法拉第－電磁學(xué)和電化學(xué)的奠基人

1、.法拉第電磁學(xué)和電化學(xué)的奠基人邁克爾·法拉第是給19世紀(jì)的科學(xué)打上深化印記的大科學(xué)家，在物理化學(xué)尤其是電化學(xué)方面，做出了出色的奉獻(xiàn)。他是英國(guó)著名化學(xué)家戴維的學(xué)生和助手，他的發(fā)現(xiàn)奠定了電磁學(xué)的根底，是麥克思韋的先導(dǎo)。法拉第1791年9月22日出生在英國(guó)的薩利，父親詹姆斯·法拉第是一位手工工人，母親照顧家務(wù)。由于家境貧寒，法拉第童年時(shí)生活很清苦，他父親也因過(guò)度勞累，身體極為衰弱。法拉第從未沒(méi)有進(jìn)過(guò)學(xué)校，他識(shí)字是自學(xué)的,從11歲當(dāng)報(bào)童，一直當(dāng)?shù)?6歲。他覺(jué)得賣(mài)報(bào)這個(gè)差事對(duì)他很適宜，因?yàn)樵陂e暇時(shí)可以看各種報(bào)紙，學(xué)習(xí)知識(shí)，看完的報(bào)還可以賣(mài)掉。賣(mài)報(bào)5年，他走遍了英國(guó)幾個(gè)城市的大街小巷。

2、這種工作，雖地位低下，但也能鍛煉人。幾年的賣(mài)報(bào)生涯，使法拉第閱歷很廣，有膽有識(shí)，非常機(jī)敏。隨著歲月的流逝，法拉第已長(zhǎng)成一個(gè)青年，他覺(jué)得賣(mài)報(bào)這工作對(duì)他不再適宜了，想另找工作。一天，他看到手工廠老板亨特招收雜工的啟事，便去找了亨特。從此給老板搬運(yùn)物品、掃院子、擦地板，甚至還要給老板娘提水、洗衣服。與其說(shuō)是工人，倒不如說(shuō)是仆人更適宜。老板和老板娘都是很尖刻的人，他們發(fā)火時(shí)，把臟水潑到法拉第的身上，給他安排的伙食也很差。一次，法拉第在回家的路上，經(jīng)過(guò)喬治·里保書(shū)店裝訂工場(chǎng)，看到門(mén)前貼著一張廣告，上面寫(xiě)道："本場(chǎng)招收裝訂工人，月薪8英鎊，尤其歡送童工，工人可在場(chǎng)內(nèi)就餐，餐費(fèi)自理，法拉

3、第回家以后，就和父母商量，辭去了亨特老板的工作，去裝訂場(chǎng)當(dāng)了一名工人。裝訂場(chǎng)的工作條件很差，工作也很累，但法拉第卻喜歡，因?yàn)樗梢园蜒b訂過(guò)的書(shū)帶回家米讀。他親手裝訂過(guò)百科全書(shū)和其他許多名著。法拉第利用裝訂場(chǎng)的工作之便，閱讀了大英百科全書(shū)電學(xué)卷，理解了電的意義和作用。幾年的時(shí)間，他讀了物理、化學(xué)、天文、地質(zhì)等方面的多種著作。別人裝訂了好書(shū)，也推薦給他看。"法拉第，我這有一本?化學(xué)對(duì)話(huà)?，寫(xiě)得非常動(dòng)人，你假如感興趣，我可以抽出一本來(lái)，放在你的臺(tái)子上。"法拉第的好朋友格平小聲向他建議。下班鈴響了，噪雜的工場(chǎng)變得安靜了，法拉第單獨(dú)坐在工人午休的小工棚里，借著昏暗的燈光，開(kāi)場(chǎng)讀?化學(xué)

4、對(duì)話(huà)?。這是女科學(xué)家馬爾希特夫人著的一部科普讀物，文字生動(dòng)活潑，給人們展現(xiàn)了一個(gè)神奇、微妙無(wú)窮的化學(xué)世界，各種奇特的化學(xué)物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)元素的化學(xué)家，物質(zhì)的組成，分光鏡的奇妙，化學(xué)藥品的奇異的醫(yī)療效果.。法拉第完全被這部書(shū)吸引住了，他如饑似渴地讀下去。篤！篤！有人敲窗子，法拉第一拾頭，他驚呆了，原來(lái)天已大亮，、窗外站著他那年老多病的母親。"媽媽?zhuān)叶昧艘婚T(mén)奇異的科學(xué)，它叫化學(xué)，非常有用，我將來(lái)要研究化學(xué)！""上帝保佑你，孩子，我們是窮人，沒(méi)有能供你讀書(shū)。"、馬爾希特夫人的?化學(xué)對(duì)話(huà)?法拉第一連看了七遍。他萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)有想到，一個(gè)非常偶爾的機(jī)遇，使他真的走上了研究化

