第四章 科学家们的磁故事

世界上有许多献身于科学研究的人，他们的故事足以让我们感动，本章列举了在磁学方面有杰出贡献的科学家，讲述了他们学习和研究的成长历程，以通俗易懂的语言阐述他们的发明与发现，以生动的故事描绘他们与磁有关的逸闻趣事。我们相信，热爱科学的人，也同样会热爱这些可敬、可爱的科学家们。
 
奥斯特——电流磁效应的发现者
奥斯特名言：“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，所有的科学研究都是从实验开始的”。
 课堂上的惊人发现
在1820年的4月，丹麦哥本哈根大学里，教授汉斯·奥斯特说：“让我们把导线和磁针平行放置试试看。”他把导线和磁针都沿着磁子午线方向放好，当通上电源的时候，只见小磁针大幅度晃动。尽管学生们无动于衷，奥斯特却是激动万分、手舞足蹈，竟然激动的在讲台上摔了一跤。
因为历史性标志的电流磁效应终于面世了，电磁学新时代终于到来了，里程碑的帷幕终于被我揭开了！奥斯特发现的电流磁效应，是科学史上的重大发现，它立即引起了那些懂得它的重要性和价值的人们的注意。
在这一重大发现之后，一系列的新发现接连出现。大量的电与磁的新奇现象如雨后春笋般出现了，一系列的电磁规律找到了，应用广泛的电磁铁出现了。两个月后安培发现了电流间的相互作用，阿拉果制成了第一个电磁铁，施魏格发明电流计等。安培曾经写道：“奥斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了”。奥斯特的发现揭开了物理学史上的一个新纪元。
汉斯·奥斯特是一位热情洋溢重视科研和实验的教授，他说：“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，所有的科学研究都是从实验开始的”。因此受到学生欢迎。
他还是卓越的讲演家和自然科学普及工作者，1824年倡议成立丹麦科学促进协会，创建了丹麦第一个物理实验室。1908年丹麦自然科学促进协会建立“奥斯特奖章”，以表彰做出重大贡献的物理学家。
奥斯特的功绩受到了学术界的公认，为了纪念他，国际上从1934年起命名磁场强度的单位为奥斯特，简称“奥”。1937年美国物理教师协会设立“奥斯特奖章”，奖励在电磁学做出突出贡献的科学家。
 奥斯特的电磁效应实验
神奇的事情无所不在，电可以生磁，而与此同时，磁也可以生电，这深藏其中的奥秘又是什么呢？通过做实验，我们可以得出这样的结论：倘若一条直的金属导线通过电流，那么导线周围的空间会产生磁场，并且电流越大，磁场的效力就越明显。
下面我们就说一下历史最著名的奥斯特实验，也就是能证明通电导线周围存在着磁场的实验。在直导线附近放置一枚小磁针，那么，当导线通有电流的时候，磁针会发生偏转的现象。
这个实验是直导线，那么如果我们换成是螺旋管状的线管呢？结果附近还会产生磁场吗？结果是：通电以后，螺线管的每一匝都会产生磁场，因而互为邻居的两匝之间的方向相反，所以它们之间的磁场会相互抵消。
螺线管外部的磁场和磁铁是一样的，而螺线管内部形成了闭合的磁力线。这个人就是揭开电磁学新时代帷幕的英雄——奥斯特。
 
法拉第——电磁感应的发现者
法拉第的电磁屏蔽原理告诉我们：在汽车中的人是不会被雷击中的，当电梯关上的时候，里面才能收到电子讯号。
迈克尔·法拉第，生于1791年，出生在纽因顿的一个贫苦铁匠家庭，幼年十分贫苦寒酸，受尽折磨和打击，但是，他从来不言放弃和气馁，一路上凭借着永不熄灭的执着精神和坚强的意念成功的铸造了今天的辉煌成就。
 法拉第的电磁“笼子”
和人类性命攸关的“法拉第笼”是如何进行雷电屏蔽的呢？飞机能闯入雷电禁区而平安飞行，又是为什么呢？磁为什么会产生电呢？这其中究竟隐藏着什么奥秘呢？
磁生电是英国著名科学家法拉第发现的。法拉第的一生在科学方面有许多卓越的成就，然而他对人类最大的贡献莫过于发现电磁感应及其规律了。
