法拉第是怎么发现电磁效应的?

发布网友发布时间：2022-04-24 23:57

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热心网友时间：2023-10-15 14:04

迈克尔·法拉第于1791年出生于英国的纽因顿。他的父亲是个铁匠，家境贫寒，所以法拉第没有受过正规教育。5岁随全家定居伦敦，12岁开始做报童。13岁到订书店当学徒，一直当了8年。这个工作对他的一生产生了很大影响，使他有机会读了很多科学书籍，其中对他影响最深的是《大英百科全书》和《化学漫谈》。他根据自己所学知识，利用节俭来的点滴零用钱购买一些简单的器材，做一些简单的化学实验，开始了他最初的“科学研究”。1812年，在别人的帮助下，他幸运地听了英国皇家学会会长、著名科学家戴维的4次演讲，立即被这些演讲所吸引，并希望“进入科学部门工作”。他大胆地把这个愿望写信告诉了戴维，同时附上精心整理和带有插图的听讲笔记。戴维自己幼年丧父，15岁辍学，当过学徒，也是靠自学走上科学研究道路的，所以对法拉第的身世和热爱科学的精神深表同情。1813年3月推荐法拉第到英国皇家研究院实验室当他的助手，同年10月，法拉第随戴维前往欧洲*进行学术考察，从而学到不少科学研究方法，开阔了眼界。1816年发表了第一篇论文。1821年担任皇家研究院实验室主任，开始转向电磁学的研究，并于10年后发现电磁感应定律，奠定了经典电磁学的理论基础。

法拉第永远是一个努力工作不断学习的人，只有工作与学习才会使他快乐，才会使他感到满足。1867年8月25日，他坐在书房中的一把椅子上看书时，平稳地停止了呼吸，安详地死去，终年76岁。

电流的磁效应的发现，揭示了电与磁有着内在的联系。法拉第了解到奥斯特的实验之后，于1821年9月3日重复了奥斯特的实验：他把小磁针放在载流导线周围的不同的地方，发现小磁针有环绕导线作圆周运动的倾向。这使他立即想到：既然电可以产生磁，为什么磁不可以生电呢？电是一种很有价值的东西，伏打电池造价昂贵且电力不足，磁石到处都有，如果用磁来生电，电的造价就会便宜，那么其意义就不仅仅局限于实验室里，而会和人类的日常生活连在一起，具有不可估量的社会效益和经济效益。

从那以后，法拉第进行了大量的实验，他将磁石插进一个铜线圈，再接上电流计，没有电流。他用一根通电的导线去挨近未通电的铁丝，又改用一个大磁石，用电流计去测也没能发现铁丝中有电流产生。是自己的想法错了吗？不会的!法拉第深信自然界各种力是统一的，而且可以相互转化。电和磁也应该统一并可以转化，何况由实验得知电能生出磁来，那么磁也一定会产出电来!正是这种坚定的科学信念，法拉第孜孜不倦地进行了10年实验，一种方法失败了，又换另一种方法，一个实验不成功，再来另一个，在1831年8月29日，他终于成功了。

他用一个2.22厘米厚、外径为15.24厘米的软铁圆环，圆环上绕两个彼此绝缘的线圈A和B保证了电不可能从A到B，也不可能从B到A，B的两端用一条铜导线连接。形成一个闭合回路。A和一组由10只电池组成的电池组及开关K相连，形成闭合回路。法拉第的思想方法是：K闭合，A回路有电，奥斯特已发现电可以产生磁，磁可以沿铁环传递给B，如果磁可以生电，那么由铁环传来的磁会在B闭合回路里产生电流，用电流计或小磁针可以检验到B中的电流。他在闭合回路下放了一个磁针，先闭合开关K，再观察磁针，磁针一动也不动!法拉第有些沉不住气了，两眼怔怔地望着磁针，喃喃地自语：“你怎么不动呢？”他头也不转地去断开开关K，却出乎意料地看到磁针摆动了，“是风吹的吗？”他又合上K、断开K，都发现磁针有摆动，法拉第非常高兴，他确信是开关的闭合和断开使磁针转动，他马上想到这就是他寻找了近10年的磁生电现象!

为了进一步证明磁生电的现象，法拉第于1831年10月17日又进行了较大规模的实验。他把约67米长的铜线绕在一个空的长筒上，铜丝的两端连接一个电流计，然后手拿一根长2.13厘米、直径1.9厘米的长圆形磁石，迅速插进和拔出圆筒，法拉第发现电流计的指针都动了，而且指针偏转的方向相反。这就是说磁可以产生电，而且是通过磁体的机械运动产生电流，形成了我们现在发电机第一个原始的模型。

1831年，法拉第开始撰写他的三卷本巨著《电学实验研究》，并分别于1837年、1844年、1855年相继出版。在这部巨著里汇集了他的精巧实验，形象地描述了对物理学的深刻见解。这部巨著确立了经典电磁学的理论基础，法拉第也因此而被誉为“经典电磁学的奠基人”。

法拉第是19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家，经典电磁学的奠基人。同时，法拉第是自学成才的典范，他的刻苦勤奋及不懈追求真理的精神永远激励着后人。