初中化學(xué)化學(xué)家電磁學(xué)和電化學(xué)的奠基人法拉第

Page1電磁學(xué)和電化學(xué)的奠基人法拉第

法拉第

(公元1791～1867)邁克爾·法拉第是給19世紀(jì)的科學(xué)打上深刻印記的大科學(xué)家，在物理化學(xué)尤其是電化學(xué)方面，做出了杰出的貢獻(xiàn)。他是英國聞名化學(xué)家戴維的學(xué)生和助手，他的發(fā)覺奠定了電磁學(xué)的基礎(chǔ)，是麥克思韋的先導(dǎo)。

法拉第1791年9月22日誕生在英國的薩利，父親詹姆斯·法拉第是一位手工工人，母親照看家務(wù)。由于家境貧寒，法拉第童年時(shí)生活很清苦，他父親也因過度勞累，身體極為衰弱。法拉第從未沒有進(jìn)過學(xué)校，他識字是自學(xué)的,從11歲當(dāng)報(bào)童，始終當(dāng)?shù)?6歲。他覺得賣報(bào)這個(gè)差事對他很合適，因?yàn)樵陂e暇時(shí)可以看各種報(bào)紙，學(xué)習(xí)學(xué)問，看完的報(bào)還可以賣掉。

賣報(bào)5年，他走遍了英國幾個(gè)城市的大街小巷。這種工作，雖地位低下，但也能熬煉人。幾年的賣報(bào)生涯，使法拉第閱歷很廣，有膽有識，特別機(jī)警。

隨著歲月的消逝，法拉第已長成一個(gè)青年，他覺得賣報(bào)這工作對他不再合適了，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。從今給老板搬運(yùn)物品、掃院子、擦地板，甚至還要給老板娘提水、洗衣服。與其說是工人，倒不如說是仆人更合適。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，給他支配的伙食也很差。一次，法拉第在回家的路上，經(jīng)過喬治·里保書店裝訂工場，看到門前貼著一張廣告，上面寫道：“本場招收裝訂工人，月薪8英鎊，尤其歡迎童工，工人可在場內(nèi)就餐，餐費(fèi)自理，法拉第回家以后，就和父母商議，辭去了亨特老板的工作，去裝訂場當(dāng)了一名工人。裝訂場的工作條件很差，工作也很累，但法拉第卻喜愛，因?yàn)樗梢园蜒b訂過的書帶回家米讀。他親自裝訂過百科全書和其他很多名著。法拉第利用裝訂場的工作之便，閱讀了大英百科全書電學(xué)卷，了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，也舉薦給他看?！胺ɡ冢疫@有一本《化學(xué)對話》，寫得特別動人，你假如感愛好，我可以抽出一原來，放在你的臺子上”。法拉第的好摯友格平小聲向他建議。

下班鈴響了，噪雜的工場變得寧靜了，法拉第獨(dú)自坐在工人午休的小工棚里，借著昏暗的燈光，起先讀《化學(xué)對話》。這是女科學(xué)家馬爾希特夫人著的一部科普讀物，文字生動活潑，給人們呈現(xiàn)了一個(gè)奇妙、奧妙無窮的化學(xué)世界，各種奇妙的化學(xué)物質(zhì)，發(fā)覺元素的化學(xué)家，物質(zhì)的組成，分光鏡的奇異，化學(xué)藥品的奇異的醫(yī)療效果……。法拉第完全被這部書吸引住了，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，原來天已大亮，窗外站著他那年老多病的母親。“媽媽，我懂得了一門奇異的科學(xué)，它叫化學(xué)，特別有用，我將來要探討化學(xué)！”“上帝保佑你，孩子，我們是窮人，沒有實(shí)力供你讀書”。馬爾希特夫人的《化學(xué)對話》法拉第一連看了七遍。他萬萬沒有想到，一個(gè)特別偶然的機(jī)遇，使他真的走上了探討化學(xué)的道路。

