กรงฟาราเดย์ การที่เราสามารถทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องจักรสมัยใหม่ของเราได้ แต่ต้องขอบคุณไมเคิล ฟาราเดย์นักวิทยาศาสตร์ผู้ปราดเปรื่องแห่งศตวรรษที่ 19 และหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อเดียวกับเขา นั่นคือกรงฟาราเดย์มนุษย์เราได้พัฒนาวิธีมากมายในการควบคุมไฟฟ้า และทำให้ปลอดภัยยิ่งขึ้น สำหรับคอมพิวเตอร์ รถยนต์ และสิ่งประดิษฐ์อื่นๆและสำหรับเราอีกด้วย
กรงฟาราเดย์ ป้องกันเนื้อหาจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยพื้นฐานแล้ว เมื่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระทบสิ่งที่สามารถนำไฟฟ้าได้ ประจุไฟฟ้าจะยังคงอยู่ที่ด้านนอกของตัวนำแทนที่ จะเดินทางเข้าไปภายใน กรงฟาราเดย์มักจะดูโดดเด่นและเหมือนกรง บางอันก็ง่ายเหมือนรั้วโซ่หรือถังน้ำแข็ง คนอื่นใช้ตาข่ายโลหะละเอียด รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่รอบตัวเรา
มันอยู่ในแสงที่มองเห็นได้และแสงอัลตราไวโอเลต ในไมโครเวฟที่ใช้ปรุงอาหารของเรา และแม้แต่ในคลื่นวิทยุ FM และ AM ที่ปั๊มเพลงผ่านวิทยุของเราแต่บางครั้งรังสีนี้ก็ไม่พึงปรารถนา เนื่องจากกรงฟาราเดย์กระจายประจุหรือรังสีนั้น ไปรอบๆด้านนอกของกรง กรงฟาราเดย์จะตัดประจุไฟฟ้าหรือรังสีที่อยู่ภายในกรงออกไป กล่าวโดยย่อ กรงฟาราเดย์เป็นตัวนำกลวง
ซึ่งประจุยังคงอยู่ที่พื้นผิวภายนอกของกรง ฟังก์ชันพื้นฐานนั้นมีประโยชน์มากมายในโลกที่ยุ่งเหยิง และเต็มไปด้วยเทคโนโลยี และแม้ว่าในที่สุด ฟาราเดย์จะมีวันของเขาแต่ฉากหลังสำหรับสิ่งประดิษฐ์ของเขา มีรากฐานมาจากยุคก่อน เบนจามิน แฟรงคลิน และไมเคิล ฟาราเดย์ แม้ว่ากรงฟาราเดย์จะตั้งชื่อตามไมเคิล ฟาราเดย์แต่เบนจามิน แฟรงคลินเป็นผู้สร้างแรงบันดาลใจให้กับแนวคิดมากมาย
ที่อยู่เบื้องหลังกรงฟาราเดย์แน่นอนว่าแฟรงคลิน ใช้เวลาส่วนหนึ่งในอาชีพอันโด่งดังของเขาเล่นว่าวท่ามกลางพายุฝนฟ้าคะนอง เพื่อพยายามดึงดูดสายฟ้า ดังนั้นเขาจึงค่อนข้างคุ้นเคย กับความหลากหลายและแนวคิดของไฟฟ้าในปี ค.ศ. 1755 แฟรงคลินเริ่มเล่นกับไฟฟ้าด้วยวิธีใหม่ๆ เขากระตุ้นกระป๋องเงินไพน์ด้วยไฟฟ้า และลดลูกบอลไม้ก๊อกที่ติดอยู่กับเส้นไหม
ที่ไม่นำไฟฟ้าลงไปจนจุกก๊อกแตะก้นกระป๋อง จุกไม้ก๊อกไม่ได้ถูกดูดเข้าไปที่ด้านในกระป๋องเหมือนกับที่ดึงออกไปด้านนอก และแม้ว่ามันจะแตะก้นกระป๋อง แต่เมื่อดึงออกมา ก็ไม่พบว่าถูกไฟฟ้าจากการสัมผัสนั้นอย่าง ที่ควรจะเป็นโดยการสัมผัสภายนอก ความจริงก็คือเอกพจน์ แฟรงคลินเขียน ในจดหมายถึงเพื่อนร่วมงาน
โดยในขอบเขตระบุว่าไม่มีประจุไฟฟ้าภายในห้อง ประจุเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของฟอยล์ และไม่ทะลุผ่านห้องเลย ฟาราเดย์ตรวจสอบปรากฏการณ์นี้เพิ่มเติมด้วยการทดลองถังน้ำแข็งอันโด่งดังของเขา ในการทดสอบนี้ เขาได้ลอกเลียนแบบแนวคิดของแฟรงคลิน โดยการลดลูกบอลทองเหลืองที่มีประจุลงในถ้วยโลหะตามที่คาดไว้ ผลลัพธ์ของเขาเหมือนกับของแฟรงคลิน
