جولای
در این مقاله قصد داریم در مورد نیکولا تسلا، دانشمند بزرگ اواخر قرن نوزدهم صحبت‌کنیم.
فهرست مطالب
1- مقدمه
2- زندگینامه نیکولا تسلا
3- اختراعات نیکولا تسلا
————————————————–
1- مقدمه
نیکولا تسلا یک مخترع مغز متفکر‌بود که به دلیل نوآوري‌هايش در تاريخ، حدود 300 حق ثبت اختراع به دست آورد.
وی همچنین در تاریخ با بسیاری از نام‌ها و شرکت‌های برجسته همکاری‌داشته و اختراعات او سهم عظیمی در پیشرفت و توسعه علم داشته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌است.
این نابغه ریاضی و فیزیک با نوآوری‌های مهم‌خود تأثیر قابل توجهی بر زندگی روزمره ما گذاشته‌است.
ازاین رو در این مقاله با مروری بر زندگینامه او، به بررسی اختراعات مهم او می‌پردازیم.
————————————————–
2- زندگینامه نیکولا تسلا
نیکولا تسلا در 10 جولای سال 1856 در روستای اسمیلجان امپراتوری اتریش متولد‌شد.
تسلا از خانواده ای صرب الاصل‌بود. پدرش یک کشیش ارتدوکس‌بود و مادرش درس نخوانده اما بسیار باهوش‌بود، به گونه ای که بسیاری نبوغ و حافظه نیکولا را به او نسبت می دهند.
نیکولا فرزند چهارم از پنج فرزند‌بود. او سه خواهر به نام‌های میلکا، آنجلینا و ماریکا و یک برادر بزرگتر به نام دن داشت که البته برادرش زمانی که نیکولا تنها پنج سال داشت، در یک سانحه سوارکاری جان خودرا از دست داد.
همانطور که او به بلوغ رسید، تخیل و خلاقیت قابل توجهی به همراه ذوق های شاعرانه از‌خود نشان‌داد.
نیکولا پس از گذراندن دوره دبیرستان، موفق‌شد در سال 1875 برای ادامه تحصیل به دانشکده‌ی پلی‌تکنیک شهر گراتس برود.
در سال اول دانشگاه، او بدلیل نبوغ و تلاش زیادش بسیار درخشید و توانست تمامی دروس را با درجه‌ی عالی قبول‌شود.
از این رو، دانشگاه با ارسال نامه ای به پدرش، از او به عنوان ستاره‌ی دانشکده یاد کرد.
او در سال دوم تحصیل خود‌با استادش پروفسور Poeschl که بر روی دستگاه گرام کار می‌کردند،
بحث‌ها و اختلاف نظرهای زیادی‌داشت و معتقد بود که این دستگاه نیازی به سوییچ (Commutator) ندارد.
تلاش نیکولا و سخت کوشی او در تحقیق و مطالعه بسیار تحسین برانگیز‌بود.
تسلا
اگرچه در سال‌های بعدی تحصیلش به قمار معتاد شد و نه تنها بسیاری از درآمد و پس انداز‌خود را از دست داد بلکه نتوانست امتحانات سال سوم دانشگاه را قبول شود و هرگز از دانشگاه فارغ‌التحصیل نشد.
بنابراین، او در سال 1878 تصمیم به ترک شهر گراتس و قطع ارتباط با تمام اعضای خانواده اش گرفت، چراکه او نمی خواست دیگران متوجه ترک دانشگاه او بشوند.
پس از آن، نیکولا به شهر ماریبور در اسلونی کنونی رفت و به عنوان طراح مشغول به کار شد و همچنان به قمار کردن ادامه می داد.
او در سال ۱۸۷۹ و پس از رد کردن تقاضای پدرش برای بازگشت به خانه و پس از آن، مرگ پدرش، یک فروپاشی روانی حاد را تجربه کرد.
درسال 1880، عموهای تسلا با هدف تشویق او، مبلغی برای ادامه‌ی تحصیل در دانشگاه چارلز فردیناند به او اهدا کردند؛ اما از آنجا که او با زبان یونانی آشنا نبود و زمان درخواست برای تحصیل را نیز از دست داده‌بود نتوانست در دانشگاه ثبت نام‌کند.
