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电学之父 法拉第的故事 当我读到您在科学上的发现 我深感遗憾 我过去的岁月浪费在太无聊的事情上了 拿破仑 1791年9月23日 法拉第出生于英国一个铁匠之家 法拉第的家 虽然穷 但不苦 他后来写的信件或手记 从未提过 苦 这个字 家里的食物愈来愈少 我的食物是每星期一条小麦面包 母亲用一把锐利的刀 把面包切成很多小片 我就一天吃两片 我的教育只能提供我最基本的配备 简单的阅读 书写与计算 学校以外的时间 我不是留在家里 就是在马路上散步 学徒 雷伯先生的印书店 法拉第小学毕业后 就到雷伯先生的印书店工作 雷伯先生坚持书店工作要愉快 因为愉快是团队工作的润滑剂 他训练店里学徒的目的是让他们发现自己的特长 雷伯先生一生只训练三个学徒 结果一个成为 作家 一个成为 戏剧家 法拉第则成为 电机工程之父 没有人继承他的衣钵 跟自己比赛 法拉第工作时 会跟自己比赛 看能用多快的时间 多有效率的方法 把事情做好 能够把很沉闷的工作 做得有趣又带劲 这是一个从事科学实验的研究者必须具备的本事 法拉第自发性的学习态度 即使在订书机旁 也能学到一流大学所无法传授的求学精神 找机会读书 法拉第在白天装订了什么书 晚上就读那本书 他头脑的空档已经被书籍预约满了 他最常放在身边的书 悟性的提升 是艾萨克华兹写给当时许多失学却又想上进的年轻人的 里头写道 读书就像吃核果 有人读一大堆书 只嚼到一大把外壳 而没有吃到里面的核仁 结果味如嚼蜡 自我学习的机会 法拉第向一位艺术家学习画画和写字 向都市哲学学会的同学学习文学写作 想好友学习文法 以弥补他在正统文学教育的不足 大部分都市哲学学会的同学 都是来自下层社会的穷人 他们唯一的资产就是有一颗上进 学习的心 1810年法拉第也参加了一个类似小区大学的科学研习会 学习科学新知 笔记 法拉第认为理性的求学方法 关键在于做笔记 笔记的内容不是老师说话的录音带 而是上课内容的消化和自己思路的汇整 法拉第甚至认为 不会做笔记 整理自己思路的人 是求学路途的残障者 自己筹钱做实验 莱顿瓶 机会是公平的 但经常被努力的人取得 认识伯乐 当斯是皇家科学院的会员 1810年2月 当斯送一些科学报告 来雷伯的店里装订 眼光锐利的当斯 看到法拉第的工作态度 就知道这是个人才 他在法拉第的身边站了一阵子 也被雷伯看在眼里 雷伯把当斯请到书店的一角 愉快的给他看法拉第所做的笔记 当斯看了更是非常好奇 没想到装订书店里有这么一个科学瑰宝 隔天 当斯给法拉一张票 可以听化学家戴维四次的演讲 法拉第上了戴维的课后 几乎彻夜未眠地研读 查资料后 写成386页笔记 转折点 1812年 法拉第成为正式的书籍装订师 并到另一间订书店落脚 然而 他却拒绝老板晚上加班 而要去都市哲学学会听课 后来法拉第给友人的信中写道 我必须退出哲学会的所有课程与讨论 因为这些已经完全占据了我的心思与时间 自从学徒训练结束后 我在一个完全让我失望的地方从事我的本行 每天醒来的第一个想法是 是不是今天就要辞职了 我比以前更没有时间与自由 比以前更沉默了 比起不断进步的科学列车 我好像愈来愈追不上最后一节车厢 也许我该止步了 转折点 在这关键时期 支持法拉第继续走向科学之路的 是他的家人 法拉第的母亲 你的父亲死之前 念念不忘的是 你有没有快乐地在从事什么电的实验 继承父亲的铁匠事业 法拉第的哥哥鼓起手臂的肌肉说 就凭这个 我还有足够的力量 能搥更多的车轮让妹妹去上学 让家里有更多的面包吃 转折点 1813年 他又整理了笔记 给笔记精心加进彩色插图 接着用自己高超的装订技术装订成一本很漂亮的书 他忘掉了自己的地位和处境 忘掉了与戴维素昧平生 他渴望得到戴维的指导 他写了一份要求给戴维当助手的申请书 把书和信一并寄给了戴维 这一举动不仅使戴维感动 而且还使戴维惊讶 于是戴维满腔热忱地写了回信 一个月以后戴维又同意让他做了自己的助手 实验室工作 他负责制取氯气 这是一种容易爆炸的危险实验 法拉第虽然谨慎地实验 