法拉第的发明

法拉第的发明

法拉第是英国一位穷铁匠的儿子，13岁开始就当学徒，没有受过正规的学校教育，完全靠自学成才，是一个有许多重大发现的人。他的许多实验结果虽然没有数学证明，但从数学上来说，也是相当正确而优秀的。他1821年发明了电动机，1823年完成了液气氧化实验，1825年发现了苯，1831年发现了电磁感应现象并以此制造了发电机，不久又发现了电解法则。后来，法拉第几乎做遍了电与磁的所有实验，发表了很多研究成果，在19世纪里他获得的发明专利之多，仅次于后来的“发明大王”爱迪生。因此，被世人誉为“电气学之父”，这对法拉第来说是当之无愧的。

法拉第发现电磁感应现象的情况是这样的。将一根条形磁铁放入在连接有电流表的线圈中，这个电流表的零点在刻度盘的中央位置上，以便能表示电流的大小和方向。若磁铁不动，则电流表的指针指在零点位置上。若将磁铁拔出和再插入，则会发现电流表的指针会向着两个不同的方向偏转，这表明由于磁铁的拔出和插入，在线圈中产生了方向相反的电流。由此可见，只有当磁铁处在运动中时，电流表才能表示线圈中有电流存在。而且，磁铁移动得越快，指针偏转的角度越大，因此电流也就越大。这种电流叫做感应电流，产生感应电流的过程，就叫做电磁感应现象。在电磁感应现象中，影响感应电流大小的因素，除了条形磁铁相对于线圈运动的快慢以外，另一个因素就是线圈内电线绕的圈儿数的多少，圈儿数多1倍，产生的感应电流也就大1倍，相反，如果圈儿数减少，则感应电流也就要成比例也减小。

电磁感应现象告诉我们，通过线圈所包围面积的磁场通量发生变化时，在线圈中也能产生电流，这正好是与电流（运动电荷）产生磁场相反的过程。这就从另一个方面揭示了电与磁密不可分的关系。由此，法拉第预感到：电与磁不仅有着密切的联系，而且在一定的条件下可以相互转化。但是，由于法拉第数学基础差，他的想法和观点，虽然有实验事实为根据，但缺少数学上的证明，使人感到遗憾。他在论文里只习惯于用比喻手段生动地进行说明，而常常不使用数学式来表示。因此，当时科学界普遍认为法拉第是个优秀的实验家，而不是一个好的理论家。对于习惯用数学式来思考和解释问题的科学家们来说，法拉第的理论变得难以理解，因此，法拉第的电磁感应也在不被理解中逐渐被人们所遗忘，而法拉第所预感到的电与磁以及磁与电的转化关系，也没有引起科学家们应有的重视。然而，法拉第的贡献是开创性的。后来，麦克斯韦正是在法拉第工作的基础上，通过数学的手段建立起了电磁场理论的完整体系。