电学大师法拉第的故事

来源:百科故事网 时间:2020-08-05 属于: 科学家的故事

法拉第于1791年9月22日出生在英国伦敦。他是把"电"和"磁"联系到一起的人,创立了电磁学,人们称他为"电学大师"。

法拉第的父亲是一个铁匠,收入很少,维持一家人的生活都比较困难,根本无力供儿子上学,他只希望自己的儿子有一点谋生的手艺就行了,将来能养家糊口就心满意足了。所以,12岁的法拉第被送到一个书店当学徒,两年后转为学习装订工作。法拉第从未进过学校的大门,他走进书店后,仿佛投入了知识的海洋,他很好奇,对每一本书都很感兴趣,渴望把它们一本一本地都读会弄懂。

于是他从识图认字开始,一年后渐渐地能看懂一些浅显的书籍了。有一次在装订百科全书时,他看见有一篇关于电学的论文,他看了又看,里面讲的东西他全然不懂,对电学他是一窍不通。但他有一种好奇、新鲜的感觉,这一触发驱使他攻到电学上来。天长日久,他终于对电学产生了浓厚的兴趣,他搜集了许多电学方面的书籍和资料,大胆地开始研究起来。店主看他是一个有志向的孩子,同情他、支持他、帮助他,还答应他可以随意借阅书店的任何书籍,只要不弄坏,看完送回来就可以了。一天,他在书店发现了一本《实验化学》的书。初次是漫不经心地读着,但很快被书里的内容吸引住了。第二天,他就用平日节省下来的一点钱,买了一些实验器材,按书上说的实验方法与步骤,小心谨慎地做起实验来,收到了与书上说的结果一样的结论,令他兴奋万分,这样越做他的好奇心就越大,便坚持做了下去。

法拉第

1810年的春天,法拉第在街上看到一张布告:"多赛街53号,每晚6时,有科学家塔特林先生讲解自然科学,如有愿听者,每晚需出费一先令(英国货币名称)。"一个订书工人要拿钱去听演讲,简直是白日做梦!可是他大着胆子向店主里波说明了自己的心愿,尽管店主觉得一个订书匠听讲座没有什么用处,但这个好心人还是出资让他如愿以偿地去听讲了。法拉第如饥似渴的听讲,每晚都把听到的全部知识记录下来,回到家中不管有多晚,都要把它重新整理一遍,对不懂的问题作出记号,第二天晚上再问老师或者学友;这时,他又得到一位法国美术家玛斯克力的帮助,学会了画平面图和投影图。

法拉第在1812年底,得到了一个热心的买书人的推荐,得以进皇家学院去听当代著名科学家戴维先生的化学讲座,这是他一生最主要的转折点。从此他踏上了献身科学的征途。为了继续探索新知识,他鼓起勇气给戴维先生写了一封信,把自己听讲的记录寄给了他,法拉第在信中诚恳地说明自己的热爱和希望在皇家学会得到一份从事科研的工作。当时他认为自己是刚从书店出徒的小人物,而且知识浅薄,恐怕戴维不会理睬他。但没有多久戴维先生竟回了信,让法拉第去见他。法拉第以激动和崇敬的心情去拜见了戴维先生,1813年3月,法拉第到皇家学院的实验室当了一名助理员,从此迈进了科学研究的大门。同年10月他陪戴维夫妇到欧洲各国讲学和游历,历时一年半之久,足迹遍及法国、意大利、德国和比利时,开阔了眼界,增长了见识,在科学上是一次不平常的锻练和提高,戴维在讲学过程中做了许多报告,有些是他闻所未闻的新内容,又得到了一次极好的学习机会。同时法拉第帮助戴维做了不少实验,获得了丰富的实践经验。

回国后法拉第投入了紧张的科研工作。1819年丹麦哥本哈根大学的厄德教授发现了电流对指针的影响;1820年戴维教授又证明了,钢和铁被通过电流的铁丝环绕时,就成为了磁铁,接着法拉第通过实验,证明了电线在电磁场中变换磁场或电流,可以使电线旋转。以后又用皇家学会的强力磁石来实验,同样得到了上述现象,于是感应电流的发现已成为无可辩驳的事实。消息一传出,无数科学界人士都大加称赞,这一发现成了法拉第不朽的业绩。

