مضخات التفريغ

2014 الثورة العلمية

براون بير

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مضخة الهواء مضخة التفريغ الانتشاري الفيزياء

بالعودة تجربة توريتشيللي ، ماذا كان يوجد في الحيز فوق الزئبق في الجزء العلوي من الأنبوب المغلق ؟ الجواب باختصار هو " لا شيء " .

في الواقع ، كان فراغاً ، وهو حيَّز لا يوجد فيه شيء على الإطلاق . وسرعان ما تولدت لدى العلماء رغبة في دراسة  الفراغات وآثارها ، وكانوا بحاجة إلى وسيلة لإنتاجها في المختبر .

في عام 1654 اخترع الفيزيائي أوتو فون  غويريك  ( 1602 – 1686 ) ، رئيس بلدية مجدبُرج في ألمانيا ، أول مضخة للهواء ، وسميت كذلك لأنها كانـت على إفراغ الهواء بالضخ من وعاء . ( اليوم نسميها مضخة تفريغ ) .

استخدمها لإزالة الهواء من بين زوج من نصفي كرة نحاسية ، بحيث أصبح نصفا الكرة الأرضية متلاصقين مع بعضهما البعض بإحكام عن طريق قوة الضغط الجوي . حتى أن 16 حصاناً لم يتمكنوا من فصلهما عن بعضهما .وأصبح جهاز الإثبات هذا لفون غويريك يعرف باسم كرتي مجدبُرج .

وتلا ذلك الاختراع ظهور مضخات تفريغ أخرى أكثر كفاءة . في عام 1703 ، صنع الفيزيائي الإنكليزي فرانسيس هوكسبي ( حالي 1666 – 1713 ) مضخة تفريغ استخدمها العالم الإيرلندي روبرت بويل ( 1627 – 1691 ) في دراساته للهواء والغازات الأخرى .

الفيزيائي الألماني هاينرش جايسلر ( 1815 – 1879 ) استخدم مضخته في عام 1855 لدراسة تفريغ الشحنات الكهربائية في معدلات ضغط منخفضة ، وبعد مرور عشر سنوات  قام العالم البريطاني هيرمان سبرينغل الألماني المولد ( 1834 – 1906 ) بمكننة مضخة جايسلر بحيث يمكنها انتاج  فراغات بنسب عالية .

وهناك مضخة بخارية زئبقية ( أو مضخة التفريغ الانتشاري ) لا تزال تستخدم حتى اليوم يقوم من خلالها البخار " بالتقاط " جزيئات من الهواء ،  وحملها بعيداً لإنتاج فراغ .

وكان لها تطبيقات مهمة جدا في العلم ، مما أدى إلى اكتشاف الغازات النادرة في الهواء ، واكتشاف الالكترون ، واختبارع المصباح  الكهربائي ، وغيرها من الاكتشافات حصل المصريون القدماء على حديدهم من النيازك التي تم التقاطها في الصحراء ، مع حلول عام 1350 قبل الميلاد تقريباً طوروا أساليب لحم الحديد في النار الساخنة .

وقرابة الوقت ذاته ،  بدأ الحيثيون في الأناضول (  تركيا الحديثة ) باستخدام الحديد .

وانتشرت معرفة الحدادة حتى وصلت إلى الهند  والصين . واستخدم  قدماء الإغريق مسامير الحديد لوصل كتل من الحجر مع بعضها ، في حوالي 400 قبل الميلاد ، قام الحرفيون الصينيون بصناعة التماثيل من نوع حديد الصب ( حديد الزهر ) الذي ان له نقطة انصهار منخفضة .