邁克爾·法拉(la)第(Michael Faraday,公(gong)元1791~公(gong)元1867),世界著(zhu)名(ming)的自(zi)學(xue)成才的科學(xue)家(jia),英國(guo)物(wu)理學(xue)家(jia)、化(hua)學(xue)家(jia),發明(ming)家(jia)即發電機(ji)和電動機(ji)的發明(ming)者。
1791年9月22日出生(sheng)(sheng)(sheng)薩里郡紐因頓一個(ge)(ge)(ge)貧苦鐵匠家庭。他(ta)的(de)(de)父(fu)(fu)親(qin)是(shi)個(ge)(ge)(ge)鐵匠,體弱多病(bing),收入微薄,僅能勉強維(wei)持生(sheng)(sheng)(sheng)活的(de)(de)溫飽。但(dan)是(shi)父(fu)(fu)親(qin)非常注意(yi)對孩子(zi)們的(de)(de)教育,要(yao)(yao)他(ta)們勤勞樸實,不要(yao)(yao)貪圖金錢地(di)位,要(yao)(yao)做一個(ge)(ge)(ge)正直的(de)(de)人。這對法拉第的(de)(de)思想和性(xing)格產生(sheng)(sheng)(sheng)了很(hen)大的(de)(de)影響。
由于貧困,法(fa)拉(la)第家(jia)里無法(fa)供他(ta)上學(xue)(xue),因而(er)法(fa)拉(la)第幼年(nian)時沒有受過正規教育(yu),只讀(du)了(le)(le)兩年(nian)小學(xue)(xue)。1803年(nian),為生計(ji)所迫,他(ta)上街頭當(dang)了(le)(le)報(bao)童(tong)。第二年(nian)又到一個書商(shang)兼訂(ding)書匠的(de)(de)家(jia)里當(dang)學(xue)(xue)徒。訂(ding)書店里書籍堆積如(ru)(ru)山,法(fa)拉(la)第帶(dai)著強烈(lie)的(de)(de)求知(zhi)欲望(wang),如(ru)(ru)饑似渴地閱讀(du)各類書籍,汲(ji)取(qu)了(le)(le)許多自然科學(xue)(xue)方面(mian)的(de)(de)知(zhi)識(shi),尤其是《大英百科全書》中關于電(dian)學(xue)(xue)的(de)(de)文章,強烈(lie)地吸引著他(ta)。 他(ta)努力地將書本知(zhi)識(shi)付諸實(shi)(shi)踐,利用廢舊物品制作靜電(dian)起電(dian)機(ji),進行簡單的(de)(de)化學(xue)(xue)和物理(li)實(shi)(shi)驗(yan)。他(ta)還與青年(nian)朋友們建立(li)了(le)(le)一個學(xue)(xue)習小組(zu),常常在(zai)一起討論問題,交換思想(xiang)。重視實(shi)(shi)踐尤其是科學(xue)(xue)實(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)特點(dian),在(zai)法(fa)拉(la)第一生的(de)(de)科學(xue)(xue)活動(dong)中貫徹始(shi)終。
我們(men)的時(shi)代(dai)是(shi)(shi)電(dian)(dian)氣的時(shi)代(dai),不過事(shi)實上我們(men)有時(shi)稱為航天(tian)時(shi)代(dai),有時(shi)稱為原子(zi)時(shi)代(dai),但是(shi)(shi)不管航天(tian)旅(lv)行和原子(zi)武器的意義多(duo)么深遠(yuan),它(ta)們(men)對我們(men)的日常(chang)生活相對來說起不了什么作用(yong)。然而我們(men)卻無時(shi)不在使用(yong)電(dian)(dian)器。事(shi)實上沒(mei)有哪一項(xiang)技術特征能像電(dian)(dian)的使用(yong)那樣完全地滲入當代(dai)世界。
許多人對電(dian)學都做出過貢獻,查爾斯(si)·奧(ao)古斯(si)丁·庫侖,亞歷山(shan)德羅·伏(fu)特伯(bo)爵,漢斯(si)·克(ke)里斯(si)琴·奧(ao)斯(si)特,安德烈·瑪麗·安培等就在(zai)最(zui)重要(yao)的(de)人物之列(lie)(lie)。但(dan)是比(bi)其他人都遙遙領先(xian)的(de)是兩位偉大的(de)英國科(ke)學家邁克(ke)爾·法拉第(di)和詹姆士(shi)·克(ke)拉克(ke)·麥克(ke)斯(si)韋。雖(sui)然他倆(lia)在(zai)一定程度上互(hu)為補(bu)充,但(dan)卻不是合作人。其中各自(zi)的(de)貢獻就足以使(shi)本(ben)人在(zai)本(ben)名(ming)冊中排列(lie)(lie)在(zai)前。
1791年9月22日是(shi)一個光輝的(de)(de)日子,一代(dai)科學巨匠(jiang)邁(mai)克(ke)爾·法(fa)(fa)拉第(di)(di)降生在英國薩里郡紐因頓(dun)一個貧苦的(de)(de)鐵(tie)匠(jiang)家(jia)庭。法(fa)(fa)拉第(di)(di)的(de)(de)一生是(shi)偉大(da)的(de)(de),然而法(fa)(fa)拉第(di)(di)的(de)(de)童(tong)年卻(que)是(shi)十分凄苦的(de)(de)。
