法拉第

　　邁克爾·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867)是19世紀電磁學領域中最偉大的實驗物理學家。他于1791年9月22日生于倫敦附近的紐因格頓，父親是鐵匠。由于家境貧苦，他只在7歲到9歲讀過兩年小學。12歲當報童，13歲在一家書店當了裝訂書的學徒。他喜歡讀書，利用在書店的條件，讀了許多科學書籍，并動手做了一些簡單的化學實驗。

　　1812年秋，法拉第有機會聽了著名化學家戴維的四次講演，激起對科學研究的極大興趣。他把戴維的講演精心整理并附上插圖后寄給戴維，希望戴維幫助他實現(xiàn)科學研究的愿望。1813年3月，戴維推薦法拉第到皇家研究院實驗室作了自己的助理實驗員。1813年10月，法拉第跟隨戴維到歐洲大陸進行學術考察18個月。在這期間他有機會參觀了各國科學家的實驗室，結交了安培、蓋·呂薩克等著名科學家，了解了他們的科學研究方法。回到英國后，法拉第就開始了獨立的研究工作，并于1816年發(fā)表了第一篇化學論文，以后又接連發(fā)表了幾篇。

　　1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應，受到科學界的關注，促進了科學的發(fā)展。1821年英國《哲學年鑒》的主編約請戴維撰寫一篇文章，評述奧斯特發(fā)現(xiàn)以來電磁學實驗的理論發(fā)展概況。戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過程中，對電磁現(xiàn)象的研究產(chǎn)生了極大的熱情，并開始轉向電磁學的研究。他仔細地分析了電流的磁效應等現(xiàn)象，認為既然電流能產(chǎn)生磁，磁能否產(chǎn)生電呢?1822年他在日記中寫下了自己的思想：“磁能轉化成電”。他在這方面進行了系統(tǒng)的研究。起初，他試圖用強磁鐵靠近閉合導線或用強電流使另一閉合導線中產(chǎn)生電流，做了大量的實驗，都失敗了。經(jīng)過歷時十年的失敗、再試驗，直到1831年8月29日才取得成功。他接連又做了幾十個這類實驗。1831年11月24日的論文中，他把產(chǎn)生感應電流的情況概括成五類：變化著的電流；變化著的磁場；運動的恒定電流；運動的磁場；在磁場中運動的導體。他指出：感應電流與原電流的變化有關，而不是與原電流本身有關。他將這一現(xiàn)象與導體上的靜電感應類比，把它取名為“電磁感應”。為了解釋電磁感應現(xiàn)象，法拉第曾提出過“電張力”的概念。后來在考慮了電磁感應的各種情況后，認為可以把感應電流的產(chǎn)生歸因于導體“切割磁力線”。在電磁感應現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)二十年后，直到1851年才得出了電磁感應定律。

　　1833年到1834年，法拉第從實驗得出了電解定律，這是電荷不連續(xù)性的最早的有力證據(jù)。

　　法拉第的另一貢獻是提出了場的概念。他反對超距作用的說法，設想帶電體、磁體周圍空間存在一種物質，起到傳遞電、磁力的作用，他把這種物質稱為電場、磁場。1852年，他引入了電力線(即電場線)、磁力線(即磁感線)的概念，并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線形狀。場的概念和力線的模型，對當時的傳統(tǒng)觀念是一個重大的突破。

　　法拉第從近距作用的物理圖景出發(fā)，還預見了電、磁作用傳播的波動性和它們傳播的非瞬時性。他在1832年3月12日寫給英國皇家學會的一封密封信中，信封上寫著“現(xiàn)在應當收藏在皇家學會檔案館里的一些新觀點”，這封信直到1938年才啟封公布，信中法拉第說明了他的上述新觀點。表現(xiàn)了法拉第深邃的物理洞察力和深刻的物理思想。

　　法拉第把他做過的實驗整理成《電學實驗研究》一書，書中收集了三千多個條目，詳細記述了他做過的實驗和結論，是一本珍貴的科學文獻。

　　法拉第是靠自學成才的科學家，在科學的征途上辛勤奮斗半個多世紀，不求名利。1825年，他參與冶煉不銹鋼材和折光性能良好的重冕玻璃工作，不少公司和廠家出重金聘請法拉第為他們的技術顧問。面對15萬鎊的財富和沒有報酬的學問，法拉第選擇了后者。1851年，法拉第被一致推選為英國皇家學會會長，他也堅決推辭掉了這個職務。把全身心獻給了科學研究事業(yè)，終生過著清貧的日子。

　　1855年他從皇家學院退休。1867年8月25日在倫敦去世。遵照他“一輩子當一個平凡的邁克爾·法拉第”的意愿，遺體被安葬在海格特公墓。為了紀念他，用他的名字命名電容的單位──法拉。

選自：《物理教師手冊》

液體種類

實驗序號

物體重力G_物（牛）

彈簧測力計示數(shù)F（牛）

物體受到的浮力F_浮（牛）

排開液體體積

V_排（厘米³）

水

ρ_水=1.0克/厘米³

1

2

1.5

0.5

50

2

1.0

1.0

100

3

0.5

1.5

150

酒精

ρ_酒精=0.8克/厘米³

4

2

1.6

0.4

50

5

1.2

0.8

100

6

0.8

1.2

150