法拉第，是电磁学的伟大奠基人，他发明的法拉第笼，可以不用担心被雷劈到。当有几十万伏特的高压雷电击向笼子的时候，在笼子里的人却安然无恙。这是由于金属网的屏蔽作用使笼内的电场强度为零。
高压电线上的电力工作者用铜丝网做的“等电位服”穿在身上，创造了超高压自由带电作业的神话奇迹。
把他的这一发现比喻成一个刚刚出世的婴儿，没想到，50年之后，这个婴儿竟然变成了一个巨人。人类创造的第二次工业革命里面就包括有和法拉第紧密关联的发电机、变压器等等。
 法拉第的电磁感应实验
法拉第是一位最杰出的实验天才，在自己实验室基础上设计了一套装置，将铜盘在巨大的永久磁场中不停的旋转，把盘子的轴心和边缘接上导线，就能引出电流，因而成功的制造了世界上、人类历史上的第一台发电机。
后来，经过不断完善的实验，又引出磁力线的概念。其中奥秘就是当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上所产生的电流的这种奇妙现象就叫做电磁感应现象，所产生的电流叫做感应电流。
而作为电磁场理论奠基者的法拉第又是如何发现并实验证明的呢？
在1821年，法拉第用实验首先发现通电导线能够绕着磁铁旋转，实现了人类历史上首次将电磁运动向机械运动的转换，同时也是今天电动机的雏形。
而后经历了数以万计的失败，呕心沥血，终于皇天不负有心人，在1831年的一天，法拉第把磁铁插入或者抽出闭合的导线回路时，奇迹般的会出现电流，并且总结出举世闻名的法拉第电磁感应定律。
在以后经过无数次的实验总结之后，概括出了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。这些实验孕育着以后的发电机、电动机、变压器，预示着人类即将步入电气时代。
童年时期的法拉第生活非常窘迫困苦，仅仅上过几年小学，13岁在书店当学徒，送报、装订、参加哲学学习活动，从没有放弃对梦想的追求和努力。法拉第终生致力于科学事业，勤奋踏实、孜孜不倦的工作和实验，不图虚荣。即使他获得过很多荣誉奖章，但是他深藏不露，还说：“我从来没有为追求这些荣誉而工作。”科学家麦克斯韦评价他为：“法拉第是科学家中最有成效、最时尚、最谦逊、最高尚的典型。”
法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。
这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础，他的这些新颖思想为19世纪以后自然科学、物理天文的发展和进步燃起了弥足可贵的灯塔！
富兰克林——走在磁和电的边缘
“你热爱生命吗？那么别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。”—— 本杰明·富兰克林
富兰克林是美国最伟大的科学家和发明家，世界著名的政治家、外交家、音乐家、美术家、天文学家、哲学家、文学家、航海家、作家、军事家、谋略家、数学家、电学家、出版家、实业家。
 敢于“抓”雷电的科学狂人
凡是一提到电呢，我们不由自主的会联想到一位能“抓住”雷电、捕捉“天火”的天文科学家—本杰明·富兰克林。
本杰明·富兰克林，1706年出生在北美洲，八岁入学读书，虽然学习成绩优异，但由于他家中孩子太多，父亲的收入无法负担他读书的费用。所以，他很早就不得已离开了学校，回家帮父亲做蜡烛生意。
富兰克林一生只在学校读了这两年书。同时，利用工作之便，他结识了几家书店的学徒，将书店的书在晚间偷偷地借来，通宵达旦地阅读，第二天清晨便归还。他阅读的范围很广，技术、天文地理、人文科技、奇闻轶事等方面的通俗读物到著名科学家的论文以及作品都是他阅读的范围。
为了对电进行深入、透彻的研究，他的闻名世界的“费城风筝实验”真正揭开了这一谜题。富兰克林对静电的贡献是不可磨灭的，最先提出了避雷针的设想，打破了数千年人类对自然界的恐惧和迷信。
