8法拉第与电磁感应定律的确立.ppt

美国物理学家亨利（公元 1797 — 1878 ），在不知道安培和法拉第等人的工作的情况下，对电磁感应现象做出了独自的贡献。 1827 年他用纱包铜线在一铁芯上绕了 两层，然后在铜线中通电，发现仅重 3 公斤的铁芯竟然吸起了 300 公斤重的物体，亨利以此为开端终于发现了自感现象。亨利把实验结果总结在《螺旋状长导线内的电气自感》一文中。后人为了纪念亨利，以他的名字定义了自感单位。据说，亨利甚至在法拉第前发现了电磁感应规律，但他并没有公开发表这个结果。 7 亨利忙失良机 8 阿拉果迷失良机 1822年，阿拉果和洪堡在进行地磁强度测定时发现金属可以阻止磁针的振荡。这其实是人类发现的第一个电磁感应现象。1824年阿拉果根据此现象又作了一个实验，将一个铜盘装在一个垂直轴上，让其可以 自由旋转，但稍有滞后；反之，当磁针旋转时，铜盘亦然。这就是著名的“阿拉果圆盘实验”。阿拉果本人解释不了这个现象。安培在实验中用通电流的螺线管取代磁针，仍得到阿拉果实验相同的结果。但他没有发现阿拉果圆盘实验反映的是一种全新的事实，而简单的把本来不属于他的电动力学范畴的东西归并入他的理论，使一种已经暴露出来的新现象重新掩盖起来。 1832 年，在俄国工作的物理学家楞茨（ 1804 — 1865 ），知道了法拉第研究“磁生电”取得了成功，很受鼓舞，也开始进行一系列电磁实验。 1833 年楞茨把 他的工作总结在《论动电感应引起的电流的方向》一文中。文中指出感应电流的方向是这样确定的：它所产生的磁场方向与引起感应的原磁场的变化方向相反。这是充实、完善电磁感应所做的一大贡献。这就是后人称为的楞茨定律。 9 楞次的研究 由此可见，在法拉第同时代，有不少物理学家对电磁感应现象作了多方面的研究，也取得了不少成功，但就其规模、时间与深入的程度、取得的成果而言，都不及法拉第，因此人们把发现电磁 感应定律的主要功绩归功于法拉第是恰当的，把电磁感应定律称为法拉第电磁感应定律的道理也在于此。 　　 电磁感应规律的发现，对人类社会有着划时代的贡献。由于电磁感应规律的发现，使人类得到了打开电能宝库的金钥匙，使后来发明发电机、电动机、变压器， 以及交流电的利用等等成为可能。由于电磁感应现象的发现，把机械能变为电能，使现代社会能得到廉价的电能。今天，人类社会进入电气时代，与电感感应的发现是分不开的。 四、科学巨匠 法拉第的科学活动是惊人的。他从欧洲大陆旅游回来后，几年内都致力于化学分析，并在皇家学院担任助手工作，其中包括对戴维的重要协助。他在1816年发表的第一篇论文，是论述托斯卡纳生石灰的性质的。许多年后， 法拉第把这篇文章汇入他的文集时指出：戴维爵士给了我做这个分析的机会，这是我在化学上的第一次尝试，那时我的恐惧大于我的信心，而这两者又大于我的知识，那时我根本未想到会写出一篇有创见的科学论文。 四、科学巨匠 法拉第的科学活动是惊人的。他从欧洲大陆旅游回来后，几年内都致力于化学分析，并在皇家学院担任助手工作，其中包括对戴维的重要协助。他在1816年发表的第 一篇论文，是论述托斯卡纳生石灰的性质的。他的最早的实验乃是利用七片半便士、七片锌片以及六片浸过盐水的湿纸做成伏特电池。他并使用这个电池分解硫酸镁。 四、科学巨匠 1821年戴维和渥拉斯顿尝试设计一部电动机，但没有成功。法拉第在与他们讨论过这个问题后，继续工作并建造了两个装置以产生他称为“电磁转动”的现象：由线圈外环状磁场造成的连续旋转运动。他把导线接上化学电池， 使其导电，再将导线放入内有磁铁的汞池之中，则导线将绕着磁铁旋转。这个装置现称为单极电动机。这些实验与发明成为了现代电磁科技的基石。但此时法拉第却做了一件不智之举，在没有通知戴维跟渥拉斯顿情况下，擅自发表了此项研究成果。此举招来诸多争议，也迫使他离开电磁学研究数年之久。 四、科学巨匠 在1831年，他开始一连串重大的实验，并发现了电磁感应，此发现可称为法拉第最大的贡献之一。这一发现同时也向世人建立起“磁场的改变产生电场”的观念。 此关系由法拉第电磁感应定律建立起数学模型，并成为四条麦克斯韦方程组之一。这个方程组之后则归纳入场论之中。法拉第并依照此定理，发明了早期的发电机，此为现代发电机的始祖。 法拉第的这个发现终于劈开了探索电磁本质道路上的拦路大山，开通了在电池之外大量产生电流的新道路。法拉第发现的电磁感应原理是一个划时代的伟大科学成就，它使人类获得了打开电能宝库的金钥匙， 在征服和利用自然的道路上迈进了一大步。利用这个原理，法拉第创制出了世界上第一台感应发电机的雏型。后来，人们又制成了实用的发电机、电动机、变压器等电力设备，建立起水力和火力发电站，使电力普遍应用于社会的各方面。这一切都是和法拉第的伟大贡献分不开的。 四、科学巨匠 四、科学巨匠 1839年他