邁克爾·法拉第(Michael Faraday,公元(yuan)1791~公元(yuan)1867),世界著名的(de)自學成才的(de)科學家(jia),英國物理學家(jia)、化學家(jia),發明家(jia)即(ji)發電(dian)機和電(dian)動機的(de)發明者。
1791年(nian)9月22日出生(sheng)薩(sa)里郡紐因頓一(yi)個(ge)貧苦(ku)鐵(tie)匠家(jia)庭。他的父親是(shi)(shi)個(ge)鐵(tie)匠,體弱(ruo)多病,收入微薄,僅能勉(mian)強(qiang)維持生(sheng)活的溫(wen)飽。但(dan)是(shi)(shi)父親非常注意對孩子們的教育,要他們勤勞樸實,不要貪圖金錢地位,要做(zuo)一(yi)個(ge)正(zheng)直的人。這對法拉第的思想(xiang)和性格產(chan)生(sheng)了很大(da)的影響。
由(you)于貧困,法(fa)(fa)拉(la)(la)(la)第家里(li)無法(fa)(fa)供他(ta)上學(xue)(xue),因而法(fa)(fa)拉(la)(la)(la)第幼年時沒有(you)受過正規教(jiao)育(yu),只讀了(le)兩年小學(xue)(xue)。1803年,為生(sheng)計所(suo)迫,他(ta)上街(jie)頭當(dang)了(le)報童。第二年又到(dao)一個書(shu)商兼訂書(shu)匠的(de)家里(li)當(dang)學(xue)(xue)徒。訂書(shu)店里(li)書(shu)籍(ji)堆積如(ru)山,法(fa)(fa)拉(la)(la)(la)第帶著強(qiang)烈(lie)的(de)求知(zhi)欲望(wang),如(ru)饑似渴地閱(yue)讀各類書(shu)籍(ji),汲取(qu)了(le)許(xu)多自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)方面(mian)的(de)知(zhi)識,尤其(qi)是《大英(ying)百科(ke)全書(shu)》中關(guan)于電學(xue)(xue)的(de)文章,強(qiang)烈(lie)地吸引著他(ta)。 他(ta)努力地將書(shu)本(ben)知(zhi)識付諸實(shi)踐,利用廢舊物(wu)品制作(zuo)靜電起電機,進行(xing)簡單的(de)化學(xue)(xue)和物(wu)理實(shi)驗(yan)。他(ta)還與青年朋友們建立了(le)一個學(xue)(xue)習(xi)小組,常常在(zai)一起討(tao)論問題(ti),交換(huan)思想(xiang)。重視實(shi)踐尤其(qi)是科(ke)學(xue)(xue)實(shi)驗(yan)的(de)特點,在(zai)法(fa)(fa)拉(la)(la)(la)第一生(sheng)的(de)科(ke)學(xue)(xue)活動中貫徹始(shi)終。
我們的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)是(shi)電(dian)氣的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai),不(bu)(bu)過事(shi)實上(shang)我們有時(shi)(shi)(shi)(shi)稱(cheng)為(wei)航天時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai),有時(shi)(shi)(shi)(shi)稱(cheng)為(wei)原(yuan)子(zi)時(shi)(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai),但是(shi)不(bu)(bu)管航天旅行和原(yuan)子(zi)武器的(de)意義(yi)多么深遠,它(ta)們對我們的(de)日(ri)常生活相對來說起不(bu)(bu)了(le)什(shen)么作用(yong)(yong)。然而我們卻(que)無時(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)在(zai)使(shi)用(yong)(yong)電(dian)器。事(shi)實上(shang)沒有哪一項(xiang)技(ji)術特征能像電(dian)的(de)使(shi)用(yong)(yong)那樣完全地滲(shen)入當代(dai)(dai)世(shi)界(jie)。
許多人(ren)(ren)(ren)(ren)對電學(xue)都做(zuo)出過貢獻,查爾斯(si)(si)(si)·奧(ao)(ao)古(gu)斯(si)(si)(si)丁·庫侖,亞(ya)歷山德(de)羅·伏特伯(bo)爵(jue),漢斯(si)(si)(si)·克(ke)(ke)里斯(si)(si)(si)琴(qin)·奧(ao)(ao)斯(si)(si)(si)特,安德(de)烈(lie)·瑪麗·安培等就在最重要(yao)的人(ren)(ren)(ren)(ren)物之列。但(dan)是(shi)比其他人(ren)(ren)(ren)(ren)都遙遙領先(xian)的是(shi)兩(liang)位(wei)偉大的英國科學(xue)家(jia)邁(mai)克(ke)(ke)爾·法(fa)拉第和詹姆士·克(ke)(ke)拉克(ke)(ke)·麥克(ke)(ke)斯(si)(si)(si)韋。雖然他倆在一定(ding)程度上互為補充(chong),但(dan)卻不是(shi)合作(zuo)人(ren)(ren)(ren)(ren)。其中各自的貢獻就足以(yi)使本(ben)人(ren)(ren)(ren)(ren)在本(ben)名(ming)冊中排列在前。
