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電磁感應(yīng)與法拉第的故事
導(dǎo)語(yǔ):歷史上最有影響的人當(dāng)然是說(shuō)法不一,仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智,美國(guó)學(xué)者邁克爾·哈特進(jìn)行的歷史上最具影響力100人排名,他分別細(xì)心挑選一百個(gè)人物評(píng)功論過(guò),排名定位,讓我們一起來(lái)看看法拉第的故事。歡迎大家參考!
我們的時(shí)代是電氣的時(shí)代,不過(guò)事實(shí)上我們有時(shí)稱(chēng)為航天時(shí)代,有時(shí)稱(chēng)為原子時(shí)代,但是不管航天旅行和原子武器的意義多么深遠(yuǎn),它們對(duì)我們的日常生活相對(duì)來(lái)說(shuō)起不了什么作用。然而我們卻無(wú)時(shí)不在使用電器。事實(shí)上沒(méi)有哪一項(xiàng)技術(shù)特征能象電的使用那樣完全地滲入當(dāng)代世界。
許多人對(duì)電都做出過(guò)貢獻(xiàn),查爾斯·奧古斯丁·庫(kù)侖,亞歷山得羅·伏特伯爵,漢斯·克里斯琴·奧斯特,安得烈·瑪麗·安培等就在最重要的人物之列。但是比其他人都遙遙領(lǐng)先的是兩位偉大的英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第和詹姆士·克拉克·麥克斯韋。雖然他倆在一定程度上互為補(bǔ)充,但卻不是合作人。其中各自的貢獻(xiàn)就足以使本人在本名冊(cè)中排列在前。
邁克爾·法拉第1791年生于英國(guó)新英頓。他出生貧寒,主要靠自學(xué)成才。14歲時(shí)他跟一位裝書(shū)兼賣(mài)書(shū)師傅當(dāng)學(xué)徒,利用此機(jī)會(huì)博覽群書(shū)。他在二十歲時(shí)聽(tīng)英國(guó)著名科學(xué)家漢弗利,戴維先生講課,對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣。他給戴維寫(xiě)信,終于得到了為戴維當(dāng)助手的工作。法拉第在幾年之內(nèi)就做出了自己的重大發(fā)現(xiàn)。雖然他的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好,但是作為一名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家他是無(wú)與倫比的。
1821年法拉第完成了第一項(xiàng)重大的電發(fā)明。在這兩年之前,奧斯特已發(fā)現(xiàn)如果電路中有電流通過(guò),它附近的普通羅盤(pán)的磁針就會(huì)發(fā)生偏移。法拉第從中得到啟發(fā),認(rèn)為假如磁鐵固定,線圈就可能會(huì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這種設(shè)想,他成功地發(fā)明了一種簡(jiǎn)單的裝置。在裝置內(nèi),只要有電流通過(guò)線路,線路就會(huì)繞著一塊磁鐵不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。事實(shí)上法拉第發(fā)明的是第一臺(tái)電動(dòng)機(jī),是第一臺(tái)使用電流將物體運(yùn)動(dòng)的裝置。雖然裝置簡(jiǎn)陋,但它卻是今天世界上使用的所有電動(dòng)機(jī)的祖先。
這是一項(xiàng)重大的突破。只是它的實(shí)際用途還非常有限,因?yàn)楫?dāng)時(shí)除了用簡(jiǎn)陋的電池以外別無(wú)其它方法發(fā)電。
人們知道靜止的磁鐵不會(huì)使附近的線路內(nèi)產(chǎn)生電流。1831法拉第發(fā)現(xiàn)第一塊磁鐵穿過(guò)一個(gè)閉合線路時(shí),線路內(nèi)就會(huì)有電流產(chǎn)生,這個(gè)效應(yīng)叫電磁感應(yīng)。一般認(rèn)為法拉第的電磁感應(yīng)定律是他的一項(xiàng)最偉大的貢獻(xiàn)。
用兩個(gè)理由足以說(shuō)明這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可以載入史冊(cè)。第一,法拉第定律對(duì)于從理論上認(rèn)識(shí)電磁更為重要。第二,正如法拉第用他發(fā)明的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)(法拉第盤(pán))所演示的那樣,電磁感應(yīng)可以用來(lái)產(chǎn)生連續(xù)電流。雖然給城鎮(zhèn)和工廠供電的現(xiàn)代發(fā)電機(jī)比法拉第發(fā)明的電機(jī)要復(fù)雜得多,但是它們都是根據(jù)同樣的電磁感應(yīng)的原理制成的。
法拉第對(duì)化學(xué)也做出了貢獻(xiàn)。他發(fā)明了使氣體液化的方法,發(fā)現(xiàn)了多種化學(xué)物質(zhì),其中包括苯,更主要的是他在電化學(xué)方面(對(duì)電流所產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)的研究)所做出的貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)多次精心試驗(yàn),法拉第總結(jié)了兩個(gè)電解定律,這兩個(gè)定律均以他的名字命名,構(gòu)成了電化學(xué)的基礎(chǔ)。他將化學(xué)中的許多重要術(shù)語(yǔ)給予了通俗的名稱(chēng),如陽(yáng)極、陰極、電極、離子等。
是法拉第把磁力線和電力線的重要概念引入物理學(xué),通過(guò)強(qiáng)調(diào)不是磁鐵本身而是它們之間的“場(chǎng)”,為當(dāng)代物理學(xué)中的許多進(jìn)展開(kāi)拓了道路,其中包括麥克斯韋方程。法拉第還發(fā)現(xiàn)如果有偏振光通過(guò)磁場(chǎng),其偏振作用就會(huì)發(fā)生變化。這一發(fā)現(xiàn)具有特殊意義,首次表明了光與磁之間存在某種關(guān)系。
法拉第不僅聰明而且俊美。他是一位頗受歡迎的科學(xué)講演家,然而他謙虛謹(jǐn)慎,把名氣金錢(qián)榮譽(yù)看得十分淡薄。他拒絕接受授予他的爵士身份,還拒絕接受讓他擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席的請(qǐng)求。他的婚后生活幸福、和諧、持久,只是沒(méi)有子女。他于1867年在倫敦附近去逝。
高考物理電磁感應(yīng)知識(shí)點(diǎn)
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
1、只要穿過(guò)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,如果電路不閉合只會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),是1831年法拉第發(fā)現(xiàn)的。
