邁克爾·法拉第(Michael Faraday,公元1791~公元1867),世界著名(ming)的自學成才的科學家(jia)(jia),英國物理學家(jia)(jia)、化學家(jia)(jia),發明(ming)(ming)家(jia)(jia)即發電機(ji)和電動機(ji)的發明(ming)(ming)者。
1791年9月22日出生薩里郡紐(niu)因頓一(yi)個貧苦鐵(tie)匠家庭。他的父(fu)親是個鐵(tie)匠,體弱多病,收入微薄,僅能勉強維持生活(huo)的溫(wen)飽(bao)。但是父(fu)親非常(chang)注意對孩子們的教(jiao)育,要(yao)他們勤勞樸實,不要(yao)貪圖金錢地(di)位,要(yao)做一(yi)個正直的人(ren)。這(zhe)對法拉第的思想(xiang)和性格產生了很(hen)大(da)的影響。
由于(yu)貧(pin)困(kun),法拉第(di)家里無法供他(ta)(ta)(ta)(ta)上學(xue)(xue),因而法拉第(di)幼年(nian)(nian)時(shi)沒有受過正規教育(yu),只讀了(le)(le)兩年(nian)(nian)小(xiao)學(xue)(xue)。1803年(nian)(nian),為生計所迫,他(ta)(ta)(ta)(ta)上街頭當(dang)了(le)(le)報童。第(di)二年(nian)(nian)又到一個書(shu)(shu)商兼訂書(shu)(shu)匠的(de)家里當(dang)學(xue)(xue)徒。訂書(shu)(shu)店(dian)里書(shu)(shu)籍堆積(ji)如山,法拉第(di)帶著(zhu)強(qiang)烈的(de)求知欲望,如饑似渴地閱讀各類書(shu)(shu)籍,汲取(qu)了(le)(le)許多自然(ran)科(ke)學(xue)(xue)方面的(de)知識,尤其是《大英(ying)百科(ke)全書(shu)(shu)》中關于(yu)電(dian)學(xue)(xue)的(de)文章,強(qiang)烈地吸引著(zhu)他(ta)(ta)(ta)(ta)。 他(ta)(ta)(ta)(ta)努(nu)力地將書(shu)(shu)本知識付諸(zhu)實(shi)踐,利(li)用廢舊物品(pin)制作靜電(dian)起電(dian)機(ji),進行簡單的(de)化(hua)學(xue)(xue)和物理實(shi)驗(yan)。他(ta)(ta)(ta)(ta)還與青年(nian)(nian)朋友們建(jian)立了(le)(le)一個學(xue)(xue)習(xi)小(xiao)組(zu),常常在(zai)一起討(tao)論問題(ti),交換思(si)想(xiang)。重視實(shi)踐尤其是科(ke)學(xue)(xue)實(shi)驗(yan)的(de)特(te)點,在(zai)法拉第(di)一生的(de)科(ke)學(xue)(xue)活動(dong)中貫徹(che)始終(zhong)。
我(wo)們(men)(men)的(de)時(shi)代(dai)(dai)是電(dian)氣的(de)時(shi)代(dai)(dai),不過事實上(shang)我(wo)們(men)(men)有時(shi)稱為航天時(shi)代(dai)(dai),有時(shi)稱為原子時(shi)代(dai)(dai),但是不管航天旅(lv)行和原子武器(qi)(qi)的(de)意(yi)義(yi)多么(me)深遠,它們(men)(men)對(dui)我(wo)們(men)(men)的(de)日常生活相對(dui)來說起(qi)不了什么(me)作用。然而我(wo)們(men)(men)卻無時(shi)不在使用電(dian)器(qi)(qi)。事實上(shang)沒有哪(na)一項(xiang)技(ji)術特征能(neng)像電(dian)的(de)使用那樣完(wan)全地(di)滲入當代(dai)(dai)世(shi)界(jie)。
許多人對電(dian)學都做出過貢(gong)獻(xian)(xian),查(cha)爾斯·奧(ao)古斯丁(ding)·庫侖,亞歷山德(de)羅(luo)·伏(fu)特(te)伯爵,漢(han)斯·克(ke)里(li)斯琴(qin)·奧(ao)斯特(te),安德(de)烈·瑪(ma)麗·安培等(deng)就在最(zui)重要的人物之列(lie)(lie)。但是(shi)(shi)比(bi)其他(ta)(ta)人都遙遙領先(xian)的是(shi)(shi)兩位偉大的英國科學家邁克(ke)爾·法(fa)拉(la)(la)第和詹姆士·克(ke)拉(la)(la)克(ke)·麥克(ke)斯韋。雖(sui)然(ran)他(ta)(ta)倆(lia)在一(yi)定程度上互為補(bu)充,但卻不是(shi)(shi)合作人。其中(zhong)(zhong)各自(zi)的貢(gong)獻(xian)(xian)就足以使本人在本名冊中(zhong)(zhong)排(pai)列(lie)(lie)在前。
1791年(nian)9月22日(ri)是(shi)一個光輝(hui)的(de)日(ri)子,一代科(ke)學巨匠(jiang)(jiang)邁克爾·法拉第降生(sheng)(sheng)在英國薩里(li)郡紐因頓(dun)一個貧苦的(de)鐵匠(jiang)(jiang)家庭。法拉第的(de)一生(sheng)(sheng)是(shi)偉大的(de),然(ran)而法拉第的(de)童(tong)年(nian)卻(que)是(shi)十分凄(qi)苦的(de)。