1791年(nian)9月22日是(shi)一(yi)個(ge)光輝的日子,一(yi)代科學巨(ju)匠(jiang)邁克(ke)爾·法拉第降生在英國薩里郡紐因頓一(yi)個(ge)貧(pin)苦的鐵(tie)匠(jiang)家庭。法拉第的一(yi)生是(shi)偉大的,然而(er)法拉第的童年(nian)卻是(shi)十分(fen)凄(qi)苦的。
法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)不放過(guo)任何(he)一(yi)個學(xue)習(xi)的(de)機會,在哥哥的(de)資助下,他(ta)(ta)(ta)有(you)幸(xing)參加了(le)學(xue)者塔特(te)姆領導(dao)的(de)青年科學(xue)組織(zhi)--倫敦城哲學(xue)會。通(tong)過(guo)一(yi)些活動,他(ta)(ta)(ta)初(chu)步(bu)掌握了(le)物(wu)理、化(hua)學(xue)、天文、地質(zhi)、氣象等(deng)方面的(de)基礎知識,為(wei)以(yi)后的(de)研究工作打下了(le)良(liang)好(hao)基礎。法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)的(de)好(hao)學(xue)精(jing)神感動了(le)一(yi)位書店的(de)老(lao)主顧,在他(ta)(ta)(ta)的(de)幫助下,法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)有(you)幸(xing)聆聽(ting)了(le)著(zhu)名化(hua)學(xue)家(jia)漢弗萊·戴維的(de)演(yan)講。他(ta)(ta)(ta)把演(yan)講內容(rong)全部記(ji)(ji)錄(lu)下來并整(zheng)理清(qing)楚,回去和朋友們(men)認真討論研究。他(ta)(ta)(ta)還把整(zheng)理好(hao)的(de)演(yan)講記(ji)(ji)錄(lu)送給戴維,并且附信(xin),表(biao)明自己(ji)愿(yuan)意獻身科學(xue)事業。結果(guo)他(ta)(ta)(ta)如愿(yuan)以(yi)償。20歲做上了(le)戴維的(de)實(shi)驗助手。從此(ci),法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)開始(shi)了(le)他(ta)(ta)(ta)的(de)科學(xue)生涯(ya)。戴維雖然在科學(xue)上有(you)許(xu)多了(le)不起(qi)的(de)貢(gong)獻,但他(ta)(ta)(ta)說,我(wo)對科學(xue)最大的(de)貢(gong)獻是(shi)發現了(le)法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)。
法拉第(di)勤奮好學,工作努力,很受戴維器重。1813年(nian)10月(yue),他(ta)(ta)隨戴維到歐洲(zhou)大(da)陸國家考察,他(ta)(ta)的公(gong)開身份是(shi)仆人,但(dan)他(ta)(ta)不計較地位(wei),也毫不自(zi)卑,而把這次考察當做學習的好機會。他(ta)(ta)見到了(le)(le)許(xu)多(duo)著(zhu)名的科學家,參加了(le)(le)各種學術交流活動(dong),還(huan)學會了(le)(le)法語和(he)意大(da)利(li)語。大(da)大(da)開闊了(le)(le)眼(yan)界,增長了(le)(le)見識。
1815年(nian)(nian)(nian)5月法拉第(di)回(hui)到皇家(jia)(jia)研(yan)究所,并(bing)且在戴維(wei)指導下做獨立的研(yan)究工(gong)作(zuo)(zuo)并(bing)取得了(le)幾項(xiang)化(hua)學研(yan)究成(cheng)果。1816年(nian)(nian)(nian)法拉第(di)發(fa)(fa)表了(le)第(di)一篇科學論文。從(cong)1818年(nian)(nian)(nian)起他(ta)(ta)和(he)(he)J·斯托達(da)特合(he)作(zuo)(zuo)研(yan)究合(he)金鋼,首創了(le)金相(xiang)分(fen)析方法。1820年(nian)(nian)(nian)他(ta)(ta)用取代反應(ying)制得六氯乙(yi)烷(wan)和(he)(he)四氯乙(yi)烯。1821年(nian)(nian)(nian)任(ren)(ren)皇家(jia)(jia)學院實驗室(shi)總監。1823年(nian)(nian)(nian)他(ta)(ta)發(fa)(fa)現了(le)氯氣和(he)(he)其他(ta)(ta)氣體(ti)的液化(hua)方法。1824年(nian)(nian)(nian)1月他(ta)(ta)當選為皇家(jia)(jia)學會(hui)會(hui)員(yuan)。1825年(nian)(nian)(nian)2月接替戴維(wei)任(ren)(ren)皇家(jia)(jia)研(yan)究所實驗室(shi)主任(ren)(ren)。同(tong)年(nian)(nian)(nian)發(fa)(fa)現苯。
