正文 第5章 電磁感應現象(2 / 2)

(1)線圈接電池通電,一根導線置於線圈旁邊,導線兩端接電流計構成回路,結果在電流計中未發現感應電流;(2)令導線穿過載流線圈,再接上電流計,也未發現感應電流;(3)令導線繞成線圈置於載流線圈內,電流計仍未指示出電流。

盡管“磁轉化為電”的跡象始終未找到,但他的信念並沒有動搖。法拉第在實驗日記裏多次記錄了失敗的嚐試,也多次表達了自己的信念。

就在1831年8月29日這一天,法拉第終於取得了突破性的進展。

這次他是用一個軟鐵圓環,環上繞兩個互相絕緣的線圈A和B。線圈A和電池連接,線圈B用一導線連通,導線下麵平行放置一隻小磁針。法拉第注意到,當接通電池的瞬間,小磁針突然跳動一下;切斷電池時,也有同樣現象;如果維持接通狀態,則毫無反應。法拉第猛然省悟,原來這種感應是和瞬間過程聯係在一起的。

接著,法拉第又做了一個實驗。他取來一根鐵棒,在鐵棒上繞以線圈,再和電流計相接,鐵棒兩端各放一根磁棒。

當磁棒張合之際,電流計的指針(實際上也是一根磁針)也不斷擺動。法拉第想,這兩個實驗成功的關鍵在哪裏呢?如果沒有鐵質,還會不會有這類現象?於是他用木料做A、B線圈的芯子,線圈A改接強大的電池組,結果依然有感應,說明電磁感應隻和電流的變化有關。如果電流不變,即使電流大到使導線灼熱,也不會產生感應。

法拉第繼續做實驗,他於1831年10月17日以磁棒插入線圈,發現在磁棒插入和拔出的瞬間,線圈會產生感應電流。

他把磁棒運動引起的感應稱為“磁電感應”,而把先前發現的兩個線圈間的感應稱為“伏打電感應”,因為兩個線圈中有一個是接到伏打電池上的。

他不滿足於瞬時效應,總想能直接實現磁生電。於是繼續做實驗,終於在1831年l0月28日用旋轉銅盤做成功了。

他把銅盤置於馬蹄形磁極之間。從銅盤的軸心和邊沿引兩根導線接於電流計,旋轉銅盤,就可從這兩根導線引出了持續了電流。

同年11月24日,法拉第對各種試驗做了總結,向英國皇家學會報告說,他可以把產生感應電流的情況分為五類:

①變化中的電流;②變化中的磁場;③運動的穩恒電流;④運動中的磁鐵;⑤運動中的導線。

就在法拉第宣布發現電磁感應現象的前後,也有一些科學家在作電產生磁的研究。例如:美國的亨利在研究電磁鐵的過程中也發現有電磁感應現象。他不大放心,遲疑不決,沒有公開發表自己的結果。還有一位瑞士物理學家,叫科拉頓。他已經接近發現的邊緣,但實驗的安排有問題。他為了避免磁鐵對電流計的影響,特意把電流計放在隔壁房間裏,他一個人做實驗,隻能來回奔跑、他先在一個房間裏把磁鐵插入線圈,再跑到另一房間裏去觀察電流計的偏轉。每次得到的都是零結果,失去了觀察到瞬時變化的良機。

法拉第的成功絕不是偶然的。他的執著追求是和他堅定的信念分不開的。對於法拉第來說,發現電磁感應現象並不是他的最終目標。他繼續研究磁與電之間為什麼會有感應現象。經過反複實驗,他得到了更為重要的收獲,就是認識到場的存在。他認為感應現象是因為電和磁的周圍介質進入了一種“緊張狀態”,通過介質的“緊張狀態”把相互作用傳遞過去。就在思考這一傳遞過程時,法拉第萌發了一個非常稀奇的想法,他連忙把這一想法寫成了備忘錄交皇家學會,鎖在保險箱裏。