法拉第为后人做出了哪些贡献?
1820年,奥斯特发现了电流对磁针的作用,法拉第敏锐地认识到它的重要性。1821年,法拉第在日记中写下了一个设想:用磁生电。
1831年8月,法拉第用一个6英寸的软铁圆环,绕有两股绝缘线圈A和B,B的两端用一条导线连成一个闭合回路,导线下面平行放置一根磁针。A和一组电池组、一个开关连接成另一个闭合回路。法拉第发现,在合上开关有电流通过线圈A的瞬间,磁针偏转;断开开关切断电流的瞬间,磁针也偏转。但是法拉第并不满足,立即提出了两个十分深刻的问题。第一,上述实验中是否一定要用软铁磁环,没有行不行?第二,线圈A是否可以不要,改用磁棒代替?10月17日,法拉第做了一个现在人们熟知的实验,他用一个接有电流计、线圈的闭合回路,把一根永久磁棒迅速插入线圈或迅速拔出,都可以发现电流计指针偏转。法拉第在11月24日,向英国伦敦皇家学会报告了他的重大发现,归纳出产生感应电流的五种情况:一、变化着的电流;二、变化着的磁;三、运动的稳恒电流;四、运动的磁铁;五、在磁场中运动的导线。法拉第在报告中,把他所观察的现象正式定名叫“电磁感应”。1851年在《论磁力线》一书中正式提出电磁感应定律:“形成电流的力和所切割的磁力线根数成正比。”
法拉第发现线圈在磁场运动中可以产生电流,指明了制造发电机的原理。依此原理,法拉第设计了圆盘发电机实验:把一个铜盘放在一个大的马蹄形磁铁的两极中间,铜盘的轴和边缘各引出一根导线,同电流计相连,构成闭合回路。当铜盘旋转的时候,电流计指示出回路中有电流产生,这就是发电机的雏形。在这之后制造的几种发电机都是用永久磁铁提供磁场,用蒸汽机带动线圈转动。从1840年到1865年,已经有庞大笨重的永久磁铁发电机在运转。但是这种发电机的磁场太弱,发电效率很低。
尽管如此,我们仍然认为有两个理由足以说明这项发现足以载入史册。第一,法拉第定律对于从理论上认识电磁更为重要。第二,正如法拉第用他发明的第一台发电机(法拉第盘)所演示的那样,电磁感应可以用来产生连续电流。虽然给城镇和工厂供电的现代发电机比法拉第发明的发电机要复杂得多,但是它们都是根据同样的电磁感应的原理制成的。
法拉第是电磁场理论的奠基人,法拉第对科学坚忍不拔的探索精神,连同他的杰出的科学贡献,永远为后人敬仰。