法拉第

法拉第(MichaelFaraday1791-----1867)法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。1791年9月22日萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。因家庭贫困仅上过几年小学，13岁时便在一家书店里当学徒。由于他爱好科学研究，专心致志，受到英国化学家戴维的赏识，1813年3月由戴维举荐到皇家研究所任实验室助手。这是法拉第一生的转折点，从此他踏上了献身科学研究的道路。1815年5月回到皇家研究所在戴维指导下进行化学研究。1824年1月当选皇家学会会员，1825年2月任皇家研究所实验室主任，1833----1862任皇家研究所化学教授。1846年荣获伦福德奖章和皇家勋章。1867年8月25日逝世。法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电的大胆设想，并开始了艰苦的探索。1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型。接着经过无数次实验的失败，终于在1831年发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。法拉第能够这样坚持10年矢志不渝地探索电磁感应现象，重要原因之一是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的，他始终坚信自然界各种不同现象之间有着无限多的联系。也是在这一思想的知道下，他继续研究当时已知的伏打电池的电、摩擦电、温差电、伽伐尼电、电磁感应电等各种电的同一性，1832年他发表了〈不同来源的电的同一性〉论文，用大量实验论证了“不管电的来源如何，它的本性都相同”的结论，从而扫除了人们在电的本性问题认识上的种种迷雾。为了说明电的本质，法拉第进行了电流通过酸、碱、盐的溶液的一系列实验，从而导致1833----1834年连续发现电解第一和第二定律，为现代电化学工业奠定了基础，第二定律还指明了存在基本电荷，电荷具有最小单位，成为支持电的离散性质的重要结论，对于导致基本电荷e的发现以及建立物质电结构的理论具有重大意义。为了正确描述实验事实，法拉第制定了迁移率、阴极、阳极、阴离子、阳离子、电解、电解质等许多概念、术语。在电与磁的统一性被证实之后，法拉第决心寻找光与电磁现象的联系。1845年他发现了原来没有旋光性的重玻璃在强磁场作用下产生旋光性，使偏振光的偏振面发生偏转，此即磁致光效应，成为人类第一次认识到电磁现象与光现象间的关系。1846年他发表了《关于光振动的想法〉一文，最早提出了光的电磁本质的思想。他曾设计并不畏艰苦地作过许多实验，试图发现重力和电的关系，寻找磁场对光源所发射光谱线的影响，寻找电对光的作用等等，由于当时实验条件所限，虽未获成功，但他的思想和观点完全正确，均为后人的实验所验证。法拉第是电磁场理论的奠基人，他首先提出了磁力线、电力线的概念，在电磁感应、电化学、静电感应的研究中进一步深化和发展了力线思想，并第一次提出场的思想，建立了电场法、磁场的概念，否定了超距作用观点。爱因斯坦曾指出，场的思想是法拉第最富有创造性的思想，是自牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了法拉第的场的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。法拉第对科学坚韧不拔的探索精神，为人类文明进步纯朴无私的献身精神，连同他的杰出的科学贡献，永远为后人敬仰。努力奋斗的法拉第在1831年发现的电磁感应现象，预告了发电机的诞生，开创了电气化的新时代。他毕生致力研究的科学理论——场的理论，引起了物理学的革命。相传法拉第的老师戴维，一个誉满全球、世界公认的大化学家在瑞士日内瓦养病时，有人问他一生中最伟大的发现是什么，他绝口不提自己发现的钠、钾、氯、氟等元素，却说：“我最伟大的发现是一个人，是法拉第”是的，戴维回答得好，重要的是人！