发现电磁感应定律，科海探奇系列

当今世界，电的广泛利用，使得人类的智慧得到空前的发挥，使得数千年来许多梦寐以求的幻想，一个一个地实现了。什么电灯、电话、电视机、电冰箱、电磁灶……给人们带来了无尽的方便和无穷的乐趣。但当我们尽情享受这些现代物质文明的成果时，你可曾想到究竟是谁为人类开辟了通向电气化的道路呢？这首先应归功于发现电磁感应定律的英国科学家——迈克尔·法拉第，是他把电从实验室里解放出来，成为实用的动力。

法拉第是个铁匠的儿子，家境十分贫寒。13岁时就失学，到一家订书店当学徒。但贫苦的生活和繁重的劳动，并未挫伤他的学习热情。他利用订书的余暇，以惊人的毅力阅读了大量书籍和科学文献，还买来瓶瓶罐罐在小阁楼上自己动手做科学实验。有一次，他设法挤进皇家学院听著名科学家戴维演讲，受到极大鼓舞。后来他把戴维四次演讲的记录稿精心整理，装订成册，并附上一封言辞恳切的信，诉说了渴望从事科学研究的决心。“精诚所至，金石为开”，声名卓著的科学家被这位青年人追求科学的热情所打动，推荐他进皇家学院当了一名实验室助手。

在科学的殿堂里，法拉第如鱼得水。短短的几年中，他不仅协助戴维做了许多有价值的科学实验，而且自己独立发表了数十篇论文。当奥斯特发现通电的导线能使附近的磁针转动的消息传到皇家学院后，为了弄清电与磁的关系，戴维带领助手做了一个实验，他们用通电的金属丝绕在一块软铁上，结果软铁果真表现出磁性来。这说明电流可以使被环绕的铁磁化。

实验结束后，别人都散开了。唯独法拉第不满足，他又陷入了深深的思索：既然电流能产生磁，那么磁能不能产生电流呢？他想电流虽然可以从伏打电池中产生，但伏打电池生产成本高，电量又有限；既然地球本身就是一块大磁石，那么自然界中磁有的是，如果能从磁性中引出电来，不就能以很低的成本获取大量的电流吗？法拉第暗下决心，一定要攻克这个难关，他打开笔记本，写下了一行大字：“由磁产生电！”

为了实现这一愿望，法拉第进行了一系列扎扎实实的实验。他又将磁铁放在铜线圈内，再把线圈两端连接在一个电流计上，可是电流计的指针并没有偏转；他又拿一根通电的导线靠近另一根不通电的导线，但也不见后一根导线上有电流产生。是磁铁太小吗？是导线与磁铁的距离不对吗？他把磁铁换大，把导线摆来摆去，无论怎样，总不见导线上产生电流。

究竟是怎么回事？为什么当电流环绕软铁时，软铁就被磁化；而反过来一个由电变磁的感应，导线上就不出现电流呢？如果说前者是一个由电变磁的感应，那么由磁变电的反感应为什么就不行呢？法拉第不禁陷入了困惑和迷惘之中。从奥斯特的发现到现在，已经整整10年了，虽然不少科学家都在从事这方面的研究，但都因失败而退却了。难道我也打退堂鼓吗？不！决不能中途而废。这个铁匠的儿子以他特有的坚忍不拔精神，决心继续试验下去。

1831年8月的一天，法拉第取来一根长约61.9米的铜丝，耐心地绕成一个圆筒形的大线圈，又拿了一根长21.59厘米、直径19.05毫米的圆柱形磁铁，再次做由磁生电的实验。他把铜丝线圈与电流计连接后，再把磁铁和铜丝圆筒的一端相连，结果电流计的指针依然纹丝不动。难道“由磁生电”真的是妄想吗？不，换一种方式再试试看。他干脆把整根磁铁棒都插入铜丝圆筒，忽然，他发现电流计上的指针动了，他赶紧把磁铁抽出，那指针又动了。他接连把磁棒插进又抽出，电流计上的指针不停地摆动——有电流了，一种由磁感应的电流产生了！

“萨拉，萨拉！快来看哪，指针转了，转了！”法拉第冲出实验室，朝着楼上大声喊着妻子的名字，法拉第拉着匆匆下楼的妻子，兴奋地转着圈。(www.xing528.com)

一阵欢呼雀跃之后，法拉第又坐了下来，他要追根究底。为什么以前的一切实验都失败了，唯独这次成功呢？他反复分析比较，终于得出结论：在以前的实验中，磁铁与金属都是相对静止的，而这次实验时，磁铁与金属线必须相对运动。

在这个思想的启发下，法拉第又拿出一块软铁，上面绕了两环金属线圈，第一环线圈与伏打电池相接，第二环线圈与电流计相连。当接通或关闭第一环金属线圈中的电流时，也即线圈周围的磁场产生或消失时，第二环金属线圈中也都有感应电流产生。

由于这两项成功的实验，法拉第的思想产生了一个飞跃。他把磁铁和通电导线周围的磁场称为“力线”（现称磁力线），他认为当这些磁力线被一根闭合导线切割时，导线上就会感应产生电流，并且电流强度与切割速度成正比。这种感应电流持续时间虽然短暂。但若能使磁力线不断地被切割，不就可以产生稳定持续的电流了吗？

法拉第急需制造一架“机器”，来证实自己的设想。经过两个月的奋战，1831年10月28日，法拉第试制的第一台感应发电机问世了。他把一个扁平的铜线圈装在一根铜轴上，放在磁铁的两极之间，又用一个狭长的铜片和一个狭长的铅片安在铜线圈的边缘，作为收电用的电刷，这电刷又接到电流计上。铜轴上装了一个摇把，当铜线圈不停地旋转时，电流计上的指针也随之不断转动。一种持续的电流终于从电刷上源源不绝地传出来了。这台发电装置虽然极为简单，却是日后各种繁复发电机的老祖宗。

法拉第的电磁感应定律，是科技史上一个划时代的贡献。自从发现感应电流后，人类就获得了打开整个电能宝库的钥匙。今天的发电机和电动机就是根据电磁感应的原理来制造的，它们的主要部件就是强力磁铁和高速旋转的线圈。虽然，发电机和电动机的实际应用，又经历了几乎40年的艰难历程，但正是法拉第的伟大发现，为使机械能转变成稳定的电能铺平了道路。从此，人类历史由蒸汽时代逐步迈进电气时代。

故事哲理

科学理论一旦变成生产力，将给人类带来无穷的好处。