初中化學化學家電磁學和電化學的奠基人法拉第

Page1電磁學和電化學的奠基人法拉第

法拉第

(公元1791～1867)邁克爾·法拉第是給19世紀的科學打上深刻印記的大科學家，在物理化學尤其是電化學方面，做出了杰出的貢獻。他是英國聞名化學家戴維的學生和助手，他的發(fā)覺奠定了電磁學的基礎，是麥克思韋的先導。

法拉第1791年9月22日誕生在英國的薩利，父親詹姆斯·法拉第是一位手工工人，母親照看家務。由于家境貧寒，法拉第童年時生活很清苦，他父親也因過度勞累，身體極為衰弱。法拉第從未沒有進過學校，他識字是自學的,從11歲當報童，始終當?shù)?6歲。他覺得賣報這個差事對他很合適，因為在閑暇時可以看各種報紙，學習學問，看完的報還可以賣掉。

賣報5年，他走遍了英國幾個城市的大街小巷。這種工作，雖地位低下，但也能熬煉人。幾年的賣報生涯，使法拉第閱歷很廣，有膽有識，特別機警。

隨著歲月的消逝，法拉第已長成一個青年，他覺得賣報這工作對他不再合適了，想另找工作。一天，他看到手工廠老板亨特招收雜工的啟事，便去找了亨特。從今給老板搬運物品、掃院子、擦地板，甚至還要給老板娘提水、洗衣服。與其說是工人，倒不如說是仆人更合適。老板和老板娘都是很尖刻的人，他們發(fā)火時，把臟水潑到法拉第的身上，給他支配的伙食也很差。一次，法拉第在回家的路上，經(jīng)過喬治·里保書店裝訂工場，看到門前貼著一張廣告，上面寫道：“本場招收裝訂工人，月薪8英鎊，尤其歡迎童工，工人可在場內(nèi)就餐，餐費自理，法拉第回家以后，就和父母商議，辭去了亨特老板的工作，去裝訂場當了一名工人。裝訂場的工作條件很差，工作也很累，但法拉第卻喜愛，因為他可以把裝訂過的書帶回家米讀。他親自裝訂過百科全書和其他很多名著。法拉第利用裝訂場的工作之便，閱讀了大英百科全書電學卷，了解了電的意義和作用。幾年的時間，他讀了物理、化學、天文、地質(zhì)等方面的多種著作。別人裝訂了好書，也舉薦給他看?！胺ɡ?，我這有一本《化學對話》，寫得特別動人，你假如感愛好，我可以抽出一原來，放在你的臺子上”。法拉第的好摯友格平小聲向他建議。

下班鈴響了，噪雜的工場變得寧靜了，法拉第獨自坐在工人午休的小工棚里，借著昏暗的燈光，起先讀《化學對話》。這是女科學家馬爾希特夫人著的一部科普讀物，文字生動活潑，給人們呈現(xiàn)了一個奇妙、奧妙無窮的化學世界，各種奇妙的化學物質(zhì)，發(fā)覺元素的化學家，物質(zhì)的組成，分光鏡的奇異，化學藥品的奇異的醫(yī)療效果……。法拉第完全被這部書吸引住了，他如饑似渴地讀下去。

篤！篤！有人敲窗子，法拉第一拾頭，他驚呆了，原來天已大亮，窗外站著他那年老多病的母親?！皨寢專叶昧艘婚T奇異的科學，它叫化學，特別有用，我將來要探討化學！”“上帝保佑你，孩子，我們是窮人，沒有實力供你讀書”。馬爾希特夫人的《化學對話》法拉第一連看了七遍。他萬萬沒有想到，一個特別偶然的機遇，使他真的走上了探討化學的道路。

英國聞名電化學家戴維和其他知名專家常常在英國皇家學院講演會上作學術(shù)報告，聽講的人很自由，人都可以去。法拉第在工作之余，常常去聽這些學術(shù)報告。一天，法拉第正在工場與老板談業(yè)務，一個高個子的青年人走了進來，他看了看法拉第，客氣他說，“恕我冒昧，打斷你們的談話，昨天晚上我好象在講演會上看到過您?！?/p>