法拉第不放過(guo)任何(he)一(yi)個學(xue)習的(de)(de)機(ji)會,在(zai)哥哥的(de)(de)資(zi)助下,他(ta)有(you)幸參加了(le)學(xue)者塔特姆領導的(de)(de)青年科學(xue)組織--倫敦城哲學(xue)會。通過(guo)一(yi)些活動(dong)(dong),他(ta)初(chu)步(bu)掌握了(le)物理、化(hua)(hua)學(xue)、天文、地(di)質、氣象等方面的(de)(de)基礎知識(shi),為以(yi)后的(de)(de)研(yan)究(jiu)工作打(da)下了(le)良好(hao)(hao)基礎。法拉第的(de)(de)好(hao)(hao)學(xue)精神感動(dong)(dong)了(le)一(yi)位書店的(de)(de)老主顧(gu),在(zai)他(ta)的(de)(de)幫助下,法拉第有(you)幸聆聽了(le)著名化(hua)(hua)學(xue)家漢弗萊·戴維的(de)(de)演講(jiang)。他(ta)把(ba)演講(jiang)內容全部記錄(lu)下來(lai)并整理清楚,回去和(he)朋友們認真討論研(yan)究(jiu)。他(ta)還把(ba)整理好(hao)(hao)的(de)(de)演講(jiang)記錄(lu)送給戴維,并且(qie)附信,表明自己愿意獻身科學(xue)事業。結果他(ta)如愿以(yi)償。20歲做上了(le)戴維的(de)(de)實驗(yan)助手。從此(ci),法拉第開始了(le)他(ta)的(de)(de)科學(xue)生涯。戴維雖(sui)然在(zai)科學(xue)上有(you)許多了(le)不起的(de)(de)貢獻,但(dan)他(ta)說,我對科學(xue)最大的(de)(de)貢獻是發現了(le)法拉第。
法(fa)拉第(di)勤(qin)奮好(hao)(hao)學(xue),工(gong)作努力(li),很受戴維器重。1813年10月,他隨(sui)戴維到(dao)(dao)歐洲大(da)(da)陸國家(jia)考(kao)察,他的公開身份(fen)是(shi)仆人,但他不計較(jiao)地(di)位,也毫(hao)不自卑,而把這次考(kao)察當(dang)做(zuo)學(xue)習的好(hao)(hao)機(ji)會。他見(jian)到(dao)(dao)了(le)許多著名的科學(xue)家(jia),參加了(le)各種學(xue)術交(jiao)流活動,還(huan)學(xue)會了(le)法(fa)語(yu)和意大(da)(da)利語(yu)。大(da)(da)大(da)(da)開闊了(le)眼界,增長(chang)了(le)見(jian)識。
1815年(nian)(nian)5月(yue)法(fa)拉(la)第(di)回到皇(huang)(huang)家研究(jiu)所(suo),并(bing)且在戴維指導下做獨立的研究(jiu)工作并(bing)取(qu)得(de)了幾項化學研究(jiu)成果(guo)。1816年(nian)(nian)法(fa)拉(la)第(di)發(fa)表了第(di)一篇科學論(lun)文。從1818年(nian)(nian)起他(ta)和(he)(he)(he)J·斯(si)托達特合作研究(jiu)合金(jin)鋼,首創了金(jin)相(xiang)分析方法(fa)。1820年(nian)(nian)他(ta)用取(qu)代反應制得(de)六氯乙烷和(he)(he)(he)四氯乙烯。1821年(nian)(nian)任(ren)皇(huang)(huang)家學院(yuan)實驗室(shi)總監。1823年(nian)(nian)他(ta)發(fa)現了氯氣(qi)和(he)(he)(he)其他(ta)氣(qi)體的液化方法(fa)。1824年(nian)(nian)1月(yue)他(ta)當(dang)選為皇(huang)(huang)家學會(hui)會(hui)員。1825年(nian)(nian)2月(yue)接替戴維任(ren)皇(huang)(huang)家研究(jiu)所(suo)實驗室(shi)主任(ren)。同(tong)年(nian)(nian)發(fa)現苯。
1821年(nian)法拉(la)第(di)完成了第(di)一項重大的電(dian)發明。在這(zhe)兩年(nian)之(zhi)前,奧斯特已發現如果電(dian)路中有電(dian)流通過,它附近的普通羅盤的磁(ci)(ci)針就(jiu)會(hui)(hui)發生偏移。法拉(la)第(di)從中得(de)到了啟發,認為(wei)假如磁(ci)(ci)鐵固定,線圈(quan)就(jiu)可能(neng)會(hui)(hui)運(yun)動(dong)。根據這(zhe)種(zhong)設(she)想,他(ta)成功地發明了一種(zhong)簡(jian)單的裝(zhuang)置。在裝(zhuang)置內,只要有電(dian)流通過線路,線路就(jiu)會(hui)(hui)繞著一塊(kuai)磁(ci)(ci)鐵不停地轉動(dong)。事(shi)實(shi)上法拉(la)第(di)發明的是第(di)一臺(tai)電(dian)動(dong)機,是第(di)一臺(tai)使用電(dian)流將物(wu)體運(yun)動(dong)的裝(zhuang)置。雖然裝(zhuang)置簡(jian)陋,但(dan)它卻是今天世界上使用的所有電(dian)動(dong)機的祖先。
人(ren)們(men)知道靜止的(de)(de)磁鐵(tie)不會使附近的(de)(de)線路內(nei)產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)流。1831年法(fa)(fa)拉(la)第發現當(dang)一(yi)塊磁鐵(tie)穿(chuan)過一(yi)個(ge)閉合線路時,線路內(nei)就(jiu)會有電(dian)(dian)流產(chan)生(sheng),這個(ge)效應(ying)叫電(dian)(dian)磁感(gan)應(ying),產(chan)生(sheng)的(de)(de)電(dian)(dian)流叫感(gan)應(ying)電(dian)(dian)流。一(yi)般認為法(fa)(fa)拉(la)第的(de)(de)電(dian)(dian)磁感(gan)應(ying)定律是(shi)他的(de)(de)一(yi)項(xiang)最(zui)偉大的(de)(de)貢獻。