แนวคิดนี้มีแอปพลิเคชันที่น่าทึ่งทุกประเภทแต่นี่คือแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้อง กับทุกคนที่เคยอยู่บนเครื่องบิน ลองนึกภาพว่ากำลังบินอยู่ในเครื่องบินที่ถูกฟ้าผ่ากะทันหัน นี่ไม่ใช่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก แต่เกิดขึ้นเป็นประจำ แต่เครื่องบินและผู้โดยสารจะไม่ได้รับผลกระทบ นั่นเป็นเพราะตัวเครื่องบินอะลูมิเนียม สร้างกรงฟาราเดย์ ประจุจากฟ้าผ่าจะผ่านพื้นผิวของเครื่องบินโดยไม่เป็นอันตราย
โดยไม่ทำลายอุปกรณ์หรือผู้คนภายใน เพื่อให้เข้าใจวิธีการทำงานของกรงฟาราเดย์ คุณต้องมีความเข้าใจพื้นฐานก่อนโดยมีส่วนเกี่ยวกับวิธีการทำงานของไฟฟ้าในตัวนำไฟฟ้า กระบวนการนี้ง่ายมาก วัตถุที่เป็นโลหะ เช่น ตาข่ายอะลูมิเนียม เป็นตัวนำไฟฟ้า และมีอิเล็กตรอน อนุภาคที่มีประจุลบ เคลื่อนที่ไปมาในวัตถุเหล่านั้น เมื่อไม่มีประจุไฟฟ้า ตัวนำจะมีจำนวนอนุภาคบวก
และลบใกล้เคียงกันโดยประมาณ ถ้าวัตถุภายนอกที่มีประจุไฟฟ้าเข้าใกล้ตัวนำ อนุภาคบวกและลบจะแยกออกจากกัน อิเล็กตรอนที่มีประจุตรงข้ามกับประจุภายนอก จะถูกดึงดูดไปยังวัตถุภายนอกนั้นอิเล็กตรอนที่มีประจุเท่ากัน กับวัตถุภายนอกจะถูกผลัก และเคลื่อนออกจากวัตถุนั้น การกระจายประจุใหม่นี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต เมื่อมีวัตถุที่มีประจุอยู่ภายนอก
อนุภาคบวกและลบ จะม้วนขึ้นที่ด้านตรงข้ามของตัวนำ ผลที่ได้คือสนามไฟฟ้าตรงข้ามที่ตัดสนามประจุ ของวัตถุภายนอกภายในตัวนำโลหะ ประจุไฟฟ้าสุทธิภายในตาข่ายอะลูมิเนียมจะเป็นศูนย์ และนี่คือจุดเด่นที่แท้จริง แม้ว่าจะไม่มีประจุอยู่ภายในตัวนำ แต่สนามไฟฟ้าตรงข้ามมีผลที่สำคัญการปกป้องภายในจากประจุไฟฟ้าสถิตภายนอก
จากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในนั้นคุณค่าที่แท้จริงของกรงฟาราเดย์ ประสิทธิภาพของการป้องกันนี้แตกต่างกัน ไปขึ้นอยู่กับโครงสร้างของกรง การเปลี่ยนแปลงค่าการนำไฟฟ้าของโลหะต่างๆเช่น ทองแดงหรืออะลูมิเนียมส่งผลต่อการทำงานของกรง ขนาดของรูในตะแกรงหรือตาข่ายยังเปลี่ยน ความสามารถของกรงและสามารถปรับได้ขึ้นอยู่กับความถี่ และความยาวคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
อาจจะมีที่คุณต้องการแยกออกจาก ด้านในของกรงฟาราเดย์บางครั้งใช้ชื่ออื่น สามารถเรียกว่าเกราะป้องกันฟาราเดย์กรงคลื่นความถี่วิทยุ หรือกรงแรง เคลื่อนไฟฟ้า ไม่ว่าคุณจะเรียกมันว่าอะไร กรงฟาราเดย์มักถูกใช้ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ ทั้งในการทดลองหรือในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ การใช้งานสมัยใหม่สำหรับกรงฟาราเดย์ ผู้คนใช้กรงฟาราเดย์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆมากมาย
บางครั้งใช้ในห้องปฏิบัติการลึกลับ และบางครั้งใช้กับผลิตภัณฑ์ทั่วไปตัวอย่างเช่น รถของคุณทำงานโดยพื้นฐานแล้ว ในกรณีที่เกิดฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียง อาคารหลายแห่งทำหน้าที่เป็นกรงขังฟาราเดย์เช่นกัน ด้วยปูนหรือผนังคอนกรีตที่โรยด้วยเหล็กเส้นหรือลวดตาข่าย พวกเขามักจะสร้างความหายนะ ให้กับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตไร้สายและสัญญาณโทรศัพท์มือถือ
