初中化學(xué)化學(xué)家法拉第1917-1867小傳

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(1917-1867)

小傳

法拉第

(1917-1867)

小傳法拉第(1917-1867)

法拉第1791年9月22日生在一個(gè)手工工人家庭，家里人沒(méi)有特殊的文化，而且頗為貧困。法拉第的父親是一個(gè)鐵匠。法拉第小時(shí)候受到的學(xué)校教化是很差的。十三歲時(shí)，他就到一家裝訂和出售書籍兼營(yíng)文具生意的鋪?zhàn)永锂?dāng)了學(xué)徒。但別出心裁的是他除了裝訂書籍外，還常常閱讀它們。他的老板也激勵(lì)他，有一位顧客還送給了他一些聽(tīng)倫敦皇家學(xué)院講演的聽(tīng)講證。1812年冬季一天，正值拿破侖的軍隊(duì)在俄羅斯平原上遭到潰敗的時(shí)候，一位二十一歲的青年人來(lái)到了倫敦皇家學(xué)院，他要求和聞名的院長(zhǎng)戴維見(jiàn)面談話。作為自薦書，他帶來(lái)了一本簿子，里面是他聽(tīng)戴維講演時(shí)登記的筆記。這本簿子裝訂得整齊美觀，這位青年給戴維留下了很好的印象。戴維正好缺少一位助手，不久他就雇用了這位申請(qǐng)者。

當(dāng)上了戴維的助手后，不久他就成為皇家學(xué)院的一員。1813年戴維夫婦確定去歐洲大陸游歷，他們帶著法拉第作為秘書。這次旅游進(jìn)行了18個(gè)月，這對(duì)法拉第的教化起了重大作用。他見(jiàn)到了很多聞名的科學(xué)家，象安培、伏特、阿拉戈和蓋?呂薩克等，其中幾位學(xué)者馬上發(fā)覺(jué)了這位陪伴戴維的樸實(shí)年青人的才華。

法拉第的科學(xué)活動(dòng)是驚人的。他從歐洲大陸旅游回來(lái)后，幾年內(nèi)都致力于化學(xué)分析，并在皇家學(xué)院擔(dān)當(dāng)助手工作，其中包括對(duì)戴維的重要幫助。他在1816年發(fā)表的第一篇論文，是論述托斯卡納生石灰的性質(zhì)的。1860年前后，法拉第的探討活動(dòng)結(jié)束時(shí)，他的試驗(yàn)筆記已達(dá)到一萬(wàn)六千多條，他細(xì)致地依次編號(hào)，分訂成很多卷，在這里法拉第歡樂(lè)的顯示了他過(guò)去當(dāng)裝訂工時(shí)學(xué)會(huì)的超群技能。這些筆記以及其他在裝訂成書以前或以后的幾百條筆記，都已編成書分卷出版，其中最聞名的是他的《電學(xué)試驗(yàn)探討》。

法拉第所探討的課題廣泛多樣，按編年依次排列,有如下各方面：鐵合金探討（1818－1824）；氯和碳的化合物（1820）；電磁轉(zhuǎn)動(dòng)（1821）；氣體液化（1823，1845）；光學(xué)玻璃（1825－1831）；苯的獨(dú)創(chuàng)（1825）；電磁感應(yīng)現(xiàn)象（1831）；不同來(lái)源的電的同一性（1832）；電化學(xué)分解（1832年起）；靜電學(xué)，電介質(zhì)（1835年起）；氣體放電（1835年）；光、電和磁（1845年起）；抗磁性（1845年起）；"射線振動(dòng)思想"（1846年起）；重力和電（1849年起）；時(shí)間和磁性（1857年起）。

在大約1830年以前，法拉第主要是一位化學(xué)家，但他曾在1821年第一次著手探討電和磁，可能由此而種下了種子，十年以后即有了宏大的發(fā)覺(jué)。法拉第的第一個(gè)科學(xué)活動(dòng)時(shí)期終止于1830年，那時(shí)他已成為很有成就的專業(yè)分析化學(xué)和實(shí)際顧問(wèn)，而且更重要的是，由于他的堅(jiān)實(shí)的科學(xué)成就，已贏得了國(guó)際聲譽(yù)。這些科學(xué)成就包括制備一些新的碳化合物，如由他命名的"高氯化碳"或現(xiàn)代命名的"六氯乙烷"CCI3．CC13和四氯乙烯CCI2：CC12，以及探討倫敦照明用的氣體（法拉第的哥哥在該部門工作）。這種氣體是用動(dòng)物油加熱而制成的，儲(chǔ)存在圓柱形鐵罐內(nèi)，它往往在鐵罐內(nèi)殘留下一種液體。法拉第特別細(xì)致而奇妙地對(duì)這種殘余液體進(jìn)行了分析，發(fā)覺(jué)它含有一種沸點(diǎn)固定在80℃的成分，它的大致組分為CH。這就是苯，它是有機(jī)化學(xué)的主要支柱之一。但是法拉第發(fā)覺(jué)苯時(shí)，并沒(méi)有相識(shí)到它在后來(lái)的重要性，當(dāng)然也不了解它的奇異的分子結(jié)構(gòu)。這些獨(dú)創(chuàng)和發(fā)覺(jué)表明，假如法拉第沒(méi)有其他貢獻(xiàn)，他也將被認(rèn)為是杰出的化學(xué)家。