5、學(xué)的道路。英國(guó)著名電化學(xué)家戴維和其他知名專(zhuān)家經(jīng)常在英國(guó)皇家學(xué)院講演會(huì)上作學(xué)術(shù)報(bào)告，聽(tīng)講的人很自由，人都可以去。法拉第在工作之余；經(jīng)常去聽(tīng)這些學(xué)術(shù)報(bào)告。一天，法拉第正在工場(chǎng)與老板談業(yè)務(wù)，一個(gè)高個(gè)子的青年人走了進(jìn)來(lái)，他看了看法拉第，客氣他說(shuō)，"恕我冒昧，打斷你們的談話(huà)，昨天晚上我好象在講演會(huì)上看到過(guò)您。""可能的，我昨天確實(shí)去那里聽(tīng)過(guò)報(bào)告。"法拉第答復(fù)說(shuō)。"我萬(wàn)沒(méi)想到您是一位裝訂工人。"青年人說(shuō)。"我家里很窮，要掙錢(qián)吃飯。"法拉第答。"他是我們場(chǎng)里的'博士'，如今已是裝訂技師了。"羅

6、什老板插進(jìn)來(lái)介紹說(shuō)。"太好了，我們認(rèn)識(shí)一下吧，我叫德恩斯，是科學(xué)愛(ài)好看。""我叫法拉第，認(rèn)識(shí)您真快樂(lè)。""您到我們這里有什么事？德恩斯先生。"老板對(duì)這位不速之容有點(diǎn)不耐煩了。"我想來(lái)訂一批新書(shū)，難道羅什老板不快樂(lè)么？"德恩斯答道。"歡送，歡送，包您滿(mǎn)意！"老板馬上堆滿(mǎn)了笑臉。德恩斯很有錢(qián)，還結(jié)識(shí)了一批學(xué)術(shù)界的朋友。后來(lái)，他和法拉第成了好朋友，經(jīng)常到工場(chǎng)來(lái)找法拉第，相約去拜訪(fǎng)科學(xué)人士。1812年5月底，正當(dāng)法拉第忙著組織人裝訂?皇家學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)?時(shí)，德恩斯又來(lái)找法拉第了。"再過(guò)一個(gè)小時(shí)，戴維

7、就在皇家學(xué)院大廳里做第四次學(xué)術(shù)報(bào)告，還有演示實(shí)驗(yàn)，我好不容易弄到了兩張前排的票。""好極了，我們?nèi)グ伞?quot;法拉第快樂(lè)極了。"可您的工作.""管不了那么多了，快！"戴維的報(bào)告深深吸引了法拉第，戴維的純熟的實(shí)驗(yàn)演示，使他非常敬仰。他將自己對(duì)電的一些想法寫(xiě)信告訴了戴維，他在信中提出："電解作用，很可能存在著某種嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系。"過(guò)了一段時(shí)間，法拉第收到了戴維的一封回信，信中寫(xiě)道。法拉第先生：請(qǐng)于本星期三前，來(lái)肯寧斯湯大街實(shí)驗(yàn)室一晤。戴維敬啟1812年8月14日法拉第終于坐在戴維的實(shí)驗(yàn)室里。"我是個(gè)裝訂工

8、，裝訂過(guò)成千上萬(wàn)本書(shū)，其中也包括您的書(shū)，我讀過(guò)大部分科技書(shū)。"法拉第介紹了自己。"您給我寫(xiě)信有什么要求嗎？"戴維問(wèn)。"我想研究化學(xué)。"法拉第直接了當(dāng)?shù)卮饛?fù)。經(jīng)過(guò)一段談話(huà)，戴維發(fā)現(xiàn)了法拉第的才能，決定錄用他為自己的助手。法拉第收到被戴維錄用的便條以后，心情沖動(dòng)，夜不能寐。他知道，從此，他的科學(xué)生涯就開(kāi)場(chǎng)了。法拉第擔(dān)當(dāng)戴維的助手工作出色，他每天從早到晚在實(shí)驗(yàn)室工作，把一切都安排得井然有序，實(shí)驗(yàn)之余，他還抽時(shí)間讀了許多科技書(shū)。戴維對(duì)法拉第的工作也非常滿(mǎn)意，他認(rèn)為，法拉第是一個(gè)忠于職守的人。一天，戴維對(duì)法拉第說(shuō)："過(guò)幾天我要和我的妻子一起到國(guó)

9、外度蜜月，為了不中斷科學(xué)研究，我想帶一個(gè)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，請(qǐng)您去照顧這個(gè)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。""我很榮幸，愿意跟隨您的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)室工作。"。1813年秋，法拉第跟隨戴維，長(zhǎng)途旅行，兼做科學(xué)考察，他們把實(shí)驗(yàn)室安放在一輛轎式馬車(chē)上，白天走路，晚上由法拉第做實(shí)驗(yàn)。他們還一起爬到火山口，考察火山的活動(dòng)，采集了一大口袋火山石進(jìn)展分析。此外，他們還采集了礦泉水水樣、巖石標(biāo)本、土壤標(biāo)本等。這樣的旅行持續(xù)了一年半，這實(shí)際上是一次游學(xué)，法拉第跟著戴維學(xué)到了許多東西，還拜訪(fǎng)了許多科學(xué)家。一年半的科學(xué)旅行，法拉第記了厚厚的兩大本筆記。1814年，法拉第跟隨戴維回到倫敦，經(jīng)戴維推薦，他被著名的皇家學(xué)院錄