法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)不放(fang)過(guo)任何一個學(xue)(xue)(xue)(xue)習的(de)(de)(de)機會,在哥哥的(de)(de)(de)資助(zhu)下(xia),他(ta)(ta)(ta)有(you)幸參加了(le)(le)學(xue)(xue)(xue)(xue)者塔特姆領導的(de)(de)(de)青年科學(xue)(xue)(xue)(xue)組織--倫敦(dun)城(cheng)哲學(xue)(xue)(xue)(xue)會。通過(guo)一些活動,他(ta)(ta)(ta)初步掌握了(le)(le)物(wu)理(li)、化學(xue)(xue)(xue)(xue)、天文、地質、氣象等方面的(de)(de)(de)基(ji)礎知(zhi)識,為以(yi)后(hou)的(de)(de)(de)研究(jiu)工作打(da)下(xia)了(le)(le)良好基(ji)礎。法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)的(de)(de)(de)好學(xue)(xue)(xue)(xue)精神感動了(le)(le)一位書(shu)店的(de)(de)(de)老(lao)主顧,在他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)幫助(zhu)下(xia),法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)有(you)幸聆聽了(le)(le)著名化學(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)漢弗萊·戴(dai)維(wei)的(de)(de)(de)演(yan)講(jiang)。他(ta)(ta)(ta)把演(yan)講(jiang)內容(rong)全部(bu)記(ji)錄下(xia)來(lai)并整理(li)清楚,回去(qu)和朋友們認真討論研究(jiu)。他(ta)(ta)(ta)還把整理(li)好的(de)(de)(de)演(yan)講(jiang)記(ji)錄送給戴(dai)維(wei),并且附信,表(biao)明自己愿(yuan)意獻身科學(xue)(xue)(xue)(xue)事業(ye)。結果他(ta)(ta)(ta)如愿(yuan)以(yi)償。20歲(sui)做上了(le)(le)戴(dai)維(wei)的(de)(de)(de)實驗(yan)助(zhu)手。從(cong)此,法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)開始(shi)了(le)(le)他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)(xue)生涯。戴(dai)維(wei)雖(sui)然在科學(xue)(xue)(xue)(xue)上有(you)許多了(le)(le)不起的(de)(de)(de)貢獻,但他(ta)(ta)(ta)說,我對科學(xue)(xue)(xue)(xue)最大的(de)(de)(de)貢獻是發現了(le)(le)法(fa)(fa)(fa)拉(la)第(di)。
法(fa)拉(la)第勤奮好學(xue),工作(zuo)努力,很受戴維器(qi)重。1813年10月(yue),他(ta)隨戴維到(dao)歐洲大陸國家(jia)考察,他(ta)的公(gong)開身份是(shi)仆人,但他(ta)不計較地位,也毫(hao)不自卑,而把這(zhe)次(ci)考察當做(zuo)學(xue)習(xi)的好機會。他(ta)見到(dao)了(le)(le)許多著名的科學(xue)家(jia),參加了(le)(le)各種學(xue)術交流活動(dong),還學(xue)會了(le)(le)法(fa)語(yu)和意大利(li)語(yu)。大大開闊了(le)(le)眼界,增長了(le)(le)見識。
1815年(nian)(nian)(nian)5月法(fa)拉第回到皇(huang)(huang)家研(yan)究(jiu)所,并且在(zai)戴維指(zhi)導(dao)下做獨立的研(yan)究(jiu)工作并取得了(le)(le)幾項(xiang)化學(xue)研(yan)究(jiu)成果。1816年(nian)(nian)(nian)法(fa)拉第發(fa)表了(le)(le)第一(yi)篇科學(xue)論文。從1818年(nian)(nian)(nian)起他和J·斯托達特合(he)作研(yan)究(jiu)合(he)金(jin)鋼,首創(chuang)了(le)(le)金(jin)相分(fen)析方法(fa)。1820年(nian)(nian)(nian)他用取代反應(ying)制(zhi)得六氯乙(yi)(yi)烷和四(si)氯乙(yi)(yi)烯。1821年(nian)(nian)(nian)任(ren)皇(huang)(huang)家學(xue)院實驗室總(zong)監(jian)。1823年(nian)(nian)(nian)他發(fa)現(xian)了(le)(le)氯氣和其(qi)他氣體的液(ye)化方法(fa)。1824年(nian)(nian)(nian)1月他當選為皇(huang)(huang)家學(xue)會(hui)會(hui)員(yuan)。1825年(nian)(nian)(nian)2月接替戴維任(ren)皇(huang)(huang)家研(yan)究(jiu)所實驗室主任(ren)。同年(nian)(nian)(nian)發(fa)現(xian)苯。
