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法拉第忍气吞声为科学

1年前
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没有电就没有现代文明,当我们享受着电给我们带来的各种好处时,会不由得想起两百多年以前英国的一位没有上过学的大物理学家法拉第。

法拉第的父亲是铁匠,因病不能做工,因此法拉第穷得不能上学。他12岁卖报, 13岁就到钉书店当学徒。法拉第求知欲极强,他利用余暇时间攻读各门功课,《百科全书》成了他最好的老师。1813年,22岁的法拉第被英国著名科学家戴维看中,这才使其开始了他的科学研究生涯。

1820年,丹麦物理学家奥斯特偶然发现通电的导线能使附近的磁针偏转,消息漂过英吉利海峡传到英国皇家学会。戴维立即做了一个实验:用导线绕在一块软铁上,通电后软铁就具有了磁性,能吸引其他铁块。

法拉第进一步想:电能生磁,那反过来呢?磁也应能生电才行。如果可以,用易得的磁铁产生电将比伏打电池便宜得多,这多么令人向往呀!于是法拉第在他的本子上写下了他的誓言:“要磁生电!”

想一想很容易,要实现这个想法却十分困难,法拉第一动手实验,就失败了。他换了一个方案做,又没有成功;再设计重做,再一次告吹……

法拉第不知耗费了多少心血,艰难困苦的10年全部都是失败的实验记录。旁人的冷嘲热讽不断袭来,但是法拉第从不灰心丧气,坚持干了下去。按说,10年的失败应该使法拉第得出“磁不能生电”的结论,但是他没有轻易下这个结论。是什么信念支持着他呢?是他的老师戴维。

早年,戴维看到化学电池借助于化学反应产生电流,他就想,反过来用电能不能使化合物分解,果然他获得了成功。老师的实践与思想是法拉第极好的楷模,他想电与磁、磁与电也存在着与化学相类似的可逆关系。失败只能说明目前所使用的各种方法都不对,而“磁能生电”这个概念应该没有错。

1831年下半年,法拉第在调整其新设计的实验装置时,无意中发现当他把磁铁快速放入线圈或快速把线圈内的磁铁抽出时,线圈中产生了瞬时电流!法拉第欣喜若狂,他抓住这实验程序外的发现研究了起来,终于得出了极其重要的结论:通过闭合线圈中的磁场只有在变化时,才能使其感生出电流。

原来过去10年的失败都是静止式的实验方案,由于通过线圈的磁场没有变化,因此就不会产生感生电流。

法拉第根据自己发现的原理,制成了世界上第一台发电机,这是人类逐步走向电气化的一项重要标志。不过,世界上第一台实用的发电机是在40年后才出现的。

【科学小链接】

法拉第发现电解定律

1833年,通过对系列电解实验的研究,法拉第提出了电解物质所遵循的规律:电解产生的某物质的量与通过的电量成正比;当相同的电量通过电路时,电解所产生的不同物质的比等于它们的化学当量值(原子量)的比。电解定律提供了电量与化学反应间的定量关系,奠定了电解、电镀等化学工业的理论基础,成为联系物理学和化学的桥梁。

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