• 法拉第简介:杰出的实验天才

  • 发布时间:2017-08-20 22:39 浏览:加载中
  •   迈克尔·法拉第(1791—1867)是著名的物理学家、化学家和物理化学家。发现电磁感应现象、电解定律和光与磁的基本关系,创立现代电磁场的基本观念。为人类进入电气化时代做出了杰出的贡献。

      法拉第出身于英国伦敦南萨里郡的纽英顿一个铁匠家庭。他5岁时,家搬到了伦敦曼彻斯特广场附近的一条小巷里。他的父亲是个穷铁匠,身体有病干不了活,全家的生活常常靠慈善机关的救济来勉强维持,有时一个星期他只能吃到一个面包。所以法拉第一生中几乎没有受过什么正规教育。

      法拉第12岁时,到一个名叫里波所经营的书店里当了报童。一年后,里波正式收他当装订学徒工。法拉第干活非常认真,在很短的时间里就学会了装订书籍的手艺。工作之余他利用所有的时间去拼命读书,有如巨大的海绵一样在知识的海洋中贪婪地吸吮着。书是人类知识的宝库,法拉第正是通过勤奋读书才走上了他的科学之路的。当他在读《大英百科全书》和玛西特夫人的《化学漫谈》时,不仅被书里讲的电现象和那些化学实验深深地吸引住,还照着书上的实验方法一个一个地去试着做。

      1810年初,法拉第在街上看到了一张塔特姆先生举办的“自然哲学讲演”公告,为了能听到塔特姆的报告和表演,他四处求助,终于如愿以偿。在近两年的时间里,他听了塔特姆先生十几次讲演。他把听讲记录经过精心的整理,并装订成书,使得来此装订书的皇家学院的亚当斯先生看后感到惊讶,遂送了他几张皇家学院由戴维主讲的演讲会的票。法拉第听了后,深受感动,他决心去寻找自己的科学道路。在戴维的帮助下,他如愿到了皇家学院工作。法拉第在皇家学院工作非常勤奋,并很快就掌握了实验技术,成为英国化学家戴维的得力助手。戴维一生中有过许多重大发现,但就像他后来所说:“我一生中最伟大的发现,是法拉第。”

      1813年10月至1815年3月,法拉第跟随戴维途经法国、意大利、瑞士等地,有机会会见了当时许多知名的科学家和参观了他们的实验室,使他的眼界大开,他把这次旅行看作是一所“社会大学”。

      1815年,法拉第回到英国,开始独立进行科学研究,显露出了惊人的才干,成果累累。1816年,他首次在《科学季刊》上发表了他的第一篇科学论文《多斯加尼本生石灰的分析》。1817年至1818年,他发表了17篇化学分析方面的论文。其论文涉及的面很广,如安息香酸性质和棕榈酸成分分析等。1820年,他把化学分析用于社会和生活方面。1821年,法拉第任皇家学院实验室总监和代理实验室主任,并开始进行电和磁的研究。

      1821年4月的一天,戴维的朋友沃拉斯顿教授来到实验室,要求戴维帮助做一个实验,即在两个金属碗中间夹一根通电导线,再拿一根磁棒移近导线,导线就会绕着自己的轴旋转起来。但他们试了几次都失败了。沃拉斯顿请法拉第想办法减少导线与金属碗之间的摩擦,也未做成。后来,法拉第通过反复的实验和思考,并仔细地考察了沃拉斯顿的实验,认识到通电导线在磁场作用下不可能发生“自转”。假如使磁体固定,则通电导体可能会绕磁体“公转”;假如导线固定,则磁体可能会绕导线转动。这样,他制作了一个“电磁旋转器”,并获得成功。他于1821年10月21日发表了他的第一篇电磁学论文《论某些新的电磁运动兼磁学理论》,总结了他的这一发现。

      法拉第在实现了电流使磁体的转动后,他联系到磁铁可以使铁块感应带磁,静电可以使导体感应带电,电流能产生磁等现象进行了反复考虑后,于1822年在他自己的日记中写下了一个崭新的研究课题:“把磁转变成电”。但是由于他要做的研究太多,没有能集中全部精力来研究这个课题。1823年他研究并发现光偏振面的磁场中的旋转,即磁致旋光效应。1824年,他被选为皇家学会会员。1825年他接替戴维任英国皇家学会实验室主任。

      1813年法拉第在10天之中进行了一系列的实验,令人信服地证实了电磁感应现象,即磁场强度的变化会感生电流。法拉第在这些实验的基础上设计了一套装置,将铜盘在大的永久磁极间旋转,把盘的轴心和边缘接上导线就引出电流,这就成功地制造出了世界上第一台发电机。电磁感应现象的发现,在电学发展史上是一划时代的发现,它预示着人类即将进入电气化的时代。为阐述这些带根本性的发现,他先后提出了磁力线和电力线概念,以弥补他的数学知识的不足。法拉第的力线及其相互关系的概念极为重要,后来麦克斯韦在此基础上推导出一组方程,成为现代电磁理论的基础。法拉第的另一重要发现是就电解质的作用创立了相对电容率(即电解常数)的概念,后来电容的单位法拉就是以他的姓氏命名。除此之外,法拉第还证明五种不同形式的电,如摩擦电、伽伐尼电、伏打电、感应电及温差电,其本质都是一样的。此外,1833年到1834年他还得出电解的基本定率即法拉第电解定律;1834年发现了自感现象;1845年发现了磁光效应,同年又发现了物质的抗磁性;1851年他发表了《论磁力线》的论文,文中用磁力线的概念成功地描述了电磁感应定律。总之,他创造出许多至今仍被普遍采用的电学术语。

      法拉第是世界上最杰出的实验天才,他一生致力于科学研究事业,从不图虚荣。他把成名后世界各国赠给他的所有荣誉状和奖章都收藏起来,连最亲近的朋友都没有给看过,他说:“我从来没有为追求这些荣誉而工作。”

      1867年8月25日,法拉第在他的坐椅上安安静静地去世了。他为科学事业贡献了他的毕生精力。遵照他生前的遗言,参加葬礼的只有他家里的几个亲人,他被安葬在海格特公墓。墓碑上也只刻着三行字:

      迈克尔·法拉第

      生于一七九一年九月二十二日

      殁于一八六七年八月二十五日

      法拉第的一生之所以能对科学做出如此巨大的贡献,除了他坚信各种物理现象之间存在有待发现的基本关系,不顾多次失败,坚持实验的刻苦执著和富于创造的精神,更重要的是他具有唯物主义的物理观和辩证法的思想。正如他自己曾说过:“自然哲学家应当是这样一种人:他愿意倾听每一种意见,却下决心要自己作出判断。他应当不被表面现象所迷惑,不对每一种假设有偏爱,不属于任何学派,在学术上不盲从大师。他应该重事不重人,真理应当是他的首要目标。如果有了这些品质,再加上勤勉,那么他确实可以有希望走进自然的圣殿。”这正是法拉第为科学事业做出巨大贡献的真实写照。
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