法拉第與電磁感應(yīng)

1、法拉第與電磁感應(yīng)DIV.MyFav_1300342246195 P.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1300342246195 LI.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyD

2、IV.MyFav_1300342246195 DIV.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1300342246195 DIV.Section1page: Section1法拉第MichaelFaraday,17911867 ,英國(guó)著名物理學(xué)家、化學(xué)家。在化學(xué)、電化學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域都做出過(guò)杰出奉獻(xiàn)。他幼年家境貧寒 ,未受過(guò)系統(tǒng)的正規(guī)教育 ,但卻在眾多領(lǐng)域中作出驚人成就 ,堪稱刻

3、苦勤奮、探索真理、不計(jì)個(gè)人名利的典范。1刻苦認(rèn)真 自學(xué)成才法拉第1791年9月22日生于薩里郡紐因頓的一個(gè)鐵匠家庭。13歲就在一家書店當(dāng)送報(bào)和裝訂書籍的學(xué)徒。他有強(qiáng)烈的求知欲 ,擠出一切休息時(shí)間貪婪地力圖把他裝訂的一切書籍內(nèi)容都從頭讀一遍。讀后還臨摹插圖 ,工工整整地作讀書筆記；用一些簡(jiǎn)單器皿照著書上進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ,仔細(xì)觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ,把自己的閣樓變成了小實(shí)驗(yàn)室。在這家書店呆了八年 ,他廢寢忘食、如饑似渴地學(xué)習(xí)。他后來(lái)回憶這段生活時(shí)說(shuō)：“我就是在工作之余 ,從這些書里開始找到我的哲學(xué)。這些書中有兩種對(duì)我特別有幫助 ,一是?大英百科全書? ,我從它第一次得到電的概念；另一是馬塞夫人的?化學(xué)對(duì)話

4、? ,它給了我這門課的科學(xué)根底。在哥哥贊助下 ,1810年2月至1811年9月聽他了十幾次自然哲學(xué)的通俗講演 ,每次聽后都重新謄抄筆記 ,并畫下儀器設(shè)備圖。1812月至4月又連續(xù)聽了戴維4次講座 ,從此燃起了進(jìn)行科學(xué)研究的愿望。他曾致信皇家學(xué)院院長(zhǎng)求助。失敗后 ,他寫信給戴維：“不管干什么都行 ,只要是為科學(xué)效勞。他還把他的裝幀精美的聽課筆記整理成?亨·戴維爵士講演錄?寄上。他對(duì)講演內(nèi)容還作了補(bǔ)充 ,書法娟秀 ,插圖精美 ,顯示出法拉第一絲不茍和對(duì)科學(xué)的熱愛。經(jīng)過(guò)戴維的推薦。1813年3月 ,24歲的法拉第擔(dān)任了皇家學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)員。后來(lái)戴維曾把他發(fā)現(xiàn)法拉第作為自己最重要的功績(jī)而引以為

5、榮。法拉第1813年隨同戴維赴歐洲大陸作科學(xué)考察旅行 ,1815年回國(guó)后繼續(xù)在皇家學(xué)院工作 ,長(zhǎng)達(dá)50余年。1816年發(fā)表第一篇科學(xué)論文。他最初從事化學(xué)研究工作 ,也涉足合金鋼、重玻璃的研制。在電磁學(xué)領(lǐng)域 ,傾注了大量心血 ,取得出色成績(jī)。1824年被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員 ,1825年接替戴維任皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室主任 ,1833年任皇家學(xué)院化學(xué)教授。2長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn) 大膽探索他的工作異常勤奮 ,研究領(lǐng)域十分廣泛。18181823年研制合金鋼期間 ,首創(chuàng)金相分析方法。1823年從事氣體液化工作 ,標(biāo)志著人類系統(tǒng)進(jìn)行氣體液化工作的開始。采用低溫加壓方法 ,液化了氯化氫、硫化氫、二氧化硫、氫等。1824年起研制光

6、學(xué)玻璃 ,這次研究導(dǎo)致在1845年利用自己研制出的一種重玻璃硅酸硼鉛 ,發(fā)現(xiàn)磁致旋光效應(yīng)。1825年在把鯨油和鱔油制成的燃?xì)夥逐s中發(fā)現(xiàn)苯。他最出色的工作是電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和場(chǎng)的概念的提出。1821年在讀過(guò)奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的論文后 ,為這一新的學(xué)科領(lǐng)域深深吸引。他剛剛邁人這個(gè)領(lǐng)域 ,就取得重大成果發(fā)現(xiàn)通電流的導(dǎo)線能繞磁鐵旋轉(zhuǎn) ,從而躋身著名電學(xué)家的行列。因受蘇格蘭傳統(tǒng)科學(xué)研究方法影響 ,通過(guò)奧斯特實(shí)驗(yàn) ,他認(rèn)為電與磁是一對(duì)和諧的對(duì)稱現(xiàn)象。既然電能生磁 ,他堅(jiān)信磁亦能生電。經(jīng)過(guò)10年探索 ,歷經(jīng)屢次失敗后 ,1831年8月26日終于獲得成功。這次實(shí)驗(yàn)因?yàn)槭怯梅螂姵卦诮o一組線圈通電或斷電的瞬間