法拉第(di)還發現如(ru)果有偏振光通過磁場(chang),其偏振作用(yong)就會(hui)發生變化。這一發現具有特(te)殊意義,首次表(biao)明了光與磁之間存在某種關系(xi)。
1820年(nian),奧斯(si)特發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)效(xiao)應(ying)(ying)(ying),受到(dao)(dao)科學(xue)界的(de)(de)(de)(de)關(guan)注,1821年(nian),英國《哲學(xue)年(nian)鑒(jian)》的(de)(de)(de)(de)主(zhu)編(bian)約請(qing)戴維(wei)撰寫一篇文(wen)章,評述自奧斯(si)特的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)以來電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)學(xue)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)理(li)論發(fa)(fa)展概(gai)況。戴維(wei)把這(zhe)(zhe)(zhe)一工作(zuo)交給了(le)(le)法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)。法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)在(zai)(zai)收(shou)集資料的(de)(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)(zhong),對電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)(xiang)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)了(le)(le)極大的(de)(de)(de)(de)熱情(qing),并開(kai)始(shi)(shi)轉向電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)學(xue)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)。他(ta)仔細地分析了(le)(le)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)等現(xian)(xian)(xian)象(xiang)(xiang),認為既然(ran)電(dian)(dian)能(neng)夠產(chan)(chan)(chan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci),反(fan)過(guo)來,磁(ci)(ci)(ci)也應(ying)(ying)(ying)該能(neng)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)。于(yu)(yu)是(shi),他(ta)企圖從(cong)靜止的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)力對導(dao)線(xian)或線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)中(zhong)(zhong)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)流(liu),但(dan)是(shi)努力失敗了(le)(le)。經(jing)過(guo)近10年(nian)的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷實(shi)(shi)驗(yan)(yan),到(dao)(dao)1831年(nian)法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)終于(yu)(yu)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian),一個(ge)(ge)通(tong)電(dian)(dian)線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)力雖(sui)然(ran)不(bu)能(neng)在(zai)(zai)另(ling)一個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)引起電(dian)(dian)流(liu),但(dan)是(shi)當(dang)通(tong)電(dian)(dian)線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)剛接通(tong)或中(zhong)(zhong)斷的(de)(de)(de)(de)時候,另(ling)一個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)計指針有微小偏轉。