تسلا، پس از گذراندن دوران سخت زندگی، این فرصت را داشت که در اواخر دهه 1870 به بوداپست برود، و در بورس تلفن مرکزی کار‌کند.
مهاجرت به ایالت متحده
او در سن 28 سالگی، در سال 1884، در جستجوی فرصت‌های بیشتر، تصمیم به مهاجرت به ایالات متحده‌گرفت.
تسلا با توماس ادیسون در ایالات متحده ملاقات‌کرد.
در آن زمان ادیسون در حال تبدیل کارهای الکتریکی‌خود به بزرگترین استانداردهای کشور‌بود.
ملاقات این دو فرد منجر به همکاری آن ها و در نهایت پیشرفت اختراعات ادیسون‌شد.
پس از چند ماه، زمانی که ادیسون از پرداخت پول به تسلا برای کارهایش امتناع کرد، تسلا تصمیم گرفت کارش را ترک‌کند و به عنوان یک مخترع جوان سفر‌خود را دنبال‌کند.
همکاری با جورج وستینگهاوس
در ماه مه سال 1888 جورج وستینگهاوس، رئیس شرکت الکتریکی وستینگهاوس در پیتسبورگ، حق ثبت اختراع تسلا را برای سیستم چند فازی دینام جریان متناوب، ترانسفورماتورها و موتورها خریداری‌کرد.
این معامله منجر به یک جنگ قدرت بزرگ بین سیستم‌های جریان مستقیم ادیسون و رویکرد جریان متناوب تسلا-وستینگهاوس‌شد که در نهایت برنده‌شد.
تسلا به سرعت آزمایشگاه مورد نظر‌خود را، که می‌توانست به ذهن مبتکرش آزادی عمل دهد، تأسیس‌کرد.
او آزمایش‌های بی‌شماری از جمله کار بر روی لامپ کربنی، رزونانس الکتریکی و انواع مختلف روشنایی انجام‌داد.
به منظور رفع ترس از جریان‌های متناوب، تسلا نمایشگاه‌هایی را در آزمایشگاه‌خود برگزار کرد که در آن لامپ‌ها را با اجازه دادن به عبور برق از طریق بدن‌خود روشن می‌کرد.
او اغلب برای سخنرانی در داخل و خارج از کشور دعوت می‌شد.
سیم‌پیچ تسلا، که او در سال 1891 اختراع کرد، امروزه در مجموعه‌های رادیویی و تلویزیونی و سایر تجهیزات الکترونیکی بسیار مورد‌استفاده قرار‌می‌گیرد.
در آن سال همچنین تاریخ تابعیت ایالات متحده تسلا مشخص‌شد.
تسلا\
وستینگهاوس از سیستم جریان متناوب تسلا برای روشن کردن نمایشگاه جهانی کلمبیا در شیکاگو در سال 1893 استفاده‌کرد.
این موفقیت عاملی برای پیروزی آنها در قرارداد نصب‌اولین ماشین آلات برق در آبشارهای نیاگارا‌بود که نام و شماره ثبت اختراع تسلا را به همراه‌داشت.
در سال 1898 تسلا اختراع خودرا در مورد یک قایق تله اتوماتیک با هدایت کنترل از راه دور اعلام‌کرد.
او در کلرادو، جایی که از ماه مه 1899 تا اوایل سال 1900 ماند، توانست آنچه را که به عنوان مهمترین کشف خود‌یعنی امواج ثابت زمینی می‌دانست، بسازد.
با این کشف او ثابت‌کرد که زمین می‌تواند به عنوان هادی مورد‌استفاده قرار‌گیرد و برای طنین انداز‌شدن در فرکانس الکتریکی خاص ساخته‌شود.
وی همچنین 200 لامپ بدون سیم از فاصله 40 کیلومتری را روشن کرد و رعد و برق دست ساز‌‍خود را ساخت.
همکاری با جی پیرپونت مورگان و شکست تسلا
با بازگشت به نیویورک در سال 1900، تسلا ساخت یک برج پخش بیسیم جهانی را در لانگ آیلند با سرمایه 150000 دلاری جی پیرپونت مورگان، سرمایه دار آمریکایی آغاز‌کرد.
تسلا ادعا کرد که وام را با واگذاری 51 درصد از حق ثبت اختراع تلفن و تلگراف خود‌به مورگان تضمین کرده‌است.
