邁克爾·法拉第(di)(Michael Faraday,公(gong)元1791~公(gong)元1867),世界著(zhu)名的自學成才的科學家(jia),英(ying)國物理學家(jia)、化(hua)學家(jia),發(fa)明家(jia)即發(fa)電(dian)機和電(dian)動機的發(fa)明者。
1791年(nian)9月22日出生(sheng)薩里郡紐因頓一個(ge)貧苦鐵匠(jiang)家庭。他的(de)(de)父親是個(ge)鐵匠(jiang),體(ti)弱多病(bing),收入微薄(bo),僅能(neng)勉強維(wei)持生(sheng)活的(de)(de)溫飽。但是父親非(fei)常注意(yi)對孩子們的(de)(de)教育,要他們勤勞樸實,不要貪圖金錢地位,要做一個(ge)正(zheng)直的(de)(de)人。這對法(fa)拉第的(de)(de)思想和性(xing)格產生(sheng)了(le)很大的(de)(de)影響。
由(you)于(yu)貧困,法(fa)拉(la)第(di)(di)家(jia)(jia)里無法(fa)供他(ta)(ta)(ta)上學(xue),因而法(fa)拉(la)第(di)(di)幼年時沒有受過正規(gui)教(jiao)育,只讀(du)(du)了(le)兩年小學(xue)。1803年,為生(sheng)計所迫,他(ta)(ta)(ta)上街頭當(dang)了(le)報童。第(di)(di)二年又到一(yi)(yi)(yi)個書(shu)(shu)商兼訂書(shu)(shu)匠的(de)(de)家(jia)(jia)里當(dang)學(xue)徒。訂書(shu)(shu)店里書(shu)(shu)籍堆積如山,法(fa)拉(la)第(di)(di)帶著強烈的(de)(de)求知欲望(wang),如饑(ji)似渴地(di)閱(yue)讀(du)(du)各類書(shu)(shu)籍,汲取了(le)許多自然(ran)科(ke)學(xue)方面(mian)的(de)(de)知識(shi)(shi),尤其是《大英百科(ke)全書(shu)(shu)》中關于(yu)電學(xue)的(de)(de)文章,強烈地(di)吸引著他(ta)(ta)(ta)。 他(ta)(ta)(ta)努力地(di)將書(shu)(shu)本知識(shi)(shi)付諸實踐(jian),利用廢(fei)舊物品(pin)制作靜電起(qi)電機,進行簡(jian)單的(de)(de)化學(xue)和(he)物理實驗(yan)。他(ta)(ta)(ta)還與青年朋友(you)們建立(li)了(le)一(yi)(yi)(yi)個學(xue)習小組,常常在一(yi)(yi)(yi)起(qi)討論(lun)問題,交換思想。重視實踐(jian)尤其是科(ke)學(xue)實驗(yan)的(de)(de)特(te)點,在法(fa)拉(la)第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)生(sheng)的(de)(de)科(ke)學(xue)活動中貫徹始(shi)終。
我(wo)們(men)的時(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai)是電(dian)氣的時(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai),不(bu)過(guo)事(shi)實(shi)上我(wo)們(men)有(you)時(shi)(shi)(shi)稱為航(hang)天時(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai),有(you)時(shi)(shi)(shi)稱為原子時(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)(dai),但是不(bu)管航(hang)天旅行和原子武器的意義多么深遠,它們(men)對我(wo)們(men)的日常生(sheng)活相對來(lai)說起不(bu)了(le)什么作用(yong)。然而我(wo)們(men)卻無時(shi)(shi)(shi)不(bu)在使用(yong)電(dian)器。事(shi)實(shi)上沒有(you)哪(na)一項(xiang)技術(shu)特征能(neng)像(xiang)電(dian)的使用(yong)那樣完(wan)全地(di)滲入當(dang)代(dai)(dai)(dai)世(shi)界。
許多人(ren)(ren)對電學都做出(chu)過貢(gong)獻(xian),查爾斯(si)·奧古斯(si)丁·庫(ku)侖,亞歷山德羅·伏特(te)伯爵,漢斯(si)·克里斯(si)琴·奧斯(si)特(te),安德烈·瑪麗·安培(pei)等(deng)就(jiu)(jiu)在最重要的人(ren)(ren)物之列(lie)。但是比其(qi)(qi)他人(ren)(ren)都遙遙領先的是兩位偉大的英國(guo)科學家邁克爾·法拉第(di)和詹姆士·克拉克·麥克斯(si)韋。雖(sui)然他倆(lia)在一定(ding)程度上互為補充,但卻(que)不是合作人(ren)(ren)。其(qi)(qi)中(zhong)各自的貢(gong)獻(xian)就(jiu)(jiu)足以使(shi)本人(ren)(ren)在本名冊中(zhong)排列(lie)在前。
1791年(nian)9月22日是一(yi)個光輝的(de)日子,一(yi)代科學巨匠邁克(ke)爾·法(fa)拉(la)第降生在英國薩(sa)里郡紐因頓一(yi)個貧(pin)苦的(de)鐵(tie)匠家庭(ting)。法(fa)拉(la)第的(de)一(yi)生是偉大(da)的(de),然而法(fa)拉(la)第的(de)童年(nian)卻是十分凄苦的(de)。
