邁克爾·法拉第(Michael Faraday,公(gong)元(yuan)1791~公(gong)元(yuan)1867),世界著名的自學成才的科(ke)學家(jia),英(ying)國(guo)物理(li)學家(jia)、化(hua)學家(jia),發明家(jia)即(ji)發電機和電動機的發明者。
1791年9月22日出生薩里郡紐因頓(dun)一個貧(pin)苦鐵匠家庭。他的(de)父親是個鐵匠,體弱多(duo)病,收入微薄,僅能勉強(qiang)維持生活(huo)的(de)溫飽。但(dan)是父親非常注意(yi)對孩子(zi)們的(de)教育,要(yao)(yao)他們勤勞樸實,不(bu)要(yao)(yao)貪圖金錢(qian)地位(wei),要(yao)(yao)做一個正直的(de)人(ren)。這對法拉第的(de)思想和性格(ge)產生了很大的(de)影響。
由于(yu)貧困,法(fa)拉(la)第(di)家里(li)無法(fa)供(gong)他上(shang)學(xue)(xue)(xue),因而(er)法(fa)拉(la)第(di)幼年時(shi)沒有(you)受(shou)過正(zheng)規教(jiao)育,只讀了(le)兩年小學(xue)(xue)(xue)。1803年,為(wei)生計所迫(po),他上(shang)街(jie)頭當(dang)了(le)報童。第(di)二(er)年又到一個書(shu)(shu)(shu)商兼訂(ding)書(shu)(shu)(shu)匠的(de)(de)家里(li)當(dang)學(xue)(xue)(xue)徒。訂(ding)書(shu)(shu)(shu)店里(li)書(shu)(shu)(shu)籍(ji)堆(dui)積如(ru)山(shan),法(fa)拉(la)第(di)帶著強烈的(de)(de)求知(zhi)欲望,如(ru)饑似渴(ke)地閱讀各類書(shu)(shu)(shu)籍(ji),汲取了(le)許多自然科(ke)學(xue)(xue)(xue)方面的(de)(de)知(zhi)識(shi),尤其是《大英(ying)百(bai)科(ke)全書(shu)(shu)(shu)》中關于(yu)電(dian)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)文章,強烈地吸引著他。 他努力地將書(shu)(shu)(shu)本知(zhi)識(shi)付(fu)諸實踐,利用廢(fei)舊物品(pin)制作靜(jing)電(dian)起(qi)電(dian)機,進(jin)行(xing)簡(jian)單的(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)(xue)和物理實驗。他還與(yu)青年朋(peng)友們建立了(le)一個學(xue)(xue)(xue)習小組,常常在(zai)一起(qi)討論問題,交換思想。重視實踐尤其是科(ke)學(xue)(xue)(xue)實驗的(de)(de)特點,在(zai)法(fa)拉(la)第(di)一生的(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)(xue)活動中貫徹始終。
我們(men)的時代(dai)(dai)是(shi)電氣(qi)的時代(dai)(dai),不(bu)過(guo)事(shi)(shi)實(shi)上(shang)我們(men)有時稱為航天時代(dai)(dai),有時稱為原子(zi)時代(dai)(dai),但是(shi)不(bu)管(guan)航天旅行(xing)和原子(zi)武器(qi)的意義多么深遠,它們(men)對(dui)我們(men)的日常生活相(xiang)對(dui)來說起(qi)不(bu)了什么作用(yong)。然而我們(men)卻無(wu)時不(bu)在使用(yong)電器(qi)。事(shi)(shi)實(shi)上(shang)沒有哪一(yi)項技術特征能像電的使用(yong)那樣(yang)完全(quan)地(di)滲入當代(dai)(dai)世界。
許多(duo)人(ren)對電學(xue)都做出過貢(gong)獻,查(cha)爾斯(si)·奧古斯(si)丁·庫侖(lun),亞歷山德羅·伏特(te)伯爵(jue),漢斯(si)·克(ke)里斯(si)琴·奧斯(si)特(te),安德烈(lie)·瑪麗(li)·安培等就在最重要的人(ren)物之列。但是比其(qi)(qi)他(ta)人(ren)都遙遙領先的是兩位偉大的英(ying)國科(ke)學(xue)家邁克(ke)爾·法拉第和詹(zhan)姆士(shi)·克(ke)拉克(ke)·麥克(ke)斯(si)韋。雖然他(ta)倆在一定程度(du)上互(hu)為(wei)補(bu)充(chong),但卻不是合作人(ren)。其(qi)(qi)中各自的貢(gong)獻就足以使本(ben)人(ren)在本(ben)名(ming)冊中排列在前。
1791年9月(yue)22日是(shi)一(yi)(yi)(yi)個光輝的(de)(de)日子,一(yi)(yi)(yi)代科學巨匠邁克(ke)爾(er)·法(fa)拉第降(jiang)生在英國薩(sa)里郡紐因頓一(yi)(yi)(yi)個貧苦(ku)的(de)(de)鐵匠家庭。法(fa)拉第的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)生是(shi)偉大(da)的(de)(de),然而(er)法(fa)拉第的(de)(de)童年卻是(shi)十分凄苦(ku)的(de)(de)。
