邁克爾·法拉第（ ，公元1791-1867年），世界著名的自學(xué)成才的科學(xué)家、英國物理學(xué)家、化學(xué)家、發(fā)明家、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的發(fā)明者。
1791年9月22日出生于薩里郡紐因頓一個貧窮的鐵匠家庭。 他的父親是一名鐵匠，體弱多病，收入微薄，勉強(qiáng)維持生活。 但父親非常注重對孩子的教育，要求他們勤奮樸實，不貪圖金錢和地位，做正直的人。 這對法拉第的思想和性格產(chǎn)生了很大的影響。
由于貧困，法拉第的家庭無法送他上學(xué)，因此法拉第童年沒有接受正規(guī)教育，只上過兩年小學(xué)。 1803年，迫于生計，他走上街頭，成為一名報童。 第二年，他在一家書商兼裝訂商家里當(dāng)學(xué)徒。 書店里堆滿了書。 懷著強(qiáng)烈的求知欲，法拉第如饑似渴地閱讀各類書籍，吸收了大量的自然科學(xué)知識，尤其是《大英百科全書》中關(guān)于電的文章，強(qiáng)烈地吸引了他。 他努力將書本知識付諸實踐，利用廢舊物品制作靜電發(fā)生器并進(jìn)行簡單的化學(xué)和物理實驗。 他還和年輕朋友們成立了學(xué)習(xí)小組，經(jīng)常討論問題、交流想法。 重視實踐特別是科學(xué)實驗的特點始終貫徹在法拉一生的科學(xué)活動中。
我們的時代是電力時代，雖然事實上我們有時稱其為太空時代，有時稱為原子時代，但無論其意義有多么深刻，太空旅行和原子武器在我們的日常生活中所扮演的角色相對較小。 然而我們一直在使用電器。 事實上，沒有任何技術(shù)特征能像電力的使用那樣完全滲透到當(dāng)代世界。
許多人都為電力做出了貢獻(xiàn)，查爾斯·奧古斯丁·庫侖、亞歷山德羅·沃爾特伯爵、漢斯·克里斯蒂安·奧斯特、安德烈·瑪麗·安培等都位列其中。 但遙遙領(lǐng)先于其他人的是兩位偉大的英國科學(xué)家：邁克爾·法拉第和詹姆斯·克拉克·麥克斯韋。 兩人雖然在一定程度上互補(bǔ)，但并不是合作者。 這些貢獻(xiàn)中的每一項都足以讓我在這個名單上排名靠前。
1791年9月22日是一個光榮的日子。 一代科學(xué)大師邁克爾·法拉第出生于英國薩里郡紐因頓的一個貧困鐵匠家庭。 法拉第的一生是偉大的，但法拉第的童年卻很悲慘。
法拉第沒有放過任何一個學(xué)習(xí)的機(jī)會。 在哥哥的支持下，他有幸參加了學(xué)者塔圖姆領(lǐng)導(dǎo)的青年科學(xué)組織——倫敦金融城哲學(xué)會。 通過一些活動，他初步掌握了物理、化學(xué)、天文、地質(zhì)、氣象等方面的基礎(chǔ)知識，為今后的研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。 法拉第的求知欲感動了書店的一位常客。 在他的幫助下，法拉第有幸聆聽了著名化學(xué)家漢弗萊·戴維的演講。 他把所有的發(fā)言都記錄下來，整理得清清楚楚，然后回去和朋友們仔細(xì)討論、研究。 他還將整理好的演講記錄寄給了大衛(wèi)，并附上了一封表示愿意投身科學(xué)的信。 結(jié)果，他如愿以償了。 20歲時，他成為大衛(wèi)的實驗助手。 從此，法拉第開始了他的科學(xué)生涯。 盡管大衛(wèi)對科學(xué)做出了許多偉大的貢獻(xiàn)英國物理學(xué)家，但他說我對科學(xué)最大的貢獻(xiàn)是法拉第的發(fā)現(xiàn)。