แต่ผลการป้องกันส่วนใหญ่มักจะเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ เตาอบไมโครเวฟจะย้อนกลับเอฟเฟกต์กักคลื่นไว้ในกรงและปรุงอาหารของคุณอย่างรวดเร็ว สายเคเบิลทีวีแบบมีมุ้งลวดช่วยรักษาภาพที่คมชัดโดยการลดสัญญาณรบกวน ผู้กำกับการเดินสายไฟฟ้ามักจะสวมชุดที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ ซึ่งใช้ประโยชน์จากแนวคิดของกรงฟาราเดย์ภายในชุดเหล่านี้ ไลน์แมนสามารถทำงานบนสายไฟฟ้าแรงสูง
โดยลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อตได้มาก รัฐบาลสามารถปกป้องอุปกรณ์โทรคมนาคมที่สำคัญ จากฟ้าผ่าและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆโดยการสร้างกรงฟาราเดย์ไว้ ในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยและบริษัทอื่น โดยที่ใช้กรงฟาราเดย์ขั้นสูง เพื่อแยกประจุไฟฟ้าภายนอกและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด และเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการทดสอบที่เป็นกลาง
สำหรับการทดลองทุกประเภท และการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ในรูปแบบของห้องการสแกนด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก อาศัยสนามแม่เหล็กอันทรงพลัง เพื่อสร้างการสแกนร่างกายมนุษย์ที่มีประโยชน์ทางการแพทย์ห้องการสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก ต้องได้รับการป้องกันเพื่อป้องกันไม่ให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไป ส่งผลกระทบต่อภาพการวินิจฉัยของผู้ป่วย มีการใช้กรงฟาราเดย์ในทางการเมือง
และการทหารมากมายเช่นกัน นักการเมืองอาจเลือกพูดคุยเรื่องละเอียดอ่อนเฉพาะในห้อง ที่มีระบบป้องกันที่สามารถปิดกั้นเทคโนโลยีดักฟังได้ กองกำลังติดอาวุธสมัยใหม่ทั้งหมด ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการสื่อสารและระบบอาวุธแต่มีข้อเสียคือระบบเหล่านี้ มีความเสี่ยงต่อชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งอาจเป็นผลมาจากพายุสุริยะ
หรือแม้แต่การโจมตีชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้าที่มนุษย์สร้างขึ้น เพื่อปกป้องระบบที่สำคัญบางครั้งกองทัพใช้บังเกอร์ และยานพาหนะที่มีเกราะกำบัง ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้เอง ที่ทำให้กรงฟาราเดย์เป็นที่ชื่นชอบ ในวัฒนธรรมย่อยของผู้เอาชีวิตรอด คนเหล่านี้ซึ่งประกาศความพอเพียง และไม่ไว้วางใจการตอบสนองของรัฐบาล
เมื่อเผชิญกับภัยพิบัติที่เกิดจากมนุษย์หรือธรรมชาติโดยที่จะเชื่อในการปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญทั้งหมด โดยใช้กรงฟาราเดย์ที่ทำเอง ในกรณีที่หายนะจากวันสิ้นโลกพวกเขา ยังคงมีวิทยุคลื่นสั้นและเครื่องมือไฮเทคอื่นๆที่อาจช่วยชีวิตได้ แม้ว่าคุณจะไม่ได้กังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับสถานการณ์วันโลกาวินาศ
แต่กรงฟาราเดย์ก็มีบทบาทในชีวิตของคุณทุกวัน กรงเหล่านี้ควบคุมหลักการพื้นฐานของฟิสิกส์และช่วยให้ผู้คนทั่วโลกนำหลักการเหล่านั้นไปใช้ เพื่อความปลอดภัย ความหรูหรา ความสะดวกสบาย และเพื่อช่วยให้เกิดความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่น่าตื่นเต้นยิ่งขึ้น
บทความที่น่าสนใจ : เรือดำน้ำนิวเคลียร์ การศึกษาและการอธิบายการมีเรือดำน้ำนิวเคลียร์