回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的條件是回路所圍面積中的磁通量變化,因此研究磁通量的變化是關(guān)鍵,由磁通量的廣義公式中(是B與S的夾角)看,磁通量的變化可由面積的變化引起;可由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化引起;可由B與S的夾角的變化引起;也可由B、S、中的兩個(gè)量的變化,或三個(gè)量的同時(shí)變化引起。
下列各圖中,回路中的磁通量是怎么的變化,我們把回路中磁場(chǎng)方向定為磁通量方向(只是為了敘述方便),則各圖中磁通量在原方向是增強(qiáng)還是減弱。
。1)圖:由彈簧或?qū)Ь組成回路,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,先把它撐開(kāi),而后放手,到恢復(fù)原狀的過(guò)程中。
(2)圖:裸銅線在裸金屬導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中。
。3)圖:條形磁鐵插入線圈的過(guò)程中。
。4)圖:閉合線框遠(yuǎn)離與它在同一平面內(nèi)通電直導(dǎo)線的過(guò)程中。
。5)圖:同一平面內(nèi)的兩個(gè)金屬環(huán)A、B,B中通入電流,電流強(qiáng)度I在逐漸減小的過(guò)程中。
。6)圖:同一平面內(nèi)的A、B回路,在接通K的瞬時(shí)。
(7)圖:同一鐵芯上兩個(gè)線圈,在滑動(dòng)變阻器的滑鍵P向右滑動(dòng)過(guò)程中。
。8)圖:水平放置的條形磁鐵旁有一閉合的水平放置線框從上向下落的過(guò)程中。
2、閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電流,這是初中學(xué)過(guò)的,其本質(zhì)也是閉合回路中磁通量發(fā)生變化。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流的條件:導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);穿過(guò)線圈的磁量發(fā)生變化時(shí),線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分,或者線圈是閉合的,就產(chǎn)生感應(yīng)電流。從本質(zhì)上講,上述兩種說(shuō)法是一致的,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可歸結(jié)為:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。
二、楞次定律:
1、1834年德國(guó)物理學(xué)家楞次通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出:感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
即磁通量變化感應(yīng)電流感應(yīng)電流磁場(chǎng)磁通量變化。
2、當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流時(shí),用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。
楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流為磁通量變化。
楞次定律是判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的定律,但它是通過(guò)感應(yīng)電流方向來(lái)表述的。按照這個(gè)定律,感應(yīng)電流只能采取這樣一個(gè)方向,在這個(gè)方向下的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是阻礙引起這個(gè)感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量的變化。我們把“引起感應(yīng)電流的那個(gè)變化的磁通量”叫做“原磁道”。因此楞次定律可以簡(jiǎn)單表達(dá)為:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的變化。所謂阻礙原磁通的變化是指:當(dāng)原磁通增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(或磁通)與原磁通方向相反,阻礙它的增加;當(dāng)原磁通減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁通方向相同,阻礙它的減少。從這里可以看出,正確理解感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁通的關(guān)系是理解楞次定律的關(guān)鍵。要注意理解“阻礙”和“變化”這四個(gè)字,不能把“阻礙”理解為“阻止”,原磁通如果增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只能阻礙它的增加,而不能阻止它的增加,而原磁通還是要增加的。更不能感應(yīng)電流的“磁場(chǎng)”阻礙“原磁通”,尤其不能把阻礙理解為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁道方向相反。正確的理解應(yīng)該是:通過(guò)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和原磁通的方向的相同或相反,來(lái)達(dá)到“阻礙”原磁通的“變化”即減或增。楞次定律所反映提這樣一個(gè)物理過(guò)程:原磁通變化時(shí)(原變),產(chǎn)生感應(yīng)電流(I感),這是屬于電磁感應(yīng)的條件問(wèn)題;感應(yīng)電流一經(jīng)產(chǎn)生就在其周?chē)臻g激發(fā)磁場(chǎng)(感),這就是電流的磁效應(yīng)問(wèn)題;而且I感的方向就決定了感的方向(用安培右手螺旋定則判定);感阻礙原的變化——這正是楞次定律所解決的問(wèn)題。這樣一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,可以用圖表理順如下:
楞次定律也可以理解為:感應(yīng)電流的效果總是要反抗(或阻礙)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,即只要有某種可能的過(guò)程使磁通量的變化受到阻礙,閉合電路就會(huì)努力實(shí)現(xiàn)這種過(guò)程:
。1)阻礙原磁通的變化(原始表速);