1821年(nian)法(fa)(fa)拉第(di)(di)完成了第(di)(di)一項重大的(de)電(dian)(dian)(dian)發明。在這(zhe)兩(liang)年(nian)之前,奧斯特已發現(xian)如(ru)果電(dian)(dian)(dian)路中有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)流(liu)通過,它附近的(de)普通羅盤的(de)磁針(zhen)就(jiu)會(hui)發生(sheng)偏移。法(fa)(fa)拉第(di)(di)從中得到了啟發,認為(wei)假如(ru)磁鐵固定(ding),線(xian)圈就(jiu)可能(neng)會(hui)運動(dong)。根據這(zhe)種設(she)想,他成功地發明了一種簡單(dan)的(de)裝(zhuang)置。在裝(zhuang)置內,只(zhi)要有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)流(liu)通過線(xian)路,線(xian)路就(jiu)會(hui)繞著一塊磁鐵不停地轉動(dong)。事實上法(fa)(fa)拉第(di)(di)發明的(de)是第(di)(di)一臺電(dian)(dian)(dian)動(dong)機,是第(di)(di)一臺使(shi)用(yong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)將物體(ti)運動(dong)的(de)裝(zhuang)置。雖然裝(zhuang)置簡陋(lou),但(dan)它卻是今天世(shi)界(jie)上使(shi)用(yong)的(de)所有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機的(de)祖先。
人們知道靜止的(de)(de)磁鐵(tie)不會使(shi)附近的(de)(de)線(xian)路內產生電(dian)流(liu)。1831年法(fa)拉(la)第發現(xian)當一塊(kuai)磁鐵(tie)穿過一個(ge)閉(bi)合(he)線(xian)路時,線(xian)路內就(jiu)會有電(dian)流(liu)產生,這個(ge)效應(ying)叫電(dian)磁感(gan)應(ying),產生的(de)(de)電(dian)流(liu)叫感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)。一般(ban)認為(wei)法(fa)拉(la)第的(de)(de)電(dian)磁感(gan)應(ying)定律(lv)是他的(de)(de)一項最偉大的(de)(de)貢獻。
法拉第(di)還發現(xian)如果(guo)有偏振(zhen)光(guang)通過磁(ci)場(chang),其(qi)偏振(zhen)作(zuo)用就會發生(sheng)變化。這(zhe)一發現(xian)具有特殊意義,首次(ci)表明了光(guang)與磁(ci)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)某種(zhong)關系(xi)。
1820年,奧(ao)斯特發(fa)(fa)現(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)磁(ci)(ci)(ci)效應,受到(dao)科學界(jie)的(de)關(guan)注(zhu),1821年,英國《哲學年鑒(jian)》的(de)主編約請戴維(wei)撰寫一(yi)(yi)篇(pian)文章,評述自奧(ao)斯特的(de)發(fa)(fa)現(xian)以來(lai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)學實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)理論(lun)發(fa)(fa)展概況。戴維(wei)把這(zhe)一(yi)(yi)工作(zuo)交給了(le)法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)。法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)在收集資(zi)料的(de)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)現(xian)象(xiang)產生(sheng)了(le)極大(da)(da)的(de)熱情,并開始(shi)轉向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)學的(de)研(yan)究。他(ta)仔(zi)細地分析了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)磁(ci)(ci)(ci)效應等現(xian)象(xiang),認為既然(ran)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)夠產生(sheng)磁(ci)(ci)(ci),反過(guo)(guo)來(lai),磁(ci)(ci)(ci)也應該能(neng)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。于是(shi)(shi)(shi),他(ta)企圖從靜(jing)止的(de)磁(ci)(ci)(ci)力(li)(li)對導線(xian)或線(xian)圈(quan)(quan)的(de)作(zuo)用(yong)中(zhong)(zhong)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu),但是(shi)(shi)(shi)努力(li)(li)失敗(bai)了(le)。