André Marie Ampère, elektrik akımı taşıyan bir telin yanında, elektrik akımı taşıyan başka bir teli çekebileceğini veya itebileceğini keşfini yaptı. Bu devrim niteliğindeydi. Bu çekim manyetikti ama etkisini göstermesi için magnetlere ihtiyaç yoktu. Ampere’nin ‘Elektromanyetizma Yasasını formüle etmeye devam etti. Zamanının elektrik akımı için en iyi tanımını yaptı.
Ampère, Dmitri Mendeleev’in periyodik tablosunu oluşturmasından yarım yüzyıl önce, elektron olarak tanıdığımız, florin kimyasal elementini keşfettiğimiz ve elementleri özelliklerine göre gruplandırdığımız bir parçacığın varlığını da önerdi. Elektrik akımının SI birimi, Amper, onun onuruna, onun ismiyle tanımlanmıştır.
Başlangıç
Andre Marie Ampere , 20 Ocak 1975’te Fransa-Lyon da iyi bir ailenin içine doğdu. Babası Jean-Jacques Ampère bir iş adamıydı. Annesi Jeanne Antoin Desutières-Sarcey bir ipek tücarının yetim kızıydı. Ampere’nin ailesinin kızları zaten vardı ve Ampere, ablası Antoinette’den iki yıl sonra doğdu.
Fransız tarihinde entelektüel açıdan heyecan verici bir dönemdi; Antoine Lavoisier kimyada devrim yaratıyordu; Fransız Aydınlanması’nın liderleri Voltaire ve Jean-Jacques Rousseau, toplumun Katolik Kilisesi’nin dini öğretileri yerine bilim, mantık ve akıl üzerine kurulması gerektiğini savunuyorlardı. Ampere beş yaşındayken ailesi, Lyon’dan yaklaşık 10 kilometre uzakta Poleymieux köyü yakınlarındaki bir kırsal araziye taşındı. Babası o kadar zengin olmuştu ki artık şehirde fazla zaman geçirmesine gerek kalmamıştı. İkinci kızı Josephine, Ampere sekiz yaşındayken doğdu.
Alışılmamış Bir Eğitim
Ampere’nin aldığı eğitim alışılmadık bir eğitimdi. Babası, Fransız Aydınlanması’nın liderlerinden biri olan Jean-Jacques Rousseau’nun büyük bir hayranıydı. Rousseau’nun yolunu Ampere’nin eğitimi konusunda izlemeye karar verdi. Bu resmi dersleri olmadığı anlamına geliyordu.
Ampere istediği her şeyi öğrenerek yapabilirdi. Babasının geniş kütüphanesinden istediği her şeyi okumasına da izin verildi. Bir felaket tarifi, düşünebilir misin? Aslında işe yaradı! Ve son derece iyi çalıştı. Ampere, bir ansiklopedinin tüm sayfalarını ezbere öğrenecek kadar ileri giderek bilgi için çok aç olan biri hâline dönüştü. Fransız Aydınlanmasında doğup yaşamış bir çocuk olmasına rağmen, Andre Marie Ampere kiliseyi reddetmedi ve hayatı boyunca bir Katolik olarak kaldı.
“Babam… hiçbir şey çalışmamı istemedi, ama bende bilgi için büyük bir arzu uyandırmayı biliyordu. Okumayı öğrenmeden önce en büyük zevkim Buffon’un doğa tarihinden pasajları dinlemekti. Sürekli ondan bana hayvanların ve kuşların tarihini okumasını rica ettim… “(Anne Mariè)
Matematik
13 yaşındayken babasının kütüphanesinde kitapları kullanarak ciddi bir şekilde matematik üzerine çalışmaya başladı. Lyon Akademisi’ne konik bölümlerle ilgili bir makale sundu, ancak reddedildi. Reddedilmek onu her zamankinden daha çok çalışmaya itti. Babası, gelişmesine yardımcı olması için ona uzmanlık kitapları aldı. Ayrıca oğlunu, Abbot Daburon’un kendisine kalkülüs dersleri verdiği Lyon’a götürdü. Andre Marie Ampere ‘nin aldığı ilk resmi dersler bunlardı.