。2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),可理解為“來(lái)拒去留”,具體表現(xiàn)為:若產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路或其某些部分可以自由運(yùn)動(dòng),則它會(huì)以它的運(yùn)動(dòng)來(lái)阻礙穿過(guò)路的磁通的變化;若引起原磁通變化為磁體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的可動(dòng)回路發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),而回路的面積又不可變,則回路得以它的運(yùn)動(dòng)來(lái)阻礙磁體與回路的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而回路將發(fā)生與磁體同方向的運(yùn)動(dòng);
(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì);
(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)。
利用上述規(guī)律分析問(wèn)題可獨(dú)辟蹊徑,達(dá)到快速準(zhǔn)確的效果。如圖1所示,在O點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán),拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入,判斷在插入過(guò)程中導(dǎo)環(huán)如何運(yùn)動(dòng)。若按常規(guī)方法,應(yīng)先由楞次定律判斷出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向,再由安培定則確定環(huán)形電流對(duì)應(yīng)的磁極,由磁極的相互作用確定導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向。若直接從感應(yīng)電流的效果來(lái)分析:條形磁鐵向環(huán)內(nèi)插入過(guò)程中,環(huán)內(nèi)磁通量增加,環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的效果將阻礙磁通量的增加,由磁通量減小的方向運(yùn)動(dòng)。因此環(huán)將向右擺動(dòng)。顯然,用第二種方法判斷更簡(jiǎn)捷。
應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟:
。1)查明原磁場(chǎng)的方向及磁通量的變化情況;
。2)根據(jù)楞次定律中的“阻礙”確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向;
(3)由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向用安培表判斷出感應(yīng)電流的方向。
3、當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),用右手定則可判定感應(yīng)電流的方向。
運(yùn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例,所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情況下,不如用右手定則判定的方便簡(jiǎn)單。反過(guò)來(lái),用楞次定律能判定的,并不是用右手定則都能判定出來(lái)。如圖2所示,閉合圖形導(dǎo)線中的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng),因?yàn)榭床坏角懈,用右手定則就難以判定感應(yīng)電流的方向,而用楞次定律就很容易判定。
要注意左手定則與右手定則應(yīng)用的區(qū)別,兩個(gè)定則的應(yīng)用可簡(jiǎn)單總結(jié)為:“因電而動(dòng)”用右手,“因動(dòng)而電”用右手,因果關(guān)系不可混淆。
物理學(xué)習(xí)方法
步驟1、模型歸類(lèi)
做過(guò)一定量的物理題目之后,會(huì)發(fā)現(xiàn)很多題目其實(shí)思考方法是一樣的,我們需要按物理模型進(jìn)行分類(lèi),用一套方法解一類(lèi)題目。例如宏觀的行星運(yùn)動(dòng)和微觀的電荷在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)都屬于勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵都是找出什么力_了向心力;此外還有杠桿類(lèi)的題目,要想象出力矩平衡的特殊情況,還有關(guān)于汽車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題的考慮方法其實(shí)同樣適用于起重機(jī)吊重物等等。物理不需要做很多題目,能夠判斷出物理模型,將方法對(duì)號(hào)入座,就已經(jīng)成功了一半。
步驟2、解題規(guī)范
高考越來(lái)越重視解題規(guī)范,體現(xiàn)在物理學(xué)科中就是文字說(shuō)明。解一道題不是列出公式,得出答案就可以的,必須標(biāo)明步驟,說(shuō)明用的是什么定理,為什么能用這個(gè)定理,有時(shí)還需要說(shuō)明物體在特殊時(shí)刻的特殊狀態(tài)。這樣既讓老師一目了然,又有利于理清自己的思路,還方便檢查,最重要的是能幫助我們?cè)诜植襟E評(píng)分的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中少丟幾分。
步驟3、大膽猜想
物理題目常常是假想出的理想情況,幾乎都可以用我們學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)解釋?zhuān)援?dāng)看到一道題目的背景很陌生時(shí),就像今年高考物理的壓軸題,不要慌了手腳。在最后的20分鐘左右的時(shí)間里要保持沉著冷靜,根據(jù)給出的物理量和物理關(guān)系,把有關(guān)的公式都列出來(lái),大膽地猜想磁場(chǎng)的勢(shì)能與重力場(chǎng)的勢(shì)能是怎樣復(fù)合的,取最值的情況是怎樣的,充分利用圖像_的變化規(guī)律和數(shù)據(jù),在沒(méi)有完全理解題目的情況下多得幾分是完全有可能的。
物理學(xué)習(xí)技巧
圖象法
應(yīng)用圖象描述規(guī)律、解決問(wèn)題是物理學(xué)中重要的手段之一。因圖象中包含豐富的語(yǔ)言、解決問(wèn)題時(shí)簡(jiǎn)明快捷等特點(diǎn),在高考中得到充分體現(xiàn),且比重不斷加大。
涉及內(nèi)容貫穿整個(gè)物理學(xué)。描述物理規(guī)律的最常用方法有公式法和圖象法,所以在解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)要善于將公式與圖象合一相長(zhǎng)。
對(duì)稱(chēng)法