 风筝实验的先行者们
1752年6月，富兰克林安全而又成功的表演了闻名全球的“风筝实验”，之后，1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。
其实，雷雨时，天空中出现电闪雷鸣，是一种大规模的放电现象。天空中的云，是由许许多多小水滴、小冰晶组成的，叫做云滴。由于气流运动十分的激烈，云滴之间相互碰撞，这样就摩擦出了不同负荷的电，积累到一定程度后，就会出现雷电。
然而，倘若在地面上存有较高的建筑物的话，便会招来“落地雷”，因为这种放电现象发生在云和地之间。
1746年，一位英国学者在波士顿利用莱顿瓶和玻璃管表演了电学实验。富兰克林怀着极大的兴趣观看了他的表演，并被电学这一刚刚萌芽的科学强烈地吸引住了。
 对雷电的深入研究
从此，富兰克林夜以继日的在家里做了大量实验，研究了两种电荷的性能，说明了电的来源和在物质中存在的现象。在18世纪以前，人们还不能正确地认识雷电。很多学者、教授甚至科学家会认为雷电是“气体爆炸”的观点。
在一次试验中，富兰克林的妻子丽德不小心碰碎了莱顿瓶，一团电火闪过，丽德被击中倒地，面色惨白，表情呆滞，很长一段时间才恢复过来。这虽然是试验中的一起意外事件，但思维敏捷的富兰克林却由此而想到了空中的雷电。
他经过反复思考，断定雷电也是一种放电现象，它和在实验室产生的电在本质上是一样的。于是，他写了一篇名叫《论天空闪电和我们的电气相同》的论文，并送给皇家委员会。但富兰克林的伟大设想竟遭到了许多人的冷嘲热讽，有人甚至嗤笑他是“想把上帝和雷电分家的狂人”。
 疯狂的风筝雷电实验
终于，1752年7月的一天，阴云密布，狂风骤起，电闪雷鸣，富兰克林预料到一场暴风雨就要来临了。
富兰克林带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷、高耸的地带，等到富兰克林将风筝顺利展翅高飞的时候，刹那间，雷电交加，大雨倾盆，父子俩焦急的期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝，立即掠过一种非常恐怖的麻木感，这种力量的恐惧不可限量。
他万分激动，随后，他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。回到家里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。
 他获得了成功
风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学界的名声大振。英国皇家学会给他送来了金质奖章，聘请他担任皇家学会的会员，他的科学著作也被译成了多种语言。他的电学研究取得了初步的胜利。他是第一个科学的用正、负电概念表示电荷性质的科学家，热衷于对磁和电的研究实验，并且为人类的文明进步奠定了坚实的基础。
麦克斯韦的电磁情缘
“变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场相互激发组成一个统一的电磁场。”——麦克斯韦
麦克斯韦是举世闻名的物理学家，经典电磁理论的创始人。1831年出生在苏格兰爱丁堡。麦克斯韦是英国北部苏格兰领主的公子，也是家境富裕，条件优越，并且他聪颖好学，从小就对电和磁产生了浓厚的兴趣。
 剑桥大学里的数学奇才
麦克斯韦的智力发育格外早，对电磁的天赋也极其的高。他的数学才能尤其引人注目，从剑桥大学毕业的时候获得了数学领域的最高荣誉——史密斯奖，正是他出众的数学能力为后来在理论上总结法拉第的磁场线与电场线奠定了坚实的基础。
他思路开阔，特别能干，无论是做家务事还是在学校的学习，他的成绩都是无与伦比的。而且课外知识相当丰富。