او انتظار داشت که ارتباطات جهانی را به همراه امکاناتی برای ارسال تصاویر، پیام ها، هشدارهای هواشناسی و گزارش های موجود فراهم‌کند.
این پروژه به دلیل هراس مالی، مشکلات کارگری و قطع حمایت مورگان رها‌شد و به بزرگترین شکست تسلا تبدیل‌شد.
پس از آن کارهای تسلا به سمت توربین‌ها و پروژه‌های دیگر منحرف‌شد.
به دلیل کمبود بودجه، بسیاری از ایده‌های او در دفترچه یادداشت هایش باقی ماند که هنوز هم توسط علاقه‌مندان برای یافتن سرنخ‌های استفاده نشده بررسی می‌شود.
تسلا، در سال 1915 هنگامی که گزارشی مبنی بر اینکه او و ادیسون قرار است جایزه نوبل را به اشتراک بگذارند، به شدت ناامید‌شد.
او در سال 1917 مدال ادیسون، بالاترین افتخاری که موسسه مهندسین برق آمریکا می‌توانست اعطا کند، را دریافت‌کرد.
میراث تسلا دارای 9 نشان با گواهی‌های افتخار‌است که از این دانشمند بین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سال‌های 1892 و 1939 با آنها تجلیل‌شد.
زندگی شخصی تسلا
تسلا تنها چند دوست صمیمی از جمله نویسندگان رابرت آندروود جانسون، مارک تواین و فرانسیس ماریون کرافورد‌داشت.
او به شدت در مسائل مالی ضعیف و غیر عملی و بسیار عجیب و غریب‌بود.
تسلا موهبتی خدادادی برای خبرنگارانی‌بود که به دنبال نسخه‌های هیجان‌انگیز بودند، اما مشکلی برای سردبیرانی‌بود که مطمئن نبودند پیش‌گویی‌های آینده‌نگر او را چقدر باید جدی بگیرند.
اگرچه انتقادهای تندی از حدس و گمان‌های او در مورد ارتباط با سیارات دیگر، اظهاراتش مبنی بر اینکه می‌تواند زمین را مانند یک سیب بشکافد،
و ادعای او مبنی بر اختراع پرتو مرگی که قادر به نابود کردن 10000 هواپیما در فاصله 400 کیلومتری‌است، صورت‌گرفت.
او هرگز ازدواج نکرد، اما در بسیاری از مواقع از حقوق زنان دفاع می‌کرد و به عنوان مدافع حقوق زنان شناخته‌شد، اگرچه گاهی او انتقادهایی در مورد تلاش زنان برای انجام رفتارهای مردانه نیز داشت.
تسلا در سال‌های پایانی عمرش عنوان‌کرد که ازدواج نکردنش یکی از بزرگترین فداکاری‌های او برای کارش بوده‌است.
تسلا
نیکولا تسلا در ۷ ژانویه‌ی سال ۱۹۴۳ در سن ۸۶ سالگی از دنیا رفت.
او روزهای آخر عمر‌خود را در اتاق هتل ارزان نیویورکر گذراند و متاسفانه جسدش دو روز بعد از فوتش توسط خدمتکار هتل پیدا‌شد.
صدها نفر برای مراسم تشییع جنازه او در کلیسای جامع سنت جان شهر نیویورک حضور یافتند و سیلی از پیام‌ها برای از دست‌دادن یک نابغه بزرگ دریافت‌شد.
همچنین، سه برنده جایزه نوبل ادای احترام‌خود را به «یکی از عقلای برجسته جهان که راه را برای بسیاری از پیشرفت‌های فناوری دوران مدرن هموار کرد» بیان‌کردند.
پس از مرگ تسلا، متولی اموال بیگانگان، صندوق امانت او را که شامل مدارک، افتخارات، نامه‌ها و یادداشت‌های آزمایشگاهی‌اش بود، توقیف‌کرد.
چراکه دولت آمریکا بدنبال ادعای او درخصوص کشف پرتو مرگ و جلوگیری ازجنگ بودند.
در نهایت، در سال 1952 ساوا کوسانوویچ، برادرزاده تسلا با تلاش‌های زیادی توانست دارایی‌های تسلا که شامل 80 صندوق بزرگ‌بود، به زادگاهش برگرداند.