經過(guo)(guo)近10年的(de)不(bu)斷(duan)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),到(dao)1831年法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)終于發(fa)(fa)現(xian),一(yi)(yi)個(ge)(ge)通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)圈(quan)(quan)的(de)磁(ci)(ci)(ci)力(li)(li)雖然(ran)不(bu)能(neng)在另一(yi)(yi)個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)引起電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu),但是(shi)(shi)(shi)當通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)圈(quan)(quan)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)剛接通(tong)或中(zhong)(zhong)斷(duan)的(de)時候,另一(yi)(yi)個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)計指針有微(wei)小(xiao)偏轉。法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)心明眼亮(liang),經過(guo)(guo)反復實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),都證實(shi)(shi)了(le)當磁(ci)(ci)(ci)作(zuo)用(yong)力(li)(li)發(fa)(fa)生(sheng)變(bian)化時,另一(yi)(yi)個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)就(jiu)(jiu)有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)產生(sheng)。他(ta)又設計了(le)各種各樣(yang)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),比(bi)如兩個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)(quan)發(fa)(fa)生(sheng)相對運動,磁(ci)(ci)(ci)作(zuo)用(yong)力(li)(li)的(de)變(bian)化同樣(yang)也能(neng)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)。這(zhe)樣(yang),法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)終于用(yong)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)揭開了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應定律。法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)的(de)這(zhe)個(ge)(ge)發(fa)(fa)現(xian)掃清了(le)探索電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)本(ben)質道(dao)路(lu)上的(de)攔路(lu)虎,開通(tong)了(le)在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池之(zhi)外大(da)(da)量(liang)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)新道(dao)路(lu)。根據這(zhe)個(ge)(ge)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),1831年10月28日法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)發(fa)(fa)明了(le)圓(yuan)盤(pan)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji),這(zhe)是(shi)(shi)(shi)法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)第(di)(di)二(er)項(xiang)重大(da)(da)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)發(fa)(fa)明。這(zhe)個(ge)(ge)圓(yuan)盤(pan)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji),結構雖然(ran)簡單,但它(ta)(ta)卻(que)是(shi)(shi)(shi)人類創造(zao)出的(de)第(di)(di)一(yi)(yi)個(ge)(ge)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。現(xian)代世(shi)界(jie)上產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)的(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)從它(ta)(ta)開始(shi)的(de)。