利用對(duì)稱(chēng)法分析解決物理問(wèn)題,可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo),直接抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì),出奇制勝,快速簡(jiǎn)便地求解問(wèn)題。像課本中伽利略認(rèn)為圓周運(yùn)動(dòng)最美(對(duì)稱(chēng))為牛頓得到萬(wàn)有引力定律奠定基礎(chǔ)。
估算法
有些物理問(wèn)題本身的結(jié)果,并不一定需要有一個(gè)很準(zhǔn)確的答案,但是,往往需要我們對(duì)事物有一個(gè)預(yù)測(cè)的估計(jì)值。像盧瑟福利用經(jīng)典的粒子的散射實(shí)驗(yàn)根據(jù)功能原理估算出原子核的半徑。
采用“估算”的方法能忽略次要因素,抓住問(wèn)題的主要本質(zhì),充分應(yīng)用物理知識(shí)進(jìn)行快速數(shù)量級(jí)的計(jì)算。
微元法
在研究某些物理問(wèn)題時(shí),需將其分解為眾多微小的“元過(guò)程”,而且每個(gè)“元過(guò)程”所遵循的規(guī)律是相同的,這樣,我們只需分析這些“元過(guò)程”,然后再將“元過(guò)程”進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)方法或物理思想處理,進(jìn)而使問(wèn)題求解。像課本中提到利用計(jì)算摩擦變力做功、導(dǎo)出電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式等都屬于利用微元思想的應(yīng)用。
法拉第的故事
邁克爾.法拉第 (Michael Faraday) 在1791年生于離英國(guó)倫敦不遠(yuǎn)的紐因格頓一個(gè)鐵匠的家中。 他有九個(gè)兄弟姊妹。由于家境貧窮,法拉弟幼年并沒(méi)有受到完整的初等教育。
十四歲那一年,法拉弟在一間書(shū)店學(xué)習(xí)書(shū)本訂裝技術(shù)。這份工作中給予了他很多閱讀的機(jī)會(huì),他尤其喜歡讀物理學(xué)和化學(xué)方面的書(shū)。此外,他經(jīng)常去聽(tīng)各種科普題目的報(bào)告和演講。1812年,學(xué)徒期滿,年輕的法拉弟決定獻(xiàn)身于科學(xué)事業(yè)。他終于在皇家學(xué)院的化學(xué)家戴維身邊得到一份工作。他一面工作,一面學(xué)習(xí)。他的科學(xué)視野也漸漸地開(kāi)闊了。
1815年,法拉弟陪同戴維教授自歐洲大陸旅行講學(xué)歸來(lái)后,除了協(xié)助戴維進(jìn)行化學(xué)試驗(yàn)之外, 自己開(kāi)始獨(dú)立從事一些小實(shí)驗(yàn)。他在往后的十年中進(jìn)行了各方面的實(shí)驗(yàn)。1842年,法拉弟被選為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。一年后,他發(fā)現(xiàn)了一種重要的碳?xì)浠衔铹ぉけ健?同年,任皇家實(shí)驗(yàn)室主任,不久,又任化學(xué)教授,并接替了戴維死后留下的職位。
1831年是法拉弟作出重大發(fā)現(xiàn)的一年。他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象, 這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)奠定了日后電工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。與此同時(shí),他還研究了電流的化學(xué)作用。1833年,法拉弟發(fā)現(xiàn)了電流化學(xué)的兩個(gè)定律,后來(lái)這兩個(gè)定律就以他的名字來(lái)命。1845年, 他經(jīng)過(guò)病愈后又重新置身于研究工作之中,并發(fā)現(xiàn)了抗磁性。
1858年,法拉弟離開(kāi)皇家學(xué)院,遷到倫敦附近漢普頓.科爾特的住宅, 這所房子為英國(guó)女王所賜。他晚年最大的痛苦是失去記憶力。雖然他們夫妻沒(méi)有子女,但他卻在幸福的家庭中渡過(guò)了自己的一生。1867年,法拉弟死于漢普頓.科爾特。
在法拉弟連年取得科學(xué)成果的日子里,他不斷收到各種誘人的建議。 高達(dá)十二倍的工資在誘惑他,各種不同的職務(wù)在等著他,英國(guó)貴族院要授予他以貴族封號(hào),皇家學(xué)院聘請(qǐng)他為學(xué)會(huì)主席。但是法拉弟一概予以謝絕了!干系郯羊滖尜n給誰(shuí), 那就是上帝要誰(shuí)死。」他對(duì)妻子這樣說(shuō):「我父親是個(gè)鐵匠的助手,兄弟是個(gè)手藝人,曾幾何時(shí),為了學(xué)會(huì)讀書(shū),我當(dāng)了書(shū)店的學(xué)徒。我的名字叫邁克爾.法拉第,將來(lái), 刻在我的墓碑上的也唯有這一名字而已!
物理名人法拉第介紹
一、生平簡(jiǎn)介
法拉第(Michael Faraday,1791~1867年),英國(guó)家、化學(xué)家。1791年9月22日生于倫敦。父親是鐵匠,母親識(shí)字不多,法拉第從小生長(zhǎng)在貧苦的家庭中,不可能受到較多的教育。9歲時(shí),父親去世了。法拉第不得不去文具店當(dāng)學(xué)徒。1805年到書(shū)店當(dāng)圖書(shū)裝訂工,這使他有機(jī)會(huì)接觸到各類(lèi)書(shū)籍。每當(dāng)他接觸到有趣的書(shū)籍時(shí)就貪婪地讀起來(lái),尤其是百科全書(shū)和有關(guān)電的書(shū)本,簡(jiǎn)直使他著了迷。繁重的體力勞動(dòng),無(wú)知和貧窮,都沒(méi)有能阻擋法拉第向科學(xué)進(jìn)軍。
有一次,法拉第去聽(tīng)著名科學(xué)家戴維的講座,他認(rèn)真地記筆記,并把它裝成精美的書(shū)冊(cè)。然后把這本筆記本和一封毛遂自薦的信于1812年圣誕節(jié)前夕,一起寄給戴維。在戴維的介紹下,法拉第終于進(jìn)入皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室并當(dāng)了他的助手。
法拉第在實(shí)驗(yàn)室工作半年后,隨戴維去歐洲旅行。對(duì)法拉第來(lái)說(shuō),這次旅行相當(dāng)于上了“社會(huì)大學(xué)”,他結(jié)識(shí)了許多科學(xué)家,如蓋2呂薩克、安培等,還學(xué)到許多科學(xué)知識(shí),大開(kāi)眼界。法拉第回國(guó)后,發(fā)揮出驚人的才干,不斷取得成果。
1821年他任皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室總監(jiān)。1824年被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1825年接替戴維任實(shí)驗(yàn)室主任。1846年法拉第榮獲倫福德獎(jiǎng)?wù)潞突始覄渍隆?/p>