法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)不(bu)放過(guo)任(ren)何(he)一(yi)個學(xue)(xue)(xue)習的(de)(de)(de)(de)機會,在(zai)哥哥的(de)(de)(de)(de)資助下(xia),他(ta)(ta)有(you)幸參加了(le)(le)(le)(le)學(xue)(xue)(xue)者塔(ta)特(te)姆領導的(de)(de)(de)(de)青年(nian)科學(xue)(xue)(xue)組(zu)織--倫敦城哲學(xue)(xue)(xue)會。通過(guo)一(yi)些活動,他(ta)(ta)初(chu)步(bu)掌(zhang)握了(le)(le)(le)(le)物(wu)理、化(hua)學(xue)(xue)(xue)、天文、地質、氣象等方(fang)面的(de)(de)(de)(de)基礎知識(shi),為以(yi)后的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)工作打(da)下(xia)了(le)(le)(le)(le)良好基礎。法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)好學(xue)(xue)(xue)精神感動了(le)(le)(le)(le)一(yi)位(wei)書店的(de)(de)(de)(de)老主顧(gu),在(zai)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)幫助下(xia),法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)有(you)幸聆聽了(le)(le)(le)(le)著名化(hua)學(xue)(xue)(xue)家漢弗萊·戴維(wei)的(de)(de)(de)(de)演講(jiang)。他(ta)(ta)把(ba)演講(jiang)內容全部記錄下(xia)來并整(zheng)理清楚,回去(qu)和朋友們認真討論研(yan)究(jiu)。他(ta)(ta)還把(ba)整(zheng)理好的(de)(de)(de)(de)演講(jiang)記錄送給(gei)戴維(wei),并且附信(xin),表(biao)明自己愿(yuan)(yuan)意獻身科學(xue)(xue)(xue)事業。結(jie)果他(ta)(ta)如(ru)愿(yuan)(yuan)以(yi)償。20歲(sui)做(zuo)上了(le)(le)(le)(le)戴維(wei)的(de)(de)(de)(de)實驗助手。從此(ci),法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)開(kai)始(shi)了(le)(le)(le)(le)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)生涯。戴維(wei)雖然在(zai)科學(xue)(xue)(xue)上有(you)許(xu)多(duo)了(le)(le)(le)(le)不(bu)起的(de)(de)(de)(de)貢獻,但他(ta)(ta)說(shuo),我對科學(xue)(xue)(xue)最大的(de)(de)(de)(de)貢獻是(shi)發現(xian)了(le)(le)(le)(le)法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)。
法拉第勤奮好學,工作(zuo)努力(li),很受戴(dai)維(wei)器重(zhong)。1813年10月(yue),他(ta)隨(sui)戴(dai)維(wei)到歐洲大陸(lu)國家考(kao)察(cha)(cha),他(ta)的公開身(shen)份是仆人,但他(ta)不(bu)計較地位,也毫不(bu)自卑,而把這次(ci)考(kao)察(cha)(cha)當做學習(xi)的好機(ji)會。他(ta)見到了(le)(le)許(xu)多著名的科(ke)學家,參(can)加了(le)(le)各種(zhong)學術交(jiao)流活動,還學會了(le)(le)法語和意大利語。大大開闊了(le)(le)眼界,增長了(le)(le)見識。
1815年(nian)5月(yue)法拉第回到(dao)皇(huang)家(jia)研究(jiu)所,并且(qie)在戴(dai)維指導下做獨(du)立(li)的研究(jiu)工作(zuo)并取得了(le)幾項化學研究(jiu)成果(guo)。1816年(nian)法拉第發表了(le)第一篇科學論文(wen)。從1818年(nian)起(qi)他(ta)和J·斯托達(da)特合(he)作(zuo)研究(jiu)合(he)金鋼,首創了(le)金相分(fen)析方(fang)(fang)法。1820年(nian)他(ta)用取代反應制得六氯(lv)(lv)乙烷和四氯(lv)(lv)乙烯。1821年(nian)任皇(huang)家(jia)學院實驗(yan)室(shi)總監(jian)。1823年(nian)他(ta)發現了(le)氯(lv)(lv)氣和其他(ta)氣體的液化方(fang)(fang)法。1824年(nian)1月(yue)他(ta)當選為皇(huang)家(jia)學會會員(yuan)。1825年(nian)2月(yue)接替戴(dai)維任皇(huang)家(jia)研究(jiu)所實驗(yan)室(shi)主任。同(tong)年(nian)發現苯。
