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物理学家、化学家——迈克尔·法拉第

迈克尔法拉第(michael faraday,公元1791~公元1867),世界著名的自学成才的科学家,英国物理学家、化学家,发明家即发电机和电动机的发明者。

1791年9月22日出生萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。因家庭贫困仅上过几年小学,13岁时便在一家书店里当学徒。书店的工作使他有机会读到许多科学书籍。在送报、装订等工作之余,自学化学和电学,并动手做简单的实验,验证书上的内容。利用业余时间参加市哲学学会的学习活动,听自然哲学讲演,因而受到了自然科学的基础教育。由于他爱好科学研究,专心致志,受到英国化学家戴维的赏识,1813年3月由戴维举荐到皇家研究所任实验室助手。这是法拉第一生的转折点,从此他踏上了献身科学研究的道路。同年10月戴维到欧洲大陆作科学考察,讲学,法拉第作为他的秘书、助手随同前往。历时一年半,先后经过法国、瑞士、意大利、德国、比利时、荷兰等国,结识了安培、盖吕萨克等著名学者。沿途法拉第协助戴维做了许多化学实验,这大大丰富了他的科学知识,增长了实验才干,为他后来开展独立的科学研究奠定了基础。1815年5月回到皇家研究所在戴维指导下进行化学研究。
 ; ; ; 1824年1月当选皇家学会会员,1825年2月任皇家研究所实验室主任,1833----1862任皇家研究所化学教授。1846年荣获伦福德奖章和皇家勋章。1867年8月25日逝世。

我们的时代是电气的时代,不过事实上我们有时称为航天时代,有时称为原子时代,但是不管航天旅行和原子武器的意义多么深远,它们对我们的日常生活相对来说起不了什么作用。然而我们却无时不在使用电器。事实上没有哪一项技术特征能象电的使用那样完全地渗入当代世界。

许多人对电都做出过贡献,查尔斯奥古斯丁库仑,亚历山得罗伏特伯爵,汉斯克里斯琴奥斯特,安得烈玛丽安培等就在最重要的人物之列。但是比其他人都遥遥领先的是两位伟大的英国科学家迈克尔法拉第和詹姆士克拉克麦克斯韦。虽然他俩在一定程度上互为补充,但却不是合作人。其中各自的贡献就足以使本人在本名册中排列在前。

1791年9月22日是一个光辉的日子,一代科学巨匠迈克尔法拉第降生在英国萨里郡纽囚顿一个贫苦的铁匠家庭。法拉第的一生是伟大的,然而法拉第的童年却是十分凄苦的。

为了解决全家的温饱,老法拉第带着5岁的小法拉第迁到伦敦,希望改变贫穷的命运,不幸的是上帝非但没有给法拉第一家赐福,反而在小法拉第九岁那年夺取了老法拉第的生命。迫于生计,幼小的仅有九岁的迈克尔法拉第不得不承担起生活重担,去一家文具店充当学徒。四年以后,13岁的法拉第又到书店学徒。起初负责送报,后来充当图书装订工。真所谓天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤……。

贫穷是不幸的,童工的生涯其清苦可知。难能可贵的是小法拉第不安于贫穷,不安于清苦,奋志好学。14岁时,他跟一位装书兼卖书师傅当学徒,利用此机会博览群书。他在二十岁时听英国著名科学家汉弗利戴维先生讲课,对此产生了浓厚的兴趣。他给戴维写信,终于得到了为戴维当助手的工作。法拉第在几年之内就做出了自己的重大发现。虽然他的数学基础不好,但是作为一名实验物理学家他是无与伦比的。

1810年,十九岁的法拉第连续听了塔特姆所做的十几次自然哲学讲演并开始参加市哲学学会的学习活动,从中受到自然哲学的基础教育。

1812年2月到4月,21岁的法拉第有幸在皇家研究所听了h戴维的四次化学讲演。这位大化学家渊博的知识立即吸引了年轻的法拉第。他热忱地把戴维的每个科学观点转述给市哲学学会的同伴们。他精心整理听课笔记并装订成一本精美的书册,取名《h戴维爵士演讲录》,并附上一封渴望做科学研究工作的信,于1812年圣诞节前夕一起寄给了戴维。法拉第热爱科学的激情感动了戴维,他所精心整理装订的精美记录册更使戴维深感欣慰.这时又正直他学徒期满,于是戴维特推荐他于1813年3月进入皇家研究所当他的助手。

同年10月跟随戴维去欧洲大陆作科学考察旅行。这次旅行使法拉第上了一次社会大学,沿途他认真地记录了戴维在各地讲学的内容,学到了许多科学知识,而且结识了许多著名的科学家,如盖吕萨克和安培等。增长了见闻,开扩了眼界。到1815年5月回到皇家研究所,法拉第已能在戴维指导下做独立的研究工作并取得了几项化学研究成果。