法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)心明眼(yan)亮(liang),經(jing)過(guo)反(fan)復實(shi)(shi)驗(yan)(yan),都(dou)證(zheng)實(shi)(shi)了(le)(le)當(dang)磁(ci)(ci)(ci)作(zuo)用(yong)力發(fa)(fa)生(sheng)變化時,另(ling)一個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)就有電(dian)(dian)流(liu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)。他(ta)又設計了(le)(le)各種各樣(yang)實(shi)(shi)驗(yan)(yan),比如兩個(ge)(ge)線(xian)圈(quan)發(fa)(fa)生(sheng)相對運動,磁(ci)(ci)(ci)作(zuo)用(yong)力的(de)(de)(de)(de)變化同樣(yang)也能(neng)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)流(liu)。這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang),法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)終于(yu)(yu)用(yong)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)揭開(kai)了(le)(le)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)(ying)(ying)定律(lv)。法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)掃清了(le)(le)探索電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)本質道(dao)路(lu)上的(de)(de)(de)(de)攔路(lu)虎(hu),開(kai)通(tong)了(le)(le)在(zai)(zai)電(dian)(dian)池之(zhi)外大量產(chan)(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)新道(dao)路(lu)。根據這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)實(shi)(shi)驗(yan)(yan),1831年(nian)10月28日法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)發(fa)(fa)明了(le)(le)圓(yuan)盤發(fa)(fa)電(dian)(dian)機,這(zhe)(zhe)(zhe)是(shi)法(fa)(fa)拉(la)(la)第(di)(di)第(di)(di)二項重大的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)發(fa)(fa)明。這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)圓(yuan)盤發(fa)(fa)電(dian)(dian)機,結構雖(sui)然(ran)簡單,但(dan)它(ta)卻是(shi)人類創造出(chu)的(de)(de)(de)(de)第(di)(di)一個(ge)(ge)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機。現(xian)(xian)(xian)代世界上產(chan)(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)力的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機就是(shi)從(cong)它(ta)開(kai)始(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)。
為了證實(shi)用(yong)各種(zhong)不同(tong)辦法產生的(de)(de)(de)電(dian)(dian)在(zai)本質上都是(shi)一樣的(de)(de)(de),法拉(la)(la)第仔(zi)細研究了電(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)中的(de)(de)(de)化(hua)學現(xian)象,1834年總結出法拉(la)(la)第電(dian)(dian)解(jie)(jie)定(ding)(ding)律:電(dian)(dian)解(jie)(jie)釋放(fang)出來的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質總量和(he)通過(guo)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流總量成正比(bi),和(he)那種(zhong)物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)化(hua)學當量成正比(bi)。這(zhe)條定(ding)(ding)律成為聯系(xi)物(wu)(wu)理(li)學和(he)化(hua)學的(de)(de)(de)橋(qiao)梁,也是(shi)通向發(fa)現(xian)電(dian)(dian)子道(dao)路的(de)(de)(de)橋(qiao)梁。
