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法拉第 Faraday, Michael (1791.9.22~1867.8.25)
發佈者:系統管理員 (2012-05-14 16:57:18)
最後修改者:系統管理員 (2012-05-14 23:49:11)
法拉第(Michael Faraday,1791~1867),英國物理學家、化學家。他發現了電磁感應現象,提出電磁感應定律;第一個證明了電荷守恆定律;提出電場、磁場、電感線、磁感線等概念;預言了電磁作用的傳播,以及光是電磁振動的傳播。
生平簡敘
  法拉第於1791年9月22日出生於英格蘭薩里郡紐困頓一個貧苦的鐵匠家裡,兄弟姐妹共10人。7歲時,法拉第開始上學,9歲時父親因勞累過度不幸去世,他不得不退學在家,12歲就當報童,幫助家裡解決一些經濟困難。14歲時,法拉第一家遷往倫敦,經人介紹,他進入一家書店當學徒工,裝訂書報。在別人看來,由於受教育太少,再加上裝訂工作的辛勞,法拉第的人生道路似乎已經走了。但是結果卻與人們的想像截然相反。書店工作使法拉第交上了好運,因為他可以接觸到大量的書籍。他一邊辛勤幹活,一邊貪婪地從書本上攫取科學文化知識。他利用幾乎全部的工餘時間刻苦自學,很快就使自己潛入了知識的海洋。據他自己後來說:"這些書中有兩部對我特別有幫助,一即《大英百科全書》,我從它第一次得到電的概念;另一是馬塞夫人的《化學談話》,它給了我這門科學的基礎。"他還省吃儉用,買點器具自己做些簡單的化學和電學實驗。
 
法拉第在書店裡工作了7年,猶如上了7年學,知識水平增長了,求知慾望也更強了,他經人介紹參加了市哲學會,每週聽一次自然哲學講座,內容包括電學、力學、光學、化學、天文學、實驗等等。他共聽了12講,在此受到了初步的科學教育。有一次,店裡的一位顧客給了他一張票,去聽皇家研究院主任、化學家戴維教授的講座。他仔細聽講,認真做筆記,並整理出來裝訂成冊。這次聽講標誌著法拉第一生中的轉折點到來了。
 
  1813年2月,法拉第在戴維的推薦下,進入英國皇家實驗室工作,先做勤雜工,後做戴維的實驗助手。這裡全然不同於書店,他可以從學院豐富的藏書中汲取更多的知識;有機會聆聽名家的講演;及時地了解到國內和歐洲大陸的科學新發現。這段經歷,既是他自學生涯的一個重要內容,也為他日後成為實驗大師奠定了十分堅實的基礎。同年10月,戴維夫婦到歐洲各地做科學考察和旅行,法拉第作為僕人和助手跟隨。這次長達18個月的科學旅行,是年輕的法拉第見世面、長知識、增才幹的大好時機,他結識了不少歐洲知名的科學家,如安培、蓋.呂薩克、伏打等。回國後,他作為實驗助手,開始了獨立的科研工作。開始主要研究化學,1816~1819年共發表了37篇論文,到1820年,已是一位小有名氣的化學家了。大約在1821年初,法拉第開始研究電磁學,同年9月發明電動機;10年後發現電磁感應和發明發電機,並提出磁場的概念。
 
  1824年1月,法拉第當選為英國皇家學會會員,1825年任皇家研究院實驗室主任,1833年升為教授。他在實驗室裡工作了近50年,在電磁學、光學和化學等領域裡都做出了突出的貢獻,曾兩度獲得英國皇家學會的獎章。從1820年9月起,到1862年3月止,他對所從事的實驗工作都有詳細的記錄,這些記錄,他遺贈給皇家研究院,經後人整理出版,共7大卷,3000多頁,這就是著名的《法拉第日記》此外,他所發表的關於電磁學的論文,匯成三大卷《電學的實驗研究》,是電磁學歷史上的巨著。
 
  法拉第還熱心科學普及工作。從1825年開始,為了籌措研究經費和普及科學知識,他創辦了星期五晚間的演講,到他退休為止,共講了100多次,對英國上層社會的科學教育起了重要作用。另外,法拉第還為青少年做過普及型的科學演講,鼓勵青少年熱愛科學,立志為科學獻身。
 
法拉第為人和藹、文雅、謙虛而自尊,熱愛大自然的美,過著簡樸的生活。他一生不計較名譽地位,更不計較錢財,多次拒絕了製造商的高價聘請,謝絕了大家提名他為皇家學會會長和維多利亞女皇準備授予他的爵位,因為他願意永遠做一個普通的法拉第。
 
  1867年8月25日,法拉第在維多利亞女王贈給他的寓所中逝世,終年76歲。 
重大貢獻
1.電磁感應定律
2.電動機

發現定理
  一個出身貧苦、沒有受過正規教育的人,經過自己的艱苦努力,登上了當時科學的顛峰,創造了豐功偉續,對人類做出了巨大賣獻,這在歷史上是少有的。為了紀念法拉第在電磁學上做出的偉大賣獻,1881年在巴黎召開的第一屆國際電學會議決定,將電容的單位命名為"法拉",簡稱"法"。
 