1821年法(fa)拉(la)(la)第完成了第一(yi)項重大的(de)(de)電(dian)發(fa)(fa)明(ming)(ming)。在這(zhe)兩年之前,奧斯特(te)已發(fa)(fa)現如果電(dian)路(lu)中有電(dian)流通過,它(ta)附(fu)近的(de)(de)普(pu)通羅盤的(de)(de)磁(ci)針就(jiu)會(hui)發(fa)(fa)生偏移。法(fa)拉(la)(la)第從中得到了啟發(fa)(fa),認(ren)為假如磁(ci)鐵固定(ding),線圈(quan)就(jiu)可能會(hui)運動(dong)。根據這(zhe)種設想,他成功地發(fa)(fa)明(ming)(ming)了一(yi)種簡單的(de)(de)裝(zhuang)置。在裝(zhuang)置內,只(zhi)要有電(dian)流通過線路(lu),線路(lu)就(jiu)會(hui)繞著一(yi)塊磁(ci)鐵不停(ting)地轉動(dong)。事實上(shang)法(fa)拉(la)(la)第發(fa)(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)是(shi)第一(yi)臺電(dian)動(dong)機,是(shi)第一(yi)臺使用(yong)電(dian)流將物(wu)體運動(dong)的(de)(de)裝(zhuang)置。雖然裝(zhuang)置簡陋,但它(ta)卻是(shi)今天世(shi)界上(shang)使用(yong)的(de)(de)所有電(dian)動(dong)機的(de)(de)祖先。
人們知道靜(jing)止的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵不會(hui)使附近的(de)(de)(de)線(xian)路(lu)內(nei)產(chan)生(sheng)電(dian)流。1831年法(fa)拉第發(fa)現當一(yi)塊磁(ci)(ci)(ci)鐵穿(chuan)過一(yi)個閉合線(xian)路(lu)時,線(xian)路(lu)內(nei)就會(hui)有電(dian)流產(chan)生(sheng),這個效應(ying)(ying)叫電(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)(ying),產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)電(dian)流叫感應(ying)(ying)電(dian)流。一(yi)般(ban)認為法(fa)拉第的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)(ying)定(ding)律是他的(de)(de)(de)一(yi)項最偉大的(de)(de)(de)貢獻。
法拉第還(huan)發現(xian)如(ru)果有(you)偏(pian)振光(guang)通過磁(ci)場(chang),其(qi)偏(pian)振作用就(jiu)會發生變(bian)化(hua)。這一發現(xian)具有(you)特殊意義,首次表明了光(guang)與(yu)磁(ci)之間存在某種(zhong)關(guan)系。
1820年(nian),奧斯特發(fa)(fa)(fa)現電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)效(xiao)應(ying)(ying),受到(dao)科(ke)學(xue)界的(de)(de)(de)(de)關(guan)注,1821年(nian),英國《哲(zhe)學(xue)年(nian)鑒》的(de)(de)(de)(de)主編約請戴維撰寫一篇文章(zhang),評述自(zi)奧斯特的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)現以來電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)學(xue)實(shi)驗的(de)(de)(de)(de)理論發(fa)(fa)(fa)展(zhan)概況。戴維把這一工作交給了(le)(le)(le)法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)。法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)在收集資(zi)料的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程中(zhong),對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)現象產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)了(le)(le)(le)極大(da)的(de)(de)(de)(de)熱情,并開始(shi)轉(zhuan)向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)學(xue)的(de)(de)(de)(de)研究。他仔(zi)細地分析了(le)(le)(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)效(xiao)應(ying)(ying)等現象,認(ren)為既(ji)然電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)夠產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci),反(fan)過(guo)(guo)來,磁(ci)(ci)(ci)(ci)也應(ying)(ying)該(gai)能(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。于是,他企圖從靜止的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)對(dui)導(dao)線或線圈的(de)(de)(de)(de)作用中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),但(dan)是努力(li)(li)失(shi)敗了(le)(le)(le)。