法拉第是如何发现电磁效应的?

迈克尔·法拉第于1791年出生于英国纽因顿。他的父亲是个铁匠,家里很穷,所以法拉第没有受过正规教育。5岁随家人定居伦敦,12岁开始做报童。13岁,在一家书店当学徒,做了8年学徒。这份工作对他的人生影响很大,他有机会阅读了很多科学书籍,其中《大英百科全书》和《化学漫谈》对他的影响最深。根据他所了解到的情况,他用自己节俭的零花钱买了一些简单的设备,做了一些简单的化学实验,开始了他最初的“科学研究”。1812年,在别人的帮助下,他有幸听了英国皇家学会主席、著名科学家大卫的四次演讲。他立刻被这些演讲所吸引,希望“在科学部门工作”。他大胆地把这个愿望写给了大卫,并附上了精心编排、图文并茂的听讲笔记。大卫本人年轻时丧父,15岁辍学,当过学徒,也是靠自学走上了科研之路,所以对法拉第的人生经历和热爱科学的精神深表同情。1813年3月,法拉第被推荐到英国皇家研究所的实验室做他的助手。10年6月,法拉第随大卫前往欧洲大陆进行学术考察,从而学到了很多科学研究方法,开阔了眼界。第一篇发表于1816。1821年担任皇家研究所实验室主任,开始研究电磁学。10后,他发现了电磁感应定律,奠定了经典电磁学的理论基础。

法拉第永远是一个努力工作,不断学习的人。只有工作和学习会让他快乐,让他满足。1867年8月25日,他坐在书房的椅子上,呼吸停止顺畅,安详辞世,享年76岁。

电流磁效应的发现揭示了电和磁的内在联系。法拉第了解到奥斯特的实验,并于1821年9月3日重复了一遍:他把小磁针放在载流导线周围的不同地方,发现小磁针有绕导线做圆周运动的趋势。这让他立刻想到:既然电能产生磁,为什么磁不能产生电?电是非常珍贵的东西。伏打电池又贵又缺电,磁铁又无处不在。如果用磁铁发电,电力的成本会很便宜,所以它的意义不会局限于实验室,而是与人类的日常生活联系在一起,具有不可估量的社会效益和经济效益。

此后,法拉第做了大量实验。他将一块磁铁插入铜线圈中,并将其连接到安培计上。没有电流。他用一根带电的电线靠近不带电的电线,然后用一块大磁铁。当他用电流表测量时,他没有发现电线中有电流。是自己的想法错了吗?我不会!法拉第确信自然界中的力是统一的,可以相互转化。电和磁也应该是统一的,是可以转化的,更何况电是通过实验产生磁的,所以磁一定会产生电!正是这种坚定的科学信念,法拉第孜孜不倦地进行了10年的实验。一个方法失败了,又换了一个方法。一个实验失败了,然后又来了一个。8月29日,1831,他终于成功了。

他用的是2.22厘米厚,外径15.24厘米的软铁圈。环上绕了两个绝缘线圈A和B,保证电不能从A到B,也不可能从B到A,B的两端用一根铜线连接。形成闭环。a与10节电池组成的电池组和开关K相连,形成闭合回路。法拉第的思维方法是:K闭合,电路A有电。奥斯特已经发现电可以产生磁性,磁性可以沿着铁环传导到B。如果磁性能发电,那么铁环发出的磁性会在B的闭合电路中产生电流,B中的电流可以用检流计或小磁针检测出来。他在闭合回路中放置一根磁针,先合上开关K,再观察磁针,磁针纹丝不动!法拉第有点不耐烦了。他怔怔地盯着磁针,喃喃自语道:“怎么不动了?”他头也不回地关掉了开关K,却意外地看到了磁针摆动。“是被风吹的吗?”当他关K再开K的时候,发现磁针在震荡。法拉第非常高兴。他确信开关的闭合和打开使磁针旋转。他立刻想到这就是他找了近10年的磁能发电现象!

为了进一步证明磁能发电的现象,法拉第在183110107上进行了大规模的实验。他将一根67米长的铜线缠绕在一个空的长圆筒上,在铜线两端连接一个电流表。然后他拿起一块长2.13厘米,直径1.9厘米的长方形磁铁,迅速地插入和拔出圆筒。法拉第发现电流表的指针移动了,指针向相反的方向偏转。也就是说,磁性可以发电,它通过磁铁的机械运动产生电流,形成了我们第一个电流发生器的原始模型。

1831年,法拉第开始写他的三卷本巨著《电的实验研究》,分别发表在1837、1844和1855。他精湛的实验都收录在这部杰作中,生动地描述了他对物理学的深刻见解。这部巨著奠定了经典电磁学的理论基础,法拉第也因此被称为“经典电磁学的奠基人”。

法拉第是19世纪电磁学领域最伟大的实验物理学家,是经典电磁学的创始人。同时,法拉第是自学成才的典范,他的努力和对真理的不懈追求将永远激励着后人。