事實(shí)上，在十九世紀(jì)二十年頭，他就已勝利地液化了好幾種氣體。他最初所用的儀器特別簡(jiǎn)陋，只是一個(gè)彎成倒"V"字形的牢固的玻璃管。他在玻璃管一端放入產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，把另一端浸在致冷混合液體中。這時(shí)放出的氣體使管內(nèi)的壓力增加。他就是采納這種簡(jiǎn)潔技巧，液化了氯、二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、一氧化二氮、氨、氯化氫以及其他物質(zhì)。

1818年起，法拉第和一位外科醫(yī)生、皇家學(xué)會(huì)會(huì)員斯托達(dá)特合作了幾年，試圖制造出一種改良鋼，它的防銹實(shí)力要比英國(guó)當(dāng)時(shí)所用的鋼產(chǎn)品更強(qiáng)，能用來(lái)制造更銳利的刀片。當(dāng)時(shí)的冶金技術(shù)仍舊偏重于閱歷技術(shù)。印度生產(chǎn)的一種"烏茲鋼"，是當(dāng)時(shí)最優(yōu)質(zhì)的刀片鋼。法拉第和斯托達(dá)特在鐵內(nèi)摻入其他金屬，例如鉑、銀、鈀、鉻等，制成了各種合金鋼，但斯托達(dá)特在1823年去世，法拉第轉(zhuǎn)到其他工作去了。他們當(dāng)時(shí)是可能發(fā)覺(jué)現(xiàn)代冶金學(xué)的一些重要結(jié)果的。他們所制刀片的一些樣品至今仍保存著，其中有一些質(zhì)量很高。

全部這些工作都證明白法拉第卓越的化學(xué)才能和工藝才能。他把他的豐富閱歷總結(jié)為一本六百多頁(yè)的巨著《化學(xué)操作》中，于1827年出版。這是法拉第除了電學(xué)探討和其他探討論文集外所寫的唯一的一本書。就是在今日細(xì)致閱讀它，也會(huì)給人一種干脆和新奇的非凡印象。

戴維曾想表示他對(duì)法拉第的感謝，但皇家學(xué)院經(jīng)濟(jì)始終困難。1825年他建議任命法拉第為試驗(yàn)室主任，以表示他的敬意。此后不久，法拉第創(chuàng)辦了一個(gè)定期的"星期五晚講座"，至今仍持續(xù)下來(lái)。法拉第曾花費(fèi)了很多精力來(lái)提高他的講演藝術(shù)，并且為此而名聲卓著。他對(duì)講演提出了各種建議和準(zhǔn)則，完善到包括一切細(xì)微環(huán)節(jié)，這些建議和準(zhǔn)則始終傳給了皇家學(xué)院現(xiàn)在的講演人。盡管皇家學(xué)院的聽(tīng)講費(fèi)頗為昂貴，但只要是法拉第講演，講演大廳里就會(huì)擠得水泄不通。其他人的講演平均只有三分之二的聽(tīng)眾。除了星期五晚講座外，法拉第還為兒童設(shè)立了特地的通俗講演，在圣誕節(jié)期間實(shí)行，他的圣誕節(jié)講座的主題之一是《蠟燭的化學(xué)史》。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，曾經(jīng)鼓舞了多數(shù)青年人，使他們從中獲得歡樂(lè)。這本書已被譯成了很多種文字。一旦有了可能，法拉第就拒絕大部分兼職工作，嚴(yán)格地削減社會(huì)活動(dòng)，而把全部精力用于試驗(yàn)探討。人們得到的印象是，只有試驗(yàn)探討才是他真正的愛(ài)好所在。他不參與任何社會(huì)活動(dòng)，拒絕了很多授給他的榮譽(yù)，包括1857年要選他為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。

法拉第成就最大的時(shí)期是1830至1839年，當(dāng)時(shí)他是對(duì)現(xiàn)代電學(xué)發(fā)覺(jué)作出貢獻(xiàn)的第一流科學(xué)家。1821年他探討了奧斯特發(fā)覺(jué)的電流的磁作用，作出了一項(xiàng)重大發(fā)覺(jué)：磁作用的方向是與產(chǎn)生磁作用的電流的方向垂直的。法拉第還制成了一種電動(dòng)機(jī)，證明白導(dǎo)線在恒定磁場(chǎng)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。他甚至還證明白在地磁場(chǎng)內(nèi)的這種轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)試驗(yàn)給他本人和他的同時(shí)代人都留下了深刻的印象。