法(fa)拉(la)(la)第(di)不(bu)放過(guo)任何(he)一(yi)個(ge)學(xue)(xue)習的(de)(de)(de)機會,在哥(ge)哥(ge)的(de)(de)(de)資助(zhu)下(xia),他有(you)(you)幸參加了(le)(le)學(xue)(xue)者塔(ta)特姆領(ling)導(dao)的(de)(de)(de)青年(nian)科(ke)學(xue)(xue)組織(zhi)--倫(lun)敦城哲學(xue)(xue)會。通過(guo)一(yi)些(xie)活(huo)動,他初步掌(zhang)握了(le)(le)物(wu)理(li)、化學(xue)(xue)、天(tian)文、地質、氣象(xiang)等方面的(de)(de)(de)基礎知識,為以后的(de)(de)(de)研(yan)究工作打下(xia)了(le)(le)良好基礎。法(fa)拉(la)(la)第(di)的(de)(de)(de)好學(xue)(xue)精神(shen)感(gan)動了(le)(le)一(yi)位書店的(de)(de)(de)老主(zhu)顧,在他的(de)(de)(de)幫助(zhu)下(xia),法(fa)拉(la)(la)第(di)有(you)(you)幸聆聽了(le)(le)著(zhu)名(ming)化學(xue)(xue)家漢(han)弗萊·戴(dai)維的(de)(de)(de)演講(jiang)。他把(ba)演講(jiang)內容全部記錄(lu)下(xia)來并(bing)整理(li)清(qing)楚(chu),回去和(he)朋友們認真討論研(yan)究。他還(huan)把(ba)整理(li)好的(de)(de)(de)演講(jiang)記錄(lu)送給戴(dai)維,并(bing)且(qie)附(fu)信(xin),表明自己愿(yuan)意獻(xian)身科(ke)學(xue)(xue)事(shi)業(ye)。結果(guo)他如愿(yuan)以償。20歲做(zuo)上了(le)(le)戴(dai)維的(de)(de)(de)實驗助(zhu)手。從此,法(fa)拉(la)(la)第(di)開始(shi)了(le)(le)他的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)生(sheng)涯(ya)。戴(dai)維雖然在科(ke)學(xue)(xue)上有(you)(you)許多(duo)了(le)(le)不(bu)起的(de)(de)(de)貢獻(xian),但他說,我(wo)對科(ke)學(xue)(xue)最大的(de)(de)(de)貢獻(xian)是發現了(le)(le)法(fa)拉(la)(la)第(di)。
法拉第勤奮好(hao)學,工(gong)作努力,很受戴維(wei)(wei)器(qi)重。1813年10月(yue),他(ta)(ta)隨戴維(wei)(wei)到(dao)歐洲大(da)(da)陸國(guo)家(jia)考察(cha),他(ta)(ta)的(de)公開(kai)身份是(shi)仆(pu)人,但他(ta)(ta)不計較地位,也毫(hao)不自卑,而把這(zhe)次考察(cha)當做學習的(de)好(hao)機(ji)會。他(ta)(ta)見到(dao)了(le)(le)(le)許多著(zhu)名的(de)科(ke)學家(jia),參加了(le)(le)(le)各種學術(shu)交流活動(dong),還學會了(le)(le)(le)法語(yu)和意大(da)(da)利語(yu)。大(da)(da)大(da)(da)開(kai)闊了(le)(le)(le)眼界,增長(chang)了(le)(le)(le)見識。
1815年(nian)5月(yue)法拉第(di)(di)回到皇家研(yan)(yan)究所(suo)(suo),并(bing)且在(zai)戴維指導下(xia)做獨立的(de)研(yan)(yan)究工作(zuo)并(bing)取(qu)得(de)了(le)幾項化學(xue)研(yan)(yan)究成果。1816年(nian)法拉第(di)(di)發(fa)表(biao)了(le)第(di)(di)一篇科(ke)學(xue)論文。從1818年(nian)起他(ta)(ta)和(he)J·斯托達(da)特合(he)作(zuo)研(yan)(yan)究合(he)金鋼(gang),首創(chuang)了(le)金相分析方法。1820年(nian)他(ta)(ta)用取(qu)代反應(ying)制得(de)六氯乙烷和(he)四氯乙烯。1821年(nian)任皇家學(xue)院實驗室(shi)總監。1823年(nian)他(ta)(ta)發(fa)現了(le)氯氣和(he)其他(ta)(ta)氣體(ti)的(de)液化方法。1824年(nian)1月(yue)他(ta)(ta)當選為(wei)皇家學(xue)會會員(yuan)。1825年(nian)2月(yue)接替戴維任皇家研(yan)(yan)究所(suo)(suo)實驗室(shi)主任。同(tong)年(nian)發(fa)現苯。