年仅14岁的时候麦克斯韦写出了论述卵性图形绘图法的论文，并且在爱丁堡皇家学会进行了宣读；年仅十五岁时，就向爱丁堡皇家学院递交了一份有关电磁理论的科研论文，在当时的科学界引起了不小的争论和热潮。他在英国剑桥大学毕业，由于对电磁有着巨大的贡献，曾经在剑桥大学担任教授。
麦克斯韦究竟和电磁有着什么情缘呢？麦克斯韦用实验的头脑观察着世间的一切，总是在不断完善中一步步的向前进，尽管实验失败过无数次，可他凭借坚强的意志和惊人的毅力，终于进一步发现了电和磁的关系。
当麦克斯韦利用涡线与涡流的模型来分析电流周围的磁场时，首次大胆预言了电磁波的存在，并且进一步提出光也是一种电磁波。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的《史记》之一。
 辉煌巨著
人过留名，雁过留声，每个伟大的科学家对人类都有着非凡的贡献，那么，麦克斯韦的《电磁学通论》有什么奥妙之处呢？
《电磁学通论》是一部经典的电磁理论著作，是麦克斯韦呕心沥血的毕生之作，是科学历史上的里程碑。
在这本大部头的著作中，麦克斯韦系统地总结了人类在19世纪中叶前后对电磁现象的探索研究轨迹，其中包括库仑、安培、奥斯特、法拉第等人的不可磨灭的功绩，更为细致、系统、详尽地概括了他本人的创造性努力的结果和成就，从而建立起完整的电磁学理论。
这部巨著的历史意义不可小视，有着极其非凡的承前启后的跨时代意义。可与牛顿的《数学原理》、达尔文的《物种起源》相提并论。从安培、奥斯特，经法拉第、汤姆逊最后到麦克斯韦，通过几代人的不懈努力，电磁理论的宏伟大厦，终于建立起来。
赫兹之光
“带电物体当被紫外光照射时会很快失去它的电荷，这就是光电效应。”——赫兹
 电磁波之父的非凡人生
赫兹出生在德国汉堡一个改信基督教的犹太家庭。父亲是汉堡城的一名顾问，母亲是一位医生的女儿。在他去柏林大学就读之前就已经展现出良好的科学和语言天赋，喜欢学习阿拉伯语和梵文。他曾经在德国德累斯顿、慕尼黑和柏林等地学习科学和工程学。他是古斯塔夫·基尔霍夫和赫尔曼·范·亥姆霍兹的学生。
1880年赫兹获得博士学位，但继续跟随亥姆霍兹学习，直到1883年他收到来自基尔大学出任理论物理学讲师的邀请。1885年他获得卡尔斯鲁厄大学正教授资格，并在那里发现电磁波。
赫兹在柏林大学随赫尔姆霍兹学物理时，受赫尔姆霍兹之鼓励研究麦克斯韦电磁理论，当时德国物理界深信韦伯的电力与磁力可瞬时传送的理论。因此赫兹就决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦理论谁的正确。
赫兹一直对科学和工程学有着浓厚的兴趣。赫兹从小就养成了动手的好习惯。上学后，家里还让他拜师学木工，学车工，锯、刨、斧、凿他样样都拿得起。
1885年他获得卡尔斯鲁厄大学正教授资格，并在那里发现电磁波；1886年，赫兹经过反复实验，发明了一种电波环，用这种电波环作了一系列的实验，终于在1888年发现了人们怀疑和期待已久的电磁波。赫兹的实验公布后，轰动了全世界的科学界。
 赫兹的实验
赫兹究竟是怎么发现电磁波的光电效应的呢？
赫兹设计了一套电磁波发生器，赫兹在实验室将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。当感应线圈的电流突然中断时，就能感应到高电压使电火花隙之间产生火花。瞬间后，电荷便经由电火花隙在锌板间振荡，频率高达数百万周。
由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使电火花隙产生火花。所以他坐在一暗室内，检波器距振荡器10米远，结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。
赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板，入射波与反射波重叠应产生驻波，他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。赫兹先求出振荡器的频率，又以检波器量得驻波的波长，二者乘积即电磁波的传播速度。
