1831年8月29日,法拉第实现了电流感生。穿过导体的电流是否会在附近的导体中感生出电流,是他从1825年就开始考虑的问题。
迈克尔·法拉第(Michael Faraday)对我们今天了解电和磁贡献那么大。他的起点却是平凡。他出生于1791年9月22日,是伦敦象堡一个铁匠的儿子。他在日校学习了基本的阅读、写作和算数,但并无更多的正规教育。14岁开始,他做了好几年图书装订学徒。也就是在那里,他开始对科学,特别是化学的兴趣。
法拉第对自然满怀好奇,广泛阅读自然科学图书,并开展化学实验,他甚至还搭建了一个静电发电机(electro-static machine)。1810年,他加入市哲学家学会(City Philosophical Society),这群自我要求进步的年轻人每周聚在一起听科学讲座、讨论科学问题。
正是在这里,法拉第做了第一次讲课;也是在这里,法拉第遇到了汉弗里·戴维(Humphrey Davy)。
戴维是皇家研究院(Royal Institution)的化学教授。1813年,他任命年轻的法拉第做皇家研究院的化学助理,正式把法拉第带入科学方向,此后法拉第造就了辉煌的科学事业。
法拉第在皇家研究院的实验室里

1820年,汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(Hans Christian Oersted)发现了电磁现象,开启了一个全欧洲科学探究的重要领域。法拉第也参与其中。1821年9月3日,他在皇家研究的地下实验室开展了一系列实验,这些累积成了他对电动机原理的发现。
然而在此后的十年间,即便法拉第很快就以出色的科学讲座闻名,但他做原创研究的机会却严重受限。1823年他成功液化氯气,两年后发现了苯。但他直到18318月才重新回到电磁学上。他10天的紧张工作具有革命性的影响。
法拉第从1825年开始,就在思考是否穿过导体的电流会在附近的导体中感生出电流。8月29日,法拉第在一个直径6英寸绕着5卷铜线的铁环上,终于实现了电流感生。其中一卷铜线和电池相连,另一卷和电流计相连。电池的电流一旦启动,电流计就读出有相反方向的电流通过。这一著名的感生电池是第一个电变压器。今天我们能达到550兆瓦特(MVA)的变压器里面,有40吨的铜线,它基于相同的原理。
法拉第接着又证明,可以切断磁力线,而在电磁的两极之间用手旋转一个铜盘就能感生电流。这是电动机的原理,很就被应用于小型发电机上。这些发电机过了好几年效率才变高,1841年在伯明翰人们把多极发电用于铜的电镀,1858年北前路灯塔(North Foreland Lighthouse)里安装上了电灯。
19世纪30年代剩下的时间里,法拉第发展他的电学观点,阐明关于电化学作用的一个新理论。这一理论确立了很多科学研究中的用语,例如:电极、电解质、阴极、阳极、离子。他还研究静电和电感生的新理论,并由此推翻了传统上认为电流不可估量的观点。他认为电是物质中从粒子到粒子传递的某种形式的力。
19世纪40年代,法拉第在和年轻的威廉·汤姆逊(后来的开尔文勋爵)讨论后开展一系列实验,带来了磁光效应的发现,如今我们称之为“法拉第效应”。这一效应汤姆孙建立数学表达,由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)最终发展成为现代物理的基石之一。
法拉第在此后的二十年里继续科学工作,但慢性病最终还是夺走了他的生命。他于1867825日去世。
资料来源:

https://aps.org/publications/apsnews/200108/history.cfm

拓展阅读:

Ludwig, Charles: Michael Faraday, Father of Electronics (1988)

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