1821年法拉第(di)(di)完成(cheng)了(le)(le)第(di)(di)一(yi)項重大的(de)(de)(de)(de)電(dian)發(fa)(fa)明。在這(zhe)兩年之(zhi)前,奧(ao)斯特(te)已發(fa)(fa)現如果電(dian)路中有(you)(you)電(dian)流(liu)通過(guo),它附近(jin)的(de)(de)(de)(de)普通羅盤的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)針就會(hui)發(fa)(fa)生偏(pian)移。法拉第(di)(di)從中得到了(le)(le)啟發(fa)(fa),認(ren)為假(jia)如磁(ci)(ci)鐵固(gu)定,線圈就可能會(hui)運動(dong)。根據這(zhe)種設想,他(ta)成(cheng)功地發(fa)(fa)明了(le)(le)一(yi)種簡單的(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)。在裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)內,只要(yao)有(you)(you)電(dian)流(liu)通過(guo)線路,線路就會(hui)繞著一(yi)塊磁(ci)(ci)鐵不(bu)停地轉動(dong)。事實上法拉第(di)(di)發(fa)(fa)明的(de)(de)(de)(de)是第(di)(di)一(yi)臺電(dian)動(dong)機,是第(di)(di)一(yi)臺使用電(dian)流(liu)將物(wu)體運動(dong)的(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)。雖然裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)簡陋,但它卻是今天世界(jie)上使用的(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)電(dian)動(dong)機的(de)(de)(de)(de)祖先。
人們知道靜(jing)止的磁(ci)鐵不會使附(fu)近的線(xian)路內(nei)(nei)產(chan)生電(dian)流。1831年法(fa)拉(la)第發現(xian)當一塊磁(ci)鐵穿(chuan)過一個閉合線(xian)路時,線(xian)路內(nei)(nei)就會有(you)電(dian)流產(chan)生,這個效應叫(jiao)(jiao)電(dian)磁(ci)感(gan)應,產(chan)生的電(dian)流叫(jiao)(jiao)感(gan)應電(dian)流。一般認為法(fa)拉(la)第的電(dian)磁(ci)感(gan)應定律是他(ta)的一項(xiang)最偉大的貢(gong)獻。
法拉第還發(fa)現如(ru)果(guo)有偏振光通過磁(ci)場,其偏振作用(yong)就(jiu)會發(fa)生(sheng)變化。這一發(fa)現具有特殊意義,首次表明了光與磁(ci)之間(jian)存在(zai)某種關系。
1820年(nian)(nian),奧斯(si)特發(fa)(fa)現(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)效(xiao)應(ying)(ying),受(shou)到科學界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關注,1821年(nian)(nian),英國《哲學年(nian)(nian)鑒》的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主編約請(qing)戴維撰寫一(yi)(yi)篇(pian)文章(zhang),評(ping)述(shu)自(zi)奧斯(si)特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)(xian)以來(lai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)學實(shi)(shi)驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)發(fa)(fa)展概(gai)況。戴維把這一(yi)(yi)工作(zuo)交給了(le)(le)(le)法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)。法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)在(zai)收集資料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中,對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)現(xian)(xian)象產(chan)生(sheng)(sheng)了(le)(le)(le)極大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱情,并(bing)開(kai)始(shi)轉向電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究。他仔細地分析了(le)(le)(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)效(xiao)應(ying)(ying)等現(xian)(xian)象,認為既然電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能夠產(chan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci),反過(guo)來(lai),磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)也應(ying)(ying)該能產(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。