Re: [問卦] 第一個發現電磁感應的到底在想啥?

八卦

2132110

: 就是法拉第啦 發現電生磁 磁生電
: 開啟了人類使用電氣時代 讓人類從蒸氣變成電力
: 也就是我們現在的時代
: 可以說是 全世界的發電機概念 都他弄的
: 女王希望封爵給他 讓他可以葬在西敏寺
: 結果法拉第推辭 說他信仰他的宗教 錢都拿去捐助了 晚年沒啥錢
: 買了一塊小地 葬在郊區
: 這位電學之父 發現電磁感應時在想啥?
: 有沒有八卦?
: -----
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漫畫版:

http://physicstory.pixnet.net/blog/post/111380524




『平生不識法拉第,熟讀電學也枉然。』



法拉第是誰,嗯...非理工科的鄉民可能不清楚,但大家或許有用過或看過那種手搖式
充電收音機(說什麼颱風天的最佳伴侶,只要用手轉一轉就會發光+充電...)
那就是一種磁生電的應用,最初由法拉第的實驗證實。

底下我們就用來閒聊法拉第~以非常平易通俗的筆法來認識他。


邁克爾.法拉第(Michael Faraday, 1791.9.22-1867.8.25),英國物理學家、化學家。


他出生於英國,父親是一位鐵匠,收入僅夠一家的溫飽。拮据的經濟環境迫使法拉第
只讀完兩年小學後,就不得不輟學,12歲時跑去當報童。十三歲那年,在彼得神父的
介紹下,他在一家裝訂廠工作,也因此,他幾乎讀遍了裝訂廠裡的各種書籍。

一天晚上,裝訂廠的老闆黎堡先生見到裝訂房裡燈火通明,他心中覺得奇怪,
不是已經下班了嗎,怎麼還會有人在那呢?

「是法拉第啊?還在讀書呀?」

法拉第慌張地站了起來,怯懦地點頭。

「嗯…別讀了,可別把眼睛搞壞了!」

話雖然如此,黎堡先生見法拉第如此好學,十分感動,便將一些裝訂後剩餘的書送給他。
隔天一早,更將他調到校對部門,讓他一次看得夠。由於法拉第只有小學畢業,沒有
受過正規的學院派教育,但他
作學問的方法是將閱讀過的資料徹底消化後,再以自己的

口吻,於筆記本中寫成更精闢的陳述述
。他認為
做筆記是讀書的關鍵
,而這樣的一個
習慣,奠定日後成為偉大科學家的重要基礎。

如果他要出書,書名應該叫做
「第一次作筆記就上手!」


七年的學徒生涯,法拉第研讀了許多關於「電學」與化學實驗方面的知識。他甚至節省
零用錢,去買一些簡單價廉的儀器,照著書中的說明去做實驗。

1812年是他一生的轉捩點。


當時著名科學家戴維準備在當地發表四次的講演,講題是「自然哲學」,也就是現在
所謂的「科學」。

註:
戴維,(1778-1829, Humphry Davy, 中文翻譯為韓福來.戴維),是個化學家
。但是
他藉助了電學的力量,找到了的鈣、鎂、鈉、鉀、氟、氯、碘、汞、硼、矽、鋁、鍺、
鋯、鍶、鋇等十五種元素,被稱為
『無機化學之父』
,他晚年時說:
『我一生最大的發現,是發現了法拉第』。


戴維在當時不僅是元素的發現者,更是皇家學會的扛霸子!他精彩的演說,讓慕名而來
的人士遍及社會各個階層!為了能獲得入場的機會,他厚著臉皮向一位顧客提及他的
願望,好說歹說之下,他終於借到足夠買入場券的錢。在會場上,法拉第把戴維的講演
精心整理、裝訂成冊。之後,他冒昧的寫了封信給戴維,內容不外是對戴維的崇敬,
隨信附上演講的筆記,希望戴維幫助他實現科學研究的願望。

令人感動的是,戴維竟然回信了,為一個窮困的訂書匠回信!

