第四部分
1831年的一天晚上,英國物理學家法拉第讀到丹麥物理學家奧斯特的一篇文章,說他偶然發現,一段導線用電池通上電流,能使附近的小磁針擺動。這使法拉第喜出望外,立即找來電池、導線、磁針就做起實驗來。
哈哈!導線下麵的小磁針還真的轉動起來。高興的法拉第反過來一想:“能不能把磁轉化為電呢?”
後來,他把銅絲纏在圓筒上,把銅線的兩端接在電流計上,把一根磁石插入筒內,哇!在剛插入的一瞬間,電流計的指針竟轉動了。
“成功了!電流產生了!”他高興得竟如同孩子似的跳了起來。
後來,法拉第根據自己的發現,反複實驗終於製成了世界上第一台發電機。
“場”和“線”的轉變
著名物理學家牛頓曾說過:“空間除了粒子以外什麼也沒有,沒有粒子的地方是一無所有的真空。”由於牛頓的權威地位,這種說法很流行。
“這是真的嗎?”19世紀初,英國物理學家法拉第對牛頓的說法產生了懷疑。他認為:“物質到處存在,沒有不被物質占據的真空。”法拉第為了找到證據,找呀,找呀,找了十多年,終於在1831年發現了電磁感應現象。
法拉第在一塊磁鐵周圍撒了一把鐵屑,鐵屑就會形成一條條曲線。這是因為鐵屑在磁場周圍被磁化,變成了無數個小磁針。小磁針所形成的曲線叫磁感線。
磁鐵周圍的力線——磁感線證實了以磁場為代表的“場”的存在,“場”是物質存在的兩種基本形態之一。“場”是“力線”存在的前提和基礎;“力線”是“場”存在的標誌和證據。
“場”和“力線”概念的創立,幾乎遭受了所有物理學家的反對,但最後經過時間的考驗,還是被接受,從而否定了牛頓的說法。
電報的發明
1832年秋天,美國畫家莫爾斯和醫生傑克遜同乘一艘輪船從法國回美國。一天,傑克遜正在船上講他在巴黎出席電學討論會的事,他充滿信心地預言:“我們麵臨的是創造電的奇跡的時代。”
他在桌子上放了一塊馬蹄形鐵塊,上麵纏繞著絕緣的銅絲。一通電,那塊馬蹄形鐵塊就能吸引鐵釘、鐵片;一斷電,鐵釘、鐵片立即就掉下來。真是神奇極了。
莫爾斯想:“電流通電後,能夠產生磁力,如果利用電流的斷續,編成一種符號,不就是一種很好的通訊工具嗎?利用電傳播快的特點,把這兩者結合起來,一定能發明出極為理想的通訊工具。”
莫爾斯做了大量實驗,如何利用神奇的電流呢?他想:“接通電流的刹那間就會產生電火花;電火花就是一種符號;沒有電火花就是另一種符號;時間間隔又是一種符號;用這三種符號結合起來可代表不同的符號或字母,這就是一種電碼。”莫爾斯根據這個道理終於發明了有線電報機,並編製了電報使用的莫爾斯電碼。
信號放大站
19世紀30年代,美國發明家莫爾斯發明了有線電報,但電報產生的信號在傳遞過程中會逐漸衰減,無法傳到較遠的地方。怎麼來解決這個問題呢?莫爾斯在苦苦思索著。
有一天,莫爾斯乘馬車從紐約到巴爾的摩去,他無意中發現,車到每一個驛站都要換馬,因為馬跑了一段路程後要歇一歇。這使他頓時有了感悟:“信號不是也同馬一樣嗎?馬跑了一段距離要換馬,否則要累倒。信號跑的距離長了,就要衰減,那麼為什麼不能建立信號的‘驛站’,使信號傳遞一段距離後得到放大而恢複信號強度呢?”