1821年(nian)法(fa)拉第完成了(le)第一(yi)(yi)(yi)項重大(da)的(de)電(dian)(dian)發(fa)(fa)明。在(zai)這(zhe)兩年(nian)之前(qian),奧斯特(te)已發(fa)(fa)現如果電(dian)(dian)路中(zhong)有(you)電(dian)(dian)流(liu)通過(guo),它附近的(de)普通羅盤(pan)的(de)磁(ci)針就會(hui)發(fa)(fa)生偏移。法(fa)拉第從中(zhong)得到(dao)了(le)啟發(fa)(fa),認為(wei)假如磁(ci)鐵固定,線(xian)圈就可能會(hui)運(yun)動。根據這(zhe)種設想,他成功地(di)發(fa)(fa)明了(le)一(yi)(yi)(yi)種簡單(dan)的(de)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。在(zai)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)內,只要有(you)電(dian)(dian)流(liu)通過(guo)線(xian)路,線(xian)路就會(hui)繞著一(yi)(yi)(yi)塊磁(ci)鐵不(bu)停地(di)轉動。事實(shi)上法(fa)拉第發(fa)(fa)明的(de)是第一(yi)(yi)(yi)臺電(dian)(dian)動機,是第一(yi)(yi)(yi)臺使用電(dian)(dian)流(liu)將物體運(yun)動的(de)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。雖(sui)然裝(zhuang)置(zhi)(zhi)簡陋,但它卻是今天世界上使用的(de)所有(you)電(dian)(dian)動機的(de)祖先。
人們知道靜止(zhi)的(de)磁(ci)(ci)鐵(tie)不會使(shi)附近的(de)線路(lu)內(nei)產(chan)生電流(liu)。1831年法拉(la)第(di)發現當一(yi)塊(kuai)磁(ci)(ci)鐵(tie)穿過一(yi)個閉合線路(lu)時,線路(lu)內(nei)就會有電流(liu)產(chan)生,這個效應叫(jiao)電磁(ci)(ci)感應,產(chan)生的(de)電流(liu)叫(jiao)感應電流(liu)。一(yi)般(ban)認為(wei)法拉(la)第(di)的(de)電磁(ci)(ci)感應定律(lv)是他的(de)一(yi)項最(zui)偉大的(de)貢獻。
法拉(la)第還發(fa)現如(ru)果(guo)有偏振(zhen)光通過(guo)磁場,其偏振(zhen)作用就會發(fa)生變化。這(zhe)一發(fa)現具有特殊意(yi)義,首次表(biao)明了光與磁之間存在某種關系(xi)。
1820年,奧(ao)斯(si)(si)特發(fa)現電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)效應,受到(dao)科學界的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)注,1821年,英國《哲學年鑒》的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主編約請戴(dai)維撰寫一(yi)(yi)篇文(wen)章,評述(shu)自奧(ao)斯(si)(si)特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現以(yi)來(lai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)學實(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論發(fa)展概(gai)況。戴(dai)維把這(zhe)一(yi)(yi)工作(zuo)交給(gei)了法(fa)(fa)拉第(di)(di)。法(fa)(fa)拉第(di)(di)在收集(ji)資料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong),對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)現象產(chan)生(sheng)了極大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱情,并開(kai)(kai)始(shi)(shi)轉(zhuan)向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究。他(ta)仔細地分析了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)效應等現象,認為既然(ran)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)夠產(chan)生(sheng)磁(ci)(ci),反過(guo)來(lai),磁(ci)(ci)也應該(gai)能(neng)產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。于(yu)是(shi),他(ta)企圖從靜止的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)力對導線(xian)(xian)或線(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),但是(shi)努力失敗了。