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
,薪水是
每星期二十五先令,工作內容僅是保管實驗用的儀器,說的簡單一點,就是洗瓶子的
打雜工。這一做,就是55年。

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。所謂的學術考察,這在
當時的歐洲教育是一種獨特的方式。受教者在導師的帶領下前往各國
遊學
,(不是現在
所謂的遊學),學習當地的文學、藝術、建築與科學。導師從旁進行指導,以培養
受教者的分析與思考能力。法拉第在這期間參觀了各國科學家的實驗室,在法國,
結交了
安培
給呂薩克
等著名科學家;在義大利的米蘭,他見到年邁的
伏打

但在另一方面,他也得以一個僕人的身份來侍候戴維的夫人,並充當戴維的繕寫員和
料理瑣事的雜務員。這位夫人為了顯示她的高貴和權威,經常蓄意侮辱法拉第,
不准他和他們同桌吃飯,但讓他總是逆來順受,委屈求全。

回到英國後,法拉第就開始了獨立的研究工作,並於1816年發表了第一篇化學論文,
從分餾實驗製得了「苯」
…。此時的他,是以一個偉大的化學家。

過了不久,法拉第又完成了
氯氣液化試驗
,在皇家學會正式報告前,戴維自己在報告上
加了一段,「這個實驗是在他的指導下做成的。」

過了4 年,1820年
厄斯特
發現電流的磁效應,受到科學界的關注。隔年,英國
《哲學年鑑》的主編請戴維撰寫一篇文章,評述厄斯特所發現的電磁學實驗理論發展
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,對電磁現象的研究
產生了極大的熱情,並開始轉向電磁學的研究。

期間,他曾求助戴維,兩人設計了一個實驗,在一個磁鐵旁放一根通了電的導線,看它
會不會旋轉。可惜,沒有成功。但戴維是個沒耐性的傢伙一碰釘子就縮了,轉頭離開
實驗室回去睡覺。可是法拉第的腦子裡卻是思索著造成失敗的因素。事後,他獨自一個人
躲在皇家學會的地下實驗室裡又日以繼夜地幹了起來,果真就讓他搞出了名堂:
世界上第一個最簡單的馬達。

爾後,他更發現載流導線可以繞磁鐵旋轉。無視於戴維要法拉第以聯合署名的方式,
法拉第獨自寫成一篇論文在倫敦科學季刊上發表。

先前的氯氣液化試驗加上這件事,讓愛慕虛榮和名譽的戴維大為惱火,亦是師徒間情誼
生變的導火線,造成二人交惡的開端,不過,同時讓裝訂學徒出身+洗瓶子雜工的法拉第
有機會進入皇家學會。一些會員出於好意,聯合了其他二十九人的簽名,要推薦他為
會員。

這不再是山字營姓不姓趙的問題,而是悠關戴維他本人的面子
,一個釘書匠又是男僕的
法拉第,居然會得到那麼大的榮耀,戴維一直認為自己是英國最偉大的科學家,他
不願意有人搶了他的風釆。想當然爾,他就決不能答應了。

這天下午,法拉第正在地下室做實驗,戴維突然怒氣沖沖地推門進來。

「法拉第先生,聽說你最近準備進皇家學院了,是真的嗎?」

「是他們要提名的,我本人從來就沒有遞過什麼申請。」
法拉第用冷靜而壓抑著憤怒的聲調答道。

「年青人終究是年青人,沉不住氣啊,我勸你還是撤回你的申請。」戴維冷冷地說,
頓了一下,拉高了音量吼著:

你給我記住!在皇家學院裡,只有一個是頭!」


法拉第自從進到戴維的門下,除了求知,也必須忍受他與師母的脾氣,足足十年。
想不到這關鍵的時候,卻在皇家學會的大門將他阻攔。

「你懂身為一個雜工的心情嗎?」法拉第頭也沒抬:「你要我撤回什麼呢?」

「勸他們撤回提案。」戴維怕把事情弄僵,便緩和一下口氣說:

「我不是不同意你進入學會,只是你現在年紀還輕,再過幾年也不遲嘛。」

「那是他們的事,我不想干涉。」法拉第仍是靜靜地說,話鋒一轉:

「老師,雖然我年紀還輕,今年也已經三十一歲了,可是您當年加入皇家學會是
二十四歲啊!
您,也是個人才啊!」


就是這一句話將戴維無話可說,啪地一聲,甩門去了,臨行前撂下狠話:

「我會叫人查你的IP!」


1824年1月8日,皇家學會就法拉第的會員資格進行無記名投票,在
只有一票反對
的情形
下順利通過。這一票正是戴維所投的。至此,這對師生的矛盾發展到頂峰。

這所謂
一山不容二虎 ! (那老虎伍茲不就自動解體了?)