英國聞名電化學(xué)家戴維和其他知名專家常常在英國皇家學(xué)院講演會上作學(xué)術(shù)報(bào)告，聽講的人很自由，人都可以去。法拉第在工作之余，常常去聽這些學(xué)術(shù)報(bào)告。一天，法拉第正在工場與老板談業(yè)務(wù)，一個(gè)高個(gè)子的青年人走了進(jìn)來，他看了看法拉第，客氣他說，“恕我冒昧，打斷你們的談話，昨天晚上我好象在講演會上看到過您?！?/p>

“可能的，我昨天的確去那里聽過報(bào)告。”法拉第回答說。

“我萬沒想到您是一位裝訂工人?！鼻嗄耆苏f。

“我家里很窮，要掙錢吃飯。”法拉第答。

“他是我們場里的‘博士’，現(xiàn)在已是裝訂技師了”。羅什老板插進(jìn)來介紹說。

“太好了，我們相識一下吧，我叫德恩斯，是科學(xué)愛好者”。

“我叫法拉第，相識您真興奮”。

“您到我們這里有什么事？德恩斯先生”老板對這位不速之容有點(diǎn)不耐煩了。

“我想來訂一批新書，莫非羅什老板不興奮么？”德恩斯答道。

“歡迎，歡迎，包您滿足！”老板立刻堆滿了笑臉。

德恩斯很有錢，還結(jié)識了一批學(xué)術(shù)界的摯友。后來，他和法拉第成了好摯友，常常到工場來找法拉第，相約去探望科學(xué)人士。

1812年5月底，正值法拉第忙著組織人裝訂《皇家學(xué)會會報(bào)》時(shí)，德恩斯又來找法拉第了。

“再過一個(gè)小時(shí)，戴維就在皇家學(xué)院大廳里做第四次學(xué)術(shù)報(bào)告，還有演示試驗(yàn)，我好不簡單弄到了兩張前排的票?！?/p>

“好極了，我們?nèi)グ??！狈ɡ谂d奮極了。

“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，戴維的嫻熟的試驗(yàn)演示，使他特別欽佩。他將自己對電的一些想法寫信告知了戴維，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”。過了一段時(shí)間，法拉第收到了戴維的一封回信，信中寫道。

法拉第先生：

請于本星期三前，來肯寧斯湯大街試驗(yàn)室一晤。

戴維敬啟

1812年8月14日

法拉第最終坐在戴維的試驗(yàn)室里。“我是個(gè)裝訂工，裝訂過成千上萬本書，其中也包括您的書，我讀過大部分科技書?！狈ɡ诮榻B了自己?！澳o我寫信有什么要求嗎？”戴維問?！拔蚁胩接懟瘜W(xué)”。法拉第干脆了當(dāng)?shù)鼗卮稹＝?jīng)過一段談話，戴維發(fā)覺了法拉第的才能，確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，心情激烈，夜不能寐。他知道，從今，他的科學(xué)生涯就起先了。法拉第擔(dān)當(dāng)戴維的助手工作精彩，他每天從早到晚在試驗(yàn)室工作，把一切都支配得井然有序，試驗(yàn)之余，他還抽時(shí)間讀了很多科技書。戴維對法拉第的工作也特別滿足，他認(rèn)為，法拉第是一個(gè)忠于職守的人。一天，戴維對法拉第說：“過幾天我要和我的妻子一起到國外度蜜月，為了不中斷科學(xué)探討，我想帶一個(gè)流淌試驗(yàn)室，請您去照看這個(gè)流淌試驗(yàn)室”。“我很榮幸，情愿跟隨您的流淌試驗(yàn)室工作”。

