物理学家
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中文名称: 伏特 生卒年: 1745-1827 国别: 意大利 生平简介生平简介伏特出生于意大利科莫一个富有的天主教家庭里。他对科学的爱好似乎是自然而然发生的。十九岁时他写作了一首关于化学发现的六韵步的拉丁文小诗。伏特在青年时期就开始了电学实验，他读了许多书，他的好友加托尼送给他一些仪器，并在家里让出了一间房子来支持他的研究。伏特十六岁时开始与一些著名的电学家通信，其中有巴黎的诺莱和都灵的贝卡里亚。贝卡里亚是一位很有成就的国际知名的电学家，他劝告伏特少提出理论，多做实验。事实上，伏特年青时期的理论思想远不如他的实验重要。随着岁月的流逝，伏特对静电的了解至少可以和当时最好的电学家媲美。不久他就开始应用他的理论制造各种有独创性的仪器，用现代的话来讲,要点在于他对电量、电量或张力（如他自己所命名的）、电容以及关系式Q＝CV都有了明确的了解。 伏特制造的仪器的一个杰出例子是起电盘。一块导电板放在一个由摩擦起电的充电树脂"饼"上端，然后用一个绝缘柄与金属板接触，使它接地，再把它举起来，于是金属板就被充电到高电势，这个方法可以用来使莱顿瓶充电。这种操作可以不断地重复。这一发明是非常精巧的，以后发展成为一系列静电起电机。伏特强烈地感到，他必须定量地测定电量，于是他设计了一种静电计，这就是各种绝对电计的鼻祖，它能够以可重复的方式测量电势差。他还为他的静电计建立了一种刻度，根据电盘的发明，根据他的描述，我们可以确定他的单位是今天的13，350伏。1775年由于起电盘的发明，使伏特担任了科莫一些学校的物理教授。他的名声开始扩展到意大利以外，苏黎世物理学会选举他为会员。 伏特的兴趣并不只限于电学。他通过观察马焦雷湖附近沼泽地冒出的气泡，发现了沼气。他把对化学和电学的兴趣结合起来，制成了一种称为气体燃化的仪器，可以用电火花点燃一个封闭容器内的气体。他在三十二岁时去瑞士游历，见到了伏尔泰和一些瑞士物理学家。回来后他被任命为帕维亚大学物理学教授，这是伦巴第地区最著名的大学。他担任这个教授职务一直到退休，正是在那里他作出了他的划时代的发现。 伏特于1792年去国外作另一次长途游历，到了德国、荷兰、法国和英国。他访问了一些最著名的同行，例如拉普拉斯和拉瓦锡（1743－1794），有时还和他们共同做实验。他当时还被选为法国科学院的通迅院士，不久又被选为伦敦皇家学会的外国会员。 伏特在四十五岁生日后不久，读到了伽伐尼1791年的文章，这促使他去作出了最大的发明和发现。他开始还有些犹豫，但不久他就开始了工作，用伏特的话说，他实验的内容"超出了当时已知的一切电学知识，因而它们看来是惊人的"。起初他同意伽伐尼用蛙做莱顿瓶的观点，但几个月后，他开始怀疑蛙主要是一种探测器，而电源则在动物之外，他还注意到，如果两种相互接触的不同金属放在舌上，就会引起一种特殊的感觉，有的是酸性的，有时是碱性的。他假定，并且也能令我们惊叹的静电测量证明，两种不同的金属例如铜和锌接触时会得到不同的电势。 他测量了这种电势差，得到的结果与我们现在所知的它们之间的接触电势差没有多大差别。至少当连接肌肉和神经的金属电弧是双金属时，只要假定蛙是一种非常灵敏的静电计，伽伐尼实验就到了解释。当然，伽伐尼回答说，甚至当金属电弧是单金属的时，他也能够观察到肌肉的收缩。这是一种严峻的反对意见，伏特对这些指出了金属的不纯和其他原因来为自己辨解。 伏特对这个问题进行了更深入的研究，使他发明了伏特电堆,这是历史上的神奇发明之一。伏特发现导电体可以分为两大类。第一类是金属，它们接触时会产生电势差；第二类是液体（在现代语言中称为电解质），它们与浸在里面的金属之间没有很大的电差。而且第二类导体互相接触时也不会产生明显的电势差，第一类导体可依次排列起来，使其中第一种相对于后面的一种是正的，例如锌对铜是正的,在一个金属链中,一种金属和最后一种金属之间的电势差是一样的，仿佛其中不存在任何中间接触，而第一种金属和最后一种金属直接接触似的。 