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早在1831年，法拉第依據(jù)力線概念創(chuàng)立了定性的電磁感應(yīng)定律：在電流環(huán)路中感生的電動(dòng)勢(shì)直接與切割磁力線的速度相關(guān) 。補(bǔ)充一句，這些磁力線指的是鐵屑描繪的磁力。
他當(dāng)時(shí)意識(shí)到， “電”意味著許多不同的東西。除他剛剛發(fā)現(xiàn)的磁電外，還有靜電，在遠(yuǎn)古就已經(jīng)知道，它可以由摩擦產(chǎn)生。伏特電與在伏特電堆中的化學(xué)效應(yīng)相關(guān) 。在熱電中，不同類型的材料接觸放置，接觸的端點(diǎn)保持在不同溫度，會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差。此外還有動(dòng)物電，如法拉第和戴維一起旅行時(shí)所看到的電鰩（torpedo）和電鰻（electric eels）等魚(yú)類產(chǎn)生的電。對(duì)具有“后見(jiàn)之明”的現(xiàn)在的我們來(lái)說(shuō) ，他問(wèn)了一個(gè)可能是顯而易見(jiàn)但在當(dāng)時(shí)能說(shuō)明他具有深刻洞察力的問(wèn)題：這些不同形式的電是一樣的東西嗎？1832年，他做了一系列漂亮的實(shí)驗(yàn) ，結(jié)果證明：不管電的來(lái)源是什么，包括電魚(yú) ，都可以產(chǎn)生同樣的化學(xué)的、電磁的以及其他的效應(yīng) 。
雖然電磁感應(yīng)定律在早期階段就已被發(fā)現(xiàn) ，但為了證明該定律的普遍有效性，法拉第還是用了幾年時(shí)間才完成了所有必要的實(shí)驗(yàn)工作：無(wú)論磁通量的起源是什么，閉合回路中的總磁通量的變化速率都決定了環(huán)路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。1834年，楞次（Heinrich Friedrich Emil Lenz）（1804～1865）宣布澄清了電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向問(wèn)題：在電路中，電動(dòng)勢(shì)的方向反抗磁通量的變化（楞次定律楞次定律）。
法拉第沒(méi)有表達(dá)出電磁現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論，但他確信，力線這一概念是理解電磁現(xiàn)象的關(guān)鍵。1846年，他在皇家學(xué)會(huì)的演講中，推測(cè)光可能是某種沿磁場(chǎng)力傳播的擾動(dòng) 。他在論文《對(duì)射線振動(dòng)的思考》中公布了這些看法，但受到了相當(dāng)大的懷疑。然而，法拉第確實(shí)說(shuō)對(duì)了。我們將在下一節(jié)中看到， 1864年，麥克斯韋推斷出光確實(shí)是一種電磁輻射。麥克斯韋用優(yōu)異的物理直覺(jué)和數(shù)學(xué)能力，把法拉第的思想和發(fā)現(xiàn)放入數(shù)學(xué)表達(dá)式中，推導(dǎo)出在真空中傳播的任何電磁波都以光速行進(jìn) 。正如麥克斯韋本人在發(fā)表于1865年的偉大論文《電磁場(chǎng)的動(dòng)態(tài)理論》中確認(rèn)的：

橫向磁場(chǎng)擾動(dòng)的傳播概念，是法拉第教授在他的《對(duì)射線振動(dòng)的思考》中特別闡述過(guò)的思想。除了在1846年沒(méi)有數(shù)據(jù)計(jì)算傳播速度外，他提出的光的電磁理論與我在本文中已經(jīng)開(kāi)始形成的理論在本質(zhì)上是相同的。

雖然法拉第沒(méi)有表達(dá)出電磁現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論，但他對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)行為的深刻感悟給數(shù)學(xué)家（如麥克斯韋）發(fā)展電磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)理論提供了所需要的本質(zhì)見(jiàn)解。麥克斯韋說(shuō)：

當(dāng)我繼續(xù)進(jìn)行法拉第的研究時(shí) ，我認(rèn)為他構(gòu)思理解現(xiàn)象所設(shè)想的方法也是一種數(shù)學(xué)模型方法，雖然在形式上沒(méi)有用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)符號(hào)表現(xiàn)……我還看出，在數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一些最富活力的研究方法中，有比法拉第采用原始形式表達(dá)法拉第思想好得多的方法。

我（本書(shū)作者）必須承認(rèn) ，當(dāng)我第一次學(xué)習(xí)電磁力線時(shí) ，力線對(duì)我理解電磁現(xiàn)象是一個(gè)障礙，主要是因?yàn)闆](méi)有給我解釋清楚，它們只是一種工作模型。在實(shí)驗(yàn)中實(shí)際測(cè)量的那些東西是在空間不同點(diǎn)的力矢量，虛擬的力線只是代表這些矢量場(chǎng)的概念模型。在下一節(jié) ，我們將回到這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

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法拉第電磁感應(yīng)定律 法拉第怎么發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的？( 四 )

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