Fizik
Oğlunu resmi matematik derslerine götüren babası, onu bazı fizik derslerine de katılması için Lyon’un kolejine götürdü. Bu da Ampere’nin matematik kitaplarının yanı sıra fizik kitapları okumaya başlamasıyla sonuçlandı.
Devrimin Ardından Gelen Trajedi
Hayat, Ampere için şimdiye kadar huzurlu ve zevkliydi, ancak bir trajedi dönemi gelişmeye başlamıştı.
1789’da, André-Marie 14 yaşındayken Fransız Devrimi başladı.
1791’de, André-Marie ülkelerinin mülkleri üzerinde evde çalışmaya devam ederken, devrimciler babasına ‘Barış için Adalet’in’ yasal rolünü verdiler.
1792’de Andrè Marie’nin ablası Antoinette öldü.
1793’te devrimin ”Jacobin Kulübü” babasını giyotine vurdu.(Büyük kimyager Antoine Lavoisier, 1794’te devrimciler tarafından giyotine çarptırılarak öldürüldü.)
Merhametli bir şekilde, aile mülkü sayesinde matematik ve bilim okuyan André-Marie, devrimin terör saltanatından sağ çıktı. Babasının ölümüyle perişan oldu ve bir yıl boyunca çalışmalarını terk etti.
Matematikçi ve Bilim İnsanı Oluyor
1797’nin sonlarında, 22 yaşındaki Andre Marie Ampere, Lyon’da özel bir matematik öğretmeni olarak bir kurum açtı. Mükemmel bir öğretmen olduğunu kanıtladı. Kısa bir süre sonra öğrenciler yardım için ona akın etmeye başladı. Ders verme işi, Ampère’in bilgisinden ve coşkusundan etkilenen Lyon’da ki entelektüellerin dikkatini çekti.
1802’de Lyon’dan 60 km uzaklıktaki Bourg kasabasında bir okulda öğretmen oldu. Bir yıl sonra, başka bir öğretmenlik pozisyonunda çalışmak için Lyon’a döndü. 1804’te Fransa’nın başkenti Paris’e taşındı ve École Polytechnique’de üniversite düzeyinde dersler verdi. Çalışması diğer matematikçileri o kadar etkiledi ki, resmi olarak niteliği olmamasına rağmen 1809’da tam matematik profesörlüğüne terfi etti.
Andre Marie Ampere ‘in Bilime Katkıları
-Elektromanyetizma ve Elektrodinamik-
1800 yılında, Ampère Lyon’da özel öğretmen olarak çalışırken, Alessandro Volta elektrikli bataryayı icat etmişti. Bunun bir sonucu, bilim insanlarının ilk defa sabit bir elektrik akımı üretebilmesiydi. Nisan 1820’de Hans Christian Oersted, bir teldeki elektrik akımı akışının yakındaki bir manyetik pusula iğnesini saptırabileceğini keşfetti. Oersted, elektrik ve manyetizma – elektromanyetizma arasında bir bağlantı keşfetmişti.
Eylül 1820’de François Arago, Oersted’in elektromanyetik etkisini Paris’teki Fransız Akademisi’nde Fransa’nın bilim konusunda seçkinlerine gösterdi. 1814’te Akademi’ye seçilmiş olan Ampère de oradaydı. Ampère, Oersted’in keşfinden etkilendi ve elektrik akımının neden manyetik bir etki ürettiğini anlamaya çalışacağına karar verdi.