法拉第勤奮好學(xué)，深受大衛(wèi)的器重。 1813年10月，他陪同大衛(wèi)考察歐洲大陸國家。 他的公開身份是仆人，但他并不在意自己的地位，也不自卑。 他把這次考察視為一次學(xué)習(xí)的好機(jī)會。 他結(jié)識了許多著名科學(xué)家，參加了各種學(xué)術(shù)交流活動，還學(xué)習(xí)了法語和意大利語。 它極大地開闊了我的視野，增長了我的知識。
1815年5月，法拉第回到皇家研究所，在大衛(wèi)的指導(dǎo)下進(jìn)行獨立研究工作，取得多項化學(xué)研究成果。 1816年法拉第發(fā)表了他的第一篇科學(xué)論文。 1818年起，他與J.斯托達(dá)特合作研究合金鋼，首創(chuàng)金相分析方法。 1820年，他利用取代反應(yīng)制得六氯乙烷和四氯乙烯。 1821年，他被任命為皇家科學(xué)院實驗室主任。 1823年，他發(fā)現(xiàn)了一種液化氯氣和其他氣體的方法。 1824年1月，他被選為英國皇家學(xué)會會員。 1825年2月，他接替大衛(wèi)擔(dān)任皇家研究所實驗室主任。 同年發(fā)現(xiàn)苯。
1821年法拉第完成了他的第一項重大電氣發(fā)明。 兩年前，奧斯特發(fā)現(xiàn)，如果電流通過電路，普通指南針的磁針就會在電路附近移動。 法拉第受到此啟發(fā)，認(rèn)為如果磁鐵固定，線圈可能會移動。 基于這個想法，他成功地發(fā)明了一種簡單的裝置。 在該設(shè)備內(nèi)，只要有電流流過，電線就會圍繞磁鐵旋轉(zhuǎn)。 事實上，法拉第發(fā)明了第一臺電動機(jī)，這是第一臺使用電流移動物體的設(shè)備。 雖然是一個簡陋的裝置，但它是當(dāng)今世界上使用的所有電動機(jī)的祖先。
眾所周知，固定磁鐵不會在附近的線路中感應(yīng)出電流。 1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁鐵經(jīng)過閉合電路時，電路中會產(chǎn)生電流。 這種效應(yīng)稱為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。 法拉第電磁感應(yīng)定律通常被認(rèn)為是他最偉大的貢獻(xiàn)之一。
法拉第還發(fā)現(xiàn)，如果偏振光穿過磁場，其偏振態(tài)會發(fā)生變化。 這一發(fā)現(xiàn)具有特殊意義，因為它首次證明了光與磁之間的關(guān)系。
1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，引起了科學(xué)界的關(guān)注。 1821年，英國《哲學(xué)年鑒》主編邀請大衛(wèi)寫一篇文章，回顧自奧斯特發(fā)現(xiàn)以來電磁實驗的理論發(fā)展。 概述。 大衛(wèi)把這項工作交給了法拉第。 在收集數(shù)據(jù)的過程中，法拉第對電磁現(xiàn)象產(chǎn)生了極大的熱情，開始轉(zhuǎn)向電磁學(xué)的研究。 他仔細(xì)分析了電流的磁效應(yīng)等現(xiàn)象，認(rèn)為既然電可以產(chǎn)生磁，那么磁也應(yīng)該能夠產(chǎn)生電。 因此，他試圖通過固定磁力對電線或線圈的作用來產(chǎn)生電流，但他的努力失敗了。 經(jīng)過近10年的不斷實驗，法拉第終于在1831年發(fā)現(xiàn)，雖然一個通電線圈的磁力不能在另一個線圈中引起電流，但當(dāng)通電線圈的電流第一次接通或中斷時，另一個線圈中的電流。儀表指針有輕微偏轉(zhuǎn)。 法拉第眼??睛一亮，經(jīng)過反復(fù)實驗，他證實，當(dāng)磁力發(fā)生變化時，另一個線圈中就會產(chǎn)生電流。 他還設(shè)計了各種實驗。 例如，當(dāng)兩個線圈相對移動時，磁力的變化也會產(chǎn)生電流。 