法拉第与电磁学

1791年，意大利解剖学家路易吉伽伐尼（Luigi Galvani，1737-98）无意中发现，如果同时用黄铜和铁探针接触被解剖的青蛙，其肌肉会收缩。意大利物理学家 Alessandro Volta (1745-1827) 将这种效应归因于两种不同金属的接触。

1800 年，在写给皇家学会会长约瑟夫班克斯（1743-1820）的一封信中，沃尔特宣布发明了一种能够产生直流电的装置。这就是所谓的一种“伏打”，由交替的锌和铜圆盘组成，由浸泡在盐水中的硬纸板隔板隔开。

科学家们立即意识到这项发明的重要性。不久，英国人 Humphrey Davy（1778-1829）开发了一种更强大的“支柱”，称为原电池，这使他能够首次分离出许多化学元素：钠、钾、镁、钙、锶和钡。 1813 年，戴维接受了一位名叫迈克尔·法拉第的年轻人作为皇家学会的助手。

法拉第，一个贫穷铁匠的儿子，于 1791 年 9 月 22 日出生在萨里的纽因顿。他设法只接受了小学教育，并在 14 岁时成为伦敦一家装订商的学徒。装订师的职业让这个年轻人有机会阅读从他手中经过的书籍。法拉第对大英百科全书中关于电的文章印象特别深刻。 1810 年，他加入了该市的哲学协会，这使他得以听讲座和进行实验。

当他的学徒生涯于 1812 年结束时，法拉第放弃了他的装订职业。由于实验室爆炸而暂时失明的戴维让他成为自己的助手。 1813-15 年戴维带他去法国和意大利旅行，在那里他们遇到了许多著名的科学家，包括伏打和安培。

电与磁

1820 年，丹麦物理学家汉斯·奥斯特 (Hans Oersted，1777-1851) 发现流过电线的电流会使罗盘针偏转。这一发现引起了极大的兴趣，很快在巴黎的安德烈·安培（1775-1836 年）看到了他的同胞弗朗索瓦·阿拉戈（1786-1853 年）进行的这项实验的演示，着手创建电磁学的基本理论。

安培发现，承载同向电流的电线相互吸引，承载相反电流的电线相互排斥，电流流过的线圈（他称之为螺线管）表现得像磁铁。他还提议使用附近磁针的偏转来测量电流的大小——这个想法很快导致了检流计的发明。

当时，法拉第表达了在载流导体周围形成闭合力线的想法。 1821 年 10 月他创造了一种装置，可以演示磁铁围绕载流电线或电线围绕固定磁铁旋转的情况。这是电能第一次转化为机械能。

当前这一代
在不停止化学研究的情况下，法拉第发现了如何使用磁场产生电流。 1831 年 8 月，他几乎是偶然地发现了这一点。

为了发现磁场和电流之间的关系，他在一根铁棒上缠绕了两个线圈，然后将其中一个连接到电池上以产生磁场，并通过检流计关闭另一个。当电流流入时第一个线圈，什么都没有发生，但法拉第注意到电流计的指针在电流出现或消失的瞬间在第一个线圈中抽动。他得出结论，电流会导致磁场发生变化。

1824 年，阿拉戈注意到铜盘的旋转使位于其上方的罗盘针偏转。这种影响的原因尚不清楚。法拉第认为，圆盘在磁场中的旋转会导致其中产生电流，进而产生使针偏转的磁场。

1831 年 10 月，他构建了一个类似的装置，其中铜盘在马蹄形磁铁的两极之间旋转。

圆盘的中心和边缘连接到一个指示直流电流的检流计。这一发现三个月后，法拉第发明了变压器和发电机，其设计至今没有发生根本性的变化。

电解定律

通过制定电解的基本定律，法拉第能够将他的电学知识应用到化学中。他将术语“阳极”、“阴极”、“阳离子”、“电极”和“电解质”引入科学用途。在研究了静电放电之后，他表明它们代表了一种短暂的电流。

1839 年，法拉第的健康状况恶化，他停止了研究工作，但在 1845 年他重新开始研究，对磁场对偏振光的影响感兴趣。他发现可以使用强大的电磁铁来旋转偏振面。这导致他创建了光的电磁理论，后来由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831-79 年）以数学形式表述。

法拉第于 1862 年停止在皇家学会工作，此后他隐居在维多利亚女王授予他的位于汉普顿宫的房间中，并于 1867 年 8 月 25 日去世。