英国物理学家法拉第的研究（自学成才的实验物理学家-法拉第）

迈克尔·法拉第（英语：Michael Faraday，1791年9月22日－1867年8月25日），英国物理学家，在电磁学、化学及电化学领域做出了许多重要贡献。法拉第有着传奇的一生，他虽然没有获得足够的教育，却成为了历史上最有影响力的科学家之一。他的代表性工作是所有中学生都倒背如流的法拉第电磁感应定律，此外，他还最早提出了“场”的概念，用于描述电磁现象，后来发展成为现代物理中的重要概念之一。

法拉第诞生在英国伦敦的一个贫穷家庭，父亲是一个铁匠。14岁时，只有小学文化的法拉第开始在一个书店做学徒，主要工作是装订图书。利用业余时间，他阅读了大量的书籍，尤其对科学书籍特别感兴趣。1812年，经常光顾书店的一位顾客给了他一些听英国皇家学会会长汉弗里·戴维爵士报告的入场券。听了一些报告后，法拉第把几百页的笔记整理了发给戴维爵士，作为求职的敲门砖。在一次做实验意外眼睛受伤之后，戴维爵士需要一个助手，他想起了法拉第。此后，在戴维爵士的带领下，法拉第有了很多机会接触当时欧洲最顶尖的科学家，他了解到了许多先进的科学实验和思想。1820年，奥斯特发现通电的导线周围能够产生磁场，这给了法拉第巨大的冲击。法拉第通过查阅图书和文献资料，不断的重复当时的诸多电磁学实验。在反复实验过程中，只掌握了简单代数的法拉第萌生了“磁力线”的想法，用来完美的刻画实验现象，这为后来数学家发展矢量分析奠定了坚实基础。

条形磁铁棒的磁力线

变化的磁通产生电动势的演示实验

法拉第通过实验和磁力线的想法，首次提出，磁铁棒完全可以等效为通电的线圈。现在我们知道，载流线圈贡献一定的磁矩，而磁铁棒无非是大量微观磁矩叠加的结果。1831年，伟大的时刻到来了，法拉第发现，随时间改变的磁通量会创造电动势，用现在的方程表示为：

法拉第电磁感应定律：电动势的大小等于磁通量随时间的变化率。这里的负号表示楞次定律，即“来拒去留”

然而，在法拉第的著作中，他并没有写下任何的方程式，他关于电磁场行为的深刻直觉和洞察力，为后人发展电磁学系统理论铺平了道路。由于坚信电磁现象，以及大自然各种相互作用的统一，他最早提出光线可能是某种电磁场的朴素思想。他有着把实验现象升华为真知灼见的天才洞察力，他提出的刻画实验现象的经验模型后来成为了产生伟大数学的沃土，获得了麦克斯韦的高度评价。

法拉第笼子

后来，他发明了最早的发电机，发现了材料的抗磁性，发现了偏振光的磁光效应（法拉第效应），发明了法拉第笼子用于静电屏蔽，法拉第也是物理上电容的单位。此外，在化学、电化学领域，他最早研究了气体的扩散，发现了苯，发明了氧化数的概念，发现了电解定律，推广了诸如阳极，阴极，电极、离子等概念，提出了法拉第定律，建立了宏观电荷量/电流和化学反应导致的微观电子转移之间的联系。他甚至在1847年报道了金属颗粒胶体表现出一些与金属块体材料不同的光学性质，现在我们知道那是由于金属纳米离子的量子尺寸效应导致的。

作为超一流的实验家，他能够用清晰简洁的语言传达复杂的思想，极大地启发了麦克斯韦。爱因斯坦在他书房的墙上挂着三幅画像，分别是：牛顿、法拉第和麦克斯韦。