迈克尔·法拉第

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迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791年9月22日—1867年8月25日),英国物理学家,也精于化学,在电磁学及电化学领域有贡献。迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手,他的发现奠定了电磁学的基础,是麦克思韦的先导。1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象。

迈克尔·法拉第 - 简介

迈克尔·法拉第 力场改变人类文明迈克尔·法拉第(Michael Faraday,公元1791~公元1867)英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家。生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。仅上过小学。1831年,他作出了关于力场的关键性突破,永远改变了人类文明。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。

迈克尔·法拉第 - 生平

早期生活


迈克尔·法拉第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。

科学研究时期

当上了戴维的助手后,不久法拉第就成为英国伦敦皇家学院的一员。1813年戴维夫妇决定去欧洲大陆游历,他们带着法拉第作为秘书。这次旅游进行了18个月,这对法拉第的教育起了重大作用。他见到了许多著名的科学家,象安培、伏特、阿拉戈和盖·吕萨克等,其中几位学者立即发现了这位陪伴戴维的朴实年青人的才华。

法拉第的科学活动是惊人的。他从欧洲大陆旅游回来后,几年内都致力于化学分析,并在皇家学院担任助手工作,其中包括对戴维的重要协助。他在1816年发表的第一篇论文,是论述托斯卡纳生石灰的性质的。法拉第的实验笔记已达到一万六千多条,他仔细地依次编号,分订成许多卷,在这里法拉第快乐的显示了他过去当装订工时学会的高超技能。这些笔记以及其他在装订成书以前或以后的几百条笔记,都已编成书分卷出版,其中最著名的是他的《电学实验研究》。

法拉第成就最大的时期是1830至1839年,当时他是对现代电学发现作出贡献的第一流科学家。1821年他研究了奥斯特发现的电流的磁作用,作出了一项重大发现:磁作用的方向是与产生磁作用的电流的方向垂直的。法拉第还制成了一种电动机,证明了导线在恒定磁场内的转动。他甚至还证明了在地磁场内的这种转动。这个实验给他本人和他的同时代人都留下了深刻的印象。法拉第坚信,电与磁的关系必须被推广,如果电流能产生磁场,磁场也一定能产生电流。法拉第为此冥思苦想了十年。他做了许多次实验结果都失败了。直到1831年年底,他才取得了巨大的突破他发明了一种电磁电流发生器,这就是最原始的发电机。这时的法拉第不仅作出了跨时代的贡献而且奠定了未来电力工业的基础。

19世纪50年代,法拉第的科学活动能力有所减弱。他又为记忆力和日益衰退而苦恼。他虽然仍能做些实验,但速度已不如前。他力图找出重力和电之间的相互作用,结果是否定的。但这探索从法拉第,爱因斯坦,一直到现在,仍在继续进行。1862年法拉第做了最后一次实验,试图发现磁场对放在磁场内的光源发出的光线的影响,但结果是否定的,因为他用的仪器还不够灵敏,不能探测到这种微细的效应。

1860年他发表了他最后一次圣诞节讲演,1864年他辞去了皇家学院教授职务。1867年8月25日,迈克尔·法拉第在书房安详地离开了人世,终年76岁。遵照他“一辈子当一个平凡的迈克尔·法拉第”的意愿,遗体被安葬在海格特公墓。为了纪念他,用他的名字命名电容的单位——法拉。

迈克尔·法拉第 - 研究领域

1816年,戴维让法拉第分析了托斯卡那的土壤成分,并把分析绪果写成论文发表。1817年,法拉第连续发表了6篇论文,这些论文的发表,使他增强了从事科学研究的信心。

1819年,法拉第应斯达特的要求,研究了不锈钢与各种合金,他在皇家实验室中,靠斯达特的资助,建造了一个小小的冶炼炉,不久就炼出了铁镍合金,后来又炼出铂、钯、锗、银、铬、锡、钛、饿、铱等多种金属与铁的合金。

法拉第所研究的课题广泛多样:铁合金研究(1818年-1824年);氯和碳的化合物(1820年);电磁转动(1821年);气体液化(1823年,1845年);光学玻璃(1825年-1831年);苯的发明(1825年);电磁感应现象(1831年);不同来源的电的同一性(1832年);电化学分解(1832年起);静电学,电介质(1835年起);气体放电(1835年);光、电和磁(1845年起);抗磁性(1845年起);“射线振动思想”(1846年起);重力和电(1849年起);时间和磁性(1857年起)。

迈克尔·法拉第 - 主要成就

电学

法拉第在电学方面的贡献最为显著。纪录中法拉第最早的实验乃是利用七半片便士、七片锌片以及六片浸过盐水的湿纸做成伏特电池。他并使用这个电池分解硫酸镁。

1831年,法拉第开始一连串重大的实验,并发现了电磁感应,虽然在弗朗西斯科·札德启稍早的工作可能便预见了此结果,此发现仍可称为法拉第最大的贡献之一。这个重要的发现来自他的独立想法:他相信,电是自然统一力中许多种(如热,光,磁等)表现的一种。由于能量守恒,奥斯特发现电流能产生磁场,哪么,磁场也应能产生电流。在这样的指导思想下,他将两条独立的电线环绕在一个大铁环,固定在椅子上,并在其中一条导线通以电流时,另外一条导线竟也产生电流。他因此进行了另外一项实验,并发现若移动一块磁铁通过导线线圈,则线圈中将有电流产生。同样的现象也发生在移动线圈通过静止的磁铁上方时。法拉第并依照此定理,发明了早期的发电机,此为现代发电机的始祖。

1839年他成功了一连串的实验带领人类了解电的本质。法拉第使用“静电”、电池以及“生物生电”已产生静电相吸、电解、磁力等现象。他由这些实验,做出与当时主流想法相悖的结论,即虽然来源不同,产生出的电都是一样的,另外若改变大小及密度(电压及电荷),则可产生不同的现象。(意义很不清)