經(jing)過(guo)近10年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷實(shi)(shi)驗(yan),到(dao)1831年法(fa)(fa)拉第(di)(di)終(zhong)于(yu)發(fa)現,一(yi)(yi)個(ge)通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)力雖然(ran)不能(neng)在另一(yi)(yi)個(ge)線(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)引起電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),但是(shi)當通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)剛(gang)接(jie)通或中(zhong)(zhong)(zhong)斷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候,另一(yi)(yi)個(ge)線(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)計(ji)指針(zhen)有(you)(you)微小偏轉(zhuan)。法(fa)(fa)拉第(di)(di)心明(ming)眼(yan)亮(liang),經(jing)過(guo)反復實(shi)(shi)驗(yan),都(dou)證實(shi)(shi)了當磁(ci)(ci)作(zuo)用(yong)力發(fa)生(sheng)變化時,另一(yi)(yi)個(ge)線(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)就有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)。他(ta)又(you)設計(ji)了各種各樣(yang)實(shi)(shi)驗(yan),比如兩個(ge)線(xian)(xian)圈(quan)發(fa)生(sheng)相對運動,磁(ci)(ci)作(zuo)用(yong)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化同樣(yang)也能(neng)產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)。這(zhe)樣(yang),法(fa)(fa)拉第(di)(di)終(zhong)于(yu)用(yong)實(shi)(shi)驗(yan)揭開(kai)(kai)了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)感應定律。法(fa)(fa)拉第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)個(ge)發(fa)現掃清了探(tan)索電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)本質道路上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)攔(lan)路虎,開(kai)(kai)通了在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池之外大(da)量產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新道路。根據這(zhe)個(ge)實(shi)(shi)驗(yan),1831年10月28日法(fa)(fa)拉第(di)(di)發(fa)明(ming)了圓(yuan)盤(pan)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji),這(zhe)是(shi)法(fa)(fa)拉第(di)(di)第(di)(di)二項(xiang)重大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)發(fa)明(ming)。這(zhe)個(ge)圓(yuan)盤(pan)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji),結構雖然(ran)簡單,但它卻(que)是(shi)人類創造(zao)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)(di)一(yi)(yi)個(ge)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。現代世(shi)界上產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)就是(shi)從它開(kai)(kai)始(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
為了證實(shi)用各(ge)種不(bu)同(tong)辦法(fa)產生的(de)(de)電(dian)(dian)在本質(zhi)上都是(shi)一樣的(de)(de),法(fa)拉第仔細(xi)研究了電(dian)(dian)解(jie)液中的(de)(de)化學現(xian)象,1834年總(zong)結(jie)出法(fa)拉第電(dian)(dian)解(jie)定律(lv):電(dian)(dian)解(jie)釋放出來的(de)(de)物質(zhi)總(zong)量和通過的(de)(de)電(dian)(dian)流總(zong)量成正比,和那種物質(zhi)的(de)(de)化學當量成正比。這條定律(lv)成為聯系物理學和化學的(de)(de)橋(qiao)梁,也是(shi)通向發(fa)現(xian)電(dian)(dian)子道路(lu)的(de)(de)橋(qiao)梁。