為了(le)證實用(yong)各種(zhong)不同辦法(fa)產生的(de)電(dian)在(zai)本質上都是一樣的(de),法(fa)拉第仔細研究(jiu)了(le)電(dian)解(jie)液中的(de)化(hua)學(xue)現(xian)象,1834年總結出(chu)法(fa)拉第電(dian)解(jie)定(ding)律(lv)(lv):電(dian)解(jie)釋放出(chu)來的(de)物(wu)質總量和通過的(de)電(dian)流總量成正比,和那種(zhong)物(wu)質的(de)化(hua)學(xue)當量成正比。這(zhe)條定(ding)律(lv)(lv)成為聯系物(wu)理學(xue)和化(hua)學(xue)的(de)橋(qiao)梁(liang),也是通向(xiang)發現(xian)電(dian)子(zi)道路的(de)橋(qiao)梁(liang)。
法(fa)拉(la)第作為一(yi)名(ming)天才(cai)的(de)電學大師,在電磁(ci)學的(de)新領域中樹立起了(le)(le)(le)前(qian)進的(de)路標。1837年(nian)他(ta)引入了(le)(le)(le)電場和(he)磁(ci)場的(de)概念,指出(chu)(chu)電和(he)磁(ci)的(de)周圍(wei)都有場的(de)存在,這打破(po)了(le)(le)(le)牛頓力(li)(li)學“超距作用”的(de)傳統觀念。1838年(nian),他(ta)提出(chu)(chu)了(le)(le)(le)電力(li)(li)線的(de)新概念來解釋電、磁(ci)現象,這是(shi)物理學理論上的(de)一(yi)次重大突破(po)。1843年(nian),法(fa)拉(la)第用有名(ming)的(de)“冰桶(tong)實驗”,證明(ming)了(le)(le)(le)電荷守恒定律。
法拉第(di)在(zai)電(dian)磁(ci)學(xue)的新(xin)領域(yu)中(zhong)耕耘播(bo)種。他(ta)為(wei)(wei)了(le)(le)探討電(dian)磁(ci)和光的關系,在(zai)光學(xue)玻(bo)璃方面費盡了(le)(le)心(xin)血(xue)。1845年,也是在(zai)經歷了(le)(le)無數次失敗之后,他(ta)終于(yu)發現(xian)了(le)(le)“磁(ci)光效應”。他(ta)用(yong)(yong)實(shi)驗證實(shi)了(le)(le)光和磁(ci)的相互作(zuo)用(yong)(yong),為(wei)(wei)電(dian)、磁(ci)和光的統一理論(lun)奠定了(le)(le)基礎(chu)。
1848年,受到(dao)艾伯特王夫(fu)引(yin)見(jian),法拉第受賜在(zai)薩里(li)漢普(pu)頓宮的恩典(dian)之屋,并免(mian)繳所有開銷與維修費。這曾是石匠(jiang)師傅之屋,后稱(cheng)為(wei)法拉第之屋,現位于漢普(pu)頓宮道37號(No.37 Hampton Court Road)。
1852年,他(ta)又引進了(le)磁力線(xian)(xian)的(de)(de)概念,從而為經(jing)(jing)典(dian)電磁學(xue)(xue)理論(lun)(lun)的(de)(de)建立奠定了(le)基礎(chu)。后來,英國物理學(xue)(xue)家麥克斯韋用(yong)數學(xue)(xue)工具研究法(fa)拉第的(de)(de)磁力線(xian)(xian)理論(lun)(lun),最后完成了(le)經(jing)(jing)典(dian)電磁學(xue)(xue)理論(lun)(lun)。
1858年(nian),法拉(la)第退休并在薩里(li)漢普頓宮的(de)恩典之屋定(ding)居。
1867年(nian)8月25日,邁克爾法拉(la)第因病醫(yi)治(zhi)無效與世長辭,享年(nian)76歲。法拉(la)第和撒拉(la)沒有(you)生育后代,所(suo)以他(ta)沒有(you)子女給他(ta)送行。
他在電學方面的(de)貢獻(xian)最為(wei)顯著。
(1)紀錄中(zhong)法拉第(di)最(zui)早的實驗乃(nai)是(shi)利用七片(pian)半便士、七片(pian)鋅片(pian)以及(ji)六片(pian)浸過鹽水(shui)的濕紙做成伏打電池。他并使用這個(ge)電池分解硫酸鎂。
(2)1821年,在丹麥化學家韓(han)·克利斯(si)汀·奧斯(si)特發現(xian)電磁(ci)(ci)現(xian)象(xiang)后(hou),戴維和威廉(lian)·海德·渥拉(la)斯(si)頓嘗(chang)試設計(ji)一(yi)部電動機,但沒有(you)成功(gong)。法(fa)拉(la)第(di)在與(yu)(yu)他(ta)(ta)們討論過這個(ge)(ge)問題后(hou),繼續(xu)工作并(bing)建造(zao)了(le)(le)(le)兩個(ge)(ge)裝置(zhi)以產生他(ta)(ta)稱為“電磁(ci)(ci)轉(zhuan)動”的(de)現(xian)象(xiang):由線圈外環狀(zhuang)磁(ci)(ci)場造(zao)成的(de)連續(xu)旋轉(zhuan)運動。他(ta)(ta)把導線接上化學電池(chi),使(shi)其(qi)導電,再(zai)將導線放入內有(you)磁(ci)(ci)鐵的(de)汞池(chi)之(zhi)中,則(ze)導線將繞著磁(ci)(ci)鐵旋轉(zhuan)。這個(ge)(ge)裝置(zhi)現(xian)稱為單極電動機。這些實驗與(yu)(yu)發明成為了(le)(le)(le)現(xian)代電磁(ci)(ci)科技的(de)基石。但此(ci)(ci)時法(fa)拉(la)第(di)卻做了(le)(le)(le)一(yi)件不智之(zhi)舉(ju),在沒有(you)通知戴維跟渥拉(la)斯(si)頓情(qing)況下(xia),擅自發表(biao)了(le)(le)(le)此(ci)(ci)項(xiang)研究成果。此(ci)(ci)舉(ju)招來諸多爭議,也迫使(shi)他(ta)(ta)離開電磁(ci)(ci)學研究數年之(zhi)久(jiu)。