1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這在物理學(xué)上起了重大的作用。1834年他研究電流通過(guò)溶液時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)變化,提出了法拉第電解定律。
法拉第不計(jì)較名譽(yù)地位,更不計(jì)較錢(qián)財(cái)。他拒絕了制造商的高價(jià)聘請(qǐng),謝絕了大家提名他為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)和維多利亞女皇準(zhǔn)備授與他的爵位,終身在皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室工作,甘愿當(dāng)個(gè)平民邁克爾2法拉第。 1867年8月25日法拉第與世長(zhǎng)辭。
二、科學(xué)成就
1.在物理學(xué)方面
法拉第在物理學(xué)方面的主要貢獻(xiàn)是對(duì)電磁學(xué)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,總結(jié)出電磁感應(yīng)定律;發(fā)明了電磁學(xué)史上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī);發(fā)現(xiàn)了電解定律;提出電場(chǎng)、磁場(chǎng)第重要概念。他是十九世紀(jì)電磁域中最偉大的實(shí)驗(yàn)家。他寫(xiě)成的巨著《電學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究》,收集了3362個(gè)條目,詳細(xì)記述了他做過(guò)的實(shí)驗(yàn),總結(jié)出帶有規(guī)律性的成果,是一部珍貴的科學(xué)文獻(xiàn)。
(1)制作了歷史上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)
1821年9月3日,法拉第重做了奧斯特的實(shí)驗(yàn),他用小針?lè)旁诜旁谳d流銅導(dǎo)線周?chē)牟煌恢茫l(fā)現(xiàn)小磁針有沿著環(huán)繞以導(dǎo)線為軸的圓周旋轉(zhuǎn)的傾向。根據(jù)這一現(xiàn)象,法拉第設(shè)計(jì)制作了一種“電磁旋轉(zhuǎn)器”,讓載有電流的導(dǎo)線在一個(gè)馬蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),這就是科學(xué)史上最早的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)
(2)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
1831年8月,法拉第用一個(gè) 英寸厚、外徑6英寸的軟鐵圓環(huán),繞有兩股約緣線圈A和B,B的兩端用一條導(dǎo)線連成一個(gè)閉合回路,導(dǎo)線下面平行放置一根磁針。A和一組電池組、一個(gè)開(kāi)關(guān)連接成另一個(gè)閉合回路。法拉第發(fā)現(xiàn),在合上開(kāi)關(guān)有電流通過(guò)線圈A的瞬間,磁針偏轉(zhuǎn);斷開(kāi)開(kāi)關(guān)切斷電流的瞬間,磁針也偏轉(zhuǎn)。但是法拉第并不滿足,立即提出了兩個(gè)十分深刻的問(wèn)題。第一,上述實(shí)驗(yàn)中是否一定要用軟鐵磁環(huán),沒(méi)有行不行?第二,線圈A是否可以不要,改用磁棒代替?10月17日法拉第做了一個(gè)現(xiàn)在人們熟知的,他用一個(gè)接有電流計(jì)、線圈的閉合回路,把一根永久磁棒迅速插入線圈或迅速拔出,都可以發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。法拉第在11月24日,向英國(guó)倫敦皇家學(xué)會(huì)報(bào)告了他的重大發(fā)現(xiàn),歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種情
況:一、變化著的電流;二、變化著的磁;三、運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)恒電流;四、運(yùn)動(dòng)的磁鐵;五、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線。法拉第在報(bào)告中,把他所觀察的現(xiàn)象正式定名叫“電磁感應(yīng)”。
(3)在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律
1851年在《論磁力線》一書(shū)中正式提出電磁感應(yīng)定律:“形成電流的力和所切割的磁力線根數(shù)成正比。”
(4)制成第一臺(tái)圓盤(pán)發(fā)電機(jī)
在發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象以后,法拉第設(shè)計(jì)了圓盤(pán)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)把一個(gè)銅盤(pán)放在一個(gè)大的馬蹄形磁鐵的兩極中間,銅盤(pán)的軸和邊緣各引出一根導(dǎo)線,同電流計(jì)相連,構(gòu)成閉合回路。當(dāng)銅盤(pán)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,電流計(jì)指示出回路中有電流產(chǎn)生。這就是發(fā)電機(jī)的雛形。
(5)提出了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的概念
法拉第的又一個(gè)重要成果,是提出了場(chǎng)的概念和力線的圖象。他反對(duì)電、磁之間超距作用的說(shuō)法,設(shè)想帶電體、磁體或電流周?chē)臻g存在一種從電或磁激發(fā)出來(lái)的物質(zhì),它們無(wú)所不在,是一種象以太那樣的連續(xù)介質(zhì),起到傳遞電力、磁力的媒介作用。他把這些物質(zhì)稱(chēng)做電場(chǎng)、磁場(chǎng)。法拉第還憑借著驚人的想象力,和流體力學(xué)中的流場(chǎng)類(lèi)比,提出電場(chǎng)和磁場(chǎng)是由力的線和力的管子組成的,正是這些力線、力管,把不同的電荷、磁體或電流連接在一起。1852年,他用鐵粉顯示出磁棒周?chē)帕的形狀。
(6)暗示了電磁波存在的可能性,并預(yù)言了光可能是一種電磁振動(dòng)的傳播
1832年,法拉第還用極深邃的物理洞察力對(duì)光和電的關(guān)系作出了研究。他給英國(guó)倫敦皇家學(xué)會(huì)寫(xiě)了一封密封信,信上寫(xiě)著:“現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)收藏在皇家學(xué)會(huì)的檔案館里的一些新的觀點(diǎn)!边@封信在檔案館里躺了一百多年,直到1938年才為后人重新發(fā)現(xiàn),啟了封。法拉第在信中預(yù)言了磁感應(yīng)和電感應(yīng)的傳播,暗示了電磁波存在的可能性,還預(yù)言了光可能是一種電磁振動(dòng)的傳播。他還發(fā)現(xiàn)了光的偏振面在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的旋光效應(yīng)。