下面就是这个学徒出身的大科学家在踏进科学大门之前，在坎坷的生活道路上向往科学、努力奋斗以及在进入科学殿堂之后建立丰碑的故事。为了装备自己的小实验室，法拉第到药房里去拣别人扔掉的瓶子，花半个便士买一点最便宜的药品。他抱着拣来的、买来的东西，回到书店里的阁楼上，心里乐开了花。从此，每天下工以后，法拉第埋头在自己的小实验室里点上一支蜡烛，进行实验。从13岁到21岁，法拉第在书店里当了8年学徒。这正是他长知识、长身体的时期。在将近3000个夜晚，法拉第把时间都用在读书和实验上了。1791年9月22日，迈克尔.法拉第出生在一个铁匠的家里。他父亲体弱多病，铁匠铺开不下去了，最后只好盘给人家，自己去当帮工。为了维持生活，法拉第12岁当报童，13岁去里波先生的书店里当学徒，学装订手艺。从此，法拉第走上了生活的道路。在里波先生的书店里，到处是书。这里是智慧的源泉，知识的海洋。法拉第象一块巨大的海绵，在知识的海洋里贪婪地吸吮着。劳动了一天以后，他在微弱的烛光下拼命地读书。书里讲的那些电的现象和化学实验，把法拉第迷住了。他渴望把书上讲的那些实验能做一遍，可是一个穷学徒哪来的钱买仪器和药品呢！里波先生的书店在伦敦是很有名气的，加上法拉第手艺出众，态度和气，赢得了顾客的好感。因此，皇家学会很多会员，都乐意把自己的科技书籍送来装订。顾客中有位当斯先生很喜欢法拉第，有一次他送给法拉第4张入场券，让他去皇家学院听大化学家戴维的讲座。1812年2月的一个晚上，法拉第生平第一次跨进皇家学院的大门，坐在阶梯形的讲演厅里。他的心情紧张而又焦急。戴维终于出现了，大厅里响起一阵阵热烈的掌声。戴维讲的题目是发热发光物质，讲得那么轻松，却又那么透彻。他精神抖擞，神采奕奕，天才的光华和热力，似乎正从他的身上向外辐射。法拉第被深深地吸引住了，他飞快地记着，笔记本翻过一页又一页。法拉第一连听了戴维的4次讲座，好像游历了美丽、庄严、圣洁的科学殿堂，那里阳光灿烂，照得他心里光明、温暖。他把4次听讲的笔记仔细整理以后，用漂亮的皮封面装订成册。他经常轻轻地翻阅，多么渴望能从事科学研究工作啊！遗憾的是，在那个时代，命运对穷人从来不露出笑脸。它总是一副威严、狰狞的面孔，迫使你对它膜拜和屈服。然而，也有许多穷人并不屈从，他们顽强地和命运搏斗。法拉第就是其中最顽强的一个。这个铁匠的儿子，从小爱看父亲挥舞大锤，一下一下地锻打烧红的铁块。铁块变冷变硬以后，父亲把它放在炉火里重新烧红。经过千锤百炼，铁坯终于按照人的意志变成各种工具。父亲曾经自豪地对他说：铁匠面前永远没有顽铁。多少年来，父亲的话一直激励着他。于是，他决定写信给当时的英国皇家学会会长班克斯爵士，要求在皇家学院找个工作，哪怕在实验室里洗瓶子也行。他心神不宁地等了整整一个星期，音信全无。他忍不住跑到皇家学院去打听，得到的回音只是冷冰冰的一句话：“班克斯爵士说，你的信不必回复.受到这个屈辱的打击，法拉第感到伤心。但他毫不气馁。他想起自己学画的经历。法拉第从小就练得一手好字。至于绘画，他是从一个名叫马克里埃的法国画家那里学来的。那位曾经给拿破仑皇帝画过像，后来横渡英吉利海峡，流亡到伦敦的画家，恰好借住在里波先生铺子的楼上，和法拉第成了邻居。画家看到法拉第学画心切，答应教他。作为交换条件，法拉第要替画家擦皮靴和收拾房间。画家心眼不坏，教得也很认真，可脾气不好，经常责骂法拉第。法拉第逆来顺受，坚持跟他学画，终于学会了投影和透视，能够逼真地、艺术地把眼前的东西画下来。从这段经历中，他体会到：只有忍辱负重，敢于向命运挑战，才能把本来不属于自己的东西追求到手。法拉第又一次向命运挑战了。他鼓起勇气给戴维写信，并且把装订成册的戴维4次讲座的笔记一起送去。法拉第巨大的热情、超人的记忆和献身科学的精神，感动了这位大化学家。法拉第到皇家学院化学实验室当了戴维的助手。科学圣殿的大门向学陡出身的法拉弟打开了！