法拉第堅(jiān)信，電與磁的關(guān)系必需被推廣，假如電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)也肯定能產(chǎn)生電流。法拉第為此冥思苦想了十年。他做了很多次試驗(yàn)結(jié)果都失敗了。直到1831年年底，他才取得了巨大的突破他獨(dú)創(chuàng)了一種電磁電流發(fā)生器，這就是最原始的發(fā)電機(jī)。這時(shí)的法拉第不僅作出了跨時(shí)代的貢獻(xiàn)而且奠定了將來(lái)電力工業(yè)的基礎(chǔ)。

曾有一個(gè)政治家問(wèn)法拉第，他的獨(dú)創(chuàng)有什么用處。他回答說(shuō)："我現(xiàn)在還不知道，但有一天你將從它們身上去抽稅。"

抗磁性是法拉第的另一大發(fā)覺(jué)。很多物質(zhì)在做成細(xì)針時(shí)會(huì)使自己的方向垂直于磁力線。而且它被磁鐵的兩極推開(kāi)，這種行為是由很弱的力產(chǎn)生的，它要比作用在磁場(chǎng)中鐵上的力弱得多。這是很值得細(xì)致探討的一種現(xiàn)象，為此法拉第花費(fèi)了好幾個(gè)月來(lái)探討它。

法拉第在他的一篇短文《對(duì)射線振動(dòng)的一些想法》中包含了一些令人驚異的新的基本觀點(diǎn)。到十八年后，麥克斯韋建立了光的電磁理論，他說(shuō)："法拉第教授在他的《對(duì)射線振動(dòng)的一此些想法》一文中明確地提出了橫向磁擾動(dòng)的傳播的概念而為顧正常的磁擾動(dòng)。他提出的光的電磁理論，實(shí)質(zhì)上和我在這篇文章中起先提出的是相同的，不同是只是在1846年還沒(méi)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以用來(lái)計(jì)算傳播速度。"

在十九世紀(jì)五十年頭，法拉第的科學(xué)活動(dòng)實(shí)力有所減弱。他又為記憶力和日益衰退而苦惱。他雖然仍能做些試驗(yàn)，但速度已不如前。他力圖找出重力和電之間的相互作用，結(jié)果是否定的。但這探究從法拉第愛(ài)因斯坦，始終到現(xiàn)在，仍在接著進(jìn)行。1862年法拉第做了最終一次試驗(yàn)，試圖發(fā)覺(jué)磁場(chǎng)對(duì)放在磁場(chǎng)內(nèi)的光源發(fā)出的光線的影響，但結(jié)果是否定的，因?yàn)樗玫膬x器還不夠靈敏，不能探測(cè)到這種微細(xì)的效應(yīng)。三十年后，當(dāng)時(shí)還是青年的塞曼，從閱讀法拉第的試驗(yàn)安排受到啟發(fā)，他用更精密的儀器重新做試驗(yàn)，，發(fā)覺(jué)了塞曼效應(yīng)，它是新原子物理學(xué)的先兆之一。

1860年他發(fā)表了他最終一次圣誕節(jié)講演，18645年他辭去了皇家學(xué)院教授職務(wù)。他于1867去世，終年七十六歲。

法拉第被公認(rèn)為最宏大的"自然哲學(xué)家"之一。法拉第的宏大勝利或許部分地正是由于他所生活的時(shí)代。豐富的想象力加上足智多謀的試驗(yàn)才能，工作熱忱和相應(yīng)的耐性，使他能夠快速地辨別假象，統(tǒng)觀一切。他具有哲學(xué)思想，他在幾何學(xué)和空間上的洞察力，以及擅長(zhǎng)長(zhǎng)久思索的實(shí)力，正好補(bǔ)償了他數(shù)學(xué)上的不足。在他留下來(lái)的筆記中，有下面一段話：

"我始終冥思苦索什么是使哲學(xué)家獲得勝利的條件。是勤奮和堅(jiān)韌精神加上良好的感覺(jué)實(shí)力和機(jī)靈嗎？莫非適度的自信和細(xì)致精神不是必要的條件嗎？很多人的失敗莫非不是因?yàn)樗麄兯裤降氖谦C取名望，而不是純真地追求學(xué)問(wèn)，以及因獲得學(xué)問(wèn)而使心靈得到滿意的歡樂(lè)嗎？我信任，我已見(jiàn)到過(guò)很多人，他們是矢志獻(xiàn)身于科學(xué)的高尚的和勝利的人，他們?yōu)樽约韩@得了很高名望，但是還有一種此在他們心靈上總是存在著嫉妒或懊悔的陰影，我不能設(shè)想一個(gè)人有了這種感情能夠作出科學(xué)發(fā)覺(jué)。至于天才及其威力，可能是存在的，我也信任是存在的，但是，我