“可能的，我昨天的確去那里聽過報告。”法拉第回答說。

“我萬沒想到您是一位裝訂工人?！鼻嗄耆苏f。

“我家里很窮，要掙錢吃飯?！狈ɡ诖?。

“他是我們場里的‘博士’，現(xiàn)在已是裝訂技師了”。羅什老板插進來介紹說。

“太好了，我們相識一下吧，我叫德恩斯，是科學愛好者”。

“我叫法拉第，相識您真興奮”。

“您到我們這里有什么事？德恩斯先生”老板對這位不速之容有點不耐煩了。

“我想來訂一批新書，莫非羅什老板不興奮么？”德恩斯答道。

“歡迎，歡迎，包您滿足！”老板立刻堆滿了笑臉。

德恩斯很有錢，還結(jié)識了一批學術(shù)界的摯友。后來，他和法拉第成了好摯友，常常到工場來找法拉第，相約去探望科學人士。

1812年5月底，正值法拉第忙著組織人裝訂《皇家學會會報》時，德恩斯又來找法拉第了。

“再過一個小時，戴維就在皇家學院大廳里做第四次學術(shù)報告，還有演示試驗，我好不簡單弄到了兩張前排的票?！?/p>

“好極了，我們?nèi)グ?。”法拉第興奮極了。

“可您的工作……”

“管不了那么多了，快！”

戴維的報告深深吸引了法拉第，戴維的嫻熟的試驗演示，使他特別欽佩。他將自己對電的一些想法寫信告知了戴維，他在信中提出：“電解作用，很可能存在著某種嚴格的數(shù)量關(guān)系”。過了一段時間，法拉第收到了戴維的一封回信，信中寫道。

法拉第先生：

請于本星期三前，來肯寧斯湯大街試驗室一晤。

戴維敬啟

1812年8月14日

法拉第最終坐在戴維的試驗室里?！拔沂莻€裝訂工，裝訂過成千上萬本書，其中也包括您的書，我讀過大部分科技書。”法拉第介紹了自己。“您給我寫信有什么要求嗎？”戴維問?！拔蚁胩接懟瘜W”。法拉第干脆了當?shù)鼗卮?。?jīng)過一段談話，戴維發(fā)覺了法拉第的才能，確定錄用他為自己的助手。法拉第收到被戴維錄用的便條以后，心情激烈，夜不能寐。他知道，從今，他的科學生涯就起先了。法拉第擔當戴維的助手工作精彩，他每天從早到晚在試驗室工作，把一切都支配得井然有序，試驗之余，他還抽時間讀了很多科技書。戴維對法拉第的工作也特別滿足，他認為，法拉第是一個忠于職守的人。一天，戴維對法拉第說：“過幾天我要和我的妻子一起到國外度蜜月，為了不中斷科學探討，我想帶一個流淌試驗室，請您去照看這個流淌試驗室”。“我很榮幸，情愿跟隨您的流淌試驗室工作”。

1813年秋，法拉第跟隨戴維，長途旅行，兼做科學考察。他們把試驗室安放在一輛轎式馬車上，白天走路，晚上由法拉第做試驗。他們還一起爬到火山口，考察火山的活動，采集了一大口袋火山石進行分析。此外，他們還采集了礦泉水水樣、巖石標本、土壤標本等。這樣的旅行持續(xù)了一年半，這事實上是一次游學，法拉第跟著戴維學到了很多東西，還探望了很多科學家。一年半的科學旅行，法拉第記了厚厚的兩大本筆記。