經過(guo)(guo)近10年(nian)的(de)(de)(de)(de)不斷實(shi)驗,到(dao)1831年(nian)法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)終(zhong)于發(fa)(fa)(fa)現,一個(ge)通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線圈的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)雖然不能(neng)在另(ling)一個(ge)線圈中(zhong)引起電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),但(dan)是當通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線圈的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)剛接通或中(zhong)斷的(de)(de)(de)(de)時(shi)候,另(ling)一個(ge)線圈中(zhong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)計指針有(you)微(wei)小偏轉(zhuan)。法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)心(xin)明(ming)眼亮,經過(guo)(guo)反(fan)復(fu)實(shi)驗,都證實(shi)了(le)(le)(le)當磁(ci)(ci)(ci)(ci)作用力(li)(li)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)變(bian)化(hua)時(shi),另(ling)一個(ge)線圈中(zhong)就有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。他又設(she)計了(le)(le)(le)各(ge)(ge)種各(ge)(ge)樣實(shi)驗,比如兩個(ge)線圈發(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)相對(dui)運動,磁(ci)(ci)(ci)(ci)作用力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)同樣也能(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)。這樣,法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)終(zhong)于用實(shi)驗揭(jie)開了(le)(le)(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)(ying)定律。法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)的(de)(de)(de)(de)這個(ge)發(fa)(fa)(fa)現掃清了(le)(le)(le)探(tan)索電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)本質道(dao)路(lu)(lu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)攔(lan)路(lu)(lu)虎,開通了(le)(le)(le)在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)之外大(da)量產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)新道(dao)路(lu)(lu)。根據這個(ge)實(shi)驗,1831年(nian)10月28日(ri)法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)發(fa)(fa)(fa)明(ming)了(le)(le)(le)圓(yuan)盤發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji),這是法(fa)拉(la)(la)(la)第(di)第(di)二項重大(da)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)發(fa)(fa)(fa)明(ming)。這個(ge)圓(yuan)盤發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji),結(jie)構雖然簡單,但(dan)它卻是人(ren)類創造出的(de)(de)(de)(de)第(di)一個(ge)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。現代(dai)世(shi)界上(shang)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)就是從它開始(shi)的(de)(de)(de)(de)。
為了(le)證實用(yong)各(ge)種不(bu)同辦法(fa)產生(sheng)的(de)電(dian)在本質上(shang)都是一樣的(de),法(fa)拉(la)第(di)仔(zi)細(xi)研究了(le)電(dian)解液中的(de)化(hua)學(xue)現象,1834年總結出法(fa)拉(la)第(di)電(dian)解定(ding)律:電(dian)解釋放(fang)出來的(de)物(wu)質總量(liang)和通(tong)過的(de)電(dian)流總量(liang)成(cheng)(cheng)正比,和那種物(wu)質的(de)化(hua)學(xue)當量(liang)成(cheng)(cheng)正比。這條定(ding)律成(cheng)(cheng)為聯系物(wu)理學(xue)和化(hua)學(xue)的(de)橋(qiao)梁,也是通(tong)向發現電(dian)子道路(lu)的(de)橋(qiao)梁。
