Benjamin Franklin experiment: बेंजामिन फ्रँकलिन या धाडसी संशोधकाने १७५२ च्या उन्हाळ्यात एक विलक्षण प्रयोग केला. खरे तर हा अतिशय धोकादायक असा प्रयोग होता, कारण त्यात प्राण गमावण्याची शक्यता सर्वाधिक होती. त्याच्याही आधी काही संशोधकांनी असे प्रयत्न करून आपले प्राण गमावले होते… पण तरीही त्याने मात्र ‘हा प्रयोग करणारच’ असा पक्का निर्धारच केला होता. ढगांच्या गडगडाटात जेव्हा चमचमाट होऊन वीज कोसळते त्याचवेळेस, त्या वीजेच्या दिशेने एक पतंग उडवायचा आणि त्या पतंगाच्या ओल्या मांज्याला एक चावी अडकवायची असा हा प्रयोग होता.
जीवघेणा प्रयोग
ढगात चमकणाऱ्या वीजेचा भार मांज्याच्या माध्यमातून चावीपर्यंत पोहोचेल आणि चावी विद्युतभारीत होईल, असा बेंजामिनचा कयास होता. आकाशात चमकणारा वीजेचा लोळ हा घरगुती वीजेच्याच प्रचंड मोठ्या ठिणगीचा एक प्रकार आहे, हे सिद्ध करण्यासाठी हा प्रयोग करण्याचे त्याने योजले होते. त्या ओल्या मांज्यातून थेट येणारा वीजेचा भार जीवघेणा असू शकतो, याची बेंजामिनला पुरती कल्पना होती…
स्थितीज ऊर्जा
बेंजामिन नशिबवान ठरला, कारण वीजेचा मोठा झटका न बसता, लहानसाच झटका त्याच्या हाताला बसला. त्या ओल्या मांज्यातून वीजेच्या लोळातील तो प्रवाह त्याच्यापर्यंत थेट पोहोचला होता. अंबर रॉड रेशमी कापडावर घातला की, त्यातूनही हलकासा विद्युतभार तयार होतो, असा प्रयोग आपण सर्वांनीच लहानपणी शाळेत असताना केलेला असतो. किंवा प्लास्टिकचा कंगवा कपड्यावर घासून खाली पडलेल्या कागदाच्या तुकड्यांजवळ नेला की, ते तुकडे त्या कंगव्याला चिकटतात, हे अनुभवलेले असते. त्याला स्थितीज ऊर्जा म्हणतात. भार संपला की, काही काळाने ते कागदाचे कपटे खाली पडतात.
विद्युतचुंबकीय क्षेत्राचा शोध
शास्त्रीय प्रयोगामध्ये अंबर रॉडचा वापर केला जातो. झाडातून आलेल्या विशिष्ट चीकाचे जीवाश्म तयार झाले की, त्याला अंबर म्हणतात. हा अर्धमौल्यवान (सेमिप्रेशियस स्टोन) दगड मानला जातो. या अंबर रॉडच्या घर्षणानंतर तयार होणारा भार आणि ढगांच्या वीजेच्या लोळातून तयार झालेला भार हा एकच आहे, हे सिद्ध करण्यात बेंजामिनला या प्रयोगामध्ये यश आले आणि भविष्यातील शोध आणि उपकरणांच्या एका आगळ्या वेगळ्या दुनियेचे दरवाजेच खुले झाले.
वीजेतून चुंबकत्व
वीज किंवा विद्युत आणि चुंबकत्व हे अनेक दशके स्वतंत्र अभ्यास विषय मानले गेले होते. मात्र १८२० साली हान्स ख्रिस्तिआन ओर्स्टेड यांने प्रयोगाद्वारे असे दाखवून दिले की विद्युत प्रवाह जवळ असेल तर होकायंत्रातील सुई वेगळीच दिशा दाखवते किंवा विचलित होते. वीजेतून चुंबकत्वाची निर्मिती होते, हेच त्याने याद्वारे सिद्ध केले, हा एक मोठा महत्त्वाचा शोध होता.
नवजात बालकाचा उपयोग काय?
नंतर याच शास्त्रीय तत्त्वाचा वापर करत १८२१ साली मायकल फॅरेडे यांनी सर्वप्रथम वीजेवर चालणारे यंत्र तयार केले. एका चुंबकाभोवती तार गोलाकारात फिरणारे असे हे यंत्र होते. हा प्रयोग पाहून एकाने प्रश्न केला की, “पण याचा उपयोग काय?” त्यावर मायकेल फॅराडे यांनी वेगळंच उत्तर दिलं, ते म्हणाले “नवजात बालकाचा काय उपयोग असतो? अर्थात शोध आताच लागला आहे. त्याचा वापर कळण्यासाठी काही कालावधी निश्चितच जावा लागेल, असे त्यांना सुचवायचे होते. शोधाचे महत्त्व त्यांनी सांगितले, त्याची समज आणि वापराची उमज यायला अनेकदा वेळ लागतो.