法拉(la)第(di)作(zuo)為(wei)一(yi)名天(tian)才的(de)(de)(de)(de)電學(xue)大(da)(da)師,在(zai)電磁學(xue)的(de)(de)(de)(de)新領域(yu)中樹立起了前進的(de)(de)(de)(de)路標。1837年(nian)(nian)他(ta)引(yin)入了電場(chang)和(he)磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)概念(nian),指出(chu)電和(he)磁的(de)(de)(de)(de)周圍都有(you)場(chang)的(de)(de)(de)(de)存在(zai),這打破了牛頓力學(xue)“超距作(zuo)用”的(de)(de)(de)(de)傳統觀念(nian)。1838年(nian)(nian),他(ta)提出(chu)了電力線的(de)(de)(de)(de)新概念(nian)來(lai)解釋電、磁現象,這是物理學(xue)理論上的(de)(de)(de)(de)一(yi)次(ci)重(zhong)大(da)(da)突破。1843年(nian)(nian),法拉(la)第(di)用有(you)名的(de)(de)(de)(de)“冰桶實驗”,證明了電荷守恒定(ding)律。
法拉第(di)在電(dian)磁(ci)學的(de)新領域中耕耘播種。他(ta)為了探討電(dian)磁(ci)和光(guang)的(de)關系,在光(guang)學玻璃(li)方(fang)面(mian)費盡了心血。1845年(nian),也是在經歷了無數次失(shi)敗之后,他(ta)終于(yu)發現了“磁(ci)光(guang)效應”。他(ta)用實驗證實了光(guang)和磁(ci)的(de)相互作用,為電(dian)、磁(ci)和光(guang)的(de)統一(yi)理論(lun)奠定了基(ji)礎。
1848年(nian),受(shou)到艾伯特王夫引(yin)見,法(fa)(fa)拉第(di)受(shou)賜在薩里漢普頓(dun)宮(gong)的恩典之(zhi)(zhi)屋(wu),并免繳所有(you)開銷(xiao)與維(wei)修費。這曾是石匠師傅(fu)之(zhi)(zhi)屋(wu),后稱為法(fa)(fa)拉第(di)之(zhi)(zhi)屋(wu),現(xian)位于(yu)漢普頓(dun)宮(gong)道37號(hao)(No.37 Hampton Court Road)。
1852年,他(ta)又引(yin)進了磁力線的概念,從而為經典(dian)電(dian)磁學理(li)(li)論(lun)的建立奠定了基(ji)礎。后(hou)(hou)來,英國物理(li)(li)學家麥克斯韋用數(shu)學工具研究法(fa)拉第(di)的磁力線理(li)(li)論(lun),最后(hou)(hou)完(wan)成了經典(dian)電(dian)磁學理(li)(li)論(lun)。
1858年,法拉第退休并在薩里漢(han)普頓宮(gong)的恩(en)典之屋定(ding)居。
1867年8月25日,邁克(ke)爾(er)法拉(la)第因病(bing)醫治無(wu)效與世(shi)長辭(ci),享年76歲。法拉(la)第和(he)撒拉(la)沒有生育后代,所以他(ta)沒有子女給他(ta)送(song)行。
他在電(dian)學(xue)方面的(de)貢獻最為顯著。
(1)紀錄(lu)中法(fa)拉第(di)最早的實驗乃是利用七(qi)片(pian)(pian)(pian)半便士、七(qi)片(pian)(pian)(pian)鋅片(pian)(pian)(pian)以及六片(pian)(pian)(pian)浸過(guo)鹽水的濕紙(zhi)做成伏打電池。他并使用這個電池分解(jie)硫(liu)酸鎂。
(2)1821年,在(zai)丹麥化學家韓(han)·克(ke)利斯汀·奧斯特發現電(dian)磁(ci)(ci)現象(xiang)(xiang)后,戴(dai)維和威廉·海德·渥拉(la)斯頓嘗試設計(ji)一部電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji),但(dan)沒有(you)(you)成功(gong)。法拉(la)第(di)在(zai)與(yu)他(ta)們(men)討論過這個(ge)(ge)問題后,繼(ji)續(xu)工作(zuo)并建造了兩(liang)個(ge)(ge)裝置(zhi)以產生他(ta)稱為“電(dian)磁(ci)(ci)轉動(dong)(dong)(dong)”的(de)現象(xiang)(xiang):由線圈外(wai)環狀磁(ci)(ci)場(chang)造成的(de)連續(xu)旋(xuan)轉運(yun)動(dong)(dong)(dong)。他(ta)把導(dao)(dao)線接上化學電(dian)池(chi),使(shi)其導(dao)(dao)電(dian),再將導(dao)(dao)線放入內有(you)(you)磁(ci)(ci)鐵的(de)汞(gong)池(chi)之(zhi)中(zhong),則導(dao)(dao)線將繞著磁(ci)(ci)鐵旋(xuan)轉。這個(ge)(ge)裝置(zhi)現稱為單(dan)極電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)。這些實驗與(yu)發明成為了現代電(dian)磁(ci)(ci)科技的(de)基石。但(dan)此(ci)時法拉(la)第(di)卻做(zuo)了一件不智之(zhi)舉,在(zai)沒有(you)(you)通知戴(dai)維跟渥拉(la)斯頓情況下,擅自發表了此(ci)項研(yan)(yan)究(jiu)成果。此(ci)舉招來諸多爭議(yi),也迫(po)使(shi)他(ta)離開電(dian)磁(ci)(ci)學研(yan)(yan)究(jiu)數年之(zhi)久(jiu)。
