قفص فاراداي السحري، كيف يعمل؟
الفيزياء والفلك >>>> فيزياء
Image: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSJv2RPYbSOiAQAlo2CnbrAoE9SyaaDls1gmg&s
عام 1836، قدم الفيزيائي الإنجليزي "مايكل فاراداي" أحد أكثر الاختراعات المبهرة آنذاك؛ إذ صمم فاراداي غرفةً مضادة للمجالات الكهربائية والموجات الكهرومغناطيسية (1)، فكيف تعمل؟
ربما قد تبدو معقدة بعض الشيء، لكنّ قفص فاراداي (Faraday cage) يستند على مبدأ فيزيائي بسيط، ألا وهو الموصلات الكهربائية؛ وهي مواد تحتوي وفرةً من الإلكترونات الحرة، وعند تعرضها لشحنة كهربائية تستمر هذه الإلكترونات بالتحرك حتى تتكون كثافة معينة من الشحنة على سطح المادة الموصلة فتنتج مجالًا كهربائيًّا داخل الموصل بحيث تتلاشى محصلة المجال الناتج عن الشحنات بالمادة الموصلة والمجال الخارجي داخل المادة الموصلة (2). هكذا ببساطة يعمل قفص فاراداي، فهو عبارة عن غرفة مصنوعة من مادة موصلة (3,1)، ومن أهم التطبيقات التي نعتمد عليها في حياتنا اليومية لهذه الظاهرة هي حماية الكابلات الكهرومغناطيسية من التداخل الكهرومغناطيسي وحماية الإشارات الكهربية المنتقلة في السلك؛ إذ يُغلَّف السلك بعدد من الطبقات منها مادة موصلة لحمايته (4).
المصادر:
2- Griffiths DJ, Cambridge University Press. Introduction to Electrodynamics. Cambridge: Cambridge University Press; 2018. Available from: هنا
3- Hewett D, Langdon S, Chandler-Wilde S, Lindner F. Mathematics of the Faraday Cage. SIAM Rev. 2015;57(3):448-466. Available from: هنا.
4- G.P. Caixeta, J. Pissolato Filho. Analysis of the electromagnetic field transient inside a shielded structure. IEEE EMC International Symposium [Internet]. 2002 Nov 13 [cited 2024 Jul 26]; Available from: هنا