  1820年,丹麥物理學家奧斯特發現電流的磁效應,一下子為電磁學的研究開闢了新的領域。馬上,一大批科學家們都在想著同一個問題:既然電能產生磁,那麼磁是不是也能生電呢?法拉第就是在這樣的大背景下開始研究電磁現象的,並且用了大約10年的時間發現電磁感應現象,找到了磁生電的方法,迎來了電磁時代的朝陽。
 
  自1820年至1831年10多年中,不乏著名的科學家投身於探索磁主電的關係之中。像著名的法國物理學家安培,首先想到的是靜電感應現象。當用一根帶正電的玻璃棒,靠近一個與地面絕緣的導體時,在導體上靠近玻璃棒的地方會聚集著負電荷,而遠端則聚集著正電荷,這就是靜電感應。靜電感應可以使少量的電荷源源不斷地感應出大量電荷,安培想,能不能仿照靜電感應,用電流感應出電流來呢?
 
  安培用一根不通電的導線去靠近一根通電的導線,希望在那根導線裡感應出電流來,但沒有成功。加大電流強度,依然沒有感應出電流。他又將導線靠近磁鐵,結果導體中還是沒有感應出電流來。安培認為是磁鐵太小了,於是又到瑞士去定作了一個大的。不幸的是,在歸來的途中馬車翻了,磁鐵被摔壞,安培也受了傷。
 
  這個事故對安培是個不小的打擊,加之研究也沒有多少令人振奮的進展,他隨即轉到對電磁學的理論研究上去了。
 
  1821年,法拉第還在給戴維當助手,在戴維的鼓勵下,他開始了對電磁學的研究。那一年,受戴維和沃拉斯通的啟發,他成功地使一根小磁針繞著通電導體不停地轉動起來。這實際上就是歷史上的第一台電動機。
 
  法拉第通過對電磁現象的研究,確信磁應該有電效應。當他從戴維那兒得知安培的研究情況時,作為晚輩的他去信向安培請教有關電學的問題,安培便毫無保留地把自己的研究成果轉告給法拉第,並鼓勵他繼續幹下去。
 
  法拉第對安培給予他的幫助和鼓勵非常感動,他決心按照安培的思路繼續研究下去。他找來具有更強磁性的磁鐵,將導體靠近它,仍然沒有電流產生;他又變換方式,反反覆覆,失敗,實驗,再失敗,再實驗,法拉第始終也沒失去信心。就這樣,10年多的時間裡,為了探索磁生電的方法,法拉第不知做了多少次實驗,度過了多少個不眠之夜。
 
  9月24日,法拉第在兩條磁棒的N、S極中間放上一繞有線圈的圓鐵棒,線圈與一電流計連接,他發現當圓鐵棒脫離或接近兩極的瞬間,電流計的指針就會偏轉。
 
  10月17日,法拉第又發現另一種形式的電磁感應現象。他用一線圈與電流計相連接,然後將一永久磁鐵迅速插入與拔出線圈,發現電流計指針也會偏轉。
 
10月28日,法拉第還進行了最早的發電機實驗。他把直徑12英寸、厚英寸的銅盤裝在水平的黃銅軸上,又將兩條小磁鐵相對放置在同盤邊緣,從一電流計的兩個接線柱上引出兩個碳刷。實驗時讓銅盤飛快旋轉,同時把兩個電刷分別接觸於銅盤的不同位置,以確定產生感應電流的最佳位置。經反覆試驗,他發現由盤心到磁極所對的銅盤邊緣可以產生最大的感應電流。這台實驗裝置實際上是一台直流發電機-----人類歷史上第一台發電機。
 
  法拉第對這些實驗做了總結,他指出,只有在變化時,靜止導線中的電流才能在另一根靜上導線中感應出電流來;而導線中的穩恆電流不可能在另一根靜止導線中感應出電流來。1831年11月24日,法拉第寫了一篇論文,同英國皇家學院報告了整個實驗情況。他把他發現的這個現象正式定名為"電磁感應"。至此,他做出了劃時代的發現--電磁感應現象。  
科學貢獻
  在這以後,法拉第從理論上對電磁感應現象進行了解釋,他還引進了"場"和"力線"等電磁學上的重要概念,最後建立了電磁感應定律。由於朱受正規教育,他沒有掌握數學工具,所以未能用數學方程來表示電磁感應定律,而是用導體切割磁感線的數目來表述的。1832年,俄國物理學家楞次受到法拉第的啟發,研究得出了關於電磁感應現象基本規律的楞次律,德國科學家諾伊曼在楞次定律的基礎得出了電磁感應定律的數學方程式。
 
  法拉第發現電磁感應現象,是對人類社會劃時代的貢獻。它使人類得到了打開電能寶庫的金鑰匙,使後來發明發電機、電動機、變壓器以及交流電的利用等成為可能。人們利用風、水力、火力等帶動發電,得到源源不斷的廉價的電能,使人類走進了電氣時代。