“Oersted’in mıknatıslanmış bir iğne üzerindeki elektrik akımının etkisine ilişkin büyük keşfini ilk duyduğumdan beri, sürekli düşündüm. Tüm zamanımı bu olgular hakkında harika bir teori yazmaya ve bu teorinin işaret ettiği deneyleri denemeye adadım, hepsi başarılı oldu. ”
Ampère, Oersted’in çalışmasını tekrarlayarak işe başladı. Eylül 1820’nin sonundan önce, kendi keşfini yaptı: Elektrik akımı, birbirine yakın iki paralel telde aynı yönde akarsa, tellerin birbirini çekeceğini ve elektrik akımları zıt yönlerde akarsa, teller birbirini iteceğini keşfetti. Ampère, aynı yönde akan akımlara sahip paralel tellerin birbirini çektiğini buldu. Zıt yönlerdeki akımlar birbirini iter. Ampère şaşırtıcı bir şey keşfetmişti: Herhangi bir mıknatıs yokluğunda manyetik çekim ve itme üretmişti. Bütün manyetizma elektriksel olarak üretildi. Buna ‘elektrodinamik’ adını verdi. (Günümüzde elektrodinamik ve elektromanyetizma aynı alan olarak kabul edilmektedir.)
Ampère Yasası
Ampère daha sonra bir manyetik alanın boyutunu onu üreten elektrik akımına bağlayan zekice bir denklem buldu. Ampère’nin dolaşım yasası olarak bilinen bu denklem, yüksek derecede matematikseldir. Üniversite düzeyinde matematiğin kullanılmasını ve anlaşılmasını gerektirir. Aşağıda manyetik alanı (B) akım yoğunluğuyla (J) ilişkilendiren diferansiyel formda gösterilmiştir.
Bu denklem, elektrik akımının sabit olduğu durumlar için geçerlidir. 40 yıldan fazla bir süre sonra, James Clerk Maxwell bu denklemi, akımın sabit olmadığı durumlar için de geçerli olacak şekilde değiştirdi. Bu formda, ışığın elektromanyetik bir dalga olduğunu belirleyen dört ünlü denkleminden biri oldu.
“Ampère’in elektrik akımları arasındaki mekanik hareket yasasını oluşturduğu deneysel araştırma, bilimdeki en parlak başarılardan biridir. Tüm teori ve deney, sanki “Newton of Electricity” nin beyninden sıçradı, büyümüş ve tamamen silahlanmış gibi görünüyor. Biçim olarak mükemmel ve doğruluğu tartışılmaz ve tüm fenomenlerin çıkarılabileceği ve her zaman elektrodinamiğin temel formülü olarak kalması gereken bir formülde özetleniyor. ”
Elektron
Elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyi açıklamak için Ampère, bu olayların her ikisinden de sorumlu olan yeni bir parçacığın varlığını önerdi. Ampère doğru bir şekilde bu elektrodinamik moleküllerin çok sayıda elektrik iletkenlerinde hareket ederek elektrik ve manyetik olaylara neden olduğuna inanıyordu.
Florun Keşfi
Ampère ilgi alanlarını matematik ve fizikle sınırlamadı; geniş bir yelpazeye sahiplerdi ve felsefe ve astronomi de vardı ilgi alanları arasında. Özellikle kimyaya ilgi duyuyordu. Aslında, elektromanyetizma alanındaki çalışmalarından önce kimyaya önemli katkılarda bulundu.
Ampère flor elementini keşfetti ve adlandırdı. 1810’da, şimdi hidrojen florür olarak adlandırdığımız bileşiğin hidrojen ve yeni bir elementten oluştuğunu öne sürdü. Yeni elementin klora benzer özelliklere sahip olduğunu söyledi. O ve İngiliz olan Humphry Davy yazıştılar (Fransa ve İngiltere savaşta olmasına rağmen). Ampère, florinin, Davy’nin daha önce sodyum ve potasyum gibi elementleri keşfetmek için kullandığı elektrolizle izole edilebileceğini öne sürdü.
Ancak 1886’da Fransız kimyager Henri Moissan sonunda florini izole etti. Bunu, Ampère’nin önerdiği yöntem olan elektroliz kullanarak başardı. “Bu araştırmalarla uğraştığım süre boyunca, Parisli M. Ampère’den, muriatik [klorin] ve florin [florin] bileşikleri arasındaki analoji lehine birçok ustaca ve orijinal argüman içeren iki mektup aldım.”