就這樣，法拉第終于通過實驗揭開了電磁感應(yīng)定律。 法拉第的發(fā)現(xiàn)掃清了探索電磁本質(zhì)的障礙，并開辟了一種在電池之外產(chǎn)生大量電流的新方法。 基于這個實驗，法拉第于1831年10月28日發(fā)明了盤式發(fā)電機(jī)。這是法拉第的第二項重大電氣發(fā)明。 這種盤式發(fā)電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡單，但卻是人類創(chuàng)造的第一臺發(fā)電機(jī)。 現(xiàn)代世界發(fā)電的發(fā)電機(jī)就是從它開始的。
為了證實各種方法產(chǎn)生的電本質(zhì)上是相同的，法拉第仔細(xì)研究了電解質(zhì)中的化學(xué)現(xiàn)象，并于1834年總結(jié)出法拉第電解定律：電解釋放的物質(zhì)總量與通過的電流總量與該物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量成正比。 這個定律成為物理學(xué)和化學(xué)之間的橋梁，也是通向電子發(fā)現(xiàn)的橋梁。
作為天才的電學(xué)大師，法拉第為電磁新領(lǐng)域的進(jìn)步制定了路線圖。 1837年，他引入了電場和磁場的概念，并指出場圍繞著電和磁而存在，打破了牛頓力學(xué)中“遠(yuǎn)距離作用”的傳統(tǒng)概念。 1838年，他提出了電力線的新概念來解釋電和磁現(xiàn)象，這是物理學(xué)理論的重大突破。 1843年，法拉第用著名的“冰桶實驗”證明了電荷守恒定律。
法拉第在電磁新領(lǐng)域播下了種子。 為了探索電磁與光的關(guān)系，他在光學(xué)玻璃上下了功夫。 1845年，經(jīng)過無數(shù)次的失敗，他終于發(fā)現(xiàn)了“磁光效應(yīng)”。 他通過實驗證實了光與磁的相互作用，為電、磁、光的統(tǒng)一理論奠定了基礎(chǔ)。
1848年，經(jīng)阿爾伯特親王介紹，法拉第獲得位于薩里漢普頓宮的恩典之家，并免除一切費用和維護(hù)費。 這里曾經(jīng)是泥瓦匠大師的住宅，后來被稱為法拉第之家，現(xiàn)在位于漢普頓宮路法院路37號。
1852年，他提出了磁力線的概念，從而為經(jīng)典電磁理論的建立奠定了基礎(chǔ)。 后來，英國物理學(xué)家麥克斯韋利用數(shù)學(xué)工具研究了法拉第的磁力線理論，最終完成了經(jīng)典電磁理論。
1858年，法拉第退休并定居在薩里漢普頓宮的格雷斯宮。
1867年8月25日，邁克爾·法拉第因治療無效去世，享年76歲。 法拉第和莎拉沒有孩子，所以他也沒有孩子來送行。
電氣科學(xué)成就榮譽(yù)
他對電力的貢獻(xiàn)最為顯著。
(1) 法拉第最早有記錄的實驗是用七枚半便士硬幣、七枚鋅片和六張浸泡在鹽水中的濕紙制作伏打電池。 他還用這種電池來分解硫酸鎂。
(2) 1821年，丹麥化學(xué)家漢·克里斯蒂安·奧斯特發(fā)現(xiàn)電磁現(xiàn)象后，大衛(wèi)·海德·沃拉斯頓和威廉·海德·沃拉斯頓嘗試設(shè)計電動機(jī)，但失敗了。 在與他們討論這個問題后，法拉第繼續(xù)他的工作并建造了兩個裝置來產(chǎn)生他所謂的“電磁旋轉(zhuǎn)”：由線圈外部的圓形磁場引起的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。 他將電線連接到化學(xué)電池上，使其導(dǎo)電，然后將電線放入內(nèi)有磁鐵的水銀池中，電線就會繞著磁鐵旋轉(zhuǎn)。 該設(shè)備現(xiàn)在稱為單極電機(jī)。 這些實驗和發(fā)明成為現(xiàn)代電磁技術(shù)的基石。 但此時，法拉第做出了一個不明智的舉動，在沒有通知大衛(wèi)和沃拉斯頓的情況下發(fā)表了研究成果。 這一舉動引起了很大爭議，并迫使他離開電磁研究數(shù)年。