(3)在(zai)(zai)這個階段(duan),有(you)些證據指出(chu)戴(dai)維可能有(you)意阻礙(ai)法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)(di)在(zai)(zai)科學界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展。如在(zai)(zai)1825年(nian),戴(dai)維指派法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)(di)進行光學玻璃實(shi)驗,此實(shi)驗歷時六年(nian),但沒有(you)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)進展。直到1829年(nian),戴(dai)維去世,法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)(di)停(ting)止了(le)這個無意義(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作并開始(shi)其他有(you)意義(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗。在(zai)(zai)1831年(nian),他開始(shi)一連串重大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗,并發(fa)(fa)現了(le)電磁(ci)感應(ying),雖然(ran)在(zai)(zai)福朗席斯科·札德啟稍早的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作可能便預見了(le)此結果(guo),此發(fa)(fa)現仍(reng)可稱為法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)(di)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)貢獻之一。這個重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現來自(zi)于,當他將(jiang)兩(liang)條(tiao)(tiao)獨立的(de)(de)(de)(de)(de)電線環(huan)繞在(zai)(zai)一個大(da)鐵環(huan),固定在(zai)(zai)椅子(zi)上(shang),并在(zai)(zai)其中(zhong)一條(tiao)(tiao)導線通以電流時,另(ling)(ling)外(wai)一條(tiao)(tiao)導線竟也(ye)產生(sheng)電流。他因(yin)此進行了(le)另(ling)(ling)外(wai)一項實(shi)驗,并發(fa)(fa)現若移(yi)動(dong)一塊磁(ci)鐵通過導線線圈(quan),則(ze)線圈(quan)中(zhong)將(jiang)有(you)電流產生(sheng)。同樣的(de)(de)(de)(de)(de)現象也(ye)發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)移(yi)動(dong)線圈(quan)通過靜止的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)鐵上(shang)方時。
(4)他的(de)展(zhan)示向世人建(jian)立起“磁場的(de)改(gai)變(bian)產生(sheng)(sheng)電(dian)場”的(de)觀念。此關系由法拉(la)第電(dian)磁感應定律(lv)建(jian)立起數(shu)學模型,并成(cheng)為四(si)條(tiao)麥克斯韋(wei)方(fang)程(cheng)組之(zhi)一。這個(ge)方(fang)程(cheng)組之(zhi)后(hou)則歸(gui)納入場論(lun)(lun)之(zhi)中。法拉(la)第并依(yi)照此定理(li),發(fa)明了早期的(de)發(fa)電(dian)機,此為現(xian)代發(fa)電(dian)機的(de)始祖。1839年他成(cheng)功了一連串(chuan)的(de)實驗帶領人類了解電(dian)的(de)本質。法拉(la)第使用“靜(jing)電(dian)”、電(dian)池以及“生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)電(dian)”已產生(sheng)(sheng)靜(jing)電(dian)相吸、電(dian)解、磁力等現(xian)象。他由這些實驗,做出與(yu)當時主流想法相悖的(de)結論(lun)(lun),即雖然來源不(bu)同(tong),產生(sheng)(sheng)出的(de)電(dian)都(dou)是一樣的(de),另外若改(gai)變(bian)大小及密度(電(dian)壓及電(dian)荷(he)),則可產生(sheng)(sheng)不(bu)同(tong)的(de)現(xian)象。
