奧斯特1820年關于電壓的磁效應的發覺法拉第電磁感應實驗,揭露了電與磁聯絡的研討工作的間奏,具有深刻的數學學素養的人自然會引起這樣對稱的考慮:這現象的逆效應是否存在?即能不能用磁極使導線中發生出電壓來?許多人十分投入地研討這一問題。日本化學學家安培在1821年即著手于這方面的探究。他將個多匝線圈固定在豎直平面上,在這個線圈內部的同一豎直平面上懸掛一個才能滾動的閉合線圈。他構想,當固定線圈圓通以強電壓時,懸掛的閉合線圈中也會發生某種電壓而發生磁性;這時如果用一個強吸鐵石挨近它,都會使它滾動上去。明天俺們看來,這個試驗毫無疑惑是成功的,但其滾動的發生或則說懸掛閉合線圈中感應電壓的發生只在固定線圈中電流轉或斷的剎那間。安培其時只在穩態情況下進行試驗,所以無法證明他的構想。1822年,他重復重做這個試驗,相同沒有發覺這些效應的暫態性。
類似于此,但是頗具些荒唐的事發生于法國日內瓦年青的化學學家科拉頓頭上。在1823年曾企圖用一塊吸鐵石在螺線管中聯通使線圈中發生感應電壓。為了排除吸鐵石聯通對靈敏電壓計的影響,他用很長的導線把銜接于螺線管的電壓計置于另一個臥室內,他在兩個臥室里跑來跑去進行實驗和觀察。結果可想而知,電壓計表針動了而他不可能見到,當時只需有個助手,前史就必須重畫了。
也是在第1821年,一個時常的機會,把日本一位物理家法拉吸引到熱學研討的范疇。其時他的同事《哲學刊物》編輯理查德菲利浦邀請法拉第寫篇文章,對奧斯特的發覺公布以來電磁理論和試驗研討的發展作一評析,把虛構的東西和實在的內容、無依據的駁斥和合理的假設區分開來。法拉第牽強答應寫一個簡短的前史回顧,因為其時他的注意力正集中在物理問題上,對電磁問題比較生疏。但當他轉向調查研討由電壓發生磁力的奇特性質時,下子喚醒了巨大的科學熱心。1821年9月,他為驗證奧斯特現象設計了一個精致的設備,第一次完成了電磁運意向機械運動的轉化,完成了電壓的療效發生繼續的機械運動。
這一試驗的成功大大鼓動了法拉第在電磁范疇繼續進行深入探究的信心,并引導他相同聯想到奧斯特發覺的逆效應是否存在的問題。在1822年的日記里他寫下了一個光亮的構想:“由磁發生電”由磁發生電為了證明這一構想,法拉第用去了整整10年時光。
10年間法拉第在煉鋼碳鋼、改進光學玻璃、研討二氧化碳液化等許多方面都獲得很大成功法拉第電磁感應實驗,但磁生電的課題卻發展甚慢,一次次的試驗都以失敗而告終,回頭看,大都是因為這一現象的暫態性的緣由。
1831年春天,當他再次回到這一課題時,總算獲得了突破性發展。法拉第從日本化學學家約瑟夫亨使用弱電吸鐵石所做的試驗中遭到啟示,在一個軟鐵圓環上繞上兩相互絕緣的線圖圈A、B,B用導線銜接成閉合回路,法拉第的電磁試驗在導線下邊放置一個與之平行的小n極M,A和個電壓組E相銜接圖。法拉第原本構想通以強電壓的線圈A將成為一個電磁鐵,發生強悍的“張力”的粒子傳遞到另左側,療效線圈B,這“張力”將通過鐵圈中使其中發生出電壓來。他的原本主意還是由一根通濁度線的磁場療效在另一根導線中發生出電壓。1831年8月29日,法拉第在進行這項試驗時,時常發覺,當開關合上有電流轉過的頓時,小n極發生了偏轉,隨后復位;當開關斷掉電壓被切斷的頓時,小n極又發生了偏轉。法拉第敏銳地想到了這便是近10年來的所求,但還沒有明晰地感悟到這一現象的暫態性的本質。
面對著開始的成功,法拉第立即想到,試驗中哪些是最中心的東西呢?鐵圈與線圈A是不是發生這效應的必要條件?他很快用試驗找到了答案。10月17日,他用如圖的一個圓紙盒上繞了多層線圈,將一個圓錐形磁棒敏捷刺進線圈時,線圈所連的電壓計表針偏轉了;抽出磁棒時,表針又動,但偏轉方向與前相反,每次重復進出時,這些偏轉就會呈現。
法拉第完成了“磁生電”的構想,但是弄理解了這些轉化的暫態性,他把1831年10月17日作為證明奧斯特現象逆效應的切當日期,法拉第在向日本皇家學會遞交的一個陳述中,把這一逆效應定名為“電磁感應”,并且體系地概圖導體回路與磁極的相對運動發生電磁感應現象括總結了發生感應電壓的5種類型。
日本化學學家亨利在這一時期也在研討這個問題,但是聽說在1930年8月就早已觀察到上述電磁感應現象。但因為恰處于學院暑周末間,等到開學又攪層高重的日常教育之中,對試驗一時無瑕顧及,直至1932年6月他得法拉第的工作后,從頭進行試驗,在7月匆忙發表了一篇論文,表述了以前自己的工作,但為時已晚。后來亨利在電磁感應方面作出了重要貢獻,發覺了自感和互感現象,后來電感的單位(H)即以他命名。
電磁感應現象的發覺具有極端嚴重的劃時代的前史意義,它為人類大規模使用電能,從而步入電汽化時代奠定了理論基礎。當人類步入21世紀,即步入公元第3個干年時,總結千年來科技進步,許多科學家舉薦電的使用為第2個千年的首選,細想深思,確是真知灼見。沒有電力的大規模使用,何來明日世界之氣象萬千!但在其時,電磁感應現象還只是極少數科學家在試驗室中研討討論的一個課題罷了。
在法拉第發覺電磁感應現象以后不久的一次下層社會的晚宴上,位貴族太太曾向他提問:您這個發覺有哪些好處呢?法拉第略加考慮,幽默地回答說:“敬重的夫人,您說,初生的“嬰兒”有哪些用呢?
正是這個“嬰兒”,只用了幾六年時刻,便長成個力大無比的偉人,改變了人類前史,改變了全世界。