خاکستر نیکولا تسلا نیز در سال 1957 از آمریکا به بلگراد منتقل‌شد که از آن روز در یک گوی طلایی در موزه‌ی نیکولا تسلا نگه‌داری‌می‌شود.
همچنین سایر دارایی او در حال حاضر در همین موزه در شهر بلگراد نگهداری می‌شود.
————————————————–
3- اختراعات نیکولا تسلا
حتی در میان بسیاری از ذهن‌های بزرگ و مبتکر اواخر قرن نوزدهم، نیکولا تسلا، مخترع صربستانی-آمریکایی که میدان مغناطیسی دوار را کشف‌کرد، به دلیل سهم عظیم‌خود در اکتشافات علمی متمایز‌است.
تسلا در طول زندگی فوق‌العاده پربار‌خود، حدود 300 اختراع ثبت‌کرد.
در این بخش منتخبی از برجسته‌ترین اختراعات او را بررسی می‌کنیم.
1- سیم‌پیچ تسلا
احتمالاً مشهورترین اختراع تسلا و مطمئناً یکی از دیدنی‌ترین‌های او، سیم‌پیچ تسلا، محصولی از جاه طلبی‌های وی برای ایجاد سیستمی‌بود که بتواند برق را به صورت بیسیم منتقل‌کند.
این‌سیستم از دو بخش که شامل سیم‌پیچ اولیه و سیم‌پیچ ثانویه‌است، تشکیل شده‌است
و هر دو قسمت دارای خازن خاص‌خود هستند (که انرژی الکتریکی را مانند باتری ذخیره می‌کند).
سیم‌پیچ اولیه به یک منبع تغذیه متصل می‌شود که از آن بار عظیمی دریافت می‌کند، تا جایی که شارژ انجام‌شده،
مقاومت هوا را در فضای بین دو سیم‌پیچ (معروف به شکاف جرقه) می‌شکند.
این فرآیند یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که به سرعت از بین می‌رود و جریان الکتریکی در سیم‌پیچ ثانویه ایجاد‌می‌کند.
جرقه زدن ولتاژ بین دو سیم‌پیچ چند صد بار در ثانیه، خازن سیم‌پیچ ثانویه را شارژ می‌کند تا زمانی که جریان الکتریکی آزاد‌شود.
اگرچه سیم‌پیچ تسلا کاربرد عملی محدودی‌دارد، اما درک ما از الکتریسیته را تغییر‌داد
و همچنان بسیاری از مهمترین نوآوری‌های الکتریکی قرن بیستم از جمله تلویزیون‌ها و رادیوها از فناوری‌های مشابه استفاده‌می‌کنند.
2- توربین تسلا
تسلا با الهام از موفقیت نوظهور موتور پیستونی در خودروها، تصمیم گرفت موتور خودرا به سبک توربین توسعه‌دهد.
توربین تسلا که به عنوان توربین لایه مرزی شناختهمیشود، در طراحی‌خود متمایز‌بود.
برخلاف توربین‌های معمولی، طراحی تسلا بدون پره‌بود، و در عوض از دیسک‌های صافی که در یک محفظه می‌چرخند برای ایجاد حرکت استفاده‌می‌کرد.
موتور توربین پیشرفته تسلا، حتی اگر مزایای آشکاری نسبت به توربین‌های معمولی داشت، هرگز واقعاً عمل نکرد.
طراحی آن نه تنها سازگار و ارزان‌تر از توربین‌های تیغه‌ای تولید شده‌بود، بلکه به طرز چشمگیری کارآمد‌بود و 3600 دور در دقیقه و 675 اسب بخار نیرو تولید‌می‌کرد.
3- رادیو
احتمالاً به این فکر می‌کنید که آیا گولیلمو مارکونی معروف رادیو را اختراع نکرد؟ خب، معلوم می‌شود که ادعای مارکونی حداقل قابل بحث‌است.
در واقع، تسلا با استفاده از سیم‌پیچ های‌خود، در اواسط دهه 1890، قبل از اینکه مارکونی اولین حق اختراع تلگراف بیسیم را در سال 1896 به ثبت رساند،
پیشرفت‌های امیدوارکننده‌ای در انتقال و دریافت سیگنال‌های رادیویی‌داشت.