(5)在(zai)(zai)他(ta)(ta)(ta)生涯的(de)(de)(de)晚年,他(ta)(ta)(ta)提出(chu)電(dian)(dian)磁(ci)力(li)(li)不僅存在(zai)(zai)于導(dao)體(ti)(ti)中(zhong),更延伸入(ru)導(dao)體(ti)(ti)附近的(de)(de)(de)空(kong)間里。這(zhe)個(ge)(ge)想(xiang)法(fa)被(bei)他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)同儕排斥,法(fa)拉第(di)(di)也終(zhong)究沒有活著看到這(zhe)個(ge)(ge)想(xiang)法(fa)被(bei)世(shi)人(ren)所(suo)接受。法(fa)拉第(di)(di)也提出(chu)電(dian)(dian)磁(ci)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)概念(nian)(nian):這(zhe)些流(liu)線(xian)(xian)由(you)帶電(dian)(dian)體(ti)(ti)或(huo)者(zhe)是磁(ci)鐵的(de)(de)(de)其中(zhong)一(yi)極中(zhong)放(fang)射出(chu),射向另一(yi)電(dian)(dian)性(xing)的(de)(de)(de)帶電(dian)(dian)體(ti)(ti)或(huo)是磁(ci)性(xing)異極的(de)(de)(de)物(wu)體(ti)(ti)。這(zhe)個(ge)(ge)概念(nian)(nian)幫助世(shi)人(ren)能夠將抽象的(de)(de)(de)電(dian)(dian)磁(ci)場(chang)(chang)具象化,對于電(dian)(dian)力(li)(li)機(ji)械(xie)裝置在(zai)(zai)十九世(shi)紀的(de)(de)(de)發(fa)展有重大的(de)(de)(de)影響。而(er)這(zhe)些裝置在(zai)(zai)之后的(de)(de)(de)十九世(shi)紀中(zhong)主宰(zai)了(le)整個(ge)(ge)工程與(yu)工業界(jie)。1845年他(ta)(ta)(ta)發(fa)現(xian)了(le)被(bei)他(ta)(ta)(ta)命名為抗磁(ci)性(xing)(diamagnetism)至今(jin)則(ze)稱為法(fa)拉第(di)(di)效(xiao)應(ying)的(de)(de)(de)現(xian)象:一(yi)個(ge)(ge)線(xian)(xian)性(xing)極化的(de)(de)(de)光線(xian)(xian)在(zai)(zai)經過一(yi)物(wu)體(ti)(ti)介(jie)質時,外加一(yi)磁(ci)場(chang)(chang)并與(yu)光線(xian)(xian)的(de)(de)(de)前進方(fang)向對齊,則(ze)此磁(ci)場(chang)(chang)將使(shi)光線(xian)(xian)在(zai)(zai)空(kong)間中(zhong)劃(hua)出(chu)的(de)(de)(de)平(ping)面轉向。他(ta)(ta)(ta)在(zai)(zai)筆(bi)記本中(zhong)寫下:“我終(zhong)于在(zai)(zai)‘闡釋一(yi)條(tiao)磁(ci)力(li)(li)曲線(xian)(xian)’-或(huo)者(zhe)說‘力(li)(li)線(xian)(xian)’-及‘磁(ci)化光線(xian)(xian)’中(zhong)取(qu)得成功。”
在(zai)對靜電(dian)(dian)的(de)(de)(de)研(yan)究中,法(fa)拉(la)第(di)(di)發現(xian)在(zai)帶電(dian)(dian)導(dao)體上的(de)(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)僅(jin)依附(fu)于(yu)導(dao)體表(biao)面(mian)(mian),且(qie)這些表(biao)面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)對于(yu)導(dao)體內(nei)部(bu)沒有任何影響。造(zao)成(cheng)這樣的(de)(de)(de)原因在(zai)于(yu)在(zai)導(dao)體表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)彼此受到(dao)對方的(de)(de)(de)靜電(dian)(dian)力作用而重新分布至一(yi)穩定狀態,使(shi)得每個(ge)(ge)電(dian)(dian)荷(he)對內(nei)部(bu)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)靜電(dian)(dian)力互相抵銷(xiao)。這個(ge)(ge)效應稱為(wei)遮蔽(bi)效應,并被應用于(yu)法(fa)拉(la)第(di)(di)籠上。雖然法(fa)拉(la)第(di)(di)是一(yi)位非常出色的(de)(de)(de)實(shi)驗學家,他的(de)(de)(de)數學能力與之相形就顯得相當薄(bo)弱,只能計算簡單的(de)(de)(de)代數,甚至難以(yi)應付三角學。不過法(fa)拉(la)第(di)(di)懂得使(shi)用條理(li)清晰(xi)且(qie)簡單的(de)(de)(de)語言(yan)表(biao)達他科(ke)學上的(de)(de)(de)想(xiang)法(fa)。他的(de)(de)(de)實(shi)驗成(cheng)果后來被詹姆斯(si)·克拉(la)克·麥克斯(si)韋使(shi)用,并建立(li)起了當今的(de)(de)(de)電(dian)(dian)磁(ci)理(li)論的(de)(de)(de)基礎方程式。