法拉第迈开了新的研究步伐。新方向就是他在日记中写的"转磁为电"课题。他向自己提出,既然通电可以产生磁,为什么不能用电磁铁产生电呢?磁是一种用之不尽取之不竭的东西,要能转为电,对人类社会的贡献该有多大啊!那时,电只能是科学家在实验中使用的稀罕之物,它对人的生活将要发生多大作用,尚不知道。然而,法拉第却要在前人未走的道路上前进,他不仅要揭开磁和电的秘密,还要使它们为人们的生活带来福音。

法拉第开始实验研究电和磁的关系了。他将磁棒安插在一个铜丝圈内,没有看见什么异常情况,他又以一根通了电流的铁丝靠近一根未通电的铁丝,然后换一个大磁棒,不断地变换铁丝与磁石的联络形式,结果铁丝还是生不出电来。尽管无数次的实验都失败了,但他却明白了磁和电之间的一定关系:"当有电流时,铁丝成了磁铁;电流停止时,磁力又消失了。"他对这一现象苦思冥想,他一定要找出这是为什么?不达目的誓不罢休。他一次次地总结经验教训,他坚信,实验一定会有新的结果。

1831年10月17日,法拉第准备了一根8.5寸长,4.3寸厚的圆形磁棒,用220尺的铜丝绕在一个空的长筒内,铜丝的一端连接一个电流计,这时铜丝没有电流通过,他又把磁棒的一端靠近铜丝,电流计上的指针还是毫无反应,但他又将磁棒完全插入铜丝圈内,忽然电流计上的针动起来了。他急忙将磁石抽出来,电流表上的针摇晃了几下。"电流由感应的方法产生了"。他在思索今天的实验与过去有什么不同?今天的磁棒和铜丝之间有了运动,而过去是没有运动的,他终于得出了结论:"产生感应电流,运动是必要的条件。"这一实验的成功,他虽已是40岁的人了,却像小孩一样在实验室狂奔乱跳,发疯一样的高兴。不久,他又研究出运动为什么是必要条件,结论是:"因为金属必须切割‘磁力线’才能产生感应电流。"法拉第这一历史性的发现,是我们今天电磁学的基础,是今天一切发电机、电动机以及电力站网的基础,使人类广泛应用电的开端,使社会进入了一个新的发展阶段。

以后法拉第又用通过电流与未通过电流的铁丝去实验。将电池及导线的电力增强,用极细小的炭木接触导线的末端,当电流截断瞬间,炭木与导线的接连处爆发出一个小火花。这个小小的火花,就是后来电灯的最初胚胎。这个火花在法拉第的眼里简直像是一轮初升的太阳!因为法拉第证明了导线所产生的才是真正的电,才是可以被广泛应用的电。真正的电被法拉第发现以后,他决定做一个新的发电机,他将一个铜圆饼嵌在一个恒磁石的两极之间,铜饼的周围贴着许多铜条和铅条,然后以电流计与铅饼连接,铜饼转动之后,电流计上的针便随着转动起来。于是便产生了接连不断的电流,这就是最原始的发电机。

法拉第对电业的贡献是多方面的,当时不少科学家纷纷讨论过电的分类,没有一个人做过实验,还是法拉第不辞辛劳地对各种来源的电分别做了实验,最后得出的结论是:"无论电的来源怎样,它的性质总是相同的。"他还通过实验得出一条定律:"凡是在水中溶解的固体,在液体状态时是导电物,在凝固状态时是非导电物。"再以后他又发明了测量电的方法,发明了电量表。

法拉第之所以取得如此大的成就和贡献,是因为他只求真知,不图名利的思想在支配他,他谢绝了皇家学会学长的高职,不接受伦敦大学教授的头衔,辞绝了授予他的爵位,不要奖章和权位。只求学习和奉献。他非常谦虚,他说:"科学家必须善于倾听各种不同的意见,但又必须自己做出判断。科学家不应由于表面的现象而采取偏颇的77立场。他不应有先入而自居,他不应属于任何学派,不崇拜任何权威。他不应是个人的崇拜者,而应是事物的崇拜者。真理的探求应是他唯一的目标。如果在这些品质之上再加上刻苦勤奋的精神,他就有可能揭开自然界殿堂的奥秘,而达到自己的欲望。"到了晚年,他几乎完全失去记忆,但还是顽强地工作和学习,他把看过几遍的书,摘录下来,贴在墙上,帮助记忆,他不知疲倦地忘我奋斗。

1867年8月25日,他坐在书房一把椅子上看书时,平稳地停止了呼吸,微笑安详地辞绝了人世,他76岁的人生历程走完了最后一步。他给人类留下的精神财富一点也不逊色于留下的物质财富。可敬可佩,永学不竭。不愧为"电学大王",精神楷摸。

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