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迈克尔·法拉第——法拉第定律是电磁学理论的重要基础

时间:2022-08-30 名人故事 版权反馈
【摘要】:1821年时,法拉第完成了他在电学领域里的第一项重要革新。事实上法拉第发明的是世界上第一台电动机,第一个利用电流使物体运动的装置。虽然原始,但法拉第的发明却是现在世界上使用的所有电动机的祖先。首先,法拉第定律是电磁学理论的重要基础。法拉第还在化学领域有所贡献。法拉第通过仔细的实验建立了两条用他的名字命名的电解定律,这两条定律形成了电化学的基础。正是法拉第将磁力线和电力线这一重要思想引入物理学中。


这是电子时代。确实我们这个朝代有时被称作太空时代,有时又被称作原子时代;虽然如此,但太空旅行和原子武器无论有多少潜在的重要性,它们对我们日常生活的影响相对来说并不大。但我们却一直在使用着各种电子装置。事实上,我们可以放心地说,没有任何一种技术像电的使用那样如此全面地普及到现代世界中来。
许多人为我们掌握电的使用作出了贡献:法国物理学家库伦、意大利物理学家伏打、丹麦物理学家奥斯特以及法国物理学家安培等,他们是其中最重要的和物中的几位。但远远在他们之上的是两位伟大的英国科学家,迈克尔?法拉第詹姆斯?克拉克?麦克斯韦。虽然这两人的工作有些互补性,但他们确实没在一起工作过。他们每个人世间个人成就都使他们有资格在这个排行榜中位居高位。
迈克尔?法拉第1791年生于英国的纽因顿。他家境贫寒,主要靠自学。14岁时他到一家书籍装订商兼销售商那里做学徒,利用这个机会他读了很多书。20岁时他去听了英国著名科学家戴维的课并深受吸引。他给戴维写信并最终成了他的助手。在以后的几年里,法拉第完成了一些重要的发现。虽然他缺乏良好的数学基础,但做为一个实验物理学家,他是无与伦比的。
1821年时,法拉第完成了他在电学领域里的第一项重要革新。两年后,奥斯特发现如果有电流从旁边的电线中通过,一个普通磁罗盘的指针将会偏移。法拉第由此得到启示,如果将磁铁固定住,则电线就可能会运动起来。着手于这种直觉的发现,他成功地构造了一个精巧的装置。在这个装置内,当有电流通过电线时,这根电线就会不停地在一块磁铁周围旋转。事实上法拉第发明的是世界上第一台电动机,第一个利用电流使物体运动的装置。虽然原始,但法拉第的发明却是现在世界上使用的所有电动机的祖先。
这是一项重大的突破。但是,只使用当时那些原始的化学电池而没有办法发电,这种装置的实用性就受到限制。法拉第深信一定有某些利用磁力发电的方法,他一直在寻找这样的方法。一个不动的磁铁使附近的电线产生出电流,但在1831年,法拉第发现如果一块磁铁通过一个封闭的线圈时,磁铁的移动将在线圈中产生电流,这种效应被称作电磁感应。决定这一感应的定律(“法拉第定律”)通常被认为是法拉第最伟大的个人成就。
有两个理由可以认为这是一项不朽的发现。首先,法拉第定律是电磁学理论的重要基础。第二,正如法拉第建造的第一台发电机所展示的那样,电磁感应可被用来产生不间断的电流。尽管现在向我们的城市和工厂提供能源的发电机比法拉第的装置要复杂得多,但所有这些发电机都是建立在同样的电磁感应原理上的。
法拉第还在化学领域有所贡献。他发明了液化气体的方法。他还发现了多种化学物质,其中包括苯。较重要的工作是在电化学方面(研究电流的化学效应)。法拉第通过仔细的实验建立了两条用他的名字命名的电解定律,这两条定律形成了电化学的基础。他还推广了很多用于这一领域的术语,如阳极(正极)、阴极(负极)、电极和离子。
正是法拉第将磁力线和电力线这一重要思想引入物理学中。通过强调重要的不是磁本身而是它们之间的场,法拉第为包括麦克斯韦议程在内的许多物理学上的进步提供了准备。法拉第还发现,如果极化光通过磁场,它的极化强度可能会改变。这一发现意义非常重要,因为它首次指出了光与磁之间的关系。
法拉第不仅才华横溢,而且相貌英俊。他还是一位受欢迎的科学鼓动者。他为人谦逊,淡泊名利。他拒绝接受爵士称号,还拒约担任英国皇家当会主席之职。他长寿,婚姻美满,但没有孩子。他于1867年在伦敦附近去世。

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