法拉第(di)把磁(ci)力線(xian)和電力線(xian)的(de)重要概念引(yin)入了(le)物理學,通過強調不是磁(ci)鐵本身而是它(ta)們之(zhi)(zhi)間的(de)“場(chang)”,為當代(dai)物理學中的(de)許多(duo)進法拉第(di)展開拓了(le)道路(lu),其中包括麥克(ke)斯韋(wei)方程(cheng)。法拉第(di)還發(fa)現(xian)如果有偏振(zhen)光通過磁(ci)場(chang),其偏振(zhen)作(zuo)用 就會發(fa)生變(bian)化。這一發(fa)現(xian)具有特殊意義,首次表明了(le)光與磁(ci)之(zhi)(zhi)間存(cun)在某種關系(xi)。
(1)法(fa)拉(la)第最早的(de)化(hua)學(xue)成果來自(zi)于擔(dan)任戴維助手的(de)時期(qi)。他花了(le)很多心血研究氯氣,1833年.法(fa)拉(la)第經過(guo)一系列的(de)實(shi)驗(yan),發現(xian)(xian)當把(ba)電流作(zuo)用在(zai)氯化(hua)鈉(na)的(de)水溶液時,能夠獲得氯氣2NaCl+2H?O =2NaOH+H?↑+Cl?↑,并(bing)發現(xian)(xian)了(le)兩種碳化(hua)氯。
法拉第(di)也是第(di)一(yi)個學者實驗(yan)(雖然較(jiao)為(wei)粗略)觀察氣體擴散,此現象最早由(you)約(yue)翰·道爾頓發(fa)表,并由(you)湯瑪斯(si)·葛(ge)蘭姆及(ji)約(yue)瑟夫(fu)·羅(luo)斯(si)密特揭露其重要(yao)性。他成功的液化了(le)多(duo)種氣體;他研究過不同的鋼合(he)金,為(wei)了(le)光學實驗(yan),他制造出(chu)多(duo)種新型的玻璃。其中(zhong)一(yi)塊樣品后來在歷史上占(zhan)有一(yi)席(xi)之地,因為(wei)在一(yi)次當(dang)法拉第(di)將(jiang)此玻璃放(fang)入(ru)磁場(chang)中(zhong)時,他發(fa)現了(le)極化光平面受磁力(li)造成偏轉及(ji)被磁力(li)排斥。
(2)他(ta)(ta)也盡心(xin)于創(chuang)造出一些化(hua)學的常用方(fang)法,用結果(guo)、研(yan)究(jiu)目標(biao)以及大(da)眾展(zhan)示做為(wei)(wei)分類,并從中(zhong)獲得一些成果(guo)。他(ta)(ta)發明(ming)了(le)一種加熱工具,是本生燈的前身,在(zai)(zai)科學實(shi)驗室廣為(wei)(wei)采用,作(zuo)為(wei)(wei)熱能的來源(yuan)。法拉第在(zai)(zai)多個(ge)化(hua)學領(ling)域中(zhong)都有所(suo)成果(guo),發現了(le)諸如(ru)苯(ben)等(deng)化(hua)學物(wu)質(zhi)(zhi)(他(ta)(ta)稱此(ci)物(wu)質(zhi)(zhi)為(wei)(wei)雙碳化(hua)氫(bicarburetofhydrogen)),發明(ming)氧化(hua)數,將如(ru)氯(lv)等(deng)氣(qi)體液化(hua)。他(ta)(ta)找出一種氯(lv)水合物(wu)的組成,這個(ge)物(wu)質(zhi)(zhi)最早在(zai)(zai)1810年由戴維發現。
(3)法(fa)拉第(di)(di)也發現(xian)了電解定律(lv),以及推廣許多(duo)專(zhuan)業用(yong)語,如陽極、陰極、電極及離(li)子等(deng),這(zhe)些(xie)詞(ci)語大多(duo)由威廉·休艾爾(er)發明。他(ta)還(huan)發現(xian)了苯。由于(yu)這(zhe)些(xie)成就,很多(duo)現(xian)代的(de)化學(xue)家(jia)視法(fa)拉第(di)(di)為(wei)有史以來最出色的(de)實驗科學(xue)家(jia)之一。
(4)法(fa)拉第(di)還在1825年首先發(fa)現(xian)了苯(ben)。19世紀初(chu),英國和其他歐洲國家一(yi)樣,城市(shi)的(de)(de)(de)(de)照(zhao)明已(yi)普遍(bian)使用煤氣。從生產煤氣的(de)(de)(de)(de)原料中(zhong)制備出煤氣之后,剩下一(yi)種(zhong)油狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)卻長期(qi)無人問津。法(fa)拉第(di)是第(di)一(yi)位對這種(zhong)油狀(zhuang)液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)感興趣的(de)(de)(de)(de)科學家。他用蒸(zheng)餾的(de)(de)(de)(de)方法(fa)將這種(zhong)油狀(zhuang)液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)進行分離(li),得到另(ling)一(yi)種(zhong)液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti),實際上就是苯(ben)。當時(shi)法(fa)拉第(di)將這種(zhong)液(ye)(ye)(ye)體(ti)(ti)稱為(wei)“氫的(de)(de)(de)(de)重碳(tan)化合物”。