10、用，擔(dān)任了實(shí)驗(yàn)室管理儀器的助教。1816年，戴維讓法拉第分析了托斯卡那的土壤成分，并把分析緒果寫(xiě)成論文發(fā)表。法拉第在論文中寫(xiě)到："戴維先生建議我把這項(xiàng)研究，作為我在化學(xué)領(lǐng)域中的第一次實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，我的恐懼多于信心，我從未學(xué)習(xí)過(guò)怎樣寫(xiě)真正的論文，但對(duì)分析給果的準(zhǔn)確描繪，將有助于讀者對(duì)托斯卡那土壤的理解。"1817年，法拉第連續(xù)發(fā)表了6篇論文9這些論文的發(fā)表，使他增強(qiáng)了從事科學(xué)研究的信心，同時(shí)，許多科學(xué)家也逐步理解了法拉第。1819年，法拉第應(yīng)斯達(dá)特的要求，研究了不銹鋼與各種合金，他在皇家實(shí)驗(yàn)室中，靠斯達(dá)特的資助，建造了一個(gè)小小的冶煉爐，不久就煉出了鐵鎳合金，后來(lái)又煉出鉑、鈀、鍺

11、、銀、鉻、錫、鈦、餓、銥等多種金屬與鐵的合金。1820年，怯拉第合成了二氯乙烷和六氯乙烷，但在當(dāng)時(shí)，有機(jī)化學(xué)開(kāi)展得還很不夠，因此，法拉第把他的合成物叫做"氯化碳"。法拉第的才能逐步為人們所理解。1821年，他被提升為皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的總負(fù)責(zé)人?；始覍W(xué)院還贈(zèng)送給法拉第一套寬大的住宅。法拉第在1820年結(jié)識(shí)了一個(gè)珠寶商的女兒，她的名字叫薩蕾。薩蕾是一位熱愛(ài)科學(xué)的姑娘，她對(duì)法拉第的才能非常仰慕，尤其在她知道了法拉第自學(xué)的坎坷經(jīng)歷之后，她對(duì)法拉第的愛(ài)慕之情日篤。1821年、法拉第和薩蕾緒婚。"薩蕾對(duì)法拉第非常體貼，還擅長(zhǎng)為他創(chuàng)造安靜的工作環(huán)境，這對(duì)法拉第以后的成名，起了很大

12、的作用。1821年以后，法拉第一直和戴維合作，研究氣體的液化問(wèn)題，他們成功地使C02、SO2、H2O、NH3、N203等氣體液化，還曾試圖制取液態(tài)氧和液態(tài)氮，但這方面的研究沒(méi)有獲得成功。由于法拉第得知了丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特的發(fā)現(xiàn)，他中斷了對(duì)氣體的研究。奧斯特發(fā)現(xiàn)，磁針在通有電流的導(dǎo)體附近，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。法拉第通過(guò)對(duì)這一現(xiàn)象的深化研究，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，這一定律是現(xiàn)代電磁學(xué)的根底，但由于他的數(shù)學(xué)根底比較差，沒(méi)有能對(duì)這一現(xiàn)象概括出嚴(yán)格的定量關(guān)系。法拉第不僅確定了電磁惑應(yīng)定律，而且還做成了一種實(shí)驗(yàn)儀器，使磁針不停地繞著通電導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而確定了電動(dòng)機(jī)的原理，但遺憾地是他沒(méi)能把這一研究深化下去。由于法拉第

13、在科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，1824年他被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，這相當(dāng)于中國(guó)科學(xué)院的院士。據(jù)科學(xué)史考證，在選法拉第任會(huì)員時(shí)，只有一人不同意，這就是戴維。有人認(rèn)為，戴維是對(duì)他的學(xué)生提出嚴(yán)格要求，希望他的學(xué)生再多出些成果。也有人說(shuō)，戴維是對(duì)法拉祟的才能懷有嫉妒之心，故反對(duì)他出任會(huì)員。1829年戴維去世以后，法拉第專(zhuān)心研究電化學(xué)的問(wèn)題，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電流通過(guò)電解質(zhì)溶液時(shí)，兩極上會(huì)同時(shí)出現(xiàn)化學(xué)變化。法拉第通過(guò)對(duì)這一現(xiàn)象的定量研究，發(fā)現(xiàn)了電解定律。1833年，法拉第提出了兩條電解定律：1電解時(shí)，在電極上析出或溶解悼的物質(zhì)的重量，與通過(guò)電極的電量成正比；2如通過(guò)的電量一樣，那么析出或溶解掉的不同物質(zhì)的化學(xué)克當(dāng)量數(shù)一樣。電解一克當(dāng)量的物質(zhì)，所需用的電量叫L個(gè)"法拉第"，等于96484庫(kù)侖。人們?yōu)榱思o(jì)念法拉第，把這兩條電解定律稱(chēng)為"法拉第定律"。電解定律