1816年,法拉第发表了第一篇科学论文。从1818年起他和斯托达特合作研究合金钢,首创了金相分析方法。1820年,他用取代反应制得六氯乙烷和四氯乙烯。1821年,任皇家学院实验室总监。1823年,他发现了氯气和其他气体的液化方法。1824年1月,他当选为皇家学会会员。1825年2月,接替戴维任皇家研究所实验室主任。同年发现苯。

更主要的是他在电化学方面(对电流所产生的化学效应的研究)所做出的贡献。经过多次精心试验,法拉第总结了两个电解定律,这两个定律均以他的名字命名,构成了电化学的基础。他将化学中的许多重要术语给予了通俗的名称,如阳极、阴极、电极、离子等。

1821年,法拉第完成了第一项重大的电发明。在这两年之前,奥斯特已发现如果电路中有电流通过,它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发,认为假如磁铁固定,线圈就可能会运动。根据这种设想,他成功地发明了一种简单的装置。在装置内,只要有电流通过线路,线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机,是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋,但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。

这是一项重大的突破。只是它的实际用途还非常有限,因为当时除了用简陋的电池以外别无其它方法发电。

人们知道静止的磁铁不会使附近的线路内产生电流。1831年,法拉第发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时,线路内就会有电流产生,这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。

用两个理由足以说明这项发现可以载入史册。第一,法拉第定律对于从理论上认识电磁更为重要。第二,正如法拉第用他发明的第一台发电机(法拉第盘)所演示的那样,电磁感应可以用来产生连续电流。虽然给城镇和工厂供电的现代发电机比法拉第发明的电机要复杂得多,但是它们都是根据同样的电磁感应的原理制成的。

是法拉第把磁力线和电力线的重要概念引入物理学,通过强调不是磁铁本身而是它们之间的场,为当代物理学中的许多进展开拓了道路,其中包括麦克斯韦方程。法拉第还发现如果有偏振光通过磁场,其偏振作用就会发生变化。这一发现具有特殊意义,首次表明了光与磁之间存在某种关系。1813年3月,著名化学家戴维推荐法拉第到皇家研究院实验室做自己的助理实验员,从此法拉第走上了科学研究的道路。

1820年,奥斯特发现电流的磁效应,受到科学界的关注。1821年,英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章,评述自奥斯特的发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中,对电磁现象产生了极大的热情,并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象,认为既然电能够产生磁,反过来,磁也应该能产生电。于是,他企图从静止的磁力对导线或线圈的作用中产生电流,但是努力失败了。

经过近10年的不断实验,到1831年法拉第终于发现,一个通电线圈的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流,但是当通电线圈的电流刚接通或中断的时候,另一个线圈中的电流计指针有微小偏转。法拉第心明眼亮,经过反复实验,都证实了当磁作用力发生变化时,另一个线圈中就有电流产生。他又设计了各种各样实验,比如两个线圈发生相对运动,磁作用力的变化同样也能产生电流。这样,法拉第终于用实验揭开了电磁感应定律。

法拉第的这个发现扫清了探索电磁本质道路上的拦路虎,开通了在电池之外大量产生电流的新道路。根据这个实验,1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机,这是法拉第的第二项重大电发明。这个圆盘发电机,结构虽然简单,但它却是人类创造出的第一个发电机。现代世界上产生电力的发电机就是从它开始的。

法拉第的一生是伟大的,法拉第其人又是平凡的,他非常热心科学普及工作,在他任皇家研究所实验室主任后不久,即发起举行星期五晚间讨论会和圣诞节少年科学讲座。他在100多次星期五晚间讨论会上作过讲演,在圣诞节少年科学讲座上讲演达十九年之久.他的科普讲座深入浅出,并配以丰富的演示实验,深受欢迎.法拉第还热心公众事业,长期为英国许多公私机构服务.他为人质朴、不善交际、不图名利、喜欢帮助亲友.为了专心从事科学研究,他放弃了一切有丰厚报酬的商业性工作,他在1857年谢绝了皇家学会拟选他为会长的提名,他甘愿以平民的身份实现献身科学的诺言,终身在皇家学院实验室工作一辈子,当一个平凡的迈克尔法拉第。

1867年8月25日,平民迈克尔法拉第在书房安详地离开了人世。

一代科学巨星,在谱写完他不平凡的人生,给人类留下无价的宝藏以后与世长辞。

撒拉伯纳尔是法拉第好友伯纳尔的妹妹,法拉第是在教会中认识她的。1819年,法拉第每个星期日晚

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