自感现象

约瑟夫·亨利是美国物理学家。他出生在纽约的奥尔巴尼。虽然他的志趣在于从事剧本的创作，但由于环境所迫他不得不到钟表修理店当学徒，也许这就是他改变了原来志向的一个原因。后来，一个偶然的机会他读到了一本《实验哲学讲义》，使他对自然科学发生了兴趣。于是，他进了奥巴尔学院学习，1826 年成了这个学院的数学教授，1832 年他受聘于普林斯顿学院做自然哲学教授，在 1846 年担任新成立的华盛顿斯密森学院的院长。他是继富兰克林之后，美国第一个从事电磁学研究并获得重要成就的人，他的科学研究与富兰克林一样是在繁忙的社会工作中进行的。他的科学研究是从改进别人已经发明的电磁铁开始的。

《电学杂志》月刊的创刊人斯特金制造了一个电磁铁能提起 9 磅重的物

体，这个重量是它本身重量的 20 倍。他把软铁弯成马蹄形，在铁上涂以清漆，

在它的上面绕了 18 圈的铜线，电源是内阻较小的铜锌电池。当亨利得知电磁铁的发现之后，很感兴趣，并且作了重大的改进。他用包上丝绸的铜线代替涂漆的铜线，这样他可以在铁芯上绕 400 圈铜线。于是，这块电磁铁就可以提起几百磅的重物，1829 年 3 月他展出了这块新产品并做了表演。

就在他反复实验如何提高电磁铁的吸引力的过程中，在他不断增加导线圈数，不断变化各种条件的几十次、几百次的电磁铁实验中，突然发现意想不到的现象：当切断电源的一瞬间产生了一个电火花。这个电火花很具有引诱力，他立刻改变了研究方向，探讨电火花产生的条件和原因。并在 1832 年发表了关于这个问题的论文，题目是《在长螺旋线中的电自感》。他认为， 电火花说明在切断电源时，产生一个比原电流大许多倍的感应电流。他并把这种现象称为电的自感。

此外，1832 年亨利在《美国科学杂志》上，发表了一篇关于电磁感应现象的文章。1842 年他提出莱顿瓶的放电并不是简单的恢复平衡，而是一种复杂的过程。他是继富兰克林之后的美国电磁学的大师。国际电学会议决定以他的名字作为电感系数的单位。

1834 年法拉第在不知道亨利发现的情况下，独立的发现了自感现象，并把这个现象详细记载在《电学实验研究》一书中：“詹金先生曾向我讲到这样一个现象，通常用导线连接两个极板时，无论实验者怎样做，都不会有触电的感觉，但是，如果是连接电磁铁的导线时，就会有比较明显的电击感觉。” 他又写道：“此外，还有一个明显的现象，就像大家很早以前已经看到的一样，在切断电磁铁的电源时，发生明亮的火花。”

法拉第在做了各式各样的实验之后，认为，这种火花是电磁铁电路中， 感应出二次电流的结果，开始他把这二次电流叫做：“额外电流”，并且他认识到它是一种电流对它自身的感应，而且在断路时和原电流同方向并加强原电流；当接通电路时它向相反方面流出，并减弱了原电流，当时这种“额外电流”的理论受到强烈的反对，但最后还是被其他研究者所证实。

英国物理学家丁铎尔曾对法拉第的工作有过高度的评价，他曾指出：关于电磁感应的发现是迄今所获得的最伟大的实验成果。这是法拉第研究的新的高峰。

亨利和法拉第的科学实践说明，任何一项新的重大发现，都离不开原来的工作基础。许多新的发现，常常是在多次重复前人的实验中诞生的。这种

科学研究中的继承和创新的关系，反映了客观物理现象之间的内部联系。如果要不是电磁铁的出现，也就很难这样快地发现自感现象。