于(yu)是,他企圖從靜止的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)對(dui)導線(xian)(xian)或線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)中產(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),但是努力(li)(li)失敗了(le)(le)(le)。經過(guo)近10年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷實(shi)(shi)驗,到1831年(nian)(nian)法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)終于(yu)發(fa)(fa)現(xian)(xian),一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)雖然不能在(zai)另一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中引(yin)起電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),但是當通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)剛接通或中斷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候,另一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)計指針有微小偏(pian)轉。法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)心明(ming)眼亮,經過(guo)反復實(shi)(shi)驗,都證實(shi)(shi)了(le)(le)(le)當磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)變化時(shi),另一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中就有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)(sheng)。他又設計了(le)(le)(le)各(ge)種各(ge)樣實(shi)(shi)驗,比(bi)如兩(liang)個(ge)(ge)(ge)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)相對(dui)運動,磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化同樣也能產(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)。這樣,法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)終于(yu)用(yong)(yong)實(shi)(shi)驗揭開(kai)了(le)(le)(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)(ying)定律。法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這個(ge)(ge)(ge)發(fa)(fa)現(xian)(xian)掃(sao)清了(le)(le)(le)探索(suo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)本質道路上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)攔路虎(hu),開(kai)通了(le)(le)(le)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池之外大量產(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)道路。根據這個(ge)(ge)(ge)實(shi)(shi)驗,1831年(nian)(nian)10月28日法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)發(fa)(fa)明(ming)了(le)(le)(le)圓盤(pan)(pan)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji),這是法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)第(di)二項重大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)發(fa)(fa)明(ming)。這個(ge)(ge)(ge)圓盤(pan)(pan)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji),結(jie)構雖然簡單,但它(ta)卻是人類創造出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。現(xian)(xian)代世界(jie)上產(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)就是從它(ta)開(kai)始(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