(3)在這個階段,有(you)些證據指出戴(dai)(dai)維(wei)可(ke)(ke)能(neng)有(you)意阻礙法(fa)拉(la)第在科學(xue)界的(de)(de)發(fa)展。如(ru)在1825年(nian)(nian)(nian),戴(dai)(dai)維(wei)指派法(fa)拉(la)第進行(xing)光(guang)學(xue)玻璃實(shi)驗(yan),此(ci)實(shi)驗(yan)歷時(shi)六年(nian)(nian)(nian),但沒有(you)顯著的(de)(de)進展。直到1829年(nian)(nian)(nian),戴(dai)(dai)維(wei)去(qu)世,法(fa)拉(la)第停(ting)止了(le)(le)這個無意義的(de)(de)工作并開始其(qi)他(ta)(ta)有(you)意義的(de)(de)實(shi)驗(yan)。在1831年(nian)(nian)(nian),他(ta)(ta)開始一(yi)連串(chuan)重(zhong)大的(de)(de)實(shi)驗(yan),并發(fa)現(xian)(xian)了(le)(le)電磁感應,雖(sui)然(ran)在福(fu)朗席斯科·札德(de)啟(qi)稍(shao)早的(de)(de)工作可(ke)(ke)能(neng)便預(yu)見了(le)(le)此(ci)結果,此(ci)發(fa)現(xian)(xian)仍(reng)可(ke)(ke)稱為(wei)法(fa)拉(la)第最大的(de)(de)貢獻之一(yi)。這個重(zhong)要(yao)的(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)來自于,當他(ta)(ta)將兩條獨立的(de)(de)電線(xian)(xian)環繞在一(yi)個大鐵(tie)(tie)環,固定在椅子(zi)上,并在其(qi)中(zhong)一(yi)條導(dao)線(xian)(xian)通以電流(liu)時(shi),另外一(yi)條導(dao)線(xian)(xian)竟(jing)也(ye)產生(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)。他(ta)(ta)因此(ci)進行(xing)了(le)(le)另外一(yi)項(xiang)實(shi)驗(yan),并發(fa)現(xian)(xian)若移(yi)動一(yi)塊磁鐵(tie)(tie)通過(guo)導(dao)線(xian)(xian)線(xian)(xian)圈(quan)(quan),則線(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)將有(you)電流(liu)產生(sheng)(sheng)(sheng)。同樣(yang)的(de)(de)現(xian)(xian)象也(ye)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在移(yi)動線(xian)(xian)圈(quan)(quan)通過(guo)靜止的(de)(de)磁鐵(tie)(tie)上方時(shi)。
(4)他(ta)(ta)的(de)(de)展(zhan)示向世人(ren)建立(li)起(qi)“磁場(chang)的(de)(de)改(gai)(gai)變產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)場(chang)”的(de)(de)觀(guan)念(nian)。此關系由法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)電(dian)(dian)(dian)磁感(gan)應定律建立(li)起(qi)數(shu)學(xue)模型,并成(cheng)為(wei)四(si)條麥克斯韋方程組之(zhi)一(yi)(yi)。這個方程組之(zhi)后則歸納入場(chang)論之(zhi)中。法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)并依照此定理,發明了早期的(de)(de)發電(dian)(dian)(dian)機(ji),此為(wei)現(xian)代發電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)始祖。1839年他(ta)(ta)成(cheng)功(gong)了一(yi)(yi)連串的(de)(de)實驗帶領人(ren)類了解電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)本質。法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)使(shi)用(yong)“靜電(dian)(dian)(dian)”、電(dian)(dian)(dian)池以及(ji)(ji)(ji)“生(sheng)物生(sheng)電(dian)(dian)(dian)”已產生(sheng)靜電(dian)(dian)(dian)相吸、電(dian)(dian)(dian)解、磁力等現(xian)象。他(ta)(ta)由這些實驗,做出(chu)與當時主流想法(fa)(fa)(fa)相悖的(de)(de)結(jie)論,即(ji)雖然(ran)來源不(bu)(bu)同,產生(sheng)出(chu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)都是一(yi)(yi)樣(yang)的(de)(de),另(ling)外(wai)若改(gai)(gai)變大小及(ji)(ji)(ji)密度(電(dian)(dian)(dian)壓及(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)荷),則可(ke)產生(sheng)不(bu)(bu)同的(de)(de)現(xian)象。