1813年秋，法拉第跟隨戴維，長途旅行，兼做科學(xué)考察。他們把試驗(yàn)室安放在一輛轎式馬車上，白天走路，晚上由法拉第做試驗(yàn)。他們還一起爬到火山口，考察火山的活動，采集了一大口袋火山石進(jìn)行分析。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，這事實(shí)上是一次游學(xué)，法拉第跟著戴維學(xué)到了很多東西，還探望了很多科學(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)戴維舉薦，他被聞名的皇家學(xué)院錄用，擔(dān)當(dāng)了試驗(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，并把分析緒果寫成論文發(fā)表。法拉第在論文中寫到：“戴維先生建議我把這項(xiàng)探討，作為我在化學(xué)領(lǐng)域中的第一次試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，我的恐驚多于信念，我從未學(xué)習(xí)過怎樣寫真正的論文，但對分析給果的精確描述，將有助于讀者對托斯卡那土壤的了解?！?/p>

1817年，法拉第連續(xù)發(fā)表了6篇論文。這些論文的發(fā)表，使他增加了從事科學(xué)探討的信念，同時(shí)，很多科學(xué)家也逐步了解了法拉第。

1819年，法拉第應(yīng)斯達(dá)特的要求，探討了不銹鋼與各種合金，他在皇家試驗(yàn)室中，靠斯達(dá)特的資助，建立了一個(gè)小小的冶煉爐，不久就煉出了鐵鎳合金，后來又煉出鉑、鈀、鍺、銀、鉻、錫、鈦、餓、銥等多種金屬與鐵的合金。

1820年，法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)發(fā)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了解。

1821年，他被提升為皇家學(xué)院試驗(yàn)室的總負(fù)責(zé)人?；始覍W(xué)院還贈送給法拉第一套寬大的住宅。

法拉第在1820年結(jié)識了一個(gè)珠寶商的女兒，她的名字叫薩蕾。薩蕾是一位酷愛科學(xué)的姑娘，她對法拉第的才能特別仰慕，尤其在她知道了法拉第自學(xué)的坎坷經(jīng)驗(yàn)之后，她對法拉第的仰慕之情日篤。1821年、法拉第和薩蕾緒婚?！八_蕾對法拉第特別愛護(hù)，還擅長為他創(chuàng)建寧靜的工作環(huán)境，這對法拉第以后的成名，起了很大的作用。

1821年以后，法拉第始終和戴維合作，探討氣體的液化問題，他們勝利地使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，但這方面的探討沒有取得勝利。

由于法拉第得知了丹麥物理學(xué)家奧斯特的發(fā)覺，他中斷了對氣體的探討。奧斯特發(fā)覺，磁針在通有電流的導(dǎo)體旁邊，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。法拉第通過對這一現(xiàn)象的深化探討，發(fā)覺了電磁感應(yīng)定律，這肯定律是現(xiàn)代電磁學(xué)的基礎(chǔ)，但由于他的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較差，沒有能對這一現(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，而且還做成了一種試驗(yàn)儀器，使磁針不停地圍著通電導(dǎo)線轉(zhuǎn)動，從而確定了電動機(jī)的原理，但缺憾地是他沒能把這一探討深化下去。

由于法拉第在科學(xué)上的重大發(fā)覺，1824年他被選為英國皇家學(xué)會會員，這相當(dāng)于中國科學(xué)院的院士。據(jù)科學(xué)史考證，在選法拉第任會員時(shí)，只有一人不同意，這就是戴維。有人認(rèn)為，戴維是對他的學(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，戴維是對法拉祟的才能懷有嫉妒之心，故反對他出任會員。

1829年戴維去世以后，法拉第用心探討電化學(xué)的問題，經(jīng)探討發(fā)覺：當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，兩極上會同時(shí)出現(xiàn)化學(xué)改變。法拉第通過對這一現(xiàn)象的定量探討，發(fā)覺了電解定律。

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，與通過電極的電量成正比；

（2）如通過的電量相同，則析出或溶解掉的不同物質(zhì)的化學(xué)克當(dāng)量數(shù)相同。

電解一克當(dāng)量的物質(zhì)，所需用的電量叫一個(gè)“法拉第”，等于96484庫侖。人們?yōu)榱思o(jì)念法拉第，把這兩條電解定律稱為“法拉第定律”。

電解定律的發(fā)覺