法拉第作為一名天(tian)才的(de)(de)電(dian)學(xue)大師(shi),在電(dian)磁(ci)學(xue)的(de)(de)新(xin)領域中樹立起了(le)前進的(de)(de)路標。1837年(nian)(nian)他引入了(le)電(dian)場和(he)磁(ci)場的(de)(de)概念(nian),指出電(dian)和(he)磁(ci)的(de)(de)周(zhou)圍(wei)都(dou)有場的(de)(de)存(cun)在,這打破了(le)牛頓力學(xue)“超距作用”的(de)(de)傳統觀念(nian)。1838年(nian)(nian),他提出了(le)電(dian)力線的(de)(de)新(xin)概念(nian)來解釋電(dian)、磁(ci)現象,這是(shi)物(wu)理(li)(li)學(xue)理(li)(li)論上的(de)(de)一次重大突破。1843年(nian)(nian),法拉第用有名的(de)(de)“冰(bing)桶實驗”,證明了(le)電(dian)荷守恒(heng)定律。
法(fa)拉第在電(dian)磁學的(de)(de)新領域(yu)中耕耘播種。他為(wei)了(le)探討(tao)電(dian)磁和(he)光(guang)(guang)的(de)(de)關系(xi),在光(guang)(guang)學玻璃方面費盡了(le)心血。1845年(nian),也(ye)是在經歷了(le)無數次失敗(bai)之(zhi)后,他終(zhong)于發現了(le)“磁光(guang)(guang)效應”。他用實驗(yan)證實了(le)光(guang)(guang)和(he)磁的(de)(de)相互作(zuo)用,為(wei)電(dian)、磁和(he)光(guang)(guang)的(de)(de)統一理論(lun)奠定了(le)基礎。
1848年(nian),受(shou)到艾伯特王夫引見,法拉(la)第受(shou)賜在薩里漢普頓(dun)(dun)宮的恩典之(zhi)屋(wu),并免(mian)繳所有開銷與維修費(fei)。這曾(ceng)是石(shi)匠師傅(fu)之(zhi)屋(wu),后稱為法拉(la)第之(zhi)屋(wu),現(xian)位于漢普頓(dun)(dun)宮道37號(hao)(No.37 Hampton Court Road)。
1852年,他又引進(jin)了(le)磁(ci)力(li)線(xian)的概念(nian),從而為經(jing)典電磁(ci)學(xue)理(li)論的建立奠定(ding)了(le)基礎。后(hou)來,英國物理(li)學(xue)家麥(mai)克(ke)斯韋用數學(xue)工(gong)具研究法拉第的磁(ci)力(li)線(xian)理(li)論,最后(hou)完成了(le)經(jing)典電磁(ci)學(xue)理(li)論。
1858年,法拉第退休并在薩里漢(han)普頓宮的恩典之屋定(ding)居。
1867年8月25日,邁(mai)克爾法拉第(di)因病醫治無(wu)效與世長辭,享年76歲。法拉第(di)和撒拉沒有(you)生育后代,所以他沒有(you)子女給他送行。
他在電學(xue)方面的(de)貢獻最為顯著。
(1)紀錄中法拉第(di)最早的實驗乃是利用(yong)(yong)七片半便士、七片鋅片以及六片浸(jin)過鹽水的濕(shi)紙做成(cheng)伏打電池(chi)。他并使(shi)用(yong)(yong)這個電池(chi)分解硫酸鎂。
(2)1821年,在丹(dan)麥化學(xue)家韓·克利(li)斯(si)(si)汀·奧(ao)斯(si)(si)特發(fa)現電(dian)磁(ci)(ci)(ci)現象后,戴維(wei)和威(wei)廉·海(hai)德·渥拉(la)斯(si)(si)頓(dun)嘗試設(she)計(ji)一部電(dian)動(dong)機(ji),但(dan)沒有(you)成(cheng)功。法(fa)拉(la)第(di)在與(yu)他們討論過這(zhe)個(ge)(ge)問題后,繼續(xu)工(gong)作并建造了(le)(le)兩個(ge)(ge)裝置以產生他稱為(wei)“電(dian)磁(ci)(ci)(ci)轉動(dong)”的(de)現象:由線圈外環(huan)狀磁(ci)(ci)(ci)場(chang)造成(cheng)的(de)連(lian)續(xu)旋轉運動(dong)。他把導(dao)(dao)線接上化學(xue)電(dian)池(chi),使其導(dao)(dao)電(dian),再將(jiang)導(dao)(dao)線放(fang)入內(nei)有(you)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)的(de)汞池(chi)之(zhi)中,則導(dao)(dao)線將(jiang)繞著磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)旋轉。這(zhe)個(ge)(ge)裝置現稱為(wei)單極電(dian)動(dong)機(ji)。這(zhe)些實驗(yan)與(yu)發(fa)明(ming)成(cheng)為(wei)了(le)(le)現代(dai)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)科技的(de)基(ji)石。但(dan)此時法(fa)拉(la)第(di)卻做(zuo)了(le)(le)一件(jian)不智之(zhi)舉,在沒有(you)通知戴維(wei)跟渥拉(la)斯(si)(si)頓(dun)情況下,擅自發(fa)表了(le)(le)此項(xiang)研究(jiu)成(cheng)果(guo)。此舉招來諸(zhu)多(duo)爭議,也迫(po)使他離開電(dian)磁(ci)(ci)(ci)學(xue)研究(jiu)數年之(zhi)久。