7、,在另一組線圈獲得的感生電流 ,他稱之為“伏打電感應(yīng)。此后 ,同年10月17日完成了在磁體與閉合線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)在閉合線圈中激發(fā)電流的實(shí)驗(yàn) ,他稱之為“磁電感應(yīng)。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后 ,他終于實(shí)現(xiàn)了“磁生電的夙愿 ,宣告了電氣時(shí)代的到來(lái)。作為19世紀(jì)偉大實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的法拉第。他并不滿足于現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) ,還力求探索現(xiàn)象后面隱藏著的本質(zhì)；他既十分重視實(shí)驗(yàn)研究 ,又格外重視理論思維的作用。1832年3月12日他寫給皇家學(xué)會(huì)一封信 ,信封上寫有“現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)收藏在皇家學(xué)會(huì)檔案館里的一些新觀點(diǎn)。那時(shí)的法拉第已經(jīng)孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動(dòng)的杰出思想 ,盡管還帶有一定的模糊性。為解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象 ,他提出“電

8、致緊張態(tài)與“磁力線等新概念 ,同時(shí)對(duì)當(dāng)時(shí)盛行的超距作用說(shuō)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的疑心：“一個(gè)物體可以穿過(guò)真空超距地作用于另一個(gè)物體 ,不要任何一種東西的中間參與 ,就把作用和力從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體 ,這種說(shuō)法對(duì)我來(lái)說(shuō) ,尤其荒唐。但凡在哲學(xué)方面有思考能力的人 ,決不會(huì)陷人這種謬論之中。他開始向長(zhǎng)期盤踞在物理學(xué)陣地的超距說(shuō)宣戰(zhàn)。與此同時(shí) ,他還向另一種形而上學(xué)觀點(diǎn)流體說(shuō)進(jìn)行挑戰(zhàn)。1833年 ,他總結(jié)了前人與自己的大量研究成果 ,證實(shí)當(dāng)時(shí)所知摩擦電、伏打電、電磁感應(yīng)電、溫差電和動(dòng)物電等五種不同來(lái)源的電的同一性。他力圖解釋電流的本質(zhì) ,導(dǎo)致他研究電流通過(guò)酸、堿、鹽溶液 ,結(jié)果在18331834年發(fā)現(xiàn)電解定

9、律 ,開創(chuàng)了電化學(xué)這一新的學(xué)科領(lǐng)域。他所創(chuàng)造的大量術(shù)語(yǔ)沿用至今。電解定律除本身的意義外 ,也是電的分立性的重要論據(jù)。1837年他發(fā)現(xiàn)電介質(zhì)對(duì)靜電過(guò)程的影響 ,提出了以近距“鄰接作用為根底的靜電感應(yīng)理論。不久以后 ,他又發(fā)現(xiàn)了抗磁性。在這些研究工作的根底上 ,他形成了“電和磁作用通過(guò)中間介質(zhì)、從一個(gè)物體傳到另一個(gè)物體的思想。于是 ,介質(zhì)成了“場(chǎng)的場(chǎng)所 ,場(chǎng)這個(gè)概念正是來(lái)源于法拉第。正如愛因斯坦所說(shuō) ,引入場(chǎng)的概念 ,是法拉第的最富有獨(dú)創(chuàng)性的思想 ,是牛頓以來(lái)最重要的發(fā)現(xiàn)。牛頓及其他學(xué)者的空間 ,被視作物體與電荷的容器；而法拉第的空間 ,是現(xiàn)象的容器 ,它參與了現(xiàn)象。所以說(shuō)法拉第是電磁場(chǎng)學(xué)說(shuō)的創(chuàng)始