Kimyasal Elementlerin Düzenlenmesi
1816’da, Dmitri Mendeleev’in periyodik tablosunu yayınlamasından 53 yıl önce, Ampère, 48’i o sırada bilinen kimyasal elementlerin özelliklerine göre gruplandırılması gerektiğini önerdi. Bir dizi hata yaptı ama başarıyla gruplandırdı:
- alkali metaller: sodyum ve potasyum
- alkali toprak metalleri: magnezyum, kalsiyum,
- stronsiyum ve baryum halojenler: klor, flor ve iyot
Ayrıca şunlardaki benzerlikleri belirleyerek doğru yönde ilerliyordu:
- asil metaller: rodyum, paladyum, iridyum, platin ve altın (ne yazık ki, Ampère gümüşü cıva, kurşun ve bizmut ile gruplayarak bu gruptan çıkarmıştır)
- ilk seri geçiş elemanları: demir, kobalt, nikel, bakır (uranyum yanlış dahil edilmiş olmasına rağmen)
- geçiş elemanları: niyobyum, molibden, krom ve tungsten
Ampère, asil metaller ve geçiş elementleri gibi grupları yukarıda adlandırıldıkları gibi adlandırmadı, yukarıdakiler modern isimler.
Mendeleev, 65 elementin kendisi tarafından bilindiği ve kalıpları daha kolay görmesine izin verdiği için Ampère’e göre avantaja sahipti. En önemlisi, Mendeleev atom ağırlıklarına da dikkat ederken, Ampère dikkat etmedi. Ampère için adil olmak gerekirse, J. J. Berzelius’un, Ampère’nin elementlerinin çalışmasından 12 yıl sonra, 1828’de ilk makul derecede doğru atom ağırlıkları listesini yayınladığını hatırlamalıyız.
“… bana öyle geliyordu ki, yapay sınıflandırmaları kimyadan çıkarmak için çaba sarf etmek ve her bir elemente doğal düzende işgal etmesi gereken yeri birbiri ardına karşılaştırarak atamaya başlamak gerekiyor …”
Amper
Elektrik akımı için SI birimi, Ampère’nin onuruna adlandırılan amper veya amfidir (sembol A). Elektrik akımını ilk olarak “değişken elektriğin kapalı bir devrede dolaşımı” olarak tanımlayan Ampère oldu.
Bazı Kişisel Detaylar Ve Son
1799’da 24 yaşında olan Ampère, genellikle Julie diye bilinen 25 yaşındaki Catherine-Antoinette Carron ile evlendi. Bir yıl sonra oğulları Jean-Jacques doğdu, Ampère’in sevgili babasının anısına onun ismi verildi. Dört yıldan kısa bir süre evliliğin ardından Julie 1803’te karın kanserinden öldüğünde trajedi Ampère’i vurdu.
Ampère, 1806’da Jeanne-Françoise Potot ile yeniden evlendi. Çift, evliliklerinin bir hata olduğunu çabucak anladı. Kızları Albine 1807’de doğdu ve çift 1808’de yasal olarak ayrıldı. Albine, babası ve küçük kız kardeşi Josephine ile birlikte yaşamaya geldi.
Ampère’in oğlu Jean-Jacques, önemli bir dilbilim profesörü ve Fransız Akademisi’nin bir üyesi oldu. O ve babasının, her ikisi de çabuk sinirlenen insanlar olduğu, birbirleriyle oldukça alevli tartışmalar yaşadıkları biliniyordu.
61 yaşında, Ampère zatürreye yakalandı. 10 Haziran 1836’da Fransız Akdeniz şehri Marsilya’da öldü.
Marsilya’ya gömüldü, ancak kalıntıları daha sonra Paris’teki Montmartre Mezarlığı’na taşındı. Besteciler Hector Berlioz ve Jacques Offenbach da dahil olmak üzere birçok ünlü kişi Montmartre Mezarlığı’na gömüldü; sanatçı Edgar Degas; yazar Émile Zola; fizikçi Léon Foucault; matematikçi Stanislaw Ulam; ve Ampère’nin babasının yanına gömülen oğlu Jean-Jacques.
Erva Koçak