将两个紧密耦合而又互相绝缘的组合线圈与开关、电瓶和电流计分别连接,试图反其道而行之,使初级线圈接通电流后,次级线圈能够感应出电流来。但是事与愿违,法拉第的实验重复了无数次,却每次都在希望中开始,在失望中结束。时间像江河一样流逝,法拉第成功的信念毫不动摇,他不断加大电池组,不断以各种材料改进实验仪器,坚忍不拔地探索着科学的奥秘。
“锲而不舍,金石可镂”。经过反复不断的改进、实验和百折不挠的努力,法拉第终于在1831年的秋天迎来了他一生中最难忘的一年。在他的实验室里,法拉第解开了一直为大家所困扰的谜:磁铁和初级线圈一样穿过次级线圈环,电流计的指针也随着磁铁的运动而摆动。原来是通过次级线圈的磁通量的变化引起了感应电流。换句话说,正是运动的磁产生了电流,法拉第酝酿和追求了10年的理想终于实现啦!这就是著名的电磁感应现象!它继奥斯特等人的实验之后,进一步揭示出电和磁互相转化的辩证关系,为近代电磁学奠定了基础。也正是在这个基础上,法拉第制造出世界上第一台感应发电机。
为了定量表述电磁感应规律,法拉第设想一种曲线,它的任意一点的切线方向都与磁力在这一点上的方向一致,这种曲线就是磁力线,磁力线可以充满整个空间。他于1837年又进一步提出了“场”的全新概念,但是这一学说在当时遇到了极大的阻力,不被人理解。因为当时牛顿力学是物理学的主宰,“超距作用”观念不但支配了天体力学,也影响到电磁学。人们普遍认为力的传递(包括电力和磁力)是即时而超距的。而法拉第不随波逐流,他从大量的实验事实出发,对“超距观念”提出了怀疑。他相信“物质到处存在,没有不被物质占有的中空地带”,因此电力和磁力不能凭空传递。法拉第经过十几年的酝酿,终于找到了杰出的“力线”概念,认为导线中感应电流的大小完全取决于导线截割磁力线的数目。用这种全新眼光来观察,电荷或磁极周围布满了向各个方向散发出去的力线,电荷或磁极就是力线的起点。从这一事实出发,法拉第首次提出“场”的概念。他把布满磁力线的空间称为磁场,磁力就是通过连续的场传递的。这样,法拉第“场”理论动摇了牛顿力学的神圣殿堂。但这一观点只能以直观形式表达,缺乏严谨的体系和精确的数学语言,因而他这些卓越的思想被粗糙的表现形式所掩盖。这一缺憾是后来由数学家出身的麦克斯韦来弥补的。当麦克斯韦方程以简洁的形式表现出“场”的状态和电磁光的统一关系时,人们才清晰地看到了法拉第电磁观点耀眼的光辉。 一专多能
虽然法拉第的杰出贡献是在物理学方面,但他最初的成就却是在应用化学上。
早在1816年,25岁的法拉第就在《科学季刊》上发表了第一篇化学论文。1818年,他写了一篇关于火焰的学术报告,大胆指出了名家理论的谬误。这篇论文标志着法拉第科学上的准备时期已经结束。“名师出高徒”,他在戴维的引导下,经过刻苦钻研,勤奋工作,终于成为一名年轻有为的化学家。1820年起,法拉第开始把化学分析应用于社会和生活,他曾为东印度公司化验硝酸钠,为英国海军部化验食物和海水样品。他用实验发明了液化气体的方法,发现了苯这种有机物,从而为有机化学做出了杰出的贡献。
1834年,法拉第在电化学领域做出了卓越的贡献。他在戴维多年工作的基础上,发现了著名的电解定律。这个定律找出了电解的时候物理现象和化学现象定量的联系,成为化学的基本定律。电化学的开创人是戴维,法拉第把它发扬光大了。
法拉第还对电解质和电导体进行了深入的研究。在实验中,他感到当时电学中沿用的旧名称很混乱,不但词不达意,还常有谬误。法拉第认为随着新的电学理论的出现,有必要对旧名称来一次清理。他断然废除了一些过时的旧名称,更换了新名。比如电极、阳极(正极)、阴极(负极)、电解质、电解离子等,就是法拉第首先使用的。这些名词一直沿用到现在。
时代伟人
由于对电磁学的巨大贡献,法拉第在晚年获得全世界的敬重。各国授予他的奖章、荣誉称号像春天的鲜花一样繁多。他坚忍不拔的精神和纯朴无私的人格,使许多人倾倒,著名科学家、作家都以能和他结识为荣。面对花团锦簇的荣誉,法拉第始终虚怀若谷,他从来不把自己看成一个伟人。不但如此,他还拥有一副热心肠,只要是对公众有益的事情,他从不推却。当初,有人请他给一座灯塔当技术顾问,他尽管工作繁忙,还是愉快地承担了,并且几十年如一日,对灯塔的照明设施做了许多技术改进。每当法拉第看见灯塔在滨海的暮色中闪亮的时候,心里就感到无限的愉快。
晚霞布满天际,一轮红日渐渐西沉。到别墅去拜望法拉第的朋友,可以看见一位白发飘逸、衣着简朴的老人,坐在门外凝望着田野和壮丽的落日。他的表情恬静,眼里含着快乐的光芒。
这位铁匠的儿子,横跨一个时代的大科学家,一直到临终时都对大自然和人民怀着深挚的热爱。他本人就像一轮红日,把光和热洒满人间以后正静静地沉落。
1867年8月25日,法拉第坐在书房的椅子上安详地离开了人世,终年76岁。这位伟大的科学家生前一向反对哀荣和葬礼,遵照他的遗言,在伦敦北部的海格特公墓举行了简朴的仪式,只有他的亲人在场。他的坟前只立了一块小小的石碑,标示出迈克尔•法拉第长眠的地方。
没有举行轰动全国的葬礼,也没有金碧辉煌的陵墓,然而法拉第的伟大却是任何帝王所不能比拟的。他是世界上最杰出的实验天才,坚持各种物理现象之间存在着有待发现的基本关系,他提出了场的全新概念,在科技史上是划时代的贡献,是电学史上的里程碑。后经麦克斯韦发展成为电磁理论,打开了电力时代的大门。 上一页 [1] [2]
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