电磁铁的两极_磁铁的两极相吸_磁铁的两极(5)

1820年7月21日, 奥斯特用拉丁文以四页的篇幅简洁地报告了他六十几次实验的结果。

这一篇历史性文献立即轰动了整个欧洲。

奥斯特发现电流的磁效应, 是电学史上的新篇章, 由于他的发现,引导出电学一系列新发现, 电学进入了电磁学阶段, 十九世纪二三十年代成了电磁学大发展的辉煌时期。

三. 电磁感应现象的发现

----科学信念指引方向

自从奥斯特发现了电流的磁效应后人们自然会想到既然电能生磁为什么磁不能生电呢例如一根磁棒能不能使旁边的导线感生出电流来呢这件事成了很多科学家共同关心的问题。许多人作过实验企图找到满意的答案法拉第也是其中的一位。

法拉第当时正在英国皇家研究所进行化学研究。他原来就对电学很有兴趣做过各种电学实验。这时他正在担任皇家研究所实验室主任的工作。

法拉第在整理电磁学文献时, 为了判断各种学说的正伪, 亲自做了许多实验。在实验过程中他发现了一种新现象, 如果在载流导线附近只有磁铁的一个极, 磁铁就会围绕导线旋转反之, 载流导线也会围绕单独的磁极旋转。这就是著名的电磁旋转实验, 如图 3.1.这一装置实际上就是最早的电动机。

图3.1 法拉第的电磁旋转实验

关于电与磁的关系众说纷纭莫衷一是。安培提出分子电流学说。他认为一切磁效应都是源于电流与电流的相互作用。他做了许多很有说服力的实验证明自己的理论是对的。磁铁的两极但是也有人表示不同的意见。例如塞贝克就不同意把磁归结为电他认为磁比电更为根本。

1821 年塞贝克还通过实验证明有一种“磁雾”存在。他在一个用纸做成的平板上撒上一层细细的铁屑让一根导线垂直穿过这块纸板当接通电源后铁屑就以纸板上的导线为中心形成许许多多的同心圆并且离中心越近这些同心圆就越密集。他认为这个实验说明了通电导线周围存在着一种“磁雾”所以铁屑才形成一个一个地同心圆。

1825 年塞贝克又做了一个实验他用丝线吊起一块磁铁把它当作单摆然后在它旁边放上一块金属。他发现当这块磁铁摆动起来时很快就会衰减下去他认为这是受到“磁雾”的阻碍作用。如果拿走金属块磁铁的摆动会持续很长时间就像没有受到任何阻力一样。塞贝克还用其它的方法证明“磁雾”的阻尼作用。他取一块铜片做成单摆让它在磁铁的两极上方摆动发现它比没有放磁铁时衰减得快得多。这实际是在金属和铜片中产生了感应电流感应电流反过来又受磁力的阻碍作用。塞贝克当然没有明白这个道理而是认为这正是他的“磁雾”理论的证据。

另外还有一位法国科学家果也做了同样的发现。他在1822 年到格林威治附近的山上用磁针测量地磁时偶然发现放在磁针下面的金属块对磁针的振荡会产生阻碍作用。1824 年果也把磁针当作单摆让它在铜盘上方摆动发现磁针的摆动会很快衰减如果让磁针静止不动然后转动下面的铜盘就会发现磁针也跟着转动。这些实验实际上都是电磁感应的具体例证因为正是导体在运动中切割了磁力线从而在导体内部产生了感应电流。但在当时他们都不能用感应电流的观点对自己的实验结果作出解释。这些实验经过法拉第一一重复作了研究尽管当时法拉第也无法作出明确的说明但是所有这些实验事实都成了他的佐证坚定了他磁生电的信念并最终导致他在 1831 年发现了电磁感应现象。

法拉第和奥斯特一样, 笃信自然力的统一, 很早就开始寻找“磁生电” 的迹象。从 1824年到1828年, 法拉第多次进行电磁学实验。他仔细分析了电流的磁效应, 认为电流与磁的相互作用除了电流对磁、 磁对磁、 电流对电流, 还应有磁对电流的作用。他想, 既然电荷可以感应周围的导体使之带电, 磁铁可以感应铁质物体使之磁化, 为什么电流不可以在周围导体中感应出电流来呢?于是他做了一系列实验, 想寻找导体中的感应电流。例如，1824 年 11 月法拉第第一次试图观察磁生电的现象这次实验没有成功。1825 年 7 月 法拉第又做了一次实验来寻找磁生电现象再次得到否定的结果。同年11 月法拉第做了第三次实验。这次差点儿获得成功。他把一根 4 英尺长的导线接在电池的两极上把另一根导线接在电流计上两根导线平行放置中间只隔两张薄纸。当前一根导线中通入电流时他没有观察到另一根导线上的电流计指针有任何动静。然后他又把前一根导线弯曲成螺线管把另一根导线放入线圈中。当前一根导线接通电源时仍未能发现第二根导线上的电流计指针的偏转。