法拉第之前有人发现了电磁感应吗?
作者张祥前交流微信zhxq11059747761820年4月 , 丹麦物理学家奥斯特发现了通电导线能够引起附近小磁针的摆动 。
奥斯特关于电和磁相互作用—也就是电流的磁效应的发现 , 立即震动欧洲 , 很多人都展开实验 , 实验的目的是寻找奥斯特实验的逆现象------磁产生电 。1825年 , 瑞士的物理学家科拉顿做了这样一个实验 , 他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈 , 来观察在线圈中是否有电流产生 。但是在实验时 , 科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响 , 他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里 。他想 , 反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是“稳定”的) , 插入磁铁后 , 如果有电流 , 跑到另一间房里观察也来得及 。就这样 , 科拉顿开始了实验 。 然而 , 无论他跑得多快 , 他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置 。科拉顿失败了 。 科拉顿的这个失败 , 是一个什么样的失败呢?后人有各种各样的议论 。 有人说这是一次“成功的失败” 。 因为科拉顿的实验装置设计得完全正确 , 如果磁铁磁性足够强 , 导线电阻不大 , 电流计十分灵敏 , 那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时 , 电流计的指针确实是摆动了的 。也就是说 , 电磁感应的实验是成功了 , 只不过科拉顿没有看见 , 他跑得还是“太慢” , 连电流计指针往回摆也没看见 , 有人说 , 这是一次“遗憾的失败” 。因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里 , 或者科拉顿就把电流计放在同一间房里看得见的地方 , 那么电磁感应的发现的桂冠肯定是属于科拉顿的 。真正第一个发现电磁感应的是法国的D.F.J.阿喇果 。
奥斯特发现了电流影响小磁针的实验 , 法国物理学家阿喇果非常兴奋的把这个事情报告给法国科学院 , 法国科学界立即展开了电磁实验 , 其中安培、毕奥—萨阀尔等人做出了重大成绩 。阿喇果本人也积极的展开了电磁实验 。1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在测量地磁强度时 , 偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用 。1824年 , 阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验 , 发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转 , 但磁针的旋转与铜盘不同步 , 稍滞后 。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象 , 但由于没有直接表现为感应电流 , 当时未能予以说明 , 也没有引起足够的重视 。法拉第强烈认识到:自然界是对称的 , 既然有变化电能够变成磁 , 磁应该就可以变成电 。 阿喇戈不但没有这种深刻的认识 , 也没有认识到磁变电实验一旦成功 , 可以对人类造成剧烈的影响 , 而法拉第很清楚这一点 。法拉第在别人嘲笑他研究磁生电有什么狗屁用处时候 , 毫不客气的反驳:你生儿子有什么用处?美国的奥尔贝尼学院物理学教授亨利(HenryJoseph)在1829年改进了电磁铁 , 他用绝缘导线密绕在铁芯上 , 制成了能提起近一吨重物的强电磁铁 。
同年 , 亨利在用实验证明不同长度的导线对电磁铁的提举力的影响时 , 发现了电流的自感现象:断开通有电流的长导线可以产生明亮的火花 。1832年 , 他在发表的论文中宣布发现了自感现象 。 1835年1月 , 亨利向美国哲学会介绍了他的研究结果 , 他用14个实验定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小 。 他还发现了变压器工作的基本定律 。1830年8月 , 亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象 , 这比法拉第发现电磁感应现象早一年 。 但是当时亨利正在集中精力制作更大的电磁铁 , 没有及时发表这一实验成果 , 失去了发现权 。 有人说他当时忙于旅行结婚 , 也有人说他因为教授职务 , 不能过多时间用于研究 。亨利的电磁铁为电报机的发明作出了贡献 , 实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用了亨利发明的继电器 。亨利一生有许多创造发明 , 但他从不拿去申请专利 , 总是无偿地向社会公布 。 1878年5月13日亨利在华盛顿去世 。世界公认英国的法拉第是电磁感应的发现者 , 主要原因是 , 他认识到电磁感应关键是线圈和磁场之间的相对运动 。法拉第提出电磁感应的五个现象 , 既发生电磁感应的五种情景: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 。后来韦伯和纽曼把这5中情形总结为磁通量变化 , 统称为法拉第电磁感应定律 。1831年8月 , 法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈 , 其一为闭合回路 , 在导线下端附近平行放置一磁针 , 另一与电池组相连 , 接开关 , 形成有电源的闭合回路 。 实验发现 , 合上开关 , 磁针偏转;切断开关 , 磁针反向偏转 , 这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流 。
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