為(wei)了證(zheng)實用各(ge)種不同(tong)辦法(fa)(fa)產(chan)生的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)在本質上都是一樣的(de)(de),法(fa)(fa)拉(la)第(di)仔細研(yan)究了電(dian)(dian)(dian)解液中(zhong)的(de)(de)化學現象(xiang),1834年總(zong)結出法(fa)(fa)拉(la)第(di)電(dian)(dian)(dian)解定律:電(dian)(dian)(dian)解釋放出來的(de)(de)物質總(zong)量和(he)通(tong)過的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流總(zong)量成正(zheng)比(bi),和(he)那(nei)種物質的(de)(de)化學當量成正(zheng)比(bi)。這條定律成為(wei)聯系物理學和(he)化學的(de)(de)橋梁,也是通(tong)向發(fa)現電(dian)(dian)(dian)子道路的(de)(de)橋梁。
法(fa)拉第作為一(yi)名天才的(de)(de)電(dian)學(xue)大(da)師,在(zai)電(dian)磁學(xue)的(de)(de)新領域(yu)中樹立起了前進的(de)(de)路(lu)標(biao)。1837年他引(yin)入了電(dian)場(chang)和磁場(chang)的(de)(de)概念,指(zhi)出電(dian)和磁的(de)(de)周圍都有場(chang)的(de)(de)存在(zai),這打破(po)了牛頓(dun)力(li)學(xue)“超距作用(yong)”的(de)(de)傳統觀念。1838年,他提(ti)出了電(dian)力(li)線(xian)的(de)(de)新概念來解釋電(dian)、磁現象,這是物理學(xue)理論上的(de)(de)一(yi)次重大(da)突破(po)。1843年,法(fa)拉第用(yong)有名的(de)(de)“冰桶實驗”,證明了電(dian)荷守恒定律。
法拉第在電磁(ci)學的(de)新領域中耕(geng)耘播種。他為了(le)探討電磁(ci)和(he)光的(de)關系(xi),在光學玻璃方(fang)面費盡了(le)心血。1845年,也是在經(jing)歷了(le)無數次失敗之后(hou),他終于發現(xian)了(le)“磁(ci)光效應”。他用(yong)實驗證實了(le)光和(he)磁(ci)的(de)相(xiang)互作用(yong),為電、磁(ci)和(he)光的(de)統(tong)一理論奠(dian)定了(le)基礎。
1848年,受到艾伯特(te)王夫引見,法拉第(di)受賜在薩(sa)里漢普(pu)(pu)頓宮的(de)恩典之(zhi)屋,并(bing)免繳所(suo)有開銷與維修費(fei)。這曾是(shi)石匠師傅(fu)之(zhi)屋,后稱為(wei)法拉第(di)之(zhi)屋,現位于(yu)漢普(pu)(pu)頓宮道37號(hao)(No.37 Hampton Court Road)。
1852年,他又引進了(le)磁(ci)力(li)線(xian)的概(gai)念,從而為經典(dian)電磁(ci)學理(li)論(lun)(lun)的建(jian)立(li)奠定了(le)基礎。后來,英國物理(li)學家麥克斯韋用數學工具研究法拉第的磁(ci)力(li)線(xian)理(li)論(lun)(lun),最后完(wan)成了(le)經典(dian)電磁(ci)學理(li)論(lun)(lun)。
1858年,法拉第退休并在薩里漢普頓宮的(de)恩典(dian)之(zhi)屋定(ding)居(ju)。
1867年(nian)8月25日,邁克爾(er)法(fa)拉第因病醫治無效與(yu)世(shi)長辭,享(xiang)年(nian)76歲。法(fa)拉第和撒拉沒有生(sheng)育后代(dai),所以(yi)他沒有子女(nv)給(gei)他送行。
他(ta)在電學方面的貢獻(xian)最為顯(xian)著(zhu)。
(1)紀錄中(zhong)法拉第最早(zao)的實驗乃是利用七片(pian)半便(bian)士、七片(pian)鋅(xin)片(pian)以(yi)及六片(pian)浸(jin)過鹽水的濕紙(zhi)做成伏打(da)電池。他并使用這個(ge)電池分解(jie)硫酸鎂。
(2)1821年,在(zai)(zai)丹麥化學家(jia)韓(han)·克(ke)利斯汀·奧斯特發現(xian)(xian)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)現(xian)(xian)象后,戴維和威廉·海德·渥拉斯頓嘗試設(she)計一部(bu)電(dian)動機(ji),但(dan)沒有成(cheng)功。法拉第在(zai)(zai)與他們討論過這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)問(wen)題后,繼續(xu)工(gong)作并建造了(le)兩個(ge)裝置(zhi)以(yi)產(chan)生他稱(cheng)為(wei)“電(dian)磁(ci)(ci)(ci)轉(zhuan)動”的現(xian)(xian)象:由線(xian)(xian)圈(quan)外環狀磁(ci)(ci)(ci)場造成(cheng)的連續(xu)旋(xuan)轉(zhuan)運動。他把導(dao)(dao)線(xian)(xian)接上(shang)化學電(dian)池(chi),使(shi)其(qi)導(dao)(dao)電(dian),再將(jiang)導(dao)(dao)線(xian)(xian)放(fang)入內有磁(ci)(ci)(ci)鐵的汞(gong)池(chi)之(zhi)中,則(ze)導(dao)(dao)線(xian)(xian)將(jiang)繞著磁(ci)(ci)(ci)鐵旋(xuan)轉(zhuan)。