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法拉第和他的电磁感应现象

2015-12-31 11:12  作者:济南新东方学校  来源:济南新东方优能1对1理综组  字号:T|T

电磁学是物理学中的一个重要分支,它并不是电学与磁学的简单相加,而是对于电与磁的相互作用、电性与磁性交互关系的深入探讨。而这一切都基于两个重要的发现,奥斯特实验发现了电流的磁效应,打开了电磁学的大门,从此电与磁再不是互不联系的两种物质。而另一个重大突破--电磁感应,由19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家法拉第在实验中发现。

1821年英国“哲学年鉴“的主编请戴维写一篇评述电磁实验发展的文章,戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第自幼家境贫苦,只读过两年小学,后来当过报童及书店的学徒,利用在书店打工的便利条件,读了很多书籍。1812年他有机会听了著名化学家戴维的四次演讲,激起了科学研究的兴趣。1813年戴维推荐他到皇家研究院实验室作了自己的助理,慢慢的,法拉第开始了独立研究的工作。直到法拉第在搜集资料的过程中对电磁现象的研究产生了极大兴趣,开始转向电磁学的研究。奥斯特对于电流磁效应的发现受到当时科学界的广泛关注,同时引起许多物理学家的思考,它是否存在逆效应呢?即提出了磁能否产生电以及磁能否对电作用的问题。法拉第在这方面进行了系统的研究。

他在1821年发现了通电导线绕磁铁转动的现象,1822年他大胆的在日记中写下自己的假设:“磁能转化成电”。然后做了大量的实验,都失败了,历经十年的实验、失败、再实验,最终于1831年取得突破性进展。法拉第把一个接直流电源、一个接电流表的线圈绕在同一铁环上。他发现,当接直流电源的线圈电路接通或断开的瞬间,接电流表的线圈中居然产生了瞬间的电流。法拉第欣喜若狂,领悟到感应电流并非与原电流有关,而是与原电流的变化有关。此后又总结出:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会有电流产生。并且铁环并不是这种现象的影响因素,不管铁环在不在,这种现象都能发生,只是线圈中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象,法拉第又继续做了许多的实验。最终将这种现象定名为“电磁感应现象”,并把产生感应电流的情况分为五种:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。

电磁感应现象的发现具有划时代的意义,揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的转化奠定了实验基础,启发了法拉第研制了一种发电机:使导体有规律的切割磁感线,从而产生持续的电流。一天法拉第在皇家学会表演他的发电机时,一位贵妇人冷冷的嘲笑:“这玩意儿有什么用啊”,法拉第机智的答道:“夫人,您不应该问一个刚出生的婴儿有什么出息,谁能预料婴儿长大成人后会怎样呢”。果然,它的发明,标志着一场重大的工业和技术革命的到来,人类社会从此迈入电气化时代。

电磁感应的应用数不胜数,除了发电机,变压器,磁悬浮列车,雷达,示波器,小到电磁炉,汽车车速表,电视手机收音机等的信号收发,感应磁卡的信号传输等等可以渗透到我们生活的各个角落。无数科学工作者踩在巨人的肩膀上依旧进行着对电磁学应用的研究,我们也期待着未来更多的发现。

责任编辑:孔翼鹏

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