(3)在(zai)(zai)這(zhe)個(ge)(ge)階段(duan),有(you)(you)些(xie)證據指出戴(dai)(dai)維(wei)可(ke)能有(you)(you)意(yi)阻礙法(fa)(fa)拉(la)(la)第在(zai)(zai)科學界的(de)(de)發展。如在(zai)(zai)1825年(nian),戴(dai)(dai)維(wei)指派法(fa)(fa)拉(la)(la)第進行光學玻璃實(shi)(shi)驗,此實(shi)(shi)驗歷時六年(nian),但沒有(you)(you)顯(xian)著的(de)(de)進展。直(zhi)到1829年(nian),戴(dai)(dai)維(wei)去世,法(fa)(fa)拉(la)(la)第停止(zhi)了這(zhe)個(ge)(ge)無意(yi)義(yi)的(de)(de)工作并(bing)(bing)開(kai)始其他(ta)有(you)(you)意(yi)義(yi)的(de)(de)實(shi)(shi)驗。在(zai)(zai)1831年(nian),他(ta)開(kai)始一(yi)連串重(zhong)大(da)的(de)(de)實(shi)(shi)驗,并(bing)(bing)發現(xian)了電(dian)磁感(gan)應,雖然在(zai)(zai)福朗席斯科·札德啟稍早(zao)的(de)(de)工作可(ke)能便預見了此結果,此發現(xian)仍可(ke)稱為法(fa)(fa)拉(la)(la)第最大(da)的(de)(de)貢獻(xian)之一(yi)。這(zhe)個(ge)(ge)重(zhong)要的(de)(de)發現(xian)來自于,當(dang)他(ta)將兩條(tiao)獨立的(de)(de)電(dian)線(xian)(xian)(xian)環(huan)繞在(zai)(zai)一(yi)個(ge)(ge)大(da)鐵(tie)環(huan),固定(ding)在(zai)(zai)椅子(zi)上(shang),并(bing)(bing)在(zai)(zai)其中一(yi)條(tiao)導線(xian)(xian)(xian)通(tong)以電(dian)流時,另外(wai)一(yi)條(tiao)導線(xian)(xian)(xian)竟也產生電(dian)流。他(ta)因(yin)此進行了另外(wai)一(yi)項實(shi)(shi)驗,并(bing)(bing)發現(xian)若移動一(yi)塊磁鐵(tie)通(tong)過導線(xian)(xian)(xian)線(xian)(xian)(xian)圈,則線(xian)(xian)(xian)圈中將有(you)(you)電(dian)流產生。同樣的(de)(de)現(xian)象也發生在(zai)(zai)移動線(xian)(xian)(xian)圈通(tong)過靜(jing)止(zhi)的(de)(de)磁鐵(tie)上(shang)方(fang)時。
(4)他的(de)(de)(de)展示(shi)向世人建(jian)立起“磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)改變產(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)場(chang)”的(de)(de)(de)觀念。此(ci)關系由法拉(la)第電(dian)(dian)(dian)磁(ci)感應定(ding)律建(jian)立起數學模(mo)型,并(bing)成(cheng)為四條(tiao)麥克(ke)斯韋(wei)方(fang)程(cheng)組之(zhi)一。這(zhe)個方(fang)程(cheng)組之(zhi)后則(ze)歸納入場(chang)論之(zhi)中(zhong)。法拉(la)第并(bing)依照此(ci)定(ding)理(li),發(fa)明(ming)了早期的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji),此(ci)為現代發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)始祖。1839年他成(cheng)功了一連串的(de)(de)(de)實驗帶領(ling)人類了解(jie)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)本(ben)質(zhi)。法拉(la)第使(shi)用“靜電(dian)(dian)(dian)”、電(dian)(dian)(dian)池以(yi)及(ji)“生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)”已(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)靜電(dian)(dian)(dian)相吸、電(dian)(dian)(dian)解(jie)、磁(ci)力(li)等現象。他由這(zhe)些實驗,做(zuo)出與當時主(zhu)流想法相悖的(de)(de)(de)結論,即雖然(ran)來源不同(tong)(tong),產(chan)生(sheng)(sheng)出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)都是一樣的(de)(de)(de),另外若改變大(da)小及(ji)密度(du)(電(dian)(dian)(dian)壓及(ji)電(dian)(dian)(dian)荷),則(ze)可產(chan)生(sheng)(sheng)不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)現象。