2.在化學(xué)方面的貢獻(xiàn)
(1)法拉第發(fā)現(xiàn)了電解第一和第二定律,開(kāi)創(chuàng)了電化學(xué)領(lǐng)域,并且引入了陽(yáng)極、陰極、陰離子,陽(yáng)離子等現(xiàn)在仍在普遍使用的術(shù)語(yǔ)。
(2) 他研究了氯,發(fā)現(xiàn)兩種新的氯化碳,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了氣體擴(kuò)散和幾種氣體的液化,還研究了合金鋼的性能,等等。
三、趣聞?shì)W事
1.當(dāng)年提攜恩情重,后來(lái)排擠反為仇。
1812年12月的一天,英國(guó)青年化學(xué)家戴維爵士正在家里養(yǎng)病,一清早仆人把一大堆郵件整整齊齊放到沙發(fā)旁邊的茶幾上。戴維隨手取出一只最大的信封,拆開(kāi)來(lái)一看,是一本厚厚的書(shū),有368頁(yè)。硬封面上燙了金字:“戴維爵士講演錄”。奇怪,那個(gè)出版商連招呼都不打一聲,借了我的名字出書(shū)?再翻開(kāi)內(nèi)頁(yè),原來(lái)這300多頁(yè)書(shū)竟是用漂亮的字體手工抄寫(xiě)的,而且?guī)Ц搅瞬簧倬赖牟鍒D。這下戴維如附墜入五里霧中,莫名妙了。翻著,書(shū)中落下一張信箋,原來(lái)是封短信,大意是:“我是一個(gè)剛剛滿師的訂書(shū)學(xué)徒,很熱愛(ài)化學(xué),有幸聽(tīng)過(guò)您4次講演,整理了這本筆記,現(xiàn)送上。如能蒙您提攜,改變我目前的處境,將不勝感激云云。最后的簽名是邁克爾2法拉第(1791~1867),戴維將信看了兩遍,想自己也是苦出生,小時(shí)候挺淘氣,多虧了倫福德伯爵的提攜才有了今天,想到這里,不由動(dòng)了惻隱之心,竟提起大鵝毛筆寫(xiě)了一封回信:
先生:
承蒙寄來(lái)大作,讀后不勝愉快。它展示了你巨大的熱情,記憶力和專(zhuān)心致志的精神。最近我不得不離開(kāi)倫敦,到一月底才能回來(lái),到時(shí)我將在你方便的時(shí)候見(jiàn)您。我很樂(lè)意為你效勞,我希望這是我力所能及的事!2戴維
在戴維的大力推薦下,1812年3月法拉第才告別了整整干了7年的訂書(shū)工生涯,到皇家學(xué)院上班,擔(dān)任了實(shí)驗(yàn)室的助理工。
1820年皇家學(xué)會(huì)的沃拉斯特會(huì)在了解了奧斯特的實(shí)驗(yàn)后,他想:既然電與磁有聯(lián)系,電能讓磁動(dòng),磁為何不能讓電也動(dòng)呢?他找過(guò)戴維,還設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),在大磁鐵旁放一根通電導(dǎo)線,看看它會(huì)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),可沒(méi)有成功。1821年當(dāng)法拉第發(fā)現(xiàn)了載流導(dǎo)線繞磁體旋轉(zhuǎn)的論文后,卻傳來(lái)了一些流言蜚語(yǔ),說(shuō)法拉第剽竊別人的成果,而散布這種言論的正是戴維。法拉第陷入十分苦惱之中,但是法拉第不愿因此與恩師反目,再說(shuō)這些年來(lái)他也逆來(lái)順受慣了。所以他在親自登門(mén)向沃拉斯特解釋之后,就悄然退出了電磁研究領(lǐng)域,而將注意力轉(zhuǎn)向化學(xué)。這種人際關(guān)系的內(nèi)耗使科學(xué)事業(yè)蒙受了損失。當(dāng)時(shí)法拉第已經(jīng)在日記中寫(xiě)下了“轉(zhuǎn)磁為電”幾個(gè)字。如果戴維此時(shí)能幫他一把的話,電磁感應(yīng)現(xiàn)象也不會(huì)等到10年之后才被發(fā)現(xiàn)了。
1823年3月法拉第液化氯氣成功了;始覍W(xué)會(huì)的會(huì)員們十分贊賞法拉第的才華,有29人(其中有沃拉斯特)聯(lián)名報(bào)他當(dāng)會(huì)員。戴維聽(tīng)說(shuō)此事大發(fā)雷霆,氣沖沖地要法拉第去劃掉自己的名字,還說(shuō)服學(xué)會(huì)的教授們撤銷(xiāo)對(duì)泊拉第作為會(huì)員候選人的提名。1824年1月在皇家學(xué)會(huì)就法拉第的會(huì)員資格進(jìn)行無(wú)記名投標(biāo),其中有一張反對(duì)票,就是戴維投的。正是:當(dāng)年提攜恩情重,今天排擠反為仇。戴維這個(gè)人的心態(tài)也夠復(fù)雜的。
法瓣第一生中一直對(duì)自己的恩師懷著敬重和感激之情,晚年,法拉第還經(jīng)常指著墻上戴維的畫(huà)像顫抖地說(shuō):“這是一位偉大的人呀!”
2.從無(wú)意中的覺(jué)察到偉大的發(fā)現(xiàn)
在法拉第的思想中,確信物理學(xué)所涉及的自然界的各種力是互相緊密地聯(lián)系著的。他分析了電流的磁效應(yīng)以后認(rèn)為,既然電可以產(chǎn)生磁,反過(guò)來(lái)磁也應(yīng)該能產(chǎn)生電。他在1822年的一篇日記中就寫(xiě)了這樣的話:“把磁轉(zhuǎn)化成電。”法拉第朝著這個(gè)目標(biāo),堅(jiān)定不移地堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)、研究近十年,經(jīng)歷五次重大失敗,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
1831年8月,法拉第做了一個(gè)新裝置。他在直徑6英寸的鐵環(huán)的半邊,用銅絲繞成線圈,接上電流計(jì);在鐵環(huán)的另一半也紅了一組線圈,接到由100個(gè)伏打電池連成的電池組上。合閘,法拉第覺(jué)得電流計(jì)的指針晃動(dòng)了一下,他定神細(xì)看,指針仍指在零點(diǎn),法拉第查看了桌上的儀器:A段的線圈仍連著電池組,B段的線圈仍連著電流計(jì)!叭绻羔樥娴膭(dòng)過(guò)了,它應(yīng)該不斷地來(lái)回?cái)[動(dòng),或者偏向一邊啊!可現(xiàn)在指針為什么又指在零點(diǎn)不動(dòng)呢?”法拉第想不出個(gè)所以然,只得手拆線了。這時(shí)電流計(jì)上的指針又動(dòng)了。這一回他看清楚了。這次指針是向與剛才相反的方向偏轉(zhuǎn),接著又回到了零點(diǎn),法拉第反復(fù)地合上、拉開(kāi)電閘,見(jiàn)到指針不住地來(lái)回?cái)[動(dòng)。為什么指針總是這樣來(lái)回?cái)[動(dòng)呢?法拉第百思不得其解。他給朋友查理2菲利浦斯的信中說(shuō):“我目前正忙于電磁研究,而且我想,我已經(jīng)抓到了一點(diǎn)苗頭,但是一時(shí)還講不出什么道理?墒俏以谌σ愿爸螅詈髲乃镒サ降模赡懿皇且粭l魚(yú),而是根稻草!