（3）現(xiàn)階段，有一些證據(jù)表明戴維可能有意阻礙法拉第在科學(xué)界的發(fā)展。 例如，1825年，戴維指派法拉第進(jìn)行光學(xué)玻璃實驗。 這個實驗持續(xù)了六年，但沒有取得重大進(jìn)展。 直到1829年戴維去世，法拉第才停止了這項無意義的工作，開始了其他有意義的實驗。 1831年，他開始了一系列重大實驗并發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)。 盡管弗朗西斯科·扎德基（ Zadki）的早期工作可能已經(jīng)預(yù)測了這一結(jié)果，但這一發(fā)現(xiàn)仍然可以被視為法拉第最偉大的貢獻(xiàn)之一。 一。 這個重要的發(fā)現(xiàn)來自于當(dāng)他將兩根獨立的電線纏繞在一個大鐵環(huán)上，將其固定在椅子上，并讓電流通過其中一根電線時，另一根電線也產(chǎn)生了電流。 因此，他進(jìn)行了另一項實驗，發(fā)現(xiàn)如果磁鐵穿過線圈，線圈中就會產(chǎn)生電流。 當(dāng)運動線圈經(jīng)過靜止磁鐵時，也會發(fā)生相同的現(xiàn)象。
(4)他的論證向世人確立了“磁場的變化產(chǎn)生電場”的概念。 這種關(guān)系通過法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并成為四個麥克斯韋方程之一。 然后將該方程組集成到場論中。 法拉第根據(jù)這個定理發(fā)明了早期的發(fā)電機(jī)，它是現(xiàn)代發(fā)電機(jī)的鼻祖。 1839年，他成功地進(jìn)行了一系列實驗，使人類了解了電的本質(zhì)。 法拉第利用“靜電”、電池和“生物發(fā)電”，產(chǎn)生了靜電吸引、電解、磁性等現(xiàn)象。 從這些實驗中，他得出了與當(dāng)時主流思維相反的結(jié)論，即雖然來源不同，但產(chǎn)生的電力是相同的。 另外，如果改變尺寸和密度（電壓和電荷），也會產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。
(5)在他的職業(yè)生涯后期，他提出電磁力不僅存在于導(dǎo)體中，而且延伸到導(dǎo)體附近的空間。 這個想法被他的同行拒絕，法拉第沒能活著看到它被世界接受。 法拉第還提出了電磁線的概念：這些流線從一個帶電體或磁體的一個磁極輻射到另一個帶電體或具有不同磁極的物體。 這一概念幫助世界將抽象電磁場形象化，并對 19 世紀(jì)電氣機(jī)械設(shè)備的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。 這些設(shè)備在 19 世紀(jì)余下的時間里主導(dǎo)了工程和工業(yè)。 1845年，他發(fā)現(xiàn)了一種被他命名為抗磁性（抗磁性）的現(xiàn)象，至今仍被稱為法拉第效應(yīng)：當(dāng)線偏振光穿過物體介質(zhì)時，會施加一個磁場，并與光的方向?qū)R，然后磁場將在空間中轉(zhuǎn)動光繪制的平面。 他在筆記本中寫道：“我終于成功地‘解釋了磁曲線’——或‘力線’——和‘磁化光’。”