(5)在(zai)他(ta)生涯的(de)(de)晚年(nian),他(ta)提出電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)力(li)不僅存在(zai)于導(dao)(dao)體(ti)中(zhong)(zhong),更(geng)延(yan)伸入導(dao)(dao)體(ti)附(fu)近的(de)(de)空(kong)間(jian)里。這(zhe)個(ge)(ge)想(xiang)法(fa)被他(ta)的(de)(de)同儕(chai)排斥,法(fa)拉第也終究沒有活(huo)著(zhu)看到(dao)這(zhe)個(ge)(ge)想(xiang)法(fa)被世(shi)(shi)人所(suo)接(jie)受(shou)。法(fa)拉第也提出電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)概念:這(zhe)些流線(xian)(xian)(xian)(xian)由帶電(dian)(dian)體(ti)或者是磁(ci)(ci)(ci)鐵的(de)(de)其中(zhong)(zhong)一(yi)極中(zhong)(zhong)放射(she)出,射(she)向另一(yi)電(dian)(dian)性(xing)(xing)的(de)(de)帶電(dian)(dian)體(ti)或是磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)異極的(de)(de)物(wu)體(ti)。這(zhe)個(ge)(ge)概念幫助(zhu)世(shi)(shi)人能夠將抽象(xiang)的(de)(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)場具象(xiang)化(hua),對(dui)于電(dian)(dian)力(li)機械裝(zhuang)置在(zai)十九(jiu)世(shi)(shi)紀的(de)(de)發展有重大的(de)(de)影(ying)響(xiang)。而這(zhe)些裝(zhuang)置在(zai)之后的(de)(de)十九(jiu)世(shi)(shi)紀中(zhong)(zhong)主宰(zai)了整個(ge)(ge)工程(cheng)與(yu)工業界。1845年(nian)他(ta)發現了被他(ta)命(ming)名為(wei)(wei)抗磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)(diamagnetism)至今則稱為(wei)(wei)法(fa)拉第效應的(de)(de)現象(xiang):一(yi)個(ge)(ge)線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)(xing)極化(hua)的(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)經過(guo)一(yi)物(wu)體(ti)介質時,外加(jia)一(yi)磁(ci)(ci)(ci)場并(bing)與(yu)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)前進方向對(dui)齊,則此磁(ci)(ci)(ci)場將使光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)空(kong)間(jian)中(zhong)(zhong)劃出的(de)(de)平面轉(zhuan)向。他(ta)在(zai)筆記本中(zhong)(zhong)寫(xie)下:“我終于在(zai)‘闡(chan)釋一(yi)條磁(ci)(ci)(ci)力(li)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)’-或者說(shuo)‘力(li)線(xian)(xian)(xian)(xian)’-及(ji)‘磁(ci)(ci)(ci)化(hua)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)(xian)’中(zhong)(zhong)取得成功。”
在(zai)(zai)(zai)對(dui)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)研究中,法拉(la)第(di)(di)發現在(zai)(zai)(zai)帶電(dian)(dian)(dian)導體上的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷僅依附于(yu)導體表(biao)面,且這些表(biao)面上的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷對(dui)于(yu)導體內部沒有(you)任(ren)何影響。造(zao)成這樣(yang)的(de)(de)原因在(zai)(zai)(zai)于(yu)在(zai)(zai)(zai)導體表(biao)面的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷彼此受到對(dui)方的(de)(de)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)力(li)作用(yong)(yong)而重新分布至(zhi)一(yi)穩定狀(zhuang)態,使得每個(ge)電(dian)(dian)(dian)荷對(dui)內部造(zao)成的(de)(de)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)力(li)互相抵銷(xiao)。這個(ge)效應(ying)(ying)稱為遮蔽效應(ying)(ying),并被應(ying)(ying)用(yong)(yong)于(yu)法拉(la)第(di)(di)籠上。