10、人。他的深邃的物理思想 ,強(qiáng)烈地吸引了年輕的麥克斯韋。麥克斯韋認(rèn)為 ,法拉第的電磁場(chǎng)理論比當(dāng)時(shí)流行的超距作用電動(dòng)力學(xué)更為合理 ,他正是抱著用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表述法拉第理論的決心闖入電磁學(xué)領(lǐng)域的。法拉第堅(jiān)信：“物質(zhì)的力借以表現(xiàn)出的各種形式 ,都有一個(gè)共同的起源 ,這一思想指導(dǎo)著法拉第探尋光與電磁之間的聯(lián)系。1822年 ,他曾使光沿電流方向通過(guò)電解波 ,試圖發(fā)現(xiàn)偏振面的變化 ,沒(méi)有成功。這種思想是如此強(qiáng)烈 ,執(zhí)著的追求使他終于在1845年發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場(chǎng)使偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。他的晚年 ,盡管健康狀況惡化 ,仍從事廣泛的研究。他曾分析研究電纜中電報(bào)信號(hào)遲滯的原因 ,研制照明燈與航標(biāo)燈。他的成就來(lái)源于勤

11、奮 ,他的主要著作?日記?由16041那么匯編而成；?電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究?有3362節(jié)之多。3治學(xué)謹(jǐn)嚴(yán) 剛正真誠(chéng)法拉第一生熱愛真理 ,熱愛人民 ,真誠(chéng)質(zhì)樸 ,作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) ,這樣的感人事跡很多。他說(shuō)：“一件事實(shí) ,除非親眼目睹 ,我決不能認(rèn)為自己已經(jīng)掌握?！拔冶仨毷刮业难芯烤哂姓嬲膶?shí)驗(yàn)性。在1855年給化學(xué)家申拜因的信中說(shuō)：“我總是首先對(duì)自己采取嚴(yán)厲的批判態(tài)度 ,然后才給別人以這樣的時(shí)機(jī)。在一次市哲學(xué)會(huì)的講演中他指出：“自然哲學(xué)家應(yīng)當(dāng)是這樣一些人：他愿意傾聽每一種意見 ,卻下定決心要自己作判斷；他應(yīng)當(dāng)不被外表現(xiàn)象所迷惑 ,不對(duì)某一種假設(shè)有偏愛 ,不屬于任何學(xué)派 ,在學(xué)術(shù)上不盲從大師；他應(yīng)當(dāng)重事不重人

12、,真理應(yīng)當(dāng)是他的首要目標(biāo)。如果有了這些品質(zhì) ,再加上勤勉 ,那么他確實(shí)可以有希望走進(jìn)自然的圣殿。他是這樣說(shuō)的 ,也確實(shí)是這樣做的。他在艱難困苦中選擇科學(xué)為目標(biāo) ,就決心為追求真理而百折不回 ,義無(wú)反顧 ,不計(jì)名利 ,剛正不阿。他熱愛人民 ,把紛至沓來(lái)的各種榮譽(yù)、獎(jiǎng)狀、證書藏之高閣 ,卻經(jīng)常走訪貧苦教友的家庭 ,為窮人只有紙寫的墓碑而浩然興嘆。他關(guān)心科學(xué)普及事業(yè) ,愿更多的青少年奔向科學(xué)的殿堂。1826年他提議開設(shè)周五科普講座 ,直到1862年退休他共主持過(guò)100屢次講座 ,并積極參與皇家學(xué)院每年“圣誕節(jié)講座共19年。根據(jù)他的講稿匯編出版了?蠟燭的故事?一書 ,被譯為多種文字出版 ,是科普讀物的

13、典范。他生活簡(jiǎn)樸 ,不尚華貴 ,以致有人到皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室作實(shí)驗(yàn)時(shí)錯(cuò)把他當(dāng)作守門的老頭。1857年 ,皇家學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)一致決議聘請(qǐng)他擔(dān)任皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。對(duì)這一榮譽(yù)職務(wù)他再三拒絕。他說(shuō)：“我是一個(gè)普通人。如果我接受皇家學(xué)會(huì)希望加在我身上的榮譽(yù) ,那么我就不能保證自己的老實(shí)和正直 ,連一年也保證不了。同樣的理由 ,他謝絕了皇家學(xué)院的院長(zhǎng)職務(wù)。當(dāng)英王室準(zhǔn)備授予他爵士稱號(hào)時(shí) ,他屢次婉言謝絕說(shuō)：“法拉第出身平民 ,不想變成貴族。他的好友J.Tyndall對(duì)此作了很好的解釋：“在他的眼中看去 ,宮廷的華美 ,和布來(lái)屯Brighton高原上面的雷雨比擬起來(lái) ,算得什么；皇家的一切器具 ,和落日比擬起來(lái) ,又算得什么？其所以說(shuō)雷雨和落日 ,是因?yàn)檫@些現(xiàn)象在他的心里 ,都可以挑起一種狂喜。在他這種人的心胸中 ,那些世俗的