正如麦克斯韦所预测的一样。电磁波传播的速度等于光速。此实验具有相当大的轰动性，引起了科学界的飓风。
赫兹对科学的追求没有止境，孜孜不倦，永不停止。在后来，赫兹发现了电磁波在金属物体面上会反射，在通过硬沥青的三角棱镜时会折射的时候，也未来得及进一步研究这种原理的技术应用而失去了发明雷达的机会。这也就是后来赫兹所说的举世闻名的光电效应。
安培和带电的磁
“电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引，电流方向相反的两条平行载流导线互相排斥。”——安培
安培13岁就发表第一篇数学论文，论述了螺旋线。1808年安培任法国帝国大学总学监，1809年任巴黎工业大学数学教授。1814年当选为法国科学院院士。1824年任法兰西大学物理系教授，并且他还是斯德哥尔摩等科学院的院士。
 博览群书
安培，首位发现电磁感应的科学家。出生于法国里昂的一个商人家庭，安培家境富裕，生活条件优越，从小就受到了良好的教育，图书资源丰富，不像很多具有励志性质的著名科学家那样，从小生活窘迫、家境困难、磨难占据生命中童年的一切，不过，安培也是一直很努力很刻苦的，尤其是对科学物理知识以及天文地理的热爱，达到了难有人望其项背的地步。
安培的父亲知道文化知识对孩子成长的重要性和必要性，因而，特别为安培设立了一个藏书丰富的私人图书馆，所以他从小就博览群书。书籍不但让他体会到了生命崇高的一面，更激发了他对自然科学、物理化学、数学和哲学、电磁学的极其浓厚的兴趣。
 热爱科学
安培也是第一个发现电磁感应的科学家，当1832年法拉第宣布他发现了电磁感应之后，安培声称，实际上他在1822年就已经发现了一个电流能够感应出另一个电流。
安培从小就是个物理化学、数学天才，年纪小小已学会数学的基本知识和几何学；8岁就对磁石产生了浓厚的兴趣和深深的着迷度；12岁就开始学习微积分；18岁时已能重复《分析力学》中的某些计算。
在上大学的时候就已经发表了几篇关于磁场的研究论文，并且表示了电和磁之间有着千丝万缕的牵连和密不可分的关系，之间的互相转化以及彼此的相互作用等等；1799年他在里昂担任数学教师，并开始有系统地研究数学，后来更写了概率论的论文。
安培小时候记忆力极强，数学才能出众，表现出了非凡的物理天赋能力，对电磁反应一直很是好奇，并做出了相当大的贡献。安培从小自学能力非常的强，经常泡在图书馆看书。尤其是对奥斯特的实验极为入迷和疑惑，安培自学了《科学史》、《百科全书》和《电和磁的关系》等著作。
 安培对磁的贡献
他对数学、物理最着迷，在随后的几年里，他深入系统地研究了电磁学现象，提出安培力公式和分子电流假说。
他认为，物体内部每个分子中的以太和两种电流质的分解，会产生环绕分子的圆电流，形成小磁体；当有外部磁力作用时，它们呈规则排列，使物体呈现磁性。
他还集中研究了电流元之间相互作用力。为测定这种作用力，他以精巧的实验技巧和高超的数学能力设计了4个“示零实验”。在对实验结果进行分析和综合后，他于12月4日提出任意2个电流元之间作用力的公式，即安培力公式。
 安培定律
举世闻名的安培定律是怎么得来的呢？安培在物理学方面的主要贡献是对电磁学中的基本原理有重要发现，主要是安培定律和电流和磁场的关系等等。
安培对于奥斯特的实验，是一再的重复实验，终于皇天不负有心人，发现了磁针转动方向和电流方向的关系服从右手定则，以后这个定则被命名为安培定则。
而后，安培继续实验研究，半月后提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引，电流方向相反的两皋平行载流导线互相排斥。