發(fā)現(xiàn)了由磁生電的現(xiàn)象之后,法拉第又經(jīng)過(guò)二個(gè)月的奮戰(zhàn),他找到了一種更為簡(jiǎn)單的辦法,用一根第形磁鐵和一個(gè)閉合線圈,也可以獲得這種大小、方向不斷變化的電流。
法拉第就在不斷重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,領(lǐng)悟到磁并不能產(chǎn)生電,只有運(yùn)動(dòng)的磁才能生電!許多年來(lái),那么多有才華的科學(xué)家孜孜不倦、苦心探索的問(wèn)題,答案竟是如此簡(jiǎn)單。他們之所以在電磁的大門(mén)外徘徊不前,原來(lái)是“靜電”和“靜磁”的框架束縛了他們的頭腦。這說(shuō)怪也不怪,大凡人們?cè)谒伎紗?wèn)題的時(shí)候,總喜歡按習(xí)慣的方法和現(xiàn)有的思想體系來(lái)進(jìn)行邏輯推理,這叫做思維定勢(shì)。到了這一步創(chuàng)造能力已被窒息,再要前進(jìn)就困難了。這時(shí)需要有膽識(shí)過(guò)人的科學(xué)家,敢于打破常規(guī),另辟蹊徑,才能出奇制勝。法拉第的成功也正在于這一點(diǎn),另外他的運(yùn)氣也挺不錯(cuò),這也很重要,俗話說(shuō):“謀事在人,成事在天”!
3.“嬰兒”的誕生預(yù)示著電氣化時(shí)代的到來(lái)
再說(shuō)法拉第發(fā)現(xiàn)了“動(dòng)磁生電”現(xiàn)象之后,很快總結(jié)它的規(guī)律。這一規(guī)律啟發(fā)了法拉第去研制一種發(fā)電機(jī):使導(dǎo)體有規(guī)律地切割磁力線,從而產(chǎn)生一股持續(xù)的電流來(lái)。經(jīng)過(guò)幾天的琢磨,10月28日法拉第在他的日記本上畫(huà)出了他構(gòu)想的發(fā)電機(jī)草圖。
一天法拉第在皇家學(xué)會(huì)表演他的發(fā)電機(jī)時(shí),一位貴婦人冷冷地說(shuō):“這玩意兒有什么用呢?”法拉第機(jī)智地回答:“夫人,你不應(yīng)當(dāng)去問(wèn)一個(gè)剛出生的嬰兒會(huì)有什么出息,誰(shuí)也不能預(yù)料嬰兒長(zhǎng)大成人之后會(huì)怎么樣?”
4.不愛(ài)金錢(qián)愛(ài)科學(xué)
法拉第從小就善于思考,經(jīng)常提出一些有意義的問(wèn)題。有一天,他到一家訂戶送報(bào),突然對(duì)花園的欄桿出了神,心想:如果我的頭伸進(jìn)欄桿里,而身子還在欄桿外,那么我究竟應(yīng)該算在欄桿的哪一邊呢?法拉第好提問(wèn)題,以至別人這樣來(lái)形容他:他的頭“老是往前伸著,好象隨時(shí)準(zhǔn)備向別人提問(wèn)題似的! 法拉第在書(shū)店學(xué)徒時(shí),他不但博覽群書(shū),而且用它們作指導(dǎo),在宿舍里做了許多實(shí)驗(yàn)。他的工錢(qián)除了吃飯以外,幾乎全部花在買(mǎi)實(shí)驗(yàn)用品上。后來(lái)法拉第聽(tīng)了戴維的講演,更下定了“獻(xiàn)身于科學(xué)”的決心。據(jù)說(shuō)法拉第為了進(jìn)皇家學(xué)院室工作,戴維曾經(jīng)同他進(jìn)行過(guò)如下的談話,戴維一邊指著自己手上、臉上的傷疤,一邊對(duì)法拉第說(shuō):“牛頓說(shuō)過(guò):‘科學(xué)是個(gè)很厲害的女主人,對(duì)于為她獻(xiàn)身的人,只給予很少的報(bào)酬!粌H吝嗇,有時(shí)候還很兇狠呢。你看,我為她效勞十幾年,她給我的就是這樣的獎(jiǎng)賞!狈ɡ(jīng)堅(jiān)定地說(shuō):“我不怕這個(gè)!”戴維又說(shuō):“這里工資很低,或許還不如你當(dāng)訂書(shū)匠掙的錢(qián)多呢!”法拉第回答說(shuō):“錢(qián)多少我不在乎,只要有飯吃就行!贝骶S追問(wèn)一句:“你將來(lái)不會(huì)后悔吧?”法拉第頻頻點(diǎn)頭說(shuō):“我決不后悔!”就這樣,法拉第正式踏進(jìn)了科學(xué)的殿堂。
法拉第在科學(xué)的征途上走過(guò)了半個(gè)多世紀(jì),他始終如一地實(shí)踐了自己“獻(xiàn)身于科學(xué)”的諾言。由于法拉第在電學(xué)和化學(xué)研究上出了名,有一段時(shí)間,法院曾經(jīng)聘請(qǐng)他做專(zhuān)家作證的工作。在不到一年時(shí)間里,法拉第獲得了五千鎊的報(bào)酬。這時(shí)候,一位朋友勸法拉第辭去皇家學(xué)會(huì)的研究工作,告訴他“如果繼續(xù)干下去,每年可以穩(wěn)賺二萬(wàn)五千鎊”。當(dāng)時(shí)皇家學(xué)會(huì)每年給法拉第的報(bào)酬只有五百鎊。愛(ài)科學(xué)不愛(ài)金錢(qián)的法拉第經(jīng)過(guò)鄭重考慮,為了專(zhuān)心進(jìn)行科學(xué)研究,毅然辭去了專(zhuān)家作證的工作。
