法拉第与电磁旋转器

有一次英国化学家、物理学家沃拉斯通听到奥斯特的发现之后,到皇家学院找戴维,提出一个有趣的实验设想:如果把可以自由转动的磁棒,放在载流导线的一侧,磁棒将会产生旋转运动。这个想法得到戴维的赞同。但是, 沃拉斯通做了几次这样的实验都失败了,他灰了心,放弃了这个尝试。那时沃拉斯通是很有威望的,当时在英国的学术界曾流传着这样一个说法:凡是与沃拉斯通争辩的人,将不会是正确的。因此,一般人认为沃拉斯通做不成的实验,别人也不会成功。然而,法拉第则认为沃拉斯通的设想是科学的, 有实现的可能。于是,法拉第继续为实现沃拉斯通的想法进行了细致的大量的实验。他首先重复做了奥斯特的实验,将小磁针放在载流导体的周围,发现小磁针的磁极受到电流作用后,确实有环绕导线周围运动的倾向,这充分说明导线周围存在着一个圆形力。然后,他根据导线周围存在着的这种圆形力,设计了两种电磁旋转器。

这个装置在他的《电学的实验研究》中,曾有过这样的描述:“⋯⋯这是为了使磁极围绕导线转动和使导线围绕磁极转动而制成的装置。此外还用一只沃拉斯通制造的包含 10 组极板的伽伐尼电池,它可以使导线和磁极获得

足够的力量,产生快速的转动。这个装置有一个长宽约 3×6 英寸的水平台,

台上装有 6 英寸高的铜支架,其中有导线接通,一端的导线是固定的,另一端装有可自由转动的导体。在固定导线这一方,有一个装有水银的玻璃杯, 杯中装有可自由转动的磁极,杯底铜柱连接电源。在自由转动导体的那一方, 也有一个稍浅的水银杯,中间固定一只磁极,杯底也有导线与水银连通着。”

法拉第指出,这个装置比较小,但比较灵敏,当接通电源时,导体与磁极将同时产生旋转运动。

法拉第的精彩的电磁旋转器的实验文章,被刊登在 1821 年的《科学季刊》上。这第一次显露出法拉第高超的实验技巧与才能。电磁旋转器实验的成功,大大鼓舞了法拉第研究电磁学各种问题的信心。并使他联想起一个新的更加诱人的问题:既然电可以产生磁,为什么磁不可以产生电呢?于是, 他在 1822 年的日记中写下了要进一步探索的课题:“由电产生磁,由磁产生电”。