法拉第與電磁學

1791年，意大利解剖學家路易吉伽伐尼（Luigi Galvani，1737-98）無意中發現，如果同時用黃銅和鐵探針接觸被解剖的青蛙，其肌肉會收縮。意大利物理學家 Alessandro Volta (1745-1827) 將這種效應歸因於兩種不同金屬的接觸。

1800 年，在給皇家學會會長約瑟夫·班克斯（Joseph Banks，1743-1820 年）的一封信中，沃爾特宣布發明了一種能夠產生直流電的裝置。這就是所謂的一種“伏打”，由交替的鋅和銅圓盤組成，由浸泡在鹽水中的硬紙板隔板隔開。

科學家們立即意識到這項發明的重要性。不久，英國人 Humphrey Davy（1778-1829）開發了一種更強大的“支柱”，稱為原電池，這使他能夠首次分離出許多化學元素：鈉、鉀、鎂、鈣、鍶和鋇。 1813 年，戴維接受了一位名叫邁克爾·法拉第的年輕人作為皇家學會的助手。

法拉第是一個貧窮鐵匠的兒子，於 1791 年 9 月 22 日出生在薩里郡的紐因頓。他設法只接受了小學教育，並在 14 歲時成為倫敦一家裝訂商的學徒。裝訂師的職業讓這個年輕人有機會閱讀從他手中經過的書籍。法拉第對大英百科全書中關於電的文章印象特別深刻。 1810 年，他加入了該市的哲學協會，這使他得以聽講座和進行實驗。

當他的學徒生涯於 1812 年結束時，法拉第放棄了他的裝訂職業。由於實驗室爆炸而暫時失明的戴維讓他成為自己的助手。 1813-15 年戴維帶他去法國和意大利旅行，在那裡他們遇到了許多著名的科學家，包括伏打和安培。

電與磁

1820 年，丹麥物理學家漢斯·奧斯特 (Hans Oersted，1777-1851) 發現流過電線的電流會使羅盤針偏轉。這一發現引起了極大的興趣，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）進行的這項實驗的演示，著手創建電磁學的基本理論。

安培發現，電流同向的導線相互吸引，電流相反的導線相互排斥，電流流過的線圈（他稱之為螺線管）表現得像磁鐵。他還提議使用附近磁針的偏轉來測量電流的大小——這個想法很快導致了檢流計的發明。

當時，法拉第表達了在載流導體周圍形成閉合力線的想法。 1821 年 10 月他創造了一種裝置，可以演示磁鐵圍繞載流電線或電線圍繞固定磁鐵旋轉的情況。這是電能第一次轉化為機械能。

當前這一代
在不停止化學研究的情況下，法拉第發現瞭如何使用磁場產生電流。 1831 年 8 月，他幾乎是偶然地發現了這一點。

為了發現磁場和電流之間的關係，他在一根鐵棒上纏繞了兩個線圈，然後將其中一個連接到電池上以產生磁場，並通過檢流計關閉另一個。當電流流入時第一個線圈，什麼都沒有發生，但法拉第注意到電流計的指針在電流出現或消失的瞬間在第一個線圈中抽動。他得出結論，電流會導致磁場發生變化。

1824 年，阿拉戈注意到銅盤的旋轉使位於其上方的羅盤針偏轉。這種影響的原因尚不清楚。法拉第認為，圓盤在磁場中的旋轉會導致其中產生電流，進而產生使針偏轉的磁場。

1831 年 10 月，他構建了一個類似的裝置，其中銅盤在馬蹄形磁鐵的兩極之間旋轉。

圓盤的中心和邊緣連接到一個指示直流電流的檢流計。這一發現三個月後，法拉第發明了變壓器和發電機，其設計至今沒有發生根本性的變化。

電解定律

通過制定電解的基本定律，法拉第能夠將他的電學知識應用到化學中。他將術語“陽極”、“陰極”、“陽離子”、“電極”和“電解質”引入科學用途。在研究了靜電放電之後，他表明它們代表了一種短暫的電流。

1839 年，法拉第的健康狀況惡化，他停止了研究工作，但在 1845 年他重新開始研究，對磁場對偏振光的影響感興趣。他發現可以使用強大的電磁鐵來旋轉偏振面。這導致他創建了光的電磁理論，後來由詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell，1831-79 年）以數學形式表述。

法拉第於 1862 年停止在皇家學會工作，此後他隱居在維多利亞女王授予他的位於漢普頓宮的房間中，並於 1867 年 8 月 25 日去世。