法拉(la)第作為一(yi)名(ming)天才的(de)(de)電(dian)學大(da)師(shi),在電(dian)磁(ci)學的(de)(de)新領域中樹立(li)起了前進的(de)(de)路標。1837年他(ta)引入了電(dian)場和磁(ci)場的(de)(de)概(gai)念,指出電(dian)和磁(ci)的(de)(de)周圍都有(you)場的(de)(de)存在,這(zhe)打破了牛頓(dun)力學“超距作用”的(de)(de)傳(chuan)統(tong)觀念。1838年,他(ta)提出了電(dian)力線的(de)(de)新概(gai)念來解釋電(dian)、磁(ci)現象(xiang),這(zhe)是物(wu)理(li)學理(li)論上(shang)的(de)(de)一(yi)次(ci)重大(da)突(tu)破。1843年,法拉(la)第用有(you)名(ming)的(de)(de)“冰桶實驗”,證明了電(dian)荷守恒(heng)定律(lv)。
法拉(la)第在(zai)電(dian)磁學(xue)的新(xin)領域中耕耘(yun)播種。他(ta)(ta)為了(le)探討(tao)電(dian)磁和光的關(guan)系,在(zai)光學(xue)玻璃(li)方面(mian)費盡(jin)了(le)心血。1845年,也是在(zai)經歷了(le)無數次(ci)失敗之(zhi)后(hou),他(ta)(ta)終(zhong)于發(fa)現了(le)“磁光效(xiao)應”。他(ta)(ta)用實驗證實了(le)光和磁的相互(hu)作用,為電(dian)、磁和光的統(tong)一理(li)論奠(dian)定(ding)了(le)基礎(chu)。
1848年,受(shou)到艾伯特王夫引見,法(fa)拉第受(shou)賜在薩里漢普頓宮的恩(en)典(dian)之(zhi)(zhi)屋(wu),并免(mian)繳所有開(kai)銷與維修費。這(zhe)曾是石匠師傅之(zhi)(zhi)屋(wu),后稱(cheng)為法(fa)拉第之(zhi)(zhi)屋(wu),現位于(yu)漢普頓宮道37號(hao)(No.37 Hampton Court Road)。
1852年,他又引進了磁(ci)(ci)力線(xian)的概(gai)念,從(cong)而為經典電磁(ci)(ci)學(xue)理(li)論的建立奠定了基礎(chu)。后(hou)來,英(ying)國(guo)物理(li)學(xue)家麥克斯(si)韋用(yong)數學(xue)工具研(yan)究法拉(la)第(di)的磁(ci)(ci)力線(xian)理(li)論,最后(hou)完成(cheng)了經典電磁(ci)(ci)學(xue)理(li)論。
1858年(nian),法拉第退休(xiu)并在薩里漢普頓宮(gong)的(de)恩(en)典(dian)之(zhi)屋定居。
1867年8月(yue)25日,邁克爾法拉(la)(la)第(di)因病醫治(zhi)無效與世長辭,享年76歲。法拉(la)(la)第(di)和撒拉(la)(la)沒有生(sheng)育后代,所以他(ta)沒有子女給他(ta)送行。
他(ta)在電學方面的貢獻最為顯著。
(1)紀錄中(zhong)法拉第最早的(de)實(shi)驗乃是(shi)利用(yong)(yong)七片半便士、七片鋅片以及(ji)六片浸過鹽水的(de)濕紙做(zuo)成伏(fu)打電池。他并使用(yong)(yong)這個電池分解硫(liu)酸(suan)鎂。
(2)1821年,在丹麥化學(xue)家韓(han)·克利(li)斯(si)汀·奧斯(si)特發(fa)現(xian)(xian)電(dian)(dian)磁(ci)現(xian)(xian)象(xiang)后,戴維和(he)威廉·海德·渥拉斯(si)頓(dun)嘗試設計(ji)一部電(dian)(dian)動機,但(dan)沒(mei)有(you)成(cheng)功(gong)。法(fa)拉第(di)在與他(ta)(ta)們討論過這(zhe)個(ge)問題后,繼續工(gong)作并建(jian)造了兩(liang)個(ge)裝置(zhi)以產生他(ta)(ta)稱(cheng)(cheng)為“電(dian)(dian)磁(ci)轉(zhuan)動”的現(xian)(xian)象(xiang):由線(xian)圈外環狀磁(ci)場造成(cheng)的連續旋轉(zhuan)運動。他(ta)(ta)把導(dao)(dao)線(xian)接(jie)上化學(xue)電(dian)(dian)池(chi),使(shi)其導(dao)(dao)電(dian)(dian),再將(jiang)導(dao)(dao)線(xian)放入內(nei)有(you)磁(ci)鐵(tie)的汞池(chi)之(zhi)(zhi)中,則導(dao)(dao)線(xian)將(jiang)繞著磁(ci)鐵(tie)旋轉(zhuan)。這(zhe)個(ge)裝置(zhi)現(xian)(xian)稱(cheng)(cheng)為單極(ji)電(dian)(dian)動機。這(zhe)些實(shi)驗與發(fa)明(ming)成(cheng)為了現(xian)(xian)代(dai)電(dian)(dian)磁(ci)科(ke)技的基石。但(dan)此時法(fa)拉第(di)卻(que)做(zuo)了一件(jian)不智之(zhi)(zhi)舉,在沒(mei)有(you)通知戴維跟渥拉斯(si)頓(dun)情況下,擅自(zi)發(fa)表了此項研(yan)究(jiu)成(cheng)果。此舉招來諸多(duo)爭議,也(ye)迫(po)使(shi)他(ta)(ta)離開電(dian)(dian)磁(ci)學(xue)研(yan)究(jiu)數年之(zhi)(zhi)久。