安培连续不断的又做了许多实验，并运用高度的数学技巧于1826年总结出电流元之间作用力的定律，描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这个定律称为安培定律。
但凡科学家们，对真理和科学原理的探究永远是无止境的，1821年一月，他提出了著名的分子电流的假设，认为每个分子的圆电流形成十个小磁体，这是形成物体宏观磁性的原因；1827年，安培将他对电磁现象研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，这称得上是科学史上一部重要的经典论著，对以后电磁学的发展起了深远的影响。
知识链接：把马车车厢做“黑板”的安培
有一次，安培在街上散步，走着走着，想出了一个电学问题的算式，正为没有地方运算而发愁。突然，他见到面前有一块“黑板”，就拿出随身携带的粉笔，在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了，他也跟着走，边走边写；马车越来越快，他就跑了起来，一心一意要完成他的推导，直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动，使街上的人笑得前仰后合。
 
爱迪生和磁的趣事
“失败也是我需要的，它和成功对我一样有价值。只有在我知道做不好的方法以后，我才知道做好的方法是什么。”——爱迪生
 人类最伟大的天才发明家
爱迪生一生所发明的东西恐怕是前无古人后无来者的，拥有众多重要的发明专利，被传媒授予“门洛帕克的奇才”称号的他，是世界上第一个发明家利用大量生产原则和其工业研究实验室来生产发明物的人。
一生的科学实验都离不开对磁的研究，爱迪生对磁也是情有独钟，爱不释手。他拥有2000余项发明，包括对世界极大影响的电影摄影机、留声机、电灯、电影、电报和钨丝灯泡等。在美国，爱迪生名下拥有1093项专利，而他在美国、英国、法国和德国等地的专利数累计超过1500项。
1892年创立通用电气公司。他是有史以来最伟大的发明家，迄今为止，世界上没有一个人能打破他创造的发明专利数世界纪录。
童年时期的爱迪生，在大街上曾经卖过报纸，一次偶然的机会，冒死搭救了一位在火车轨道上即将遇难的男孩。孩子的父亲对此感恩戴德，但由于无钱可以酬报，愿意教他电报技术。从此，爱迪生便和这个神秘的电的新世界发生了关系，踏上了科学的征途。
爱迪生曾经担任过电信报务员。稍后，他就获得了第一项发明专利权。这是一台自动记录投票数的装置。此后，他的兴趣又转到荧光学、矿石捣碎机、铁的磁离法、蓄电池和铁路信号装置上。
 爱迪生对磁的贡献
爱迪生从小就喜欢用他那与众不同、极其独特、匪夷所思的天才脑袋思考一连串的奇怪而“幼稚”的问题。在研究有声电影时，爱迪生通过对磁的有关理论的深入研究和实验，后来爱迪生就已经试探性地着手实验了一项他从未接触过的巨大事业。1891年，他再次深度探索电和磁之间的奥妙之处，从而成功的发明了“爱迪生选矿机”，开始自行经营采矿事业。
后来，爱迪生并不满足这些成就，一方面从事水泥的制造，一方面研制新蓄电池。他一日一夜就绘制出新水泥厂的图样，设计十分周全，并且实际运用效果挺有效便捷的。
他在兴建水泥厂时，制成了原料机、加细碾机，设计了长窑，1909年获得专利权。1910年爱迪生水泥公司居全国第5位。爱迪生制造蓄电池时也同发明电灯一样，常常是彻夜不眠，试验5个多月达9000余次。制成后他在西奥兰治3英里外设厂进行生产，颇受欢迎。
我们最熟悉的莫过于爱迪生发明的电灯和留声机了。爱迪生是怎么发明了让世界光明、让人类进入“明天”的绝世罕物的呢？其中经历了哪些挫折和失败呢？爱迪生和磁又是怎么纠缠到一起的呢？
当时爱迪生为了发明电灯，他和梦罗园的伙伴们，不眠不休的做了1600多次耐热材料和600多种植物纤维的实验，才制造出第一个炭丝灯泡，可以一次燃烧45个钟头。