其實戴維也無須如此,正所謂青出於藍而勝於藍...。

我們再把時間拉回1822年。

當年,他當時在日記中寫下了自己的思想:
「磁能轉化成電」
。他的口袋裡時常裝著
一塊馬蹄形磁鐵,一個線圈。起初,他試圖用強磁鐵靠近閉合導線或用強電流使另一
閉合導線中產生電流,做了大量的實驗,都失敗了。

某天,他又在實驗室忙了半天,還是毫無結果,他氣得將那根長條磁鐵向線圈裡扔了
進去,仰身向椅子上坐去。可是就在一剎那間,他忽然看見電流計上的指標向左顫動了
一下。他想也許是看花眼了,於是彎著身子將磁鐵抽出來再試一次。不過這一抽,指針
又向右動了一下,他先是一愣,又將磁鐵插回,指針又同左偏了一下。

「娘子,快跟牛魔王出來看上帝!」
狂喜的法拉第扯開喉嚨大喊。

這時他那賢慧溫柔的妻子
撒拉
*(註)見他正嚷嚷,於是快速地下樓,才一推門,
便見法拉第背對著她,雙手將那磁鐵在線圈裡狂抽猛送,上上下下就如同搗蒜一般,
把桌子弄得咚咚響,而電流計上的指針也像回應般左左右右搖個不停。

「啊~啊~啊~啊~啊~啊~啊~」

「啊個屁?你高潮啦?」


咳~咳~,事實上撒拉是不會這樣說的。

當法拉第見到她時,扔掉手中的磁鐵像,展開雙臂緊緊地摟住她,又哭又笑!

帥呀,老皮!
有電了,有電了!」

他這樣語無論次地又叫又跳一會後,便轉身拿起筆寫下:

「1831年9月23日。磁終於變成了電……」


註:法拉第幼時曾立志終身不娶。在他二十七歲時,遇到他現在的老婆撒拉、巴納德。
她可以說是一位十全十美的賢妻,對法拉第一生淡泊,從事科學研究,從不懷疑。
儘管法拉第收入微薄,卻很慷慨,她沒有任何怨言。她曾經說:

「雖然科學對他(法拉第)來說,是如此的扣人心弦和興奮,而且時常剝奪了他的睡眠,

 但是我卻滿足於做他思想的枕頭。」


十年啊!他拿磁鐵在線圈抽插了十年啊!


法拉第雖發現了磁變電,但他還是窮追不捨接連又做了幾十個這類實驗。他先將直棒
磁鐵換成馬蹄形的,將線圈換成一個銅盤,銅盤可以連續搖動,這樣就可以獲得持續
電流了。
這就是世界上第一台發電機。


1831年11月24日的論文中,他把產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。


他更指出:
感應電流是與原電流的變化有關,而不是與原電流本身有關
。此一現象與
導體上的靜電感應類比,把它取名
『電磁感應』
。為了解釋電磁感應現象,並考慮了
電磁感應的各種情況後,法拉第他引入了
電力線
磁力線
的概念,並用鐵粉顯示了
磁棒周圍的磁力線形狀。場的概念和力線的模型,對當時的傳統觀念是一個重大的突破。

他認為磁鐵周圍佈有磁力線,有一個磁場,導線周圍也有電場,它們是通過場的相互
作用,而且有速度。也就是說,可以把
感應電流的產生歸因於『導體切割磁力線』。

但是,他的數學基礎太差,不會推導這個公式。

1832年3月12日,法拉第寫下這個假設,並封入一個時空膠囊、存入皇家學院的櫃子內。
在電磁感應現象發現二十年後,
直到1851年,
一位天才打開了它,最後,得出了
電磁感應定律。

這位天才是誰,背景是電子、電機的鄉民應該都知道:
馬克士威爾

(James Clerk Maxwell)。


1855年他從皇家學院退休。一八六二年,因為體力漸漸衰退,記憶力也幾乎喪失。
1867年8月25日在倫敦去世,遺體被安葬在海格特公墓,他的墓碑刻著:























沒錯,他生前留言
墓碑不刻文
,只簡單地寫上姓名與生卒年。

法拉第的研究成就除了在電學外,對溶液的電解研究也有卓越的貢獻也被稱為
『電化學之父』
。後來的科學家為紀念他在物理學上偉大的貢獻,就以的的姓
「法拉」

做為計算電容量的單位名稱。

1931年9月23日,電機工業百年紀念日,在英國倫敦舉行。愛因斯坦在講台上推崇法拉第
的貢獻,在他的書桌前放了三位他所敬佩的科學家畫像,分別是牛頓、法拉第和
馬克士威爾。

此外,他也是偉大的教育學家,著名的科學家焦耳、馬克士威爾、湯姆生、歐姆、
愛迪生等人,都深受他的提攜與影響。

以上~。

Ref.

1.科學五千年
2.科學發明演義
3.物理萌史
4.改變人類命運的科學家們

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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。


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