1814年，法拉第跟隨戴維回到倫敦，經(jīng)戴維舉薦，他被聞名的皇家學院錄用，擔當了試驗室管理儀器的助教。

1816年，戴維讓法拉第分析了托斯卡那的土壤成分，并把分析緒果寫成論文發(fā)表。法拉第在論文中寫到：“戴維先生建議我把這項探討，作為我在化學領(lǐng)域中的第一次試驗。當時，我的恐驚多于信念，我從未學習過怎樣寫真正的論文，但對分析給果的精確描述，將有助于讀者對托斯卡那土壤的了解?！?/p>

1817年，法拉第連續(xù)發(fā)表了6篇論文。這些論文的發(fā)表，使他增加了從事科學探討的信念，同時，很多科學家也逐步了解了法拉第。

1819年，法拉第應斯達特的要求，探討了不銹鋼與各種合金，他在皇家試驗室中，靠斯達特的資助，建立了一個小小的冶煉爐，不久就煉出了鐵鎳合金，后來又煉出鉑、鈀、鍺、銀、鉻、錫、鈦、餓、銥等多種金屬與鐵的合金。

1820年，法拉第合成了二氯乙烷和六氯乙烷，但在當時，有機化學發(fā)展得還很不夠，因此，法拉第把他的合成物叫做“氯化碳”。法拉第的才能逐步為人們所了解。

1821年，他被提升為皇家學院試驗室的總負責人?；始覍W院還贈送給法拉第一套寬大的住宅。

法拉第在1820年結(jié)識了一個珠寶商的女兒，她的名字叫薩蕾。薩蕾是一位酷愛科學的姑娘，她對法拉第的才能特別仰慕，尤其在她知道了法拉第自學的坎坷經(jīng)驗之后，她對法拉第的仰慕之情日篤。1821年、法拉第和薩蕾緒婚?！八_蕾對法拉第特別愛護，還擅長為他創(chuàng)建寧靜的工作環(huán)境，這對法拉第以后的成名，起了很大的作用。

1821年以后，法拉第始終和戴維合作，探討氣體的液化問題，他們勝利地使C02、SO2、H2O、NH3、N203等氣體液化，還曾試圖制取液態(tài)氧和液態(tài)氮，但這方面的探討沒有取得勝利。

由于法拉第得知了丹麥物理學家奧斯特的發(fā)覺，他中斷了對氣體的探討。奧斯特發(fā)覺，磁針在通有電流的導體旁邊，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。法拉第通過對這一現(xiàn)象的深化探討，發(fā)覺了電磁感應定律，這肯定律是現(xiàn)代電磁學的基礎，但由于他的數(shù)學基礎比較差，沒有能對這一現(xiàn)象概括出嚴格的定量關(guān)系。

法拉第不僅確定了電磁惑應定律，而且還做成了一種試驗儀器，使磁針不停地圍著通電導線轉(zhuǎn)動，從而確定了電動機的原理，但缺憾地是他沒能把這一探討深化下去。

由于法拉第在科學上的重大發(fā)覺，1824年他被選為英國皇家學會會員，這相當于中國科學院的院士。據(jù)科學史考證，在選法拉第任會員時，只有一人不同意，這就是戴維。有人認為，戴維是對他的學生提出嚴格要求，希望他的學生再多出些成果。也有人說，戴維是對法拉祟的才能懷有嫉妒之心，故反對他出任會員。

1829年戴維去世以后，法拉第用心探討電化學的問題，經(jīng)探討發(fā)覺：當電流通過電解質(zhì)溶液時，兩極上會同時出現(xiàn)化學改變。法拉第通過對這一現(xiàn)象的定量探討，發(fā)覺了電解定律。

1833年，法拉第提出了兩條電解定律：

（1）電解時，在電極上析出或溶解悼的物質(zhì)的重量，與通過電極的電量成正比；

（2）如通過的電量相同，則析出或溶解掉的不同物質(zhì)的化學克當量數(shù)相同。

電解一克當量的物質(zhì)，所需用的電量叫一個“法拉第”，等于96484庫侖。人們?yōu)榱思o念法拉第，把這兩條電解定律稱為“法拉第定律”。

電解定律的發(fā)覺