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法拉第

麦可·法拉第

麦可·法拉第(-{Michael Faraday}-,1791年9月22日—1867年8月25日),英国科学家,精于物理及化学,对电磁学及电化学作出重大贡献。同时,他发明了一种加热工具,是本生灯的前身,在科学实验室广为采用。

法拉第是历史上最伟大的科学家之一,部分历史学家认为他是科学史上最伟大的实验学家,这是因为他把电孕育成可用技术,电容值的国际单位被命名为法拉(Farad, F)。

英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家。
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。

         法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究,并在这些领域取得了一系列重大发现。1820年奥斯特发现电流的磁效应之后,法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想,并开始了艰苦的探索。1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动,第一次实现了电磁运动向机械运动的转换,从而建立了电动机的实验室模型。接着经过无数次实验的失败,终于在1831年发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现,使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法,成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。

        法拉第能够这样坚持10年矢志不渝地探索电磁感应现象,重要原因之一是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的,他始终坚信自然界各种不同现象之间有着无限多的联系。也是在这一思想的指导下,他继续研究当时已知的伏打电池的电、摩擦电、温差电、伽伐尼电、电磁感应电等各种电的同一性,1832年他发表了<<不同来源的电的同一性>>论文,用大量实验论证了“不管电的来源如何,它的本性都相同”的结论,从而扫除了人们在电的本性问题认识上的种种迷雾。

        为了说明电的本质,法拉第进行了电流通过酸、碱、盐的溶液的一系列实验,从而导致1833-1834年连续发现电解第一和第二定律,为现代电化学工业奠定了基础,第二定律还指明了存在基本电荷,电荷具有最小单位,成为支持电的离散性质的重要结论,对于导致基本电荷e的发现以及建立物质电结构的理论具有重大意义。为了正确描述实验事实,法拉第制定了迁移率、阴极、阳极、阴离子、阳离子、电解、电解质等许多概念、术语。

        在电与磁的统一性被证实之后,法拉第决心寻找光与电磁现象的联系。1845年他发现了原来没有旋光性的重玻璃在强磁场作用下产生旋光性,使偏振光的偏振面发生偏转,此即磁致光效应,成为人类第一次认识到电磁现象与光现象间的关系。1846年他发表了《关于光振动的想法》一文,最早提出了光的电磁本质的思想。他曾设计并不畏艰苦地作过许多实验,试图发现重力和电的关系,寻找磁场对光源所发射光谱线的影响,寻找电对光的作用等等,由于当时实验条件所限,虽未获成功,但他的思想和观点完全正确,均为后人的实验所验证。

       法拉第是电磁场理论的奠基人,他首先提出了磁力线、电力线的概念,在电磁感应、电化学、静电感应的研究中进一步深化和发展了力线思想,并第一次提出场的思想,建立了电场、磁场的概念,否定了超距作用观点。爱因斯坦曾指出,场的思想是法拉第最富有创造性的思想,是自牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了法拉第的场的思想,为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。

 

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