(3)在(zai)(zai)這個(ge)(ge)階段,有(you)些證據指出戴(dai)維(wei)可(ke)能有(you)意阻礙(ai)法(fa)(fa)拉第(di)在(zai)(zai)科學(xue)界的(de)(de)發展。如在(zai)(zai)1825年,戴(dai)維(wei)指派法(fa)(fa)拉第(di)進(jin)行光學(xue)玻璃實驗,此(ci)(ci)實驗歷時六(liu)年,但沒有(you)顯(xian)著的(de)(de)進(jin)展。直到1829年,戴(dai)維(wei)去世,法(fa)(fa)拉第(di)停(ting)止(zhi)了這個(ge)(ge)無意義(yi)的(de)(de)工作并(bing)開始其(qi)他(ta)(ta)有(you)意義(yi)的(de)(de)實驗。在(zai)(zai)1831年,他(ta)(ta)開始一(yi)(yi)連串(chuan)重(zhong)(zhong)大的(de)(de)實驗,并(bing)發現(xian)了電(dian)磁(ci)感應,雖然在(zai)(zai)福朗席斯(si)科·札德啟(qi)稍早的(de)(de)工作可(ke)能便預見(jian)了此(ci)(ci)結果,此(ci)(ci)發現(xian)仍可(ke)稱為法(fa)(fa)拉第(di)最(zui)大的(de)(de)貢獻之一(yi)(yi)。這個(ge)(ge)重(zhong)(zhong)要的(de)(de)發現(xian)來自于(yu),當他(ta)(ta)將兩條(tiao)獨立的(de)(de)電(dian)線環繞在(zai)(zai)一(yi)(yi)個(ge)(ge)大鐵環,固(gu)定在(zai)(zai)椅子上(shang),并(bing)在(zai)(zai)其(qi)中一(yi)(yi)條(tiao)導(dao)線通(tong)以電(dian)流時,另(ling)外一(yi)(yi)條(tiao)導(dao)線竟(jing)也產(chan)生電(dian)流。他(ta)(ta)因(yin)此(ci)(ci)進(jin)行了另(ling)外一(yi)(yi)項實驗,并(bing)發現(xian)若移動(dong)一(yi)(yi)塊磁(ci)鐵通(tong)過(guo)導(dao)線線圈(quan),則線圈(quan)中將有(you)電(dian)流產(chan)生。同樣的(de)(de)現(xian)象(xiang)也發生在(zai)(zai)移動(dong)線圈(quan)通(tong)過(guo)靜止(zhi)的(de)(de)磁(ci)鐵上(shang)方(fang)時。
(4)他(ta)的(de)(de)(de)展(zhan)示向世(shi)人(ren)建立(li)起“磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)改變(bian)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)(dian)場”的(de)(de)(de)觀念。此(ci)關系由法拉(la)第(di)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)感(gan)應定律建立(li)起數學模型(xing),并成(cheng)為(wei)(wei)四條麥克斯韋方(fang)程組之一(yi)。這個方(fang)程組之后則歸納入場論(lun)之中。法拉(la)第(di)并依(yi)照此(ci)定理(li),發(fa)(fa)明了(le)早期的(de)(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機,此(ci)為(wei)(wei)現(xian)代發(fa)(fa)電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)始祖(zu)。1839年他(ta)成(cheng)功了(le)一(yi)連串的(de)(de)(de)實驗帶領人(ren)類了(le)解電(dian)(dian)的(de)(de)(de)本(ben)質。法拉(la)第(di)使(shi)用“靜電(dian)(dian)”、電(dian)(dian)池(chi)以及“生(sheng)(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)(dian)”已(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)靜電(dian)(dian)相吸、電(dian)(dian)解、磁(ci)(ci)力等(deng)現(xian)象(xiang)(xiang)。他(ta)由這些實驗,做出與當時主流想法相悖的(de)(de)(de)結論(lun),即雖然來源(yuan)不同,產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)都是(shi)一(yi)樣的(de)(de)(de),另(ling)外(wai)若改變(bian)大小及密度(du)(電(dian)(dian)壓及電(dian)(dian)荷),則可產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)不同的(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)(xiang)。