這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)裝置(zhi)現(xian)(xian)稱(cheng)為(wei)單極(ji)電(dian)動機(ji)。這(zhe)(zhe)(zhe)些實驗與發明(ming)成(cheng)為(wei)了(le)現(xian)(xian)代(dai)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)科(ke)技(ji)的基石。但(dan)此時法拉第卻做了(le)一件不(bu)智之(zhi)舉,在(zai)(zai)沒有通知戴維跟渥拉斯頓情(qing)況下,擅自(zi)發表(biao)了(le)此項研究成(cheng)果(guo)。此舉招來(lai)諸多爭(zheng)議,也迫使(shi)他離開(kai)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)學研究數(shu)年之(zhi)久(jiu)。
(3)在這個(ge)階(jie)段,有(you)些證(zheng)據指(zhi)出戴(dai)維(wei)可能有(you)意阻(zu)礙(ai)法拉(la)第(di)在科學(xue)(xue)界的(de)發(fa)展(zhan)。如在1825年(nian)(nian),戴(dai)維(wei)指(zhi)派法拉(la)第(di)進(jin)行光學(xue)(xue)玻(bo)璃實驗,此實驗歷時(shi)六(liu)年(nian)(nian),但沒(mei)有(you)顯著的(de)進(jin)展(zhan)。直(zhi)到1829年(nian)(nian),戴(dai)維(wei)去世(shi),法拉(la)第(di)停止(zhi)(zhi)了這個(ge)無意義的(de)工作(zuo)并開始其他(ta)有(you)意義的(de)實驗。在1831年(nian)(nian),他(ta)開始一(yi)(yi)連串重大的(de)實驗,并發(fa)現了電(dian)磁感應,雖然在福朗席斯科·札德(de)啟稍早的(de)工作(zuo)可能便預見了此結(jie)果,此發(fa)現仍可稱為法拉(la)第(di)最大的(de)貢獻之一(yi)(yi)。這個(ge)重要的(de)發(fa)現來(lai)自于,當他(ta)將(jiang)兩條獨(du)立(li)的(de)電(dian)線(xian)環繞在一(yi)(yi)個(ge)大鐵(tie)環,固定在椅子上,并在其中一(yi)(yi)條導(dao)線(xian)通以(yi)電(dian)流時(shi),另(ling)外(wai)一(yi)(yi)條導(dao)線(xian)竟也產生電(dian)流。他(ta)因此進(jin)行了另(ling)外(wai)一(yi)(yi)項(xiang)實驗,并發(fa)現若移動一(yi)(yi)塊磁鐵(tie)通過導(dao)線(xian)線(xian)圈,則線(xian)圈中將(jiang)有(you)電(dian)流產生。同樣的(de)現象也發(fa)生在移動線(xian)圈通過靜止(zhi)(zhi)的(de)磁鐵(tie)上方時(shi)。
(4)他(ta)的(de)展示向世人(ren)(ren)建立起“磁場(chang)的(de)改變產生(sheng)(sheng)電場(chang)”的(de)觀念(nian)。此關系由法(fa)拉(la)第電磁感(gan)應定律建立起數學模型,并(bing)成為四條(tiao)麥克斯(si)韋方程(cheng)組(zu)之(zhi)一(yi)。這個方程(cheng)組(zu)之(zhi)后(hou)則歸納入場(chang)論之(zhi)中。法(fa)拉(la)第并(bing)依(yi)照(zhao)此定理,發明了(le)早期的(de)發電機,此為現(xian)代(dai)發電機的(de)始祖。1839年他(ta)成功了(le)一(yi)連串的(de)實(shi)驗(yan)帶領人(ren)(ren)類(lei)了(le)解(jie)電的(de)本質。法(fa)拉(la)第使用“靜電”、電池(chi)以及“生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)電”已(yi)產生(sheng)(sheng)靜電相(xiang)吸、電解(jie)、磁力等現(xian)象(xiang)。他(ta)由這些(xie)實(shi)驗(yan),做出與當時主流想(xiang)法(fa)相(xiang)悖的(de)結論,即雖然(ran)來源不同(tong),產生(sheng)(sheng)出的(de)電都是一(yi)樣的(de),另外若改變大小及密度(du)(電壓及電荷),則可產生(sheng)(sheng)不同(tong)的(de)現(xian)象(xiang)。