伏特最后得到了一种思想，他把一些第一种导体和第二种导体连接得使每一个接触点上产生的电势差可以相加。他把这种装置称为"电堆"，因为它是由浸在酸溶液中的锌板、铜板和布片重复许多层而构成的。他在一封写给皇家学会会长班克斯（1743－1820）的著名信件中介绍了他的发明，用的标题是《论不同导电物质接触产生的电》。电堆能产生连续的电流，它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大，由此开始了一场真正的科学革命。 伏特最伟大的成就是在他达到相当高龄（五十五岁）时得到的，它立即引起所有物理学家的欢呼。1801年他去巴黎，在法国科学院表演了他的实验，当时拿破仑也在场，他立即下令授予伏特一枚特制金质奖章和一份养老金，于是伏特成为拿破仑的被保护人, 正如二十年前，他曾经是奥地利皇帝约瑟夫二世的被保护人一样。1804年他要求辞去帕维亚大学教授而退休时，拿破仑拒绝了他的要求，赐予他更多的名誉和金钱，并授予他伯爵称号。他对政治毫不关心，只专心于他的研究。 伏特在完成了电堆工作后，实际上就从舞台上消失了。对他的发现的利用完全落在其他人身上。他可能是年纪太大了，无法再与年青的新生力量竞争，也可能在心理上受到了他以前的巨大成就的阻碍。他没有脱离过学校，他的工作可能太个人化了，他的著作与教学中缺乏正规的数学，可能限制了他表达自己思想的能力。伏特最后八年是在他的坎纳戈别墅和科莫附近度过的，他完全过一种隐居的生活。1827年伏特去世，终年八十二岁。 今天，电已经成为人们生产生活所不可缺少的重要组成部分。电作为一种客观存在的物质，经过漫长的历史过程逐渐被人们认识并广泛应用到人类生产生活的各个领域。没有电，就没有我们现在这个文明社会。而在这个探索过程中，法拉第是不应该被忘记的。 科学家们世代的求索 人们对电的了解，是一个非常漫长的过程。 公元前６世纪，希腊哲学家就曾记载了用布摩擦过的琥珀能够吸引毛发的现象。我国古籍中也有“琥珀拾芥”的记录。到１８世纪，人们才发现电有两种，称为“正电”和“负电”，并且确立了“同性相斥，异性相吸”的规律。 １７５２年美国科学家富兰克林冒着生命危险，做了一个永垂科学史册的所谓“费城试验”，证明电和闪电是同样的物质。１７５３年他发明的避雷针，一直沿用至今。富兰克林有关电学的初步理论照亮了电学发展的道路。１７８５年，库仑用实验方法在量值上确定了电荷间相互作用的定律，同时确定了电荷的定量意义。因此，库仑定律成为静电学的基础。 意大利科学家伽伐尼于１７８０年曾进行过青蛙肌肉收缩的实验，发现了动电。意大利物理教授伏特对这一实验作出解释，认为这是由于一种“电的激发力”引起伽伐尼电流的缘故。１８００年春，伏特发明了电池，成功地将化学能转化为电能。由此，电流可以源源不断地获得，电流成为科学研究的重要对象，电流的化学效应和热效应也随之发现。伏特发明电池使人类从静电时代走向了动电时代。 同电现象一样，磁现象也是早在远古时候就被发现了。中国最早发现了天然磁铁，并发明了指南针。１７８５年库仑测量了磁力的作用，确立了磁的库仑定律。１８１９年，奥斯特发现电流的磁效应，电流有使磁针偏转的作用，从此人们才认识到磁现象与电现象之间的内在联系。 １８２０年到１８３０年期间，电学的研究工作发展很快。欧姆、安培、毕奥、沙伐等人都有不少的发现，其中除有关电流强度的欧姆定律以外，主要的有电流与电流所产生的磁场之间有量值上的关系的毕奥－沙伐定律，以及磁场对通有电流的导体和线圈的作用的安培定律。安培还初步阐明了磁性的微观本质。一系列的发明发现逐步卸下了电学身上的魔衣，露出它那熠熠的科学光芒。 对电磁学的发展贡献最大的无疑是法拉第。无论在实验上还是科学思想上，他都可以说是１９世纪最伟大的物理学家。 早年求学的法拉第 法拉第１７９１年９月２２日出生在英国的萨利，父亲詹姆斯·法拉第是一位铁匠，因过度劳累，身体极为衰弱；母亲是个家庭主妇。由于家境贫寒，法拉第童年时生活很清苦，只在７岁到９岁读过两年小学。