असे तयार होतात अणू- रेणू
विद्युत किंवा वीज आणि चुंबकत्व या दोन्हींच्या एकत्रि‍करणातून विद्युतचुंबकीय क्षेत्र तयार होतं. गुरुत्वाकर्षणाप्रमाणेच हे या निसर्गातील चार महत्त्वाच्या शक्तींपैकी एक आहे. गुरुत्वाकर्षण ही केंद्राकडे खेचणारी शक्ती म्हणून ओळखली जाते. पण विद्युतचुंबकीय शक्ती ही खेचणारी आणि बाहेर फेकणारी अशी दोन्ही असते. तिचा वापर तुम्ही कसा करता, त्यावर ठरते की, ती खेचणार की, बाहेर फेकणार. भारीत कणांचे वर्तन तिच्यावर ठरते. ती इलेक्ट्रॉन्सना केंद्रकाशी बांधून ठेवते आणि अणू तयार होतो आणि त्यातून रेणू. याच्याशिवाय रसायनशास्त्र आणि पर्यायाने जीवनही अस्तित्त्वात येणे केवळ अशक्यच!
म्हणून आपण खुर्चीला चिकटत नाही…
खरे तर हे बल कसे कार्य करते, हे आपल्याला दैनंदिन आयुष्यातही नेहमी प्रत्ययास येते. खुर्चीवर बसताना खुर्चीतील आणि आपल्या शरीरातील इलेक्ट्रॉन्स रिपल्सिव्ह म्हणजे बाहेर फेकले जाणारे कार्य करतात. त्यामुळेच आपण खुर्चीच्या आत खेचले जात नाही केवळ सहज बसू शकतो. चुंबक फ्रिजला चिकटणे यातही यातील एक तत्त्व कार्यरत असते. किंवा पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचा वापर करत पक्षी आपली दिशा शोधतात. अशा प्रकारे विद्युचुंबकीय क्षेत्र हे आपल्या आयुष्याला व्यापलेले आहे, पण आपल्यालाच त्याची पुरेशी कल्पना नाही.
विद्युतचुंबकीय बलाचा वापर आपण दैनंदिन आयुष्यात दररोज करत असतो. रुग्णालयातील एमआरआय मशीन, आपलं घर उजळवणारी वीज, मोबाईल नेटवर्क्स, Wi-Fi, टचस्क्रीन हे सगळं या विद्युत–चुंबकीय तत्वाच्या आधारावरच तर चालतं.
- विद्युत चुंबकीय वापराची उदाहरणे
- दळणवळण- इलेक्ट्रिक मोटर्सवर ट्रेन चालतात, कार धावतात.
- वैद्यकीय उपचार: एक्स-रे, MRI स्कॅन, रेडिओथेरपी या सगळ्याच्या मुळाशी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक तत्त्वच आहे.
- दूरसंचार: रेडिओ, टेलिव्हिजन, Wi-Fi, सेल फोन हेदेखील विद्युतचुंबकीय तत्त्वावरच काम करतात.
- ऊर्जा प्रणाली: जनरेटर, ट्रान्सफॉर्मर, पॉवर ग्रिड हे सारे विद्युतचुंबकीय तत्त्वावरच कार्यरत असतात.
टचस्क्रीनपर्यंत पोहोचलो
एकुणाच वीजेच्या लोळात शिरलेल्या पतंग, ओला मांज्या आणि चावीपासून सुरू झालेल्या त्या प्रवासाच्या पहिल्या टप्प्यात माणसाला शोध लागला तो लायटनिंग रॉडचा. हा रॉड अनेक इमारतींच्या गच्चीवर बसविण्यात येतो आणि त्यामुळे वीज कोसळल्यास होणारी इमारतीची हानी टाळता येते. पण हा प्रवास तिथेच थांबला नाही तर त्याने माणसाला दुर्धर विकारांचा शोध घेणारे एमआरआय मशिनही वरदान म्हणून दिले आणि आता हा प्रवास तुमच्या माझ्या खिशातील अतिअद्ययावत मोबाईल- वाय-फाय आणि टचस्क्रीनपर्यंत पोहोचला आहे. थँक यू, बेंजामिन फ्रँकलिन!
