有关同性的句子:世界科学史上电磁学科学大家(3)

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世界科学史上电磁学科学大家(3)

 

迈克尔·法拉第Michael Faraday1791年9月22日1867年8月25日),英国物理学家(当时对“物理”的称呼为“自然哲学”),也精于化学,在电磁学及电化学领域有重大贡献。

在1831年,他开始一连串重大的实验,并发现了电磁感应,虽然在福朗席斯科·札德启稍早的工作可能便预见了此结果,此发现仍可称为法拉第最大的贡献之一。这个重要的发现来自于,当他将两条独立的电线环绕在一个大铁环,固定在椅子上,并在其中一条导线通以电流时,另外一条导线竟也产生电流。他因此进行了另外一项实验,并发现若移动一块磁铁通过导线线圈,则线圈中将有电流产生。同样的现象也发生在移动线圈通过静止的磁铁上方时。

他的展示向世人建立起“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。

1839年他成功了一连串的实验带领人类了解电的本质。法拉第使用“静电”、电池以及“生物生电”产生静电相吸、电解、磁力等现象。他由这些实验,做出与当时主流想法相悖的结论,即虽然来源不同,产生出的电都是一样的,另外若改变大小及密度(电压及电荷),则可产生不同的现象。

在他生涯的晚年,他提出电磁力不仅存在于导体中,更延伸到导体附近的空间里。这个想法被他的同侪排斥,法拉第也终究没有活着看到这个想法被世人所接受。法拉第也提出电磁线的概念:这些流线由带电体或者是磁铁的其中一极中放射出,射向另一电性的带电体或是磁性异极的物体。这个概念帮助世人能够将抽象的电磁场具象化,对于电力机械装置在十九世纪的发展有重大的影响。而这些装置在之后的十九世纪中主宰了整个工程与工业界。

1845年他发现了被他命名为抗磁性(diamagnetism),现在则称为法拉第效应的现象:一个线性极化的光线在经过一物体介质时,外加一磁场并与光线的前进方向对齐,则此磁场将使光线在空间中划出的平面转向。他在笔记本中写下:‘我终于在“阐释一条磁力曲线”,或者说“力线”及“磁化光线”中取得成功。’这个实验证明了光和磁力有所联系。

在对于静电的研究中,法拉第发现在带电导体上的电荷仅依附于导体表面,且这些表面上的电荷对于导体内部没有任何影响。造成这样的原因在于,在导体表面的电荷彼此受到对方的静电力作用而重新分布至一稳定状态,使得每个电荷对内部造成的静电力互相抵销。这个效应称为屏蔽效应,并被应用于法拉第笼上。

他的实验成果后来被詹姆斯·克拉克·麦克斯韦使用,并建立起了现在电磁理论的基础方程式。

法拉第电解定律是法拉第在19世纪前半期通过大量电解实验得出的规律。定律内容为:“物质在电解过程中参与电极反应的质量与通过电极的电量成正比。不同物质电解的质量则正比于该物质的摩尔质量。” 法拉第电解定律适用于一切电极反应的氧化还原过程,是电化学反应中的基本定量定律。

法拉第电磁感应定律是电磁学中的一条基本定律,跟变压器、电感元件及多种发电机的运作有密切关系。定律指出:“任何封闭电路中感应电动势的大小,等于穿过这一电路磁通量的变化率。”此定律于1831年由迈克尔·法拉第发现,约瑟·亨利则是在1830年的独立研究中比法拉第早发现这一定律,但其并未发表此发现。故这个定律被命名为法拉第定律。

古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887),德国物理学家。1845年,21岁时他发表了第一篇论文,他提出了稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的两条电路定律,即著名的基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL),解决了电器设计中电路方面的难题。

基尔霍夫电路定律(Kirchhoff Circuit Laws)简称为基尔霍夫定律,指的是两条电路学定律,基尔霍夫电流定律基尔霍夫电压定律。它们涉及了电荷的守恒及电势的保守性。现在,这定律被广泛地应用于电机工程学。

基尔霍夫电流定律表明:所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。或者更详细描述,假设进入某节点的电流为正值,离开这节点的电流为负值,则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。

基尔霍夫电压定律表明:沿着闭合回路所有元件两端的电势差(电压)的代数和等于零。换句话说,沿着闭合回路的所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和。

从麦克斯韦方程组可以推导出基尔霍夫电路定律。但是,基尔霍夫并不是依循这条思路发展,而是从格奥尔格·欧姆的工作成果加以推广得之。

1859年,基尔霍夫做了用灯焰烧灼食盐的实验。在对这一实验现象的研究过程中,得出了关于热辐射的定律,后被称为基尔霍夫定律(Kirchoff's law):基尔霍夫根据热平衡理论导出,任何物体对电磁辐射的发射本领和吸收本领的比值与物体特性无关,是波长和温度的普适函数,即与吸收系数成正比。并由此判断:太阳光谱的暗线是太阳大气中元素吸收的结果。这给太阳和恒星成分分析提供了一种重要的方法,天体物理由于应用光谱分析方法而进入了新阶段。

1862年他又进一步得出绝对黑体的概念。他的热辐射定律和绝对黑体概念是开辟20世纪物理学新纪元的关键之一。1900年M.普朗克的量子论就发轫于此。