(5)在(zai)(zai)他生涯的(de)(de)(de)晚年,他提出電(dian)磁(ci)力(li)(li)不僅存在(zai)(zai)于導體(ti)中(zhong)(zhong),更(geng)延伸入導體(ti)附近的(de)(de)(de)空(kong)間里。這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)想(xiang)法(fa)(fa)被(bei)他的(de)(de)(de)同儕排斥,法(fa)(fa)拉(la)第也終究(jiu)沒(mei)有(you)活著看到(dao)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)想(xiang)法(fa)(fa)被(bei)世人所(suo)接受。法(fa)(fa)拉(la)第也提出電(dian)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)概(gai)念:這(zhe)(zhe)些流線(xian)(xian)(xian)由(you)帶電(dian)體(ti)或(huo)者是(shi)磁(ci)鐵的(de)(de)(de)其中(zhong)(zhong)一(yi)極中(zhong)(zhong)放射(she)出,射(she)向另一(yi)電(dian)性的(de)(de)(de)帶電(dian)體(ti)或(huo)是(shi)磁(ci)性異極的(de)(de)(de)物體(ti)。這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)概(gai)念幫(bang)助世人能(neng)夠(gou)將(jiang)抽(chou)象(xiang)的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)場具(ju)象(xiang)化,對于電(dian)力(li)(li)機械(xie)裝(zhuang)置在(zai)(zai)十九世紀的(de)(de)(de)發(fa)展有(you)重大的(de)(de)(de)影響。而這(zhe)(zhe)些裝(zhuang)置在(zai)(zai)之后的(de)(de)(de)十九世紀中(zhong)(zhong)主宰了整個(ge)(ge)工程與(yu)工業界。1845年他發(fa)現了被(bei)他命名為(wei)抗磁(ci)性(diamagnetism)至今則(ze)稱為(wei)法(fa)(fa)拉(la)第效應(ying)的(de)(de)(de)現象(xiang):一(yi)個(ge)(ge)線(xian)(xian)(xian)性極化的(de)(de)(de)光線(xian)(xian)(xian)在(zai)(zai)經過一(yi)物體(ti)介(jie)質時,外加(jia)一(yi)磁(ci)場并(bing)與(yu)光線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)前(qian)進方向對齊,則(ze)此磁(ci)場將(jiang)使光線(xian)(xian)(xian)在(zai)(zai)空(kong)間中(zhong)(zhong)劃出的(de)(de)(de)平(ping)面轉向。他在(zai)(zai)筆記本中(zhong)(zhong)寫(xie)下:“我終于在(zai)(zai)‘闡(chan)釋一(yi)條磁(ci)力(li)(li)曲線(xian)(xian)(xian)’-或(huo)者說‘力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)’-及‘磁(ci)化光線(xian)(xian)(xian)’中(zhong)(zhong)取得(de)成功。”
在(zai)對靜(jing)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)研究中,法拉(la)(la)第(di)發現(xian)在(zai)帶(dai)電(dian)(dian)(dian)導(dao)體上(shang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)僅依附于導(dao)體表(biao)面,且這(zhe)(zhe)些表(biao)面上(shang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)對于導(dao)體內部沒有(you)任何影響。造成這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)原因在(zai)于在(zai)導(dao)體表(biao)面的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)彼此(ci)受到對方的(de)(de)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)力(li)作用(yong)(yong)(yong)而(er)重新(xin)分布至一(yi)穩定狀態,使(shi)(shi)得每個(ge)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)對內部造成的(de)(de)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)力(li)互(hu)相抵銷(xiao)。這(zhe)(zhe)個(ge)效應(ying)稱為遮蔽效應(ying),并被應(ying)用(yong)(yong)(yong)于法拉(la)(la)第(di)籠上(shang)。雖(sui)然法拉(la)(la)第(di)是一(yi)位非常出(chu)色的(de)(de)實(shi)驗學家,他(ta)(ta)的(de)(de)數(shu)學能(neng)力(li)與之相形就(jiu)顯得相當薄弱,只能(neng)計(ji)算簡單的(de)(de)代(dai)數(shu),甚(shen)至難以應(ying)付三角學。不過法拉(la)(la)第(di)懂(dong)得使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)條理(li)清晰且簡單的(de)(de)語言表(biao)達他(ta)(ta)科學上(shang)的(de)(de)想法。他(ta)(ta)的(de)(de)實(shi)驗成果后來被詹姆斯·克(ke)(ke)拉(la)(la)克(ke)(ke)·麥克(ke)(ke)斯韋使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong),并建立(li)起了當今的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁理(li)論的(de)(de)基礎方程式(shi)。
