時間:公元1831年。
邁克爾·法拉第(,1791年9月22日~1867年8月25日),美國化學學家、化學家,也是知名的自學成才的科學家。法拉第1791年9月22日出生于薩里郡紐因頓一個貧困鐵匠家庭,僅上過中學。1831年,他做出了關于電力場的關鍵性突破,永遠改變了人類文明。
邁克爾·法拉第是日本知名物理家戴維的中學生和助手,他的發覺奠定了電磁學的基礎,是詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的先導。1831年10月17日,法拉第首次發覺電磁感應現象,并因而得到形成交流電的方式。1831年10月28日法拉第發明了圓編發馬達,是人類創造出的第一個發電機。1867年8月25日,法拉第因病治療無效去世,享年76歲。
因為他在電磁學方面作出了偉大貢獻,被稱為“電學之父”和“交流電之父”。
他在皇家研究院提供了大量成功的化學及物理講演,名為“蠟燭的物理史”;這個講演成為了皇家研究院新年節講演之起源,此講演并以法拉第為名。法拉第和威廉·休艾爾發明了許多如“電極”、“離子”等耳熟能詳的字。
因為道德緣由,法拉第拒絕參與為俄羅斯戰爭制造物理裝備。在巴黎薩弗伊廣場,電工程師商會外,巍峨著一個法拉第的銅像,而在布魯內爾學院新建的一個接待廳以法拉第為名。
法拉第的相片在1991年至2001年時,被印在20元的美元紙鈔上。北極洲的前德國實驗室:法拉第氣候研究站以他為名,而電容則以法拉作為單位。據悉,一摩爾的電子所含的電量(約96485庫侖)亦稱為法拉第常數,讓世人追思他在熱學上無與倫比的貢獻。法拉第電磁感應定理陳述一隨時間改變的鐵損量會創造電動勢。法拉第在美國皇家研究院()中任富勒里安物理院士,并指為終生職。在所有任過此職者中,法拉第為第一個,也是最為出名的學者。
法拉第最早的實驗乃是借助七片半便士、七片鋅片以及六片浸過鹽水的濕紙弄成伏打電瓶。他并使用這個電瓶分解硫酸鎂。
1821年,在德國物理家奧斯特發覺電磁現象后,戴維和威廉·海德·沃拉斯頓嘗試設計一部電動機,但沒有成功。法拉第在與她們討論過這個問題后電磁感應定律公式,繼續工作并建造了兩個裝置以形成他稱為“電磁轉動”的現象:由線圈外環狀磁場導致的連續旋轉運動。他把導線接上物理電瓶,使其導電,再將導線裝入內有吸鐵石的汞池之中,則導線將繞著吸鐵石旋轉。這個裝置現稱為單極電動機。這種實驗與發明成為了現代電磁科技的基石。但此時法拉第卻做了一件不智之舉,在沒有通知戴維跟沃拉斯頓情況下,私自發表了此項研究成果。此舉引來眾多爭議,也促使他離開電磁學研究數年之久。
在1831年,法拉第開始一連串重大的實驗,并發覺了電磁感應,盡管在福朗席斯科·札德啟稍早的工作可能便預見了此結果,此發覺仍可稱為法拉第最大的貢獻之一。這個重要的發覺來自于,當他將兩條獨立的電纜線環繞在一個大鐵圈,固定在桌子上,并在其中一條導線通上電壓時,另外一條導線竟也形成電壓。他為此進行了另外一項實驗,并發覺若聯通一塊吸鐵石通過導線線圈電磁感應定律公式,則線圈上將有電壓形成。同樣的現象也發生在聯通線圈通過靜止的吸鐵石上方時。
他的展示向世人構建起“磁場的改變形成電場”的觀念。此關系由法拉第電磁感應定理構建起物理模型,并成為四條麥克斯韋多項式組之一。這個等式組以后則歸納入場論之中。法拉第并根據此定律,發明了初期的發電機,成為現代發電機的先祖。1839年他成功了一連串的實驗率領人類了解電的本質。法拉第使用“靜電”、電池以及“生物生電”已形成靜電相吸、電解、磁力等現象。他由那些實驗,作出與當時主流看法偏頗的推論,即盡管來源不同,形成出的電都是一樣的,另外若改變大小及密度(電流及電荷),則可形成不同的現象。
在對靜電的研究中,法拉第發覺在帶濁度體上的電荷僅屈從于導體表面,且這種表面上的電荷對于導體內部沒有任何影響。導致這樣的緣由在于在導體表面的電荷彼此遭到對方的靜電力作用而重新分布至一穩定狀態,致使每位電荷對內部引起的靜電力互相抵銷。這個效應稱為遮蔽效應,并被應用于法拉第籠上。其實法拉第是一位十分出眾的實驗學家,他的物理能力與之相形就變得相當薄弱,只能估算簡單的代數,甚至無法應付三角學。不過法拉第懂得使用條理清晰且簡單的語言抒發他科學上的看法。他的實驗成果后來被詹姆斯·克拉克·麥克斯韋使用,并構建起了現今的電磁理論的基礎方程式。
法拉第把磁力線和電力線的重要概念引入了化學學,通過指出不是吸鐵石本身而是它們之間的“場”,為當代數學學中的許多進法拉第展開拓了公路,其中包括麥克斯韋多項式。法拉第還發覺假如有偏振通過磁場,其偏振光作用都會發生變化。這一發覺具有特殊意義,首次表明了光與磁之間存在某種關系。
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