法拉第才華橫溢為人謙遜,他的發明是當今世界使用的電動機的始祖

2020-12-04 張琪帶你吃

法拉第才華橫溢為人謙遜,他的發明是當今世界使用的電動機的始祖

當今是電的時代。當然,我們的時代有時被叫作空間時代,有時又叫作原子時代;然而,空間旅行和原子武器無論具有何等潛在的重要性,對我們日常生活的影響卻大。而電器則經常為我們所使用。實際上,這樣說看來是慎重的,既沒有哪種技術特點像電的使用那樣完全滲透進了現代世界。

許多人對我們掌握電作出了貢獻:査理·奧古斯丁·德·庫侖、亞歷山德羅·伏打伯爵、漢斯·克裡斯蒂安·奧斯忒和安德烈·瑪麗·安培便是其中最重要的人物。但是,在這些人之上雄踞榜首的卻是兩位諱大的英國科學家——麥可·法拉第和詹姆斯·克拉克·麥克斯韋。雖然兩人的工作在油分上互為補充,但他們不是合作者,他們各自取得的成就使他們都有權在本書中佔據高位。

麥可·法拉第1791年出生於英格蘭的紐因頓。他出身於貧苦家,主要靠自學成才。14歲時他成為書籍裝訂學徒和見習圖書銷售員,藉此機會讀了大量書籍。20歲對他聽過英國著名科學家漢弗萊·戴維爵士授課後來成為也的助手。未過數年,法拉第便做出了自己的重大發現。他在數學上雖然基礎較差,但作為實驗物理學家卻是無與倫比的。法拉第在電學上的第一項重要創新是於1821年實現的。兩年前,奧斯忒曾發現:如果電流在靠近普通磁性羅盤指針的導線中通過,那麼羅盤指針便會產生偏斜。法拉第由此想到,如把磁體加以固定,反過來導線就可能出現運動。他據此展開工作,成功地製作了一件精巧的裝置——只要電流從其中的導線中流過,導線便會在磁體附近不停地旋轉。法拉第的發明實際上就是第一臺電動機,即第一件用電流制動有形物體的裝置。法拉第的發明雖然很原始,卻是當今世界使用的所有電動機的始祖。

這是一項巨大的突破。然而,只要找不到除當時那種原始化學電池之外的任何發電方法,其實用價值就仍然有限。法拉第堅信一定能找到某種用磁力發電的途徑並一直在尋找這種途徑。現在知道,磁體強度不變,附近的導線中便不會感生電流。而法拉第在1831年卻發現,如果讓磁體通過一個閉合的線圈,一股電流將在磁體移動的同時從線圈通過。這—效應稱作電磁感應現象。一般認為,發現制約這一現象的規律是法拉第最重大的成就。這是一項不朽的發現。這樣說原因有二。第一,法拉第定律對我們從理論上搞清電磁有著根本的重要性。第二,可以像法拉第人通過製造第一臺發電機證明的那樣,利用電磁感應來產生連續不斷的電流。儘管為我們城市與工廠提供能源的現代發電機遠比法拉第的裝置複雜,這些機器也仍然是根據電磁感應的同樣原理製造的。

法拉第還在化學領域作出了多種貢獻。他找出了將氣體液化的方法。他還發現了多種化學物質,真中包括苯。他在電化學方面的工作有著更大的重要意義,法拉第的精心實驗使兩項電解定律得以確立。這兩項定律均以他的名字命名,並為電化學奠定了基礎。他還使在電化學中使用的大量重要術語,如陽極、陰極、電極和離子得到普及。磁力線和電力線這些重要概念正是由法拉第引進到物理學中去的。他把強調重點放在磁體之間的磁場而不是磁體本身,從而為現代物理學的許多進展,包括麥克斯韋方程組,鋪平了道路。法拉第還發現,如果讓偏振光通過磁場,光的偏振即會改變。這一發現特別重要,因為它是表明光與磁之間存在著聯繫的第一個跡象。

法拉第不但才華橫溢,而且一表堂堂,同時又是很受歡迎的科學方面的講師。但他為人謙遜,對名聲、金錢和榮譽滿不在乎。他曾拒絕接受爵士稱號,還拒絕擔任英國皇家學會主席的職務。他婚姻美滿,但無子嗣。1867年他在倫敦附近去世。

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    但這些研究和發現倒幫助了法拉第在英國皇家科學院晉升職稱,並且在1825年的時候,導師戴維因健康緣故不得不去治病,法拉第就接替了戴維任皇家研究所實驗室主任。時間回到1820年,奧斯特和安培的發現震驚世界。在讀完這兩位學者的論文之後,法拉第重複了他們的實驗,確認是正確的。
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