法拉(la)第(di)把磁(ci)力線(xian)和電力線(xian)的(de)重要概念(nian)引(yin)入了(le)物(wu)理學(xue),通(tong)過(guo)強(qiang)調不是磁(ci)鐵本身而是它們之(zhi)間的(de)“場”,為當代(dai)物(wu)理學(xue)中的(de)許多進法拉(la)第(di)展開拓(tuo)了(le)道路,其(qi)中包括(kuo)麥克斯韋(wei)方程。法拉(la)第(di)還發(fa)(fa)現(xian)如果有偏振光通(tong)過(guo)磁(ci)場,其(qi)偏振作用 就會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)變(bian)化。這(zhe)一發(fa)(fa)現(xian)具有特殊(shu)意義,首(shou)次表(biao)明了(le)光與磁(ci)之(zhi)間存在某種關(guan)系。
(1)法(fa)(fa)拉第最早的(de)化(hua)學成果來自于擔(dan)任戴(dai)維助手(shou)的(de)時(shi)期。他花(hua)了很多(duo)心(xin)血(xue)研(yan)究氯(lv)(lv)(lv)氣,1833年.法(fa)(fa)拉第經(jing)過一系列的(de)實驗(yan),發(fa)現當把電流作用在(zai)氯(lv)(lv)(lv)化(hua)鈉的(de)水溶液(ye)時(shi),能夠(gou)獲得(de)氯(lv)(lv)(lv)氣2NaCl+2H?O =2NaOH+H?↑+Cl?↑,并(bing)發(fa)現了兩種(zhong)碳化(hua)氯(lv)(lv)(lv)。
法拉第(di)也是(shi)第(di)一個學者實驗(雖然較為(wei)粗略)觀察氣體擴(kuo)散,此現象(xiang)最早由(you)約翰·道(dao)爾頓發表,并(bing)由(you)湯瑪(ma)斯·葛蘭姆及約瑟夫(fu)·羅(luo)斯密特揭露其重要性(xing)。他(ta)成功的液(ye)化了多種氣體;他(ta)研究過不同的鋼合金,為(wei)了光學實驗,他(ta)制造出多種新型的玻(bo)璃。其中(zhong)一塊樣(yang)品(pin)后來在(zai)(zai)歷史上占有(you)一席之地,因為(wei)在(zai)(zai)一次當(dang)法拉第(di)將此玻(bo)璃放入磁(ci)場中(zhong)時,他(ta)發現了極化光平面(mian)受磁(ci)力(li)(li)造成偏轉及被磁(ci)力(li)(li)排斥。
(2)他(ta)(ta)(ta)也盡心(xin)于創造出一(yi)些化(hua)學的(de)常用(yong)方(fang)法(fa),用(yong)結果(guo)、研究目標以及大眾展示做為(wei)(wei)分類,并從(cong)中獲(huo)得(de)一(yi)些成(cheng)果(guo)。他(ta)(ta)(ta)發明了一(yi)種(zhong)加熱工具,是本(ben)生燈的(de)前身,在科(ke)學實驗室廣(guang)為(wei)(wei)采用(yong),作為(wei)(wei)熱能的(de)來(lai)源。法(fa)拉第(di)在多個(ge)化(hua)學領域中都有所成(cheng)果(guo),發現了諸如苯(ben)等化(hua)學物(wu)(wu)質(他(ta)(ta)(ta)稱此(ci)物(wu)(wu)質為(wei)(wei)雙(shuang)碳(tan)化(hua)氫(bicarburetofhydrogen)),發明氧化(hua)數,將(jiang)如氯(lv)等氣體(ti)液化(hua)。他(ta)(ta)(ta)找出一(yi)種(zhong)氯(lv)水合物(wu)(wu)的(de)組成(cheng),這(zhe)個(ge)物(wu)(wu)質最早在1810年(nian)由戴維發現。
(3)法(fa)拉(la)第也發(fa)(fa)現(xian)了電解(jie)定律,以及推(tui)廣許多專業用語(yu),如陽極(ji)、陰極(ji)、電極(ji)及離子等(deng),這(zhe)些詞(ci)語(yu)大多由威廉·休艾爾發(fa)(fa)明。他還發(fa)(fa)現(xian)了苯。由于這(zhe)些成就(jiu),很多現(xian)代的化學(xue)家視法(fa)拉(la)第為有史以來(lai)最出色的實驗科學(xue)家之一。
(4)法(fa)(fa)拉第(di)還在1825年首先發(fa)現了苯。19世紀初,英(ying)國和其他(ta)歐洲國家一樣,城市(shi)的(de)(de)照明(ming)已普遍使用煤氣。從(cong)生(sheng)產煤氣的(de)(de)原料(liao)中(zhong)制備出煤氣之后,剩(sheng)下一種油狀的(de)(de)液(ye)體(ti)(ti)卻長期無人(ren)問津(jin)。法(fa)(fa)拉第(di)是第(di)一位對(dui)這種油狀液(ye)體(ti)(ti)感興趣的(de)(de)科學家。他(ta)用蒸餾(liu)的(de)(de)方法(fa)(fa)將這種油狀液(ye)體(ti)(ti)進行分離,得到(dao)另一種液(ye)體(ti)(ti),實際上(shang)就是苯。當時法(fa)(fa)拉第(di)將這種液(ye)體(ti)(ti)稱為(wei)“氫的(de)(de)重碳化合物”。