1845年他发现了被他命名为抗磁性现在则称为法拉第效应的现象:一个线性极化的光线在经过一物体介质时,外加一磁场并与光线的前进方向对齐,则此磁场将使光线在空间中划出的平面转向。在对于静电的研究中,法拉第发现在带电导体上的电荷仅依附于导体表面,且这些表面上的电荷对于导体内部没有任何影响。造成这样的原因在于在导体表面的电荷彼此受到对方的静电力作用而重新分布至一稳定状态,使得每个电荷对内部造成的静电力互相抵销。这个效应称为遮蔽效应,并被应用于法拉第笼上。

化学

法拉第最早的化学成果来自于担任戴维助手的时期。他花了很多心血研究氯气,并发现了两种碳化氯。法拉第也是第一个学者实验观察气体扩散,此现象最早由约翰·道尔顿发表,并由汤玛斯·葛兰姆及约瑟夫·罗斯密特揭露其重要性。他成功的液化了多种气体;他研究过不同的钢合金,为了光学实验,他制造出多种新型的玻璃。其中一块样品后来在历史上占有一席之地,因为在一次当法拉第将此玻璃放入磁场中时,他发现了极化光平面受磁力造成偏转及被磁力排斥。

他也尽心于创造出于一些化学的常用方法,用结果、研究目标以及大众展示做为分类,并从中获得一些成果。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,作为热能的来源。

法拉第在多个化学领域中都有所成果,发现了诸如苯等化学物质(他称此物质为双碳化氢),发明氧化数,将如氯等气体液化。他找出一种氯水合物的组成,这个物质最早在1810年由戴维发现。法拉第也发现了电解定律,以及推广许多专业用语,如阳极、阴极、电极及离子等,这些词语大多由威廉·休艾尔发明。由于这些成就,很多现代的化学家视法拉第为有史以来最出色的实验科学家之一。 

迈克尔·法拉第 - 影响

法拉第创办了一个定期的“星期五晚讲座”,至今(2009年)仍延续下来。法拉第曾花费了许多精力来提高他的讲演艺术,并且为此而名声卓著。他对讲演提出了各种建议和准则,完善到包括一切细节,这些建议和准则一直传给了皇家学院现在的讲演人。尽管皇家学院的听讲费颇为昂贵,但只要是法拉第讲演,讲演大厅里就会挤得水泄不通。其他人的讲演平均只有三分之二的听众。

除了“星期五晚讲座”外,法拉第还为儿童设立了专门的通俗讲演,在圣诞节期间举行,他的圣诞节讲座的主题之一是《蜡烛的化学史》。一个多世纪以来,曾经鼓舞了无数青年人,使他们从中获得快乐。这本书已被译成了许多种文字。一旦有了可能,法拉第就拒绝大部分兼职工作,严格地削减社会活动,而把全部精力用于实验研究。人们得到的印象是,只有实验研究才是他真正的兴趣所在。他不参加任何社会活动,拒绝了许多授给他的荣誉,包括1857年要选他为皇家学会会长。

在伦敦萨弗伊广场,电工程师协会外,耸立著一个法拉第的雕像,布鲁内尔大学新建的一个接待厅以法拉第为名。他的照片在1991年至2001年时,被印在20元的英镑纸币上。南极洲的前英国实验室:法拉第气候研究站以他为名。

迈克尔·法拉第 - 名言

1)希望你们年青的一代,也能象蜡烛为人照明那样,有一分热,发一分光,忠诚而踏实地为人类伟大的事业贡献自己的力量。

2)一旦科学插上幻想的翅膀,它就能赢得胜利。

3)我不能说我不珍视这些荣誉,并且我承认它很有价值,不过我却从来不曾为追求这些荣誉而工作。

4)拼命去争取成功,但不要期望一定会成功。

5)科学家不应是个人的崇拜者,而应当是事物的崇拜者。真理的探求应是他唯一的目标。

6)爱情既是友谊的代名词,又是我们为共同的事业而奋斗的可靠保证,爱情是人生的良伴,你和心爱的女子同床共眠是因为共同的理想把两颗心紧紧系在一起。

7)只有无知,没有不满。 

迈克尔·法拉第 - 评价

开尔文勋爵对法拉第非常了解,他在纪念法拉第的文章中说:“他的敏捷和活跃的品质,难以用言语形容。他的天才光辉四射,使他的出现呈现出智慧之光,他的神态有一种独特之美,这有幸在他家里——皇家学院见过他的任何人都会感觉到的,从思想最深刻的哲学家到最质朴的儿童。”

法拉第被公认为最伟大的“自然哲学家”之一。法拉第的伟大成功也许部分地正是由于他所生活的时代。丰富的想象力加上足智多谋的实验才能,工作热情和相应的耐性,使他能够迅速地分辨假象,统观一切。他具有哲学思想,他在几何学和空间上的洞察力,以及善于持久思考的能力,正好补偿了他数学上的不足。

人物评价

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。法拉第的贡献惠及每个人,把人类文明提高到空前高度,把文明进程提前几十几百年,不能用金钱衡量其伟绩,如果硬用金钱衡量的话,有人说过超过全球股票价值,比他名气大的人还有:如牛顿如爱因斯坦们,但就对人类直接贡献来说,最大应属于法拉第以及发明青霉素的弗来明,没有人能同太阳比光辉,设立太阳节也不行,但是法拉第确实给人类带来光明动力。铭记先人才会进步,也许对人类贡献最大的是科学家,不是政客,500年后政客都会淡出的,而法拉第们是不朽的。   

法拉第也是最先提出电场概念和电场线概念的。

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