法拉第在靜電學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，帶電導(dǎo)體上的電荷僅附著在導(dǎo)體的表面上，并且這些表面上的電荷對導(dǎo)體的內(nèi)部沒有影響。 其原因是導(dǎo)體表面的電荷受到彼此靜電力的影響而重新分布到穩(wěn)定狀態(tài)，從而使內(nèi)部各電荷所產(chǎn)生的靜電力相互抵消。 這種效應(yīng)稱為陰影效應(yīng)，適用于法拉第籠。 法拉第雖然是一位優(yōu)秀的實驗家，但相比之下他的數(shù)學(xué)能力卻十分薄弱。 他只能計算簡單的代數(shù)，甚至在處理三角學(xué)時也遇到困難。 但法拉第知道如何用清晰簡單的語言表達(dá)他的科學(xué)思想。 他的實驗結(jié)果后來被詹姆斯·克拉克·麥克斯韋使用，并建立了當(dāng)今電磁理論的基本方程。
法拉第將磁場線和電力線的重要概念引入物理學(xué)。 通過強(qiáng)調(diào)的不是磁鐵本身，而是它們之間的“場”，他為當(dāng)代物理學(xué)的許多進(jìn)步鋪平了道路，包括麥克斯韋方程組。 法拉第還發(fā)現(xiàn)，如果偏振光穿過磁場，其偏振態(tài)會發(fā)生變化。 這一發(fā)現(xiàn)具有特殊意義，因為它首次證明了光與磁之間的關(guān)系。
化學(xué)
(1) 法拉第最早的化學(xué)成果來自于他擔(dān)任戴維的助手期間。 他花了很多精力研究氯。 1833年，法拉第經(jīng)過一系列實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對氯化鈉水溶液施加電流時，可以得到氯氣2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑，并發(fā)現(xiàn)了兩種碳酸氯。
法拉第也是第一位對氣體擴(kuò)散進(jìn)行實驗（盡管粗略）觀察的學(xué)者，這種現(xiàn)象首先由約翰·道爾頓發(fā)表，托馬斯·格雷厄姆和約瑟夫·羅斯米特揭示了其重要性。 他成功地液化了許多氣體； 他研究了不同的鋼合金，并在光學(xué)實驗中創(chuàng)造了新型玻璃。 其中一個樣本后來在歷史上占有一席之地，因為當(dāng)法拉第將玻璃放入磁場中時，他發(fā)現(xiàn)偏振光平面會被磁力偏轉(zhuǎn)和排斥。
(2)他還致力于創(chuàng)造一些化學(xué)的通用方法，以結(jié)果、研究目標(biāo)和公開展示為分類英國物理學(xué)家，并從中獲得了一些成果。 他發(fā)明了一種加熱工具，本生燈的前身，廣泛應(yīng)用于科學(xué)實驗室作為熱能來源。 法拉第在化學(xué)的許多領(lǐng)域取得了成就，發(fā)現(xiàn)了苯（他稱之為雙烴）等化學(xué)物質(zhì)，發(fā)明了氧化數(shù)，并液化了氯等氣體。 他發(fā)現(xiàn)了水合氯的成分，這是戴維于 1810 年首次發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)。
（3）法拉第還發(fā)現(xiàn)了電解定律，并普及了許多專業(yè)術(shù)語，如陽極、陰極、電極、離子等，這些術(shù)語大多是威廉·懷爾發(fā)明的。 他還發(fā)現(xiàn)了苯。 由于這些成就，許多現(xiàn)代化學(xué)家將法拉第視為有史以來最杰出的實驗科學(xué)家之一。
（4）法拉第也在1825年首次發(fā)現(xiàn)苯。19世紀(jì)初，在英國，與其他歐洲國家一樣，天然氣被廣泛用于城市照明。 生產(chǎn)煤氣的原料制備煤氣后，會殘留一種長期被忽視的油狀液體。 法拉第是第一個對這種油狀液體感興趣的科學(xué)家。 他用蒸餾的方法將這種油狀液體分離出來，得到另一種液體，這實際上就是苯。 當(dāng)時法拉第稱這種液體為“氫的重碳化合物”。
