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了不起的成就
来源:科技百科 专题:物理天地

法拉第刚进入皇家学会是从洗瓶子开始做起的.他工作勤奋,很快地掌握了实验技术,成了戴维教授的得力助手.法拉第虚心好学,潜心研究,在科学研究上进展很快.1821年,这是他来到皇家学会的第9 个年头,他以其卓越的成就就任皇家学会实验室总监和代理实验室主任.此时正值很多科学家努力探索电与磁的奥秘之时,法拉第也以浓厚的兴趣开始了电和磁的研究.经过几个月的努力,法拉第成功地实现了电磁转动——制造了世界上第一个电动机.这就意味着,人类的工农业生产以至人们的生活,将要有巨大的改观。

这时,丹麦科学家奥斯特教授得到一个有趣的发现.奥斯特和当时的许多科学家一样,认为电和磁之间互相有联系,比如说,在雷电轰鸣的时候,磁针有偏转现象.因此,奥斯特认为,利用通过电流的导线,可以使磁针绕着磁针偏转.他设计了一个实验,立着一根导线,在与导线垂直的方向放着一根磁针,接通电源,根据他的设想,磁针将会发生偏转.不料实验时,磁针并没有偏转.奥斯特疑惑了,他又将导线转动了90 度,使之与磁针旋转的方向平行,然后接通了电源.这一刹那间,磁针明显地转动了,从原来指向南北方向转为指向东西方向,并停在这个方向上。

奥斯特发表了这一实验报告,并且把它寄给了他所知道的著名科学家.这个实验引起了许多科学家的注意,他们都根据奥斯特的报告重复了他的实验,并且也都陆续得到一些关于电磁现象的新发现。

英国皇家学会的化学家戴维,也看到了这份实验报告,并以极大的兴趣让法拉第和自己一起重复了这个实验。

这个实验给法拉第提供了一个新信息.这个信息表示的意义有多么深远、有多么伟大,尽管当时法拉第还不可能理解得很清楚,但是他充分地感觉到了.这就是后来法拉第说的: “它猛然打开了一个科学领域的大门,那里过去是一片漆黑,如今充满了光明.”

于是,法拉第在1822年的日记中写下了一个崭新的研究题目: “把磁转变成电”。

法拉第认识到: 磁铁可以使铁块感应带磁,静电可以使导体感应带电,电流能产生磁,那么,必然地,磁也应该能产生电。

法拉第特别下了一番功夫去研究分析奥斯特实验.他发现这个实验有一个特点,就是当导线通过电流的时候,磁针都是绕着导线偏转,而不是磁针自己偏转,而许多重复奥斯特实验的科学家都没有注意到这一特点.于是,他从此入手开始了全面的研究分析,也经常做实验进行尝试,可每次都失败了.法拉第坚信自然界是统一的、和谐的,电和磁是彼此有关联的.法拉第反复实验,反复研究,并不断改进实验方案。

终于,在1831年10月17 日——这是人类科学史上应当记住的一天,法拉第在圆形铁环上绕两2 个铜线圈,一个接在电流计上,另一个接在串联的伏打电池上,当他把电路接通时,突然电流计的指针轻轻地动了一下,当他把电路断开时,指针向反方向又动了一下,法拉第的内心立刻明亮了.法拉第一次又一次地重复着实验,他注意到,由磁产生电流的必要条件是相对运动,他把这样产生的电流叫做感应电流.人们把法拉第由此总结出来的变化的磁场产生电流的规律,称为法拉第电磁感应规律。

法拉第的实验成功了.它说明,一根带电的导线,可以在它的周围产生磁场,这个磁场可以使磁针绕着导线转动.这是一个多么了不起的发现呀! 在这以前,已经有许多科学家研究了自然界中的力,比如像万有引力、静电力和磁力,但是这些都表现为可以相互吸引的拉力,或者相互排斥的推力.而法拉第发现的力,是一种可以转动的力,多么不可思议!

然而,法拉第并没有就此止步,因为只有当磁棒在线圈中作往复运动的时候,才有电流感应出来,而磁棒的运动一停止,电流也就随之消失,他需要制造出稳定的电源来.因为法拉第成天跟伏打电池打交道,很清楚它的缺点,伏打电池很笨重,要产生强大的电流,必须用许多伏打电池,而且制造、搬运都很麻烦.更糟的是,伏打电池用不了多久就要更换.要是能用电磁感应原理制造出永久的稳定电源,那该多好!

两个月后,法拉第创造性地发明了变压器和发电机.虽然这还都是实验室的产物,还需要一个完善的过程,但这预告了电能够大规模地产生,并且输送到遥远的地方.电将从实验室走向工厂、矿山、农村,走进每一个家庭.1931年,后人为纪念电磁感应发现100 周年,在伦敦举行了盛大的庆祝活动.人们把法拉第的电磁感应称做他最伟大的发现——为人类打开了电能宝库.从此,人类迅速进入电气时代。

法拉第的名字被全世界传颂着,鲜花和荣誉向他飞来.法拉第没有上过大学,但世界各国赠给他的各种学位头衔达94 个,几乎欧洲所有大学和研究机构都给过他学位证书和金质奖章.法拉第把所有的证书和奖章都收起来,连最亲近的朋友都没见过.他依旧围着围裙,在实验室里静静地进行着一个又一个新的研究。

他冒着生命的危险,证明了导体内外空间的区别;发明了贮存电的力法;发现了著名的电解定律……

1846年,由于他出色的贡献而获得伦福奖章和皇家奖章,在皇家学会的历史上,把两枚奖章授予同一个人,是罕见的。

法拉第的一生之所以能对科学作出如此巨大的贡献,除他的刻苦努力和富于创造精神外,更主要的是他具有唯物主义的物理观和辩证法思想.法拉第说过: “自然科学家应当是这样一种人: 他愿意倾听每一种意见,却要自己下决心做出判断.他应当不被表面现象所迷惑,不对每一种假设有偏爱,不属于任何学派,在学术上不盲从大师.他应该重事不重人.真理应当是他的首要目标.如果有了这些品质,再加上勤勉,那么他确实可以有希望走进自然的圣殿.”这就是法拉第为科学事业做出巨大贡献的真实写照。

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