电流的磁效应现象的发现

时间:2018-05-01  栏目:百科知识  点击:420 次

电流的磁效应现象的发现

迈克尔·法拉第于1791年出生于英国的纽因顿。他的父亲是个铁匠,家境贫寒,所以法拉第没有受过正规教育。5岁随全家定居伦敦,12岁开始做报童。13岁到订书店当学徒,一直当了8年。这个工作对他的一生产生了很大影响,使他有机会读了很多科学书籍,其中对他影响最深的是《大英百科全书》和《化学漫谈》。他根据自己所学知识,利用节俭来的点滴零用钱购买一些简单的器材,做一些简单的化学实验,开始了他最初的“科学研究”。

1812年,在别人的帮助下,他幸运地听了英国皇家学会会长、著名科学家戴维的4次演讲,立即被这些演讲所吸引,并希望“进入科学部门工作”。

他大胆地把这个愿望写信告诉了戴维,同时附上精心整理和带有插图的听讲笔记。戴维自己幼年丧父,15岁辍学,当过学徒,也是靠自学走上科学研究道路的,所以对法拉第的身世和热爱科学的精神深表同情。1813年3月推荐法拉第到英国皇家研究院实验室当他的助手,同年10月,法拉第随戴维前往欧洲大陆进行学术考察,从而学到不少科学研究方法,开阔了眼界。1816年发表了第一篇论文。

1821年担任皇家研究院实验室主任,开始转向电磁学的研究,并于10年后发现电磁感应定律,奠定了经典电磁学的理论基础。

法拉第永远是一个努力工作不断学习的人,只有工作与学习才会使他快乐,才会使他感到满足。1867年8月25日,他坐在书房中的一把椅子上看书时,平稳地停止了呼吸,安详地死去,终年76岁。(www.guayunfan.com)

电流的磁效应的发现,揭示了电与磁有着内在的联系。法拉第了解到奥斯特的实验之后,于1821年9月3日重复了奥斯特的实验:他把小磁针放在载流导线周围的不同的地方,发现小磁针有环绕导线作圆周运动的倾向。

这使他立即想到:既然电可以产生磁,为什么磁不可以生电呢?电是一种很有价值的东西,伏打电池造价昂贵且电力不足,磁石到处都有,如果用磁来生电,电的造价就会便宜,那么其意义就不仅仅局限于实验室里,而会和人类的日常生活连在一起,具有不可估量的社会效益和经济效益。

从那以后,法拉第进行了大量的实验,他将磁石插进一个铜线圈,再接上电流计,没有电流。他用一根通电的导线去挨近未通电的铁丝,又改用一个大磁石,用电流计去测也没能发现铁丝中有电流产生。是自己的想法错了吗?不会的!法拉第深信自然界各种力是统一的,而且可以相互转化。电和磁也应该统一并可以转化,何况由实验得知电能生出磁来,那么磁也一定会产出电来!正是这种坚定的科学信念,法拉第孜孜不倦地进行了10年实验,一种方法失败了,又换另一种方法,一个实验不成功,再来另一个,在1831年8月29日,他终于成功了。

他用一个2.22厘米厚、外径为15.24厘米的软铁圆环,圆环上绕两个彼此绝缘的线圈A和B保证了电不可能从A到B,也不可能从B到A,B的两端用一条铜导线连接。形成一个闭合回路。

A和一组由10只电池组成的电池组及开关K相连,形成闭合回路。法拉第的思想方法是:K闭合,A回路有电,奥斯特已发现电可以产生磁,磁可以沿铁环传递给B,如果磁可以生电,那么由铁环传来的磁会在B闭合回路里产生电流,用电流计或小磁针可以检验到B中的电流。

他在闭合回路下放了一个磁针,先闭合开关K,再观察磁针,磁针一动也不动!法拉第有些沉不住气了,两眼怔怔地望着磁针,喃喃地自语:“你怎么不动呢?”他头也不转地去断开开关K,却出乎意料地看到磁针摆动了,“是风吹的吗?”他又合上K、断开K,都发现磁针有摆动,法拉第非常高兴,他确信是开关的闭合和断开使磁针转动,他马上想到这就是他寻找了近10年的磁生电现象!

为了进一步证明磁生电的现象,法拉第于1831年10月17日又进行了较大规模的实验。他把约67米长的铜线绕在一个空的长筒上,铜丝的两端连接一个电流计,然后手拿一根长2.13厘米、直径1.9厘米的长圆形磁石,迅速插进和拔出圆筒,法拉第发现电流计的指针都动了,而且指针偏转的方向相反。这就是说磁可以产生电,而且是通过磁体的机械运动产生电流,形成了我们现在发电机第一个原始的模型。

1831年,法拉第开始撰写他的三卷本巨著《电学实验研究》,并分别于1837年、1844年、1855年相继出版。在这部巨著里汇集了他的精巧实验,形象地描述了对物理学的深刻见解。这部巨著确立了经典电磁学的理论基础,法拉第也因此而被誉为“经典电磁学的奠基人”。

法拉第是19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家,经典电磁学的奠基人。同时,法拉第是自学成才的典范,他的刻苦勤奋及不懈追求真理的精神永远激励着后人。

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