(5)在(zai)(zai)他生涯的(de)(de)(de)晚(wan)年,他提出(chu)電(dian)磁(ci)(ci)力(li)(li)不僅存(cun)在(zai)(zai)于導體(ti)(ti)(ti)中,更延(yan)伸入(ru)導體(ti)(ti)(ti)附近(jin)的(de)(de)(de)空間里(li)。這(zhe)個(ge)想法(fa)被(bei)(bei)他的(de)(de)(de)同儕排斥,法(fa)拉(la)第也終(zhong)(zhong)究沒有(you)活著看(kan)到這(zhe)個(ge)想法(fa)被(bei)(bei)世(shi)人所(suo)接(jie)受(shou)。法(fa)拉(la)第也提出(chu)電(dian)磁(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)概念:這(zhe)些(xie)流線(xian)(xian)(xian)(xian)由帶(dai)電(dian)體(ti)(ti)(ti)或(huo)者(zhe)(zhe)是(shi)磁(ci)(ci)鐵的(de)(de)(de)其中一(yi)(yi)(yi)(yi)極中放射出(chu),射向另一(yi)(yi)(yi)(yi)電(dian)性的(de)(de)(de)帶(dai)電(dian)體(ti)(ti)(ti)或(huo)是(shi)磁(ci)(ci)性異(yi)極的(de)(de)(de)物體(ti)(ti)(ti)。這(zhe)個(ge)概念幫助世(shi)人能夠將抽象(xiang)的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)(ci)場具象(xiang)化(hua)(hua),對于電(dian)力(li)(li)機械裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)在(zai)(zai)十九世(shi)紀的(de)(de)(de)發展有(you)重大的(de)(de)(de)影響(xiang)。而(er)這(zhe)些(xie)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)在(zai)(zai)之(zhi)后的(de)(de)(de)十九世(shi)紀中主宰(zai)了整個(ge)工(gong)程與工(gong)業(ye)界(jie)。1845年他發現(xian)了被(bei)(bei)他命名為抗(kang)磁(ci)(ci)性(diamagnetism)至今則(ze)稱(cheng)為法(fa)拉(la)第效應的(de)(de)(de)現(xian)象(xiang):一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)線(xian)(xian)(xian)(xian)性極化(hua)(hua)的(de)(de)(de)光線(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)(zai)經過一(yi)(yi)(yi)(yi)物體(ti)(ti)(ti)介質時(shi),外(wai)加(jia)一(yi)(yi)(yi)(yi)磁(ci)(ci)場并與光線(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)前進方向對齊,則(ze)此磁(ci)(ci)場將使光線(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)(zai)空間中劃出(chu)的(de)(de)(de)平面轉向。他在(zai)(zai)筆記(ji)本中寫下:“我(wo)終(zhong)(zhong)于在(zai)(zai)‘闡釋(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)條磁(ci)(ci)力(li)(li)曲線(xian)(xian)(xian)(xian)’-或(huo)者(zhe)(zhe)說‘力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)(xian)’-及‘磁(ci)(ci)化(hua)(hua)光線(xian)(xian)(xian)(xian)’中取得成功(gong)。”
在對靜(jing)電的(de)(de)研(yan)究中,法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)發現在帶電導體上的(de)(de)電荷僅依(yi)附(fu)于(yu)導體表面(mian),且(qie)這(zhe)(zhe)些表面(mian)上的(de)(de)電荷對于(yu)導體內部(bu)沒(mei)有(you)任何影響(xiang)。造成這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)原因在于(yu)在導體表面(mian)的(de)(de)電荷彼此(ci)受到(dao)對方(fang)的(de)(de)靜(jing)電力作用而(er)重新分布至一穩(wen)定(ding)狀態,使(shi)得(de)每個電荷對內部(bu)造成的(de)(de)靜(jing)電力互相抵銷。這(zhe)(zhe)個效應(ying)稱為遮蔽效應(ying),并(bing)被(bei)(bei)應(ying)用于(yu)法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)籠上。