در اوایل سال 1895، تسلا آماده ارسال سیگنال رادیویی 50 مایلی، از آزمایشگاه خود در خیابان پنجم جنوبی 33 و 35 در منهتن، به وست پوینت، نیویورک‌بود،
اما فاجعه‌ای قبل از تکمیل آزمایش اولیه او رخ داد: آتش سوزی، ساختمان تسلا را ویران‌کرد و آزمایشگاه و کارهایش را با‌خود سوزاند.
یک سال بعد، مارکونی اولین حق اختراع تلگرام بیسیم خود را در انگلستان به ثبت رساند.
4- فرستنده بزرگنما
مانند بسیاری از کارهای تسلا، فرستنده بزرگنما گسترش فناوری سیم‌پیچ تسلا بود.
او با راه اندازی آزمایشگاهی در کلرادو اسپرینگز در سال 1899، فضا و منابع لازم را برای ایجاد بزرگترین سیم‌پیچ تسلا در اختیار‌داشت.
او این‌سیستم سیم‌پیچ سه گانه را فرستنده بزرگنما نامید.
قطر آن 52 فوت‌بود، و می توانس میلیون‌ها ولت برق، و صاعقه هایی به طول 130 فوت تولید‌کند.
5- موتور القایی
مانند بسیاری از نوآوری‌های تسلا، اعتبار اختراع موتور القایی او مورد اعتراض قرار‌گرفت.
در این مورد، مخترع ایتالیایی گالیله فراریس در حال توسعه همان فناوری در همان زمان‌بود.
اگرچه گالیله فراریس مفهوم‌خود را از موتوری كه از القاء الکترومغناطیسی برای چرخش روتور خود استفاده‌می‌كند، ارائه داد، اما تسلا حق ثبت اختراعات خود را پیش از او قرارداد.
6- جریان متناوب
احتمالاً بیشترین سهم تسلا در بشریت، تأثیر وی در توسعه جریان متناوب ( AC )بود.
شاید جریان متناوب به طور دقیق نباید در لیستی از اختراعات وی قرار بگیرد، اما شکی نیست که فناوری وی در ظهور AC به عنوان سیستم الکتریکی غالب جهان مؤثر بوده‌است.
اشتیاق تسلا برای AC با صدای بلند توسط توماس ادیسون، که تسلا در دهه 1880 با او کار می‌کرد، که به شدت طرفدار DC بود، مورد اعتراض قرار‌گرفت.
ادیسون جریان متناوب را خطرناک‌تر از جریان مستقیم می‌دانست و یک «جنگ جریان‌ها» شکل‌گرفت
که بزرگترین قهرمان AC، جورج وستینگهاوس، از موتور القایی تسلا در سیستم کاملاً یکپارچه AC خود استفاده‌کرد.
با وجود مخالفت ادیسون، اعتقاد وستینگهاوس به AC در نهایت ثابت‌شد.
7- برق آبی
یکی از چشمگیرترین محصولات مشارکت تسلا با جورج وستینگهاوس مطمئناً نیروگاه آدامز، اولین نیروگاه برق آبی جهان‌بود.
این نیروگاه نوآور، امید دیرینه‌ای را به وجود آورد که می‌توان از نیروی شگفت انگیز آبشار نیاگارا، یکی از شگفت انگیزترین شگفتی‌های طبیعی آمریکای شمالی، استفاده‌کرد.
این پروژه نتیجه غیرمستقیم مسابقه‌ای بود‌که توسط کمیسیون بین المللی آبشار نیاگارا برای یافتن طرحی که در انجام این کار موفق بود، سازماندهی‌شد.
این مسابقه شرکت‌هایی را از سراسر جهان، جهت انتقال برق DC که توسط ادیسون نیز تأیید شد، جذب‌کرد.
اما رهبر کمیسیون، لرد کلوین، به اندازه کافی تحت تأثیر نمایش AC وستینگهاوس در نمایشگاه جهانی شیکاگو در سال 1893 قرار‌گرفت
و از وستینگهاوس و تسلا خواست تا راه حلی برای انتقال جریان متناوب ( AC ) ارائه‌دهند.