从１１岁起法拉第开始当报童，他觉得卖报这个差事对他很合适，因为在闲暇时可以看各种报纸，学习知识，看完的报还可以卖掉。卖报这种工作，虽地位低下，但也能锻炼人。几年的卖报生涯，使法拉第阅历很广，有胆有识，十分机警。１３岁时，法拉第又到一家装订和出售书籍兼营文具生意的铺子里当了学徒。但与众不同的是他除了装订书籍外，还经常阅读它们。他的老板也鼓励他，有一次法拉第装订并阅读了一本叫《关于化学的对话》的书，从此对科学产生了浓厚的兴趣，他用仅有的钱买了药品，按照书里的话做起了实验。法拉第读的书越来越多，于是他用废纸订成笔记本，摘录各种资料，有时还在笔记中配上插图。他从《大英百科全书》里学到了许多电学知识。 １８１２年冬季有一位顾客送给了法拉第一些伦敦皇家学院讲演的听讲证。这使法拉第有机会听了著名化学家戴维的讲演。那是法拉第生平第一次跨进皇家学院的大门，坐在阶梯形的讲演厅里，他的心情紧张而又焦急。戴维终于出现了，大厅里响起一阵阵热烈的掌声。戴维讲的题目是《发热发光物质》，他讲得是如此的轻松、透彻。他那天才的光华和热力，似乎正从他的身上向外辐射。法拉第被深深地吸引住了，他飞快地记着，笔记本翻过一页又一页。 法拉第一连听了戴维的４次讲座，好像游历了美丽、庄严、圣洁的科学殿堂，那里阳光灿烂，照得他心里温暖如春。他把４次听讲的笔记仔细整理以后，用漂亮的皮封面装订成册。他经常轻轻地翻阅它们，并渴望着能像戴维一样从事科学研究工作。 遗憾的是，在那个时代，命运对穷人从来不露出笑脸。于是法拉第决定写信给当时的英国皇家学会会长班克斯爵士，要求在皇家学院找个工作，哪怕在实验室里洗瓶子也行。他心神不宁地等了整整一个星期，音信全无。他忍不住跑到皇家学院去打听，得到的回音只是冷冰冰的一句话：“班克斯爵士说，你的信不必回复！”受到这个屈辱的打击，法拉第感到十分伤心。但他没有气馁，而是鼓起勇气给戴维写信，并且把装订成册的戴维４次讲座的笔记一起送去。法拉第的巨大热情、超人记忆和献身科学的精神，感动了这位大化学家。 １８１３年３月，戴维推荐法拉第到皇家研究院实验室作了自己的助理实验员，从此法拉第走上了科学研究的道路。 提出电磁感应定律 １８２０年奥斯特发现电流的磁效应，受到科学界的关注，促进了科学的发展，１８２１年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章，评述自奥斯特的发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认为既然电能够产生磁，反过来，磁也应该能产生电。这个想法为日后人类利用电能奠定了基础。刚开始，他企图从静止的磁力对导线或线圈的作用中产生电流，但是努力失败了。经过近１０年的不断实验，到１８３１年法拉第终于发现，一个通电线圈的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流，但是当通电线圈的电流刚接通或中断的时候，另一个线圈中的电流计指针有微小偏转。法拉第心明眼亮，经过反复实验，都证实了当磁作用力发生变化时，另一个线圈中就有电流产生。他又设计了各种各样实验，比如两个线圈发生相对运动，磁作用力的变化同样也能产生电流。这样，法拉第终于用实验揭开了电磁感应定律。法拉第的这个发现扫清了探索电磁本质道路上的拦路虎，开通了在电池之外大量产生电流的新道路。 根据这个实验，法拉第在１８３１年１０月２８日，发明了圆盘发电机。这个圆盘发电机，结构虽然简单，但它却是人类创造出的第一个发电机。现代世界上产生电力的发电机就是从它开始的。 １８３１年１１月２４日，法拉第在论文中把产生感应电流的情况概括成五类：变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁场；在磁场中运动的导体。他指出：感应电流与原电流的变化有关，而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比，把它取名为“电磁感应”。