法拉第經(jīng)常不分晝夜地在實(shí)驗(yàn)室里工作,為了利用每一分鐘時(shí)間,凡是和實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的事情,他盡量推辭、謝絕;他不去朋友家吃飯;不上劇院看戲。他不停地做實(shí)驗(yàn),記筆記。在他的實(shí)驗(yàn)日記上,記滿了“沒(méi)有效果”、“沒(méi)有反應(yīng)”、“不行”、“不成”等字樣。1855年出版的八卷《法拉第日記》就是他日夜辛勤工作的明證,他的一系列重大科學(xué)成果,就是他心血和汗水的結(jié)晶。法拉第退休以后還念念不忘皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)常去那里掃地、擦桌子、整理儀器。
法拉第不計(jì)較名譽(yù)地位,更不計(jì)較錢(qián)財(cái),他拒絕了制造商的高薪聘請(qǐng),謝絕了大家提名他為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)和維多利亞女皇授與他的爵位,終身在皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室工作,甘原當(dāng)個(gè)平民,1867年8月25日,他在倫敦去世,盡管法拉第一生中獲得各國(guó)贈(zèng)給他的學(xué)位和頭銜多達(dá)94個(gè),而遵照他的“一輩子當(dāng)個(gè)平凡的邁克爾2法拉第”的意原,他的遺體被安葬在海洛特公墓,墓碑上只刻著三行字:邁克爾2法拉第,生于1791年9月22日,歿于1867年8月25日。后人為了紀(jì)念法拉第,特意用他的名字來(lái)命名電容的單位,簡(jiǎn)稱(chēng)“法”。
5.坐在椅子上平靜地離開(kāi)了人間
法拉第在研究電感應(yīng)和磁感應(yīng)傳播時(shí),一時(shí)還不能完整地表述出自己的新思想,感到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)也不夠,于是他把自己的想法先寫(xiě)了下來(lái),信中說(shuō):
我傾向于把磁力從磁極向上散布,比作受擾動(dòng)的水面的振動(dòng),或者比作聲音現(xiàn)象中空氣的振動(dòng);也就是說(shuō),我傾向于認(rèn)為,振動(dòng)理論將適用于電和磁的現(xiàn)象,正像它適用聲音,同時(shí)又很可能適用于光那樣。??——邁2法拉第于皇家學(xué)院,1832年3月12日
法拉第小心翼翼地將信封好,存放在皇家學(xué)院的保險(xiǎn)箱里,希望有一天自己的想法會(huì)有知音,并得到發(fā)展和證實(shí)。光陰荏苒,彈指整整23年過(guò)去了,還未見(jiàn)有人問(wèn)津這個(gè)領(lǐng)域,此時(shí)法拉第已經(jīng)垂垂老矣。想到自己的理論也許再要過(guò)一百年才能人發(fā)現(xiàn),心里不覺(jué)有點(diǎn)凄然,他感嘆說(shuō)道:“那個(gè)時(shí)候我也許是看不見(jiàn)嘍!”且說(shuō)那天法拉第正在嘆息不已時(shí),突然,放在桌上新到專(zhuān)業(yè)期刊上一篇醒目的標(biāo)題跳入了他的眼簾:《論法拉第的力線》。法拉第一陣激動(dòng),他如饑似渴地將論文讀了一遍,真是一篇好文章。∥恼掳逊ɡ诔錆M力線的比作一種流體場(chǎng),又借助了流體力學(xué)的研究成果,推導(dǎo)出一組矢量微分方程。法拉第想自己從小失學(xué),最缺的就是數(shù)學(xué),現(xiàn)在突然降下了這么一位理解自己思想,又長(zhǎng)于數(shù)學(xué)和幫手,真是高興得樂(lè)不可支!肮业睦碚摵罄^有人了!”法拉第感到無(wú)限的欣慰。
幾年后,也就是1860年,70高齡的法拉第在自己的寓所里會(huì)見(jiàn)了比他年輕40歲的麥克斯韋,他高興地說(shuō):“當(dāng)我知道你用數(shù)學(xué)來(lái)構(gòu)造這一主題,起初我?guī)缀鯂槈牧耍殷@訝地看到,你處理得如此之好啊!”“先生能給我指出論文的缺點(diǎn)嗎?”麥克斯韋靦腆地說(shuō),“這是一篇出色的文章,”法拉第想了想說(shuō):“可是你不應(yīng)當(dāng)停留于用數(shù)學(xué)來(lái)解釋我的觀點(diǎn),而應(yīng)該突破它!边@句話鼓勵(lì)了麥克斯韋不懈地努力,去攀登經(jīng)典電磁理論的頂峰,他終于在1865年前建立起了完整的電磁場(chǎng)理論方程。
1867年8月25日幸運(yùn)的法拉第在看到了自己的理論后繼有人,經(jīng)典電磁學(xué)理論大廈完全竣工之后,坐在椅了上平靜地離開(kāi)了人間。
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