法拉第－从装订工到科学王子毛遂自荐的年青人1812年冬季一天，正当拿破仑的军队在俄罗斯平原上遭到溃败的时候，一位二十一岁的青年人来到了伦敦皇家学院，他要求和著名的院长戴维见面谈话。作为自荐书，他带来了一本簿子，里面是他听戴维讲演时记下的笔记。这本簿子装订得整齐美观，这位青年给戴维留下了很好的印象。戴维正好缺少一位助手，不久他就雇用了这位申请者，他就是历史上最伟大的物理学家之一法拉第。当上了戴维的助手后，法拉第清楚地认识到他的职业必然是有力量的，不久他就成为皇家学院的一员。1813年戴维夫妇决定去欧洲大陆游历，他们带着法拉第作为秘书。这次旅游进行了18个月，这对法拉第的教育起了重大作用。他见到了许多著名的科学家，象安培、伏打、阿拉戈和盖·吕萨克等，其中几位学者立即发现了这位陪伴戴维的朴实年青人的才华。他成了德拉里夫和他儿子阿瑟·奥古斯特的终生朋友，他们是日内瓦一个家族的著名物理学家，这个家族无论在才智方面，还是在政治方面，都在日内瓦的社会生活中有杰出的地位，而且远远超出日内瓦的范围。戴维的旅程从法国延展到意大利（直到拿不勒斯）、瑞士、德国和比利时。法拉第勤于写信，他从少年时期起就结束了不少朋友，他和他们一直通信。在巴黎时戴维与盖·吕萨克合作研究一种新物质，他认为是一种新元素碘。这一戏剧性事件和其他事件，在法拉第的信中都有生动的描述。法拉第具有虔诚的宗教思想，他属于叫做桑德曼教的一个小教派，这个教派具有原教旨主义的性质。他终生信奉它，并担任过教会长老多年。显然宗教是法拉第生活中的的一个重要部分，他的一些最亲密的朋友也来自同一教派。惊人的科学活动法拉第的科学活动是惊人的。他从欧洲大陆旅游回来后，几年内都致力于化学分析，并在皇家学院担任助手工作，其中包括对戴维的重要协助。他在1816年发表的第一篇论文，是论述托斯卡纳生石灰的性质的。许多年后，法拉第把这篇文章汇入他的文集时指出，戴维爵士给了我做这个分析的机会，这是我在化学上的第一次尝试，那时我的恐惧大于我的信心，而这两者又大于我的知识，那时我根本未想到会写出一篇有创见的科学论文。1860年前后，法拉第的研究活动结束时，他的实验笔记已达到一万六千多条，他仔细地依次编号，分订成许多卷，在这里法拉第快乐的显示了他过去当装订工时学会的高超技能。这些笔记以及其他在装订成书以前或以后的几百条笔记，都已编成书分卷出版，其中最著名的是他的《电学实验研究》。这位伟大的自然哲学家（法拉第自已如此称呼）所研究的课题广泛多样，按编年顺序排列,有如下各方面：铁合金研究（1818－1824）；氯和碳的化合物（1820）；电磁转动（1821）；气体液化（1823，1845）；光学玻璃（1825－1831）；苯的发明（1825）；电磁感应现象（1831）；不同来源的电的同一性（1832）；电化学分解（1832年起）；静电学，电介质（1835年起）；气体放电（1835年）；光、电和磁（1845年起）；抗磁性（1845年起）；射线振动思想（1846年起）；重力和电（1849年起）；时间和磁性（1857年起）。要对他的庞大研究成果作全面分析，不是一个一个普通人所做得了的，而且需要有非常大的篇幅才行。在大约1830年以前，法拉第主要是一位化学家，但他曾在1821年第一次着手研究电和磁，可能由此而种下了种子，十年以后即有了伟大的发现。法拉第的第一个科学活动时期终止于1830年，那时他已成为很有成就的专业分析化学和实际顾问，而且更重要的是，由于他的坚实的科学成就，已赢得了国际声誉。这些科学成就包括制备一些新的碳化合物，如由他命名的高氯化碳或现代命名的六氯乙烷CCI3．CC13和四氯乙烯CCI2：CC12，以及研究伦敦照明用的气体（法拉第的哥哥在该部门工作）。这种气体是用动物油加热而制成的，储存在圆柱形铁罐内，它往往在铁罐内残留下一种液体。法拉第非常仔细而巧妙地对这种残余液体进行了分析，发现它含有一种沸点固定在80℃的成分，它的大致组分为CH。这就是苯，它是有机化学的主要支柱之一。但是法拉第发现苯时，并没有认识到它在后来的重要性，当然也不了解它的奇异的分子结构。这些发明和发现表明，如果法拉第没有其他贡献，他也将被认为是杰出的