为了解释电磁感应现象，法拉第曾提出过“电张力”的概念，后来在考虑了电磁感应的各种情况后，认为可以把感应电流的产生归因于导体“切割磁力线”。法拉第在电磁感应现象发现２０年后，直到１８５１年才得出了电磁感应定律。 １８３３年到１８３４年，法拉第从实验中得出了电解定律，这是电荷不连续性的最早的有力证据。法拉第的另一贡献是提出了场的概念。他反对超距作用的说法，设想带电体、磁体周围空间存在一种物质，起到传递电、磁力的作用，他把这种物质称为电场、磁场。１８５２年，他引入了电力线（即电场线）、磁力线（即磁感线）的概念，并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线形状场的概念和力线的模型，这对当时的传统观念是一个重大的突破。 法拉第从近距作用的物理图景出发，还预见了电、磁作用传播的波动性和它们传播的非瞬时性。他在１８３２年３月１２日给英国皇家学会写了一封密封信，信封上写着“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点”，这封信直到１９３８年才启封公布，信中法拉第说明了他的上述新观点，这表现了法拉第深邃的物理洞察力和深刻的物理思想。 不求名利 法拉第是靠自学成才的科学家，在科学的征途上辛勤奋斗半个多世纪，不求名利。１８２５年，他参与冶炼不锈钢材和折光性能良好的光学玻璃工作，不少公司和厂家出重金聘请法拉第为他们的技术顾问。面对１５万镑的财富和没有报酬的学问，法拉第选择了后者。１８５１年，法拉第被一致推选为英国皇家学会会长，他也坚决推辞掉了这个职务，把全部身心都献给了科学研究事业，终生过着清贫的日子。法拉第成名以后，世界各国赠给他的荣誉头衔有９４个，但是他说：“我承认这些荣誉很有价值，不过我从来没有为追求这些荣誉而工作。”“科学家不应是个人的崇拜者，而应当是事物的崇拜者。真理的探求应是他惟一的目标。” １８６７年８月２８日，法拉第在伦敦病逝。他逝世后，皇家学会为他举行了隆重的葬礼，各国科学家都表示了深切哀悼。 影响 法拉第印证了电流能产生磁场，磁场也一定能产生电流的假说。他发明的电磁电流发生器，实际上就是最原始的发电机。法拉第不仅做出了跨时代的贡献而且奠定了未来电力工业的基础。电能的使用极大地改变了人类的生活。人类将永远生活在法拉第科学实验所带来的光明之中，这就是一个科学家的贡献。这种贡献是实打实的，他的光芒足以让无数的高官贵族感到惭愧。那些自认为是大人物的帝王将相们，却很快淹没在历史的长河里。 当代世界出版社 。
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伏特 (1745-1827) 伏特出生于意大利科莫一个富有的天主教家庭里。他对科学的爱好似乎是自然而然发生的。十九岁时他写作了一首关于化学发现的六韵步的拉丁文小诗。伏特在青年时期就开始了电学实验，他读了许多书，他的好友加托尼送给他一些仪器，并在家里让出了一间房子来支持他的研究。伏特十六岁时开始与一些著名的电学家通信，其中有巴黎的诺莱和都灵的贝卡里亚。贝卡里亚是一位很有成就的国际知名的电学家，他劝告伏特少提出理论，多做实验。事实上，伏特年青时期的理论思想远不如他的实验重要。随着岁月的流逝，伏特对静电的了解至少可以和当时最好的电学家媲美。不久他就开始应用他的理论制造各种有独创性的仪器，用现代的话来讲,要点在于他对电量、电量或张力（如他自己所命名的）、电容以及关系式Q＝CV都有了明确的了解。 伏特制造的仪器的一个杰出例子是起电盘。一块导电板放在一个由摩擦起电的充电树脂"饼"上端，然后用一个绝缘柄与金属板接触，使它接地，再把它举起来，于是金属板就被充电到高电势，这个方法可以用来使莱顿瓶充电。这种操作可以不断地重复。这一发明是非常精巧的，以后发展成为一系列静电起电机。伏特强烈地感到，他必须定量地测定电量，于是他设计了一种静电计，这就是各种绝对电计的鼻祖，它能够以可重复的方式测量电势差。他还为他的静电计建立了一种刻度，根据电盘的发明，根据他的描述，我们可以确定他的单位是今天的13，350伏。