还是爆炸了 但是他没有害怕 逃走或不在进实验室 他分析原因 在重做一次 终于能安全掌握实验 与戴维的欧洲之旅 1813年秋 法拉第跟随戴维 长途旅行 兼做科学考察 他们把实验室安放在一辆轿式马车上 白天走路 晚上由法拉第做实验 他们还一起爬到火山口 考察火山的活动 采集了一大口袋火山石进行分析 此外 他们还采集了矿泉水水样 岩石标本 土壤标本等 这样的旅行持续了一年半 这实际上是一次游学 法拉第跟着戴维学到了许多东西 还拜访了许多科学家 一年半的科学旅行 法拉第记了厚厚的两大本笔记 与戴维的欧洲之旅 与戴维接触的科学家们 本来也以为法拉第是出自哪所名校 一开始寒暄 请问 您在哪里取得博士学位 喔 你没有 那么 你是剑桥大学毕业的 也不是 总该是哪所中学毕业的吧 什么 只念小学 那你还站在这里做什么 去跟马夫站一处 戴维的妻子 把科学家当佣人用 把他呼来唤去 随意叫骂 日子久了 连本来看中他的戴维也对他冷眼冷语 就研究成果 最著名的成就法拉第电磁感应定律法拉第电解定律主要研究成果 法拉第效应法拉第圆盘发电机法拉第笼法拉第常数 法拉第电解定律 法拉第电解定律是法拉第在19世纪前半期通过大量电解实验得出的规律 定律内容为 物质在电解过程中参与电极反应的质量与通过电极的电量成正比 法拉第效应 法拉第效应是一种磁光效应 是光波与磁场在介质内的一种作用 当偏振光穿过施加了磁场的透明介质时 会发生偏振旋转 偏振平面的旋转角与磁场有关 于1845年 迈克尔 法拉第发现了法拉第效应 这实验证据第一次揭示了光波和电磁现象之间的联系 在1860和1870年代 詹姆斯 麦克斯韦进一步研究这种电磁辐射效应的基础理论 大多数对于光波呈透明状况的介质 包括液体 当施加强烈磁场时 会使光波产生这种效应 当介质的电容率是张量时 因为铁磁性共振 电磁波会发生法拉第效应 这共振使得电磁波被分解为两个圆偏振电磁波 各自以不同速度传播 这性质称为圆双折射 当通过介质后 重新出现时 两个电磁波会合并在一起 形成一个新电磁波 但 由于传播速度地不同 合并后的电磁波的相位 会与原本的波的相位不同 因而造成线性偏振的旋转 电磁感应 电磁感应 电磁感应 Electromagneticinduction 又称磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体 会产生电动势 此电动势称为感应电动势或感生电动势 若将此导体闭合成一回路 则该电动势会驱使电子流动 形成感应电流 感生电流 迈克尔 法拉第是一般被认定为于1831年发现了感应现象的人 虽然FrancescoZantedeschi在1829年的工作可能对此有所预见 法拉第发现产生在闭合回路上的电动势和通过任何该路径所包围的曲面的磁通量的变化率成正比 这意味着 当通过导体所包围的曲面的磁通量变化时 电流会在任何闭合导体内流动 这适用于当磁场本身变化时或者导体运动于磁场时 电磁感应是发电机 感应马达 变压器和大部分其他电力设备的操作的基础 法拉第圆盘发电机 1831年 法拉第发现了电磁感应现象之后不久 他又利用电磁感应发明了世界上第一台发电机 法拉第圆盘发电机 这台发电机制构造跟现代的发电机不同 在磁场所中转动的不是线圈 而是一个紫铜做的圆盘 圆心处固定一个摇柄 图9 3 圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴 用导线把电刷与电流表连接起来 紫铜圆盘放置在蹄形磁铁的磁场中 当法拉第转动摇柄 使紫铜圆盘旋转起来时 电流表的指针偏向一边 这说明电路中产生了持续的电流 法拉第圆盘发电机 法拉第笼 法拉第笼是一个由金属或者良导体形成的笼子 由于金属的静电等势性 可以有效的屏蔽外电场的干扰 法拉第笼无论被加上多高的电压内部也不存在电场 而且由于金属的导电性 即使笼子通过很大的电流 内部的物体通过的电流也微乎其微 在面对电磁波时 可以有效的阻止电磁波的进入 由于法拉第笼的静电屏蔽原理 在汽车中的人是不会被雷击中的 同样 也是因为法拉第笼的原理 有金属外皮的