法拉第电磁感应定律 法拉第怎么发现电磁感应的?( 五 )


在我们离开对法拉第的描述之前 , 我们必须进一步描述一个关键性的发现 , 它影响了麦克斯韦对电磁性质的思考 。法拉第对自然力的统一有一种本能的信仰 , 特别是认为光、电、磁等现象之间应该有密切联系 。在1845年年末的一系列实验中 , 法拉第试图看到强电场对光的偏振的影响 , 但未能看到 。改用磁场 , 他让光线通过强磁场 , 实验在很长一段时间内也一直没有显示存在这种影响 。1825~1830年 , 为了制造天文仪器 , 伦敦皇家学会选购了一些优质光学玻璃——硼酸盐玻璃(borate glass) 。它们很沉重 , 有极大的折射指数 。法拉第让光线通过强磁场中的硼酸盐玻璃时 , 他想看到的现象终于出现 。现在把这种现象称为法拉第旋转法拉第旋转:当光线沿磁场方向在一个透明介质中行进传播时 , 线偏振光的偏振平面发生旋转 。汤姆孙(William Thomson)(1824~1907) [后来的开尔文勋爵(Lord Kelvin)]认为 , 这一现象是磁场引起分子电荷做旋转运动的证据 。继早些时候安培的提议之后 , 开尔文设想 , 磁性本质上是一种旋转性质 。这对麦克斯韦建立自由空间中的磁场模型有强烈影响 。
在这里 , 我们必须留意:一个没有接受过数学训练的、有天赋的、细致严密的实验工作者 , 绝不可能以数学形式表达他的研究成果 。法拉第是一个突出的例子 。在他的著作中 , 没有单一的数学公式 。然而 , 他对实验和对实验结果设计经验概念模型有天才般的直觉 。这些模型体现了表达电磁场理论所需要的数学知识 。
本文节选自中科大出版社的《物理学中的理论概念》 。
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