雖然法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)是一位非常出色(se)的(de)(de)實驗學家,他(ta)的(de)(de)數學能(neng)(neng)力與(yu)之相形就顯得(de)相當(dang)薄弱(ruo),只能(neng)(neng)計算簡單的(de)(de)代數,甚(shen)至難以應(ying)付(fu)三角(jiao)學。不過法(fa)拉(la)(la)第(di)(di)(di)懂得(de)使(shi)用條(tiao)理清晰且(qie)簡單的(de)(de)語(yu)言(yan)表達他(ta)科學上的(de)(de)想法(fa)。他(ta)的(de)(de)實驗成果后來(lai)被(bei)(bei)詹(zhan)姆斯·克(ke)拉(la)(la)克(ke)·麥克(ke)斯韋使(shi)用,并(bing)建(jian)立起了當(dang)今的(de)(de)電磁理論的(de)(de)基礎(chu)方(fang)程式。
法拉第(di)把磁(ci)力線和電力線的(de)重(zhong)要概念(nian)引(yin)入(ru)了(le)物理(li)學,通(tong)過強調不是磁(ci)鐵本(ben)身而是它們(men)之間(jian)的(de)“場(chang)”,為當(dang)代物理(li)學中的(de)許(xu)多進法拉第(di)展(zhan)開拓了(le)道路,其(qi)中包括麥克斯韋方程。法拉第(di)還(huan)發現(xian)如(ru)果有偏振(zhen)光(guang)通(tong)過磁(ci)場(chang),其(qi)偏振(zhen)作用 就(jiu)會(hui)發生變化。這一發現(xian)具有特殊(shu)意義,首次表(biao)明了(le)光(guang)與磁(ci)之間(jian)存在某種關系。
(1)法(fa)拉第最(zui)早的(de)(de)化學成(cheng)果來自于擔任戴維助手的(de)(de)時(shi)期(qi)。他花了很多心血研究氯氣,1833年.法(fa)拉第經過一系列的(de)(de)實驗,發(fa)現當把電流(liu)作用(yong)在氯化鈉的(de)(de)水溶液時(shi),能夠獲得氯氣2NaCl+2H?O =2NaOH+H?↑+Cl?↑,并發(fa)現了兩種碳化氯。
法拉(la)第(di)也是第(di)一(yi)個(ge)學(xue)者實驗(yan)(雖然(ran)較為粗略)觀(guan)察氣體(ti)擴散,此現象最早由約(yue)翰·道(dao)爾頓發表,并由湯瑪斯·葛蘭姆及約(yue)瑟夫(fu)·羅斯密特揭露其重要性。他(ta)成(cheng)功的液化了(le)多種氣體(ti);他(ta)研究過不同的鋼合金,為了(le)光學(xue)實驗(yan),他(ta)制造(zao)出(chu)多種新型的玻璃。其中一(yi)塊樣品(pin)后來在歷史上(shang)占有一(yi)席之地(di),因為在一(yi)次當(dang)法拉(la)第(di)將此玻璃放入(ru)磁(ci)場(chang)中時,他(ta)發現了(le)極化光平(ping)面受磁(ci)力(li)(li)造(zao)成(cheng)偏轉及被(bei)磁(ci)力(li)(li)排斥。
(2)他(ta)也盡心(xin)于創(chuang)造出(chu)一些化(hua)學的常用(yong)方(fang)法(fa),用(yong)結果(guo)(guo)、研究目標以及(ji)大(da)眾(zhong)展示做為(wei)分(fen)類,并(bing)從中獲得一些成果(guo)(guo)。他(ta)發明了(le)一種加熱工具,是本(ben)生燈的前(qian)身,在科學實(shi)驗室(shi)廣(guang)為(wei)采用(yong),作為(wei)熱能的來(lai)源。法(fa)拉第(di)在多個(ge)化(hua)學領(ling)域中都有所成果(guo)(guo),發現了(le)諸如(ru)苯(ben)等(deng)化(hua)學物(wu)質(他(ta)稱此(ci)物(wu)質為(wei)雙碳化(hua)氫(qing)(bicarburetofhydrogen)),發明氧化(hua)數,將如(ru)氯等(deng)氣體(ti)液化(hua)。他(ta)找出(chu)一種氯水合物(wu)的組(zu)成,這個(ge)物(wu)質最早在1810年由戴維發現。
(3)法拉第也發(fa)現(xian)(xian)了電解定(ding)律,以及推廣(guang)許多(duo)專業用語(yu)(yu),如(ru)陽極、陰極、電極及離子等,這些詞語(yu)(yu)大多(duo)由威(wei)廉·休艾爾(er)發(fa)明。他還發(fa)現(xian)(xian)了苯。由于(yu)這些成就,很多(duo)現(xian)(xian)代(dai)的化學家視法拉第為有史以來最出色(se)的實(shi)驗(yan)科學家之一。
(4)法拉第(di)還在1825年首先發(fa)現了苯。19世紀初,英國(guo)和其他歐洲國(guo)家一(yi)樣,城市的照明已(yi)普遍使(shi)用(yong)煤氣。從生(sheng)產煤氣的原料中(zhong)制備出煤氣之后,剩下一(yi)種(zhong)(zhong)油狀(zhuang)的液體卻長(chang)期無人問津。法拉第(di)是第(di)一(yi)位對這(zhe)種(zhong)(zhong)油狀(zhuang)液體感興趣(qu)的科(ke)學家。他用(yong)蒸餾(liu)的方法將這(zhe)種(zhong)(zhong)油狀(zhuang)液體進(jin)行分離,得到(dao)另一(yi)種(zhong)(zhong)液體,實際上就是苯。當(dang)時法拉第(di)將這(zhe)種(zhong)(zhong)液體稱為“氫的重碳(tan)化(hua)合物”。