(5)在(zai)(zai)他生涯的晚年,他提(ti)(ti)出(chu)(chu)電磁(ci)(ci)力不(bu)僅(jin)存在(zai)(zai)于導體(ti)中(zhong)(zhong),更延(yan)伸入(ru)導體(ti)附近的空(kong)間里(li)。這(zhe)個(ge)(ge)(ge)想法被(bei)他的同儕排斥,法拉(la)第(di)也(ye)終究沒有活著看(kan)到這(zhe)個(ge)(ge)(ge)想法被(bei)世(shi)人所接受。法拉(la)第(di)也(ye)提(ti)(ti)出(chu)(chu)電磁(ci)(ci)線(xian)(xian)的概(gai)念:這(zhe)些(xie)(xie)流線(xian)(xian)由帶電體(ti)或者是磁(ci)(ci)鐵的其中(zhong)(zhong)一(yi)極中(zhong)(zhong)放射出(chu)(chu),射向另一(yi)電性(xing)的帶電體(ti)或是磁(ci)(ci)性(xing)異極的物(wu)體(ti)。這(zhe)個(ge)(ge)(ge)概(gai)念幫助世(shi)人能夠將抽(chou)象的電磁(ci)(ci)場(chang)具(ju)象化,對于電力機械裝置(zhi)在(zai)(zai)十九世(shi)紀(ji)的發(fa)展有重大(da)的影響(xiang)。而這(zhe)些(xie)(xie)裝置(zhi)在(zai)(zai)之后的十九世(shi)紀(ji)中(zhong)(zhong)主宰了整個(ge)(ge)(ge)工(gong)程(cheng)與工(gong)業界。1845年他發(fa)現了被(bei)他命名為(wei)抗(kang)磁(ci)(ci)性(xing)(diamagnetism)至今則稱為(wei)法拉(la)第(di)效應的現象:一(yi)個(ge)(ge)(ge)線(xian)(xian)性(xing)極化的光線(xian)(xian)在(zai)(zai)經過一(yi)物(wu)體(ti)介質時,外加一(yi)磁(ci)(ci)場(chang)并與光線(xian)(xian)的前進方向對齊,則此磁(ci)(ci)場(chang)將使(shi)光線(xian)(xian)在(zai)(zai)空(kong)間中(zhong)(zhong)劃出(chu)(chu)的平面轉向。他在(zai)(zai)筆記本中(zhong)(zhong)寫下:“我終于在(zai)(zai)‘闡釋一(yi)條磁(ci)(ci)力曲線(xian)(xian)’-或者說‘力線(xian)(xian)’-及‘磁(ci)(ci)化光線(xian)(xian)’中(zhong)(zhong)取得成功。”
在(zai)(zai)對靜(jing)電(dian)(dian)的(de)(de)研(yan)究中,法(fa)拉第(di)發(fa)現在(zai)(zai)帶電(dian)(dian)導(dao)體上的(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)僅(jin)依附于(yu)導(dao)體表(biao)面(mian)(mian),且(qie)這(zhe)些(xie)表(biao)面(mian)(mian)上的(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)對于(yu)導(dao)體內(nei)部沒(mei)有(you)任何影響。造(zao)(zao)成(cheng)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)原因在(zai)(zai)于(yu)在(zai)(zai)導(dao)體表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)電(dian)(dian)荷(he)彼此(ci)受到對方(fang)的(de)(de)靜(jing)電(dian)(dian)力(li)作用而重(zhong)新分布至(zhi)一(yi)穩(wen)定狀態,使(shi)得每個電(dian)(dian)荷(he)對內(nei)部造(zao)(zao)成(cheng)的(de)(de)靜(jing)電(dian)(dian)力(li)互相(xiang)(xiang)抵(di)銷。這(zhe)個效應(ying)(ying)稱為(wei)遮蔽效應(ying)(ying),并被應(ying)(ying)用于(yu)法(fa)拉第(di)籠上。雖然(ran)法(fa)拉第(di)是(shi)一(yi)位非常出色的(de)(de)實驗(yan)學家,他(ta)的(de)(de)數學能力(li)與之(zhi)相(xiang)(xiang)形就顯得相(xiang)(xiang)當薄弱,只(zhi)能計算簡單的(de)(de)代數,甚至(zhi)難以應(ying)(ying)付三角(jiao)學。不過(guo)法(fa)拉第(di)懂得使(shi)用條理清晰且(qie)簡單的(de)(de)語言(yan)表(biao)達他(ta)科學上的(de)(de)想法(fa)。他(ta)的(de)(de)實驗(yan)成(cheng)果后來被詹姆(mu)斯(si)·克(ke)拉克(ke)·麥克(ke)斯(si)韋使(shi)用,并建立起了當今的(de)(de)電(dian)(dian)磁理論(lun)的(de)(de)基礎方(fang)程式(shi)。