این پروژه بسیار چالش برانگیز و پرهزینه‌بود، اما علیرغم شک و تردیدهای فزاینده در میان سرمایه گذاران، تسلا هرگز تردید نداشت که در نهایت موفق خواهد‌شد.
سرانجام، در 16 نوامبر 1896، این ایستگاه فعال‌شد و برق تولید‌شده توسط ترانسفورماتور انقلابی نیروگاه آدامز به نیویورک منتقل‌شد.
طولی نکشید که ده ژنراتور دیگر ساخته‌شد و انرژی حاصل از این نیروگاه برای برق رسانی به شهر نیویورک استفاده‌شد.
8- سایه نگار
حوزه دیگری از تحقیقات تسلا که احتمالاً توسط آتش‌سوزی که آزمایشگاه او در نیویورک را در سال 1895 ویران‌کرد، محدود‌شد، به ظهور فناوری اشعه ایکس مربوط می‌شود.
مشهور‌است، ویلهلم رونتگن، دانشمند آلمانی، اولین اشعه ایکس را در 8 نوامبر همان سال توسعه‌داد، یک دستاورد بزرگ که در سال 1901 اولین جایزه نوبل را برای او به ارمغان آورد.
تسلا با الهام از اشعه ایکس رونتگن، علاقه خود را تجدید‌کرد و سایه نگار را با استفاده از یک لوله خلاء توسعه‌داد.
تصور می‌شود تصویر او از یک کفش با پایی در آن، تولید‌شده در سال 1896، اولین عکس اشعه ایکس آمریکا باشد.
9- لامپ‌های نئون
لامپ‌های نئون نمونه دیگر از فناوری‌هایی‌است که تسلا به جای اختراع، آن را توسعه و پیشرفت داده‌است.
یک شخص فرانسوی، بنام ژرژ کلود، با نمایش یک جفت لامپ لوله نئونی به طول 38 فوت در نمایشگاه اتومبیل پاریس در سال 1910، عصر نئون را آغاز‌کرد.
اما چیزی شبیه به نورپردازی نئون دهه‌ها قبل در اواسط قرن نوزدهم توسط هاینریش گایلر، شیشه‌گر و فیزیک‌دان آلمانی ایجاد شده‌بود.
او با عبور دادن جریان از لوله‌های شیشه‌ای پر از گازهایی مانند آرگون، جلوه‌هایی شبیه به نئون ایجاد‌کرد.
تسلا چندین لوله گایلر را در اختیار داشت و مشاهده‌کرد
که وقتی فرکانس سیم‌پیچ خود را تنظیم می کند، لوله‌ها به طور متوالی روشن می‌شوند.
این کشف تصادفی، تحقق چشمگیر علاقه او به انرژی بی سیم‌بود.
در سال 1893، او در نمایشگاه جهانی شیکاگو مجموعه‌ای از لامپ های دشارژ را به نمایش گذاشت
که بدون تغذیه با الکترود یا سیم روشن می‌شدند.
10- شیر تسلا
میراث خارق العاده تسلا نزدیک به 80 سال پس از مرگ او همچنان به ثمر نشسته‌است.
اخیراً در سال 2021، ثبت اختراع او (شیر تسلا) در سال 1920، مجدداً توسط دانشمندان مورد بازبینی قرار‌گرفت
که منجر به شناسایی کاربردهای جدید و مختلفی از طراحی قدیمی تسلا گردید.
در حالی که تسلا بیشتر به خاطر کارش با جریان‌ها و مدارهای الکتریکی شناختهمیشود،
این شیر نمونه جالبی از استفاده از نبوغ او در زمینه‌های علمی متفاوت‌است.
این دستگاه که هیچ قسمت متحرکی ندارد، دارای یک سری حلقه های قطره ای شکل به هم پیوسته‌است
که مسیری روشن برای جریان رو به جلو مایع فراهم می کند و در عین حال سرعت جریان معکوس را محدود می‌کند.
تصور می‌شود که یک نسخه مهندسی شده مجدد از شیر تسلا می‌تواند جایگزین مؤثری برای شیر چک (شیر یکطرفه) معمولی باشد
و اجازه می‌دهد جریان‌ها بدون نیاز به قطعات متحرک کنترل شوند.
————————————————–
مراجع
Most Important Inventions of Nikila Tesla
مطالب مرتبط