雖然法拉(la)第(di)(di)是(shi)一(yi)位非常出色的(de)(de)實驗學(xue)家,他的(de)(de)數學(xue)能力(li)與之相形就顯得相當薄弱,只能計算簡(jian)單(dan)的(de)(de)代(dai)數,甚(shen)至(zhi)難(nan)以應(ying)(ying)付三(san)角學(xue)。不(bu)過法拉(la)第(di)(di)懂得使用(yong)(yong)條理(li)清晰且簡(jian)單(dan)的(de)(de)語言表(biao)達(da)他科學(xue)上的(de)(de)想法。他的(de)(de)實驗成果后來被詹姆(mu)斯·克拉(la)克·麥克斯韋(wei)使用(yong)(yong),并建立起了當今(jin)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)理(li)論(lun)的(de)(de)基礎方程式。
法(fa)拉第(di)把磁(ci)力線(xian)和電力線(xian)的(de)重要概(gai)念(nian)引入(ru)了物理(li)學,通(tong)過(guo)(guo)強調不是(shi)磁(ci)鐵本身而是(shi)它們之(zhi)間(jian)的(de)“場”,為當代(dai)物理(li)學中的(de)許(xu)多進(jin)法(fa)拉第(di)展開拓了道路,其中包括麥克斯韋方(fang)程。法(fa)拉第(di)還(huan)發現(xian)如果有(you)(you)偏振光通(tong)過(guo)(guo)磁(ci)場,其偏振作用 就(jiu)會發生(sheng)變化。這一發現(xian)具有(you)(you)特殊意義,首次表明了光與(yu)磁(ci)之(zhi)間(jian)存在某種(zhong)關系。
(1)法拉第(di)最(zui)早的(de)化(hua)學成果來自于擔任戴維助手的(de)時(shi)期。他(ta)花了(le)很多心(xin)血研(yan)究(jiu)氯(lv)氣,1833年.法拉第(di)經過一系列的(de)實驗(yan),發(fa)現當把電(dian)流作用(yong)在氯(lv)化(hua)鈉的(de)水溶液時(shi),能夠(gou)獲得氯(lv)氣2NaCl+2H?O =2NaOH+H?↑+Cl?↑,并發(fa)現了(le)兩種(zhong)碳化(hua)氯(lv)。
法(fa)拉(la)第(di)也是第(di)一(yi)個學(xue)者(zhe)實驗(yan)(yan)(雖然較為粗略)觀察氣體擴散,此(ci)現象最早由約翰(han)·道爾頓(dun)發(fa)表,并(bing)由湯瑪斯·葛蘭姆及(ji)約瑟(se)夫·羅斯密特揭露其重要性。他(ta)成功的(de)液化了多種氣體;他(ta)研究過不同的(de)鋼合金,為了光(guang)學(xue)實驗(yan)(yan),他(ta)制造出多種新型的(de)玻璃。其中一(yi)塊樣品后來在(zai)歷史上占有一(yi)席之地,因為在(zai)一(yi)次(ci)當法(fa)拉(la)第(di)將此(ci)玻璃放入(ru)磁(ci)場中時,他(ta)發(fa)現了極化光(guang)平面受磁(ci)力(li)造成偏轉及(ji)被磁(ci)力(li)排(pai)斥。
(2)他也盡心于創造出一些(xie)化(hua)(hua)學的常用(yong)方(fang)法,用(yong)結果、研究目標以及大眾展(zhan)示做(zuo)為(wei)分類,并從中(zhong)獲(huo)得一些(xie)成(cheng)果。他發(fa)(fa)明(ming)了一種加熱(re)(re)工具,是本生(sheng)燈的前身,在科學實驗室廣為(wei)采用(yong),作為(wei)熱(re)(re)能的來源(yuan)。法拉第在多個(ge)化(hua)(hua)學領域(yu)中(zhong)都有所成(cheng)果,發(fa)(fa)現了諸(zhu)如苯等化(hua)(hua)學物質(他稱此物質為(wei)雙碳化(hua)(hua)氫(bicarburetofhydrogen)),發(fa)(fa)明(ming)氧化(hua)(hua)數,將(jiang)如氯等氣體液化(hua)(hua)。他找出一種氯水合(he)物的組成(cheng),這個(ge)物質最早在1810年由戴維發(fa)(fa)現。
(3)法拉第也發現了電解定律,以及推廣許多專業用語,如陽極(ji)、陰(yin)極(ji)、電極(ji)及離子(zi)等,這些(xie)(xie)詞(ci)語大(da)多由威廉·休艾(ai)爾(er)發明。他(ta)還發現了苯。由于這些(xie)(xie)成(cheng)就,很多現代的化(hua)學家視法拉第為(wei)有史以來最出色的實驗科學家之(zhi)一。
(4)法(fa)(fa)(fa)拉第還在1825年首先(xian)發現了苯(ben)。19世紀初(chu),英國(guo)(guo)和其他歐洲國(guo)(guo)家(jia)(jia)一(yi)樣,城市的(de)照明(ming)已普遍使用煤氣。從生產(chan)煤氣的(de)原料中制(zhi)備出(chu)煤氣之后,剩下(xia)一(yi)種(zhong)油狀的(de)液(ye)(ye)(ye)體卻長期無(wu)人問津。法(fa)(fa)(fa)拉第是第一(yi)位對這(zhe)種(zhong)油狀液(ye)(ye)(ye)體感興(xing)趣(qu)的(de)科(ke)學家(jia)(jia)。他用蒸餾的(de)方法(fa)(fa)(fa)將(jiang)這(zhe)種(zhong)油狀液(ye)(ye)(ye)體進行(xing)分離,得(de)到另一(yi)種(zhong)液(ye)(ye)(ye)體,實(shi)際上(shang)就是苯(ben)。當時法(fa)(fa)(fa)拉第將(jiang)這(zhe)種(zhong)液(ye)(ye)(ye)體稱為“氫的(de)重碳化合物”。