法(fa)(fa)拉(la)第把磁(ci)(ci)力(li)線(xian)(xian)和電力(li)線(xian)(xian)的(de)(de)重(zhong)要概念引(yin)入了物(wu)理學(xue),通過強(qiang)調不是(shi)磁(ci)(ci)鐵本身而是(shi)它們之間的(de)(de)“場(chang)(chang)”,為當代物(wu)理學(xue)中(zhong)的(de)(de)許多進法(fa)(fa)拉(la)第展開(kai)拓了道路,其(qi)中(zhong)包括(kuo)麥克斯韋(wei)方(fang)程。法(fa)(fa)拉(la)第還發現如果有(you)偏振光通過磁(ci)(ci)場(chang)(chang),其(qi)偏振作用 就會發生變化(hua)。這一(yi)發現具(ju)有(you)特(te)殊意義,首次表(biao)明了光與磁(ci)(ci)之間存(cun)在某(mou)種(zhong)關系。
(1)法拉第最早的化學(xue)成果來自于(yu)擔任戴(dai)維助手的時(shi)期。他花(hua)了很多心血(xue)研究(jiu)氯(lv)氣(qi),1833年.法拉第經過一系列的實驗,發現(xian)當(dang)把電(dian)流作用在氯(lv)化鈉(na)的水溶液(ye)時(shi),能(neng)夠(gou)獲得(de)氯(lv)氣(qi)2NaCl+2H?O =2NaOH+H?↑+Cl?↑,并發現(xian)了兩種碳化氯(lv)。
法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)也是第(di)(di)一(yi)(yi)個學者實(shi)驗(雖然較(jiao)為(wei)粗略)觀察氣體(ti)擴散(san),此現象最早由約(yue)翰·道爾頓(dun)發表,并由湯瑪斯(si)·葛蘭姆及約(yue)瑟夫(fu)·羅斯(si)密特(te)揭露其重要性。他成功的液化了(le)多(duo)種氣體(ti);他研究過不同的鋼(gang)合金,為(wei)了(le)光(guang)學實(shi)驗,他制造出(chu)多(duo)種新型的玻璃(li)。其中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)塊樣品后來在歷(li)史上(shang)占有一(yi)(yi)席之地(di),因為(wei)在一(yi)(yi)次(ci)當法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)將此玻璃(li)放(fang)入磁場中(zhong)(zhong)時,他發現了(le)極化光(guang)平面受磁力造成偏轉及被磁力排斥。
(2)他(ta)也盡心于創造出(chu)一(yi)些化(hua)(hua)學(xue)(xue)的常(chang)用方法,用結(jie)果、研究目標以及大(da)眾(zhong)展示做為(wei)分類,并(bing)從(cong)中獲得(de)一(yi)些成果。他(ta)發(fa)明了一(yi)種(zhong)加熱(re)工具,是本生燈的前身(shen),在科學(xue)(xue)實驗(yan)室(shi)廣為(wei)采(cai)用,作為(wei)熱(re)能的來源。法拉(la)第在多個化(hua)(hua)學(xue)(xue)領域中都有所成果,發(fa)現了諸如苯等化(hua)(hua)學(xue)(xue)物(wu)質(他(ta)稱此物(wu)質為(wei)雙碳化(hua)(hua)氫(qing)(bicarburetofhydrogen)),發(fa)明氧化(hua)(hua)數,將如氯等氣體液化(hua)(hua)。他(ta)找出(chu)一(yi)種(zhong)氯水合物(wu)的組成,這個物(wu)質最早在1810年(nian)由(you)戴維發(fa)現。
(3)法拉第也發現(xian)了電解定(ding)律,以及推(tui)廣許(xu)多專業用語(yu),如陽極、陰極、電極及離子等,這(zhe)些(xie)詞語(yu)大多由(you)威(wei)廉·休艾(ai)爾發明(ming)。他還發現(xian)了苯。由(you)于這(zhe)些(xie)成(cheng)就(jiu),很(hen)多現(xian)代的(de)化學家視法拉第為有史以來最出色的(de)實驗科學家之一。
(4)法拉第還在1825年首先發(fa)現(xian)了苯。19世(shi)紀(ji)初,英國和其他歐洲國家(jia)一(yi)(yi)樣,城市的(de)照明已普(pu)遍使用煤氣(qi)(qi)。從生產煤氣(qi)(qi)的(de)原料中制備出煤氣(qi)(qi)之(zhi)后,剩下一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)油(you)狀(zhuang)的(de)液(ye)(ye)(ye)體卻(que)長期無人問津。法拉第是(shi)(shi)第一(yi)(yi)位對這(zhe)種(zhong)(zhong)油(you)狀(zhuang)液(ye)(ye)(ye)體感興趣的(de)科學(xue)家(jia)。他用蒸餾的(de)方法將(jiang)這(zhe)種(zhong)(zhong)油(you)狀(zhuang)液(ye)(ye)(ye)體進行分離,得(de)到(dao)另一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)液(ye)(ye)(ye)體,實(shi)際(ji)上就是(shi)(shi)苯。當時法拉第將(jiang)這(zhe)種(zhong)(zhong)液(ye)(ye)(ye)體稱為“氫的(de)重碳化(hua)合(he)物”。