخر بسبب الاختلافات في خصائص المواد. لكن التجارب الحديثة أظهرت أن الأمر أكثر تعقيدًا.
إكليل الثقب الأسود: ريح تستقطب الضوء
الثقب الأسود البجعة X-1 هو أحد أكثر الثقوب السوداء دراسةً في مجرتنا. وهو في نظام ثنائي مع نجم عادي، يسحب منه المادة. ويتشكل الغاز في قرص مضيء، مثل الماء في دوامة، وفوق القرص يعلق إكليل حارق — سحابة من الإلكترونات بدرجة حرارة مئات الملايين من الدرجات.
ليزر ينجح في استقطاب أشعة غاما
ضوء الليزر يشبه صفًا مثاليًا من الجنود في عرض عسكري: كل الموجات تهتز في مستوى واحد. هذا النوع من الضوء يُسمى مستقطبًا. في الدراسة الجديدة، تمكن الفيزيائيون لأول مرة من الحصول على أشعة غاما مستقطبة عن طريق تصادم الإلكترونات مع نبضة ليزرية قوية.
المحيط الخفي الذي يمسك بالذرة
وفقًا للميكانيكا التقليدية، يجب أن يدور الإلكترون حول النواة ويسقط عليها بسرعة — مثل متزلج الأمواج الذي يفقد سرعته ويسقط عن لوحه. لكن الذرات تعيش مليارات السنين. لأن الفضاء ليس فارغًا. حتى في الفراغ المطلق، يتلاطم بحر كهرومغناطيسي غير مرئي — يُعرف بحقل النقطة الصفرية. أمواجه تدفع الإلكترون باستمرار. سر الاستقرار يكمن في الإيقاع.
كيف ننظر إلى داخل الألياف دون تصوير مقطعي
غالبًا ما تكون الألياف في المواد المركبة أو الورق أو الأنسجة البيولوجية مخفية عن العين، لكن اتجاهها يحدد قوة المادة وخصائصها. سابقًا، لتحديد اتجاهات الألياف، كان يلزم التقاط العديد من الصور بزوايا مختلفة وتجميع صورة ثلاثية الأبعاد — كما لو أننا نقطع رغيف خبز إلى شرائح رفيعة. بالنسبة للعينات الرقيقة، لا تصلح هذه الطريقة: لا يمكن تقطيع شرائح. الطريقة الجديدة تعمل بشكل مختلف.
كيف يُطلق المطر البلاستيك الدقيق في الهواء
الشمس تُشغّل دورة المياه، ويعيدها المطر إلى الأرض. لكن الآن كل قطرة هي مطرقة صغيرة تضرب السطح. جزيئات البلاستيك العائمة (ميكروبلاستيك، معظمها من الكربون) ترتدّ عند الاصطدام كحبات الفشار في المقلاة. لكن بدلاً من أن تنفجر، تتغلف بطبقة رقيقة من الماء وتتحول إلى كرات عديمة الوزن تقريباً. تحملها الرياح وتنقلها آلاف الكيلومترات — من بِرَك المدن إلى أنهار الجليد الجبلية.
الرياح الشمسية: تيارات سريعة داخل تيارات بطيئة
الهالة الشمسية تشبه زهرة الهندباء الأشعث: حلقات بتلاتية مشرقة تمسك الغاز الساخن قرب السطح، وبينها تنطلق في الفضاء نفاثات طويلة متخلخلة. هذه النفاثات — وهي طبقة التيار الهيليوسفيري (heliospheric current sheet) — تمتد عبر النظام الشمسي بأكمله. لكن كيف تنتقل البلازما بالضبط من الحلقات المغلقة إلى التدفق المفتوح، ظل لغزًا.
المجرات2026-03-171 دarXiv:2603.16796سريع
خريطة مغناطيسية حول الثقب الأسود
عندما تمر الموجات الراديوية عبر غاز ممغنط، ينحرف استقطابها قليلاً — تماماً كما تنحرف إبرة البوصلة بالقرب من المغناطيس. هذا الانحراف، الذي يُسمى تأثير فاراداي، كشف عن الوسط غير المرئي حول الثقب الأسود فائق الضخامة في المجرة NGC 1275. جمع علماء الفلك بيانات على مدى تسع سنوات من ثلاث شبكات مختلفة من التلسكوبات الراديوية.
المحيط قائد الأوركسترا: كيف تتحكم البقع الدافئة في بحر العرب بالرياح الموسمية
في الصيف، يتنفس بحر العرب مثل منفاخ الحداد: تارة يضخ الحرارة، وتارة يزفر الرطوبة على مليار إنسان. لكن في بعض الأحيان يحدث خلل في هذا التنفس، فتصبح المياه قبالة سواحل الهند وباكستان أكثر حرارة من المعتاد بعدة درجات. تُسمى هذه الفترات بموجات الحر البحرية، وتعمل مثل قائد أوركسترا يسرع فجأة إيقاع الفرقة الموسيقية الموسمية بأكملها.
تيار يسري في اتجاه واحد دون مغناطيس
عادةً، يسري التيار بالتساوي في الاتجاهين إذا لم يكن هناك مغناطيس. فالمجال المغناطيسي أو المادة المغناطيسية يكسر هذا التناظر: تبدأ الإلكترونات في تفضيل اتجاه واحد. لكن في عمل جديد، وجد الفيزيائيون طريقة للاستغناء عن المغناطيسات. في البلورة، قد لا تكون الذرات مرتبة بشكل مثالي، بل مع بعض الاضطراب.
كيف تكشف الإشارات الراديوية أسرار الرياح الشمسية
تتشوه الموجات الراديوية عند عبورها الهالة الشمسية — الغلاف الخارجي للشمس — تماماً كما يتماوج الهواء فوق الأسفلت الساخن. هذا التماوج ناتج عن تيارات متدفقة من الجسيمات المشحونة، أي الرياح الشمسية. وجد العلماء طريقة لتحديد سرعة الرياح وكثافة الجسيمات (غالباً البروتونات — أنوية الهيدروجين — والإلكترونات) في وقت واحد من شدة تماوج الإشارة.
الضوء في مرآة الفراغ المعوجّة
يسري الضوء في أرجاء الغرفة، وينعكس عن المرايا والجدران. يبدو الفراغ بينها محايدًا تمامًا: لا يعيق الشعاع ولا يحني مساره. لكن ماذا لو كان الفراغ، في أعمق أسس العالم، أكثر تعقيدًا؟ لطالما اشتبه الفيزيائيون في أن تناظر المكان قد ينكسر على مقاييس متناهية الصغر — وعندها سيسلك الضوء سلوكًا مختلفًا. في العمل الجديد، حسب العلماء كيف تغيّر هذه الانتهاكات قوانين الكهرومغناطيسية.