1775年由于起电盘的发明，使伏特担任了科莫一些学校的物理教授。他的名声开始扩展到意大利以外，苏黎世物理学会选举他为会员。 伏特的兴趣并不只限于电学。他通过观察马焦雷湖附近沼泽地冒出的气泡，发现了沼气。他把对化学和电学的兴趣结合起来，制成了一种称为气体燃化的仪器，可以用电火花点燃一个封闭容器内的气体。他在三十二岁时去瑞士游历，见到了伏尔泰和一些瑞士物理学家。回来后他被任命为帕维亚大学物理学教授，这是伦巴第地区最著名的大学。他担任这个教授职务一直到退休，正是在那里他作出了他的划时代的发现。 伏特于1792年去国外作另一次长途游历，到了德国、荷兰、法国和英国。他访问了一些最著名的同行，例如拉普拉斯和拉瓦锡（1743－1794），有时还和他们共同做实验。他当时还被选为法国科学院的通迅院士，不久又被选为伦敦皇家学会的外国会员。 伏特在四十五岁生日后不久，读到了伽伐尼1791年的文章，这促使他去作出了最大的发明和发现。他开始还有些犹豫，但不久他就开始了工作，用伏特的话说，他实验的内容"超出了当时已知的一切电学知识，因而它们看来是惊人的"。起初他同意伽伐尼用蛙做莱顿瓶的观点，但几个月后，他开始怀疑蛙主要是一种探测器，而电源则在动物之外，他还注意到，如果两种相互接触的不同金属放在舌上，就会引起一种特殊的感觉，有的是酸性的，有时是碱性的。他假定，并且也能令我们惊叹的静电测量证明，两种不同的金属例如铜和锌接触时会得到不同的电势。 他测量了这种电势差，得到的结果与我们现在所知的它们之间的接触电势差没有多大差别。至少当连接肌肉和神经的金属电弧是双金属时，只要假定蛙是一种非常灵敏的静电计，伽伐尼实验就到了解释。当然，伽伐尼回答说，甚至当金属电弧是单金属的时，他也能够观察到肌肉的收缩。这是一种严峻的反对意见，伏特对这些指出了金属的不纯和其他原因来为自己辨解。 伏特对这个问题进行了更深入的研究，使他发明了伏特电堆,这是历史上的神奇发明之一。伏特发现导电体可以分为两大类。第一类是金属，它们接触时会产生电势差；第二类是液体（在现代语言中称为电解质），它们与浸在里面的金属之间没有很大的电差。而且第二类导体互相接触时也不会产生明显的电势差，第一类导体可依次排列起来，使其中第一种相对于后面的一种是正的，例如锌对铜是正的,在一个金属链中,一种金属和最后一种金属之间的电势差是一样的，仿佛其中不存在任何中间接触，而第一种金属和最后一种金属直接接触似的。 伏特最后得到了一种思想，他把一些第一种导体和第二种导体连接得使每一个接触点上产生的电势差可以相加。他把这种装置称为"电堆"，因为它是由浸在酸溶液中的锌板、铜板和布片重复许多层而构成的。他在一封写给皇家学会会长班克斯（1743－1820）的著名信件中介绍了他的发明，用的标题是《论不同导电物质接触产生的电》。电堆能产生连续的电流，它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大，由此开始了一场真正的科学革命。 伏特最伟大的成就是在他达到相当高龄（五十五岁）时得到的，它立即引起所有物理学家的欢呼。1801年他去巴黎，在法国科学院表演了他的实验，当时拿破仑也在场，他立即下令授予伏特一枚特制金质奖章和一份养老金，于是伏特成为拿破仑的被保护人, 正如二十年前，他曾经是奥地利皇帝约瑟夫二世的被保护人一样。1804年他要求辞去帕维亚大学教授而退休时，拿破仑拒绝了他的要求，赐予他更多的名誉和金钱，并授予他伯爵称号。他对政治毫不关心，只专心于他的研究。 伏特在完成了电堆工作后，实际上就从舞台上消失了。对他的发现的利用完全落在其他人身上。他可能是年纪太大了，无法再与年青的新生力量竞争，也可能在心理上受到了他以前的巨大成就的阻碍。他没有脱离过学校，他的工作可能太个人化了，他的著作与教学中缺乏正规的数学，可能限制了他表达自己思想的能力。伏特最后八年是在他的坎纳戈别墅和科莫附近度过的，他完全过一种隐居的生活。1827年伏特去世，终年八十二岁。 。