后来他更在这基础上不断改良制造的方法，终于推出可以点燃1200小时的竹丝灯泡，给人类成功的带来了光明和温暖，给工业以及科技带来了划时代的进步，给人们带来了真正的生机和活力，标志着电气光明时代的真正到来，从此人类结束了黑暗和落后，是非常具有划时代意义的伟大科技创举。
知识链接：爱迪生孵小鸡好奇心驱使内心的探索欲望，是发明创造的最大动力。
有一次，到了吃饭的时候，仍不见爱迪生回来，父母亲很焦急，四下寻找，直到傍晚才在场院边的草棚里发现了他。
父亲见他一动不动地趴在放了好些鸡蛋的草堆里，就非常奇怪地问：“你这是干什么？”
小爱迪生不慌不忙地回答：“我在孵小鸡呀！”
原来，他看到母鸡会孵小鸡，觉得很奇怪，总想自己也试一试。
 
居里夫妇对磁的贡献
“我要把人生变成科学的梦，然后再把梦变成现实。”——居里夫人
玛丽夫人是世界著名科学家，研究放射性现象，发现镭和钋（pō）两种天然放射性元素，一生两度获诺贝尔奖（第一次获得诺贝尔物理奖，第二次获得诺贝尔化学奖）。
在研究镭的过程中，作为杰出科学家，居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱，她的典范激励了很多人。
 成长历程
居里夫人，原名玛丽·斯克罗多夫斯基·居里，1867年11月7日生于沙皇俄国统治下的华沙，父亲是中学教员。16岁她以金质奖章毕业于华沙中学，因家庭无力供她继续读书，而不得不去担任家庭教师达六年之久。
后来靠自己的一点积蓄和姐姐的帮助，于1891年去巴黎求学。在巴黎大学，她在极为艰苦的条件下勤奋地学习，经过四年，获得了物理和数学两个硕士学位。
 简朴的婚姻生活
1895年7月25日，玛丽·居里与皮埃尔·居里结婚。他们结婚时，新房里只有两把椅子，正好两人各一把。皮埃尔·居里觉得椅子太少，建议多添几把，以免客人来了没地方坐。居里夫人却说：“有椅子是好的，可是，客人坐下来就不走啦。为了多一点时间搞研究，还是算了吧！”
 光辉的一生
居里夫妇共同为科学事业奉献了自己的一生。他们的贡献历史上无人能及，历史会永远铭记他们，科学会永远需要他们，我们会永远崇拜他们。
在世界科学史上，玛丽·居里是一个永远不朽的名字。这位伟大的女科学家，以自己的勤奋和天赋，在物理学和化学以及其他科学领域，都做出了不可磨灭的贡献，并因此而成为唯一一位在两个不同学科领域、和连续两次获得诺贝尔奖的著名女子科学家。这在历史上是绝无仅有的旷世奇遇。
伦琴的X射线
“我的发现属于所有的人。但愿我的这一发现能被全世界科学家所利用。这样，它就会更好地服务于全人类……”——伦琴
伦琴，德国出生，举世著名实验物理学家，伦琴一生在物理学许多领域中进行过实验研究工作，尤其对对磁和电的贡献是功不可没的，最突出的是发现了电磁波中的X射线。
 伦琴射线
伦琴，童年时全家迁居荷兰，1865年迁居瑞士苏黎世，伦琴进入苏黎世联邦工业大学机械工程系。1895年伦琴在维尔茨堡大学发现了X射线。1900年年任德国慕尼黑物理学教授和物理研究所主任。
在1895年12月，伦琴用《一种新的射线——初步报告》这个题目，向维尔茨堡物理学医学协会作了报告，宣布他发现了X射线，阐述这种射线具有直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等性质。
这一发现立即引起了强烈的反响：1896年1月柏林物理学会成立50周年纪念展览会上展出X射线照片。
X射线是一种波长很短的电磁辐射，首次是由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。
伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应。
另外他还对电介质在充电的电容器中运动时的磁效应、气体的比热容、晶体的导热性、热释电和压电现象、光的偏振面在气体中的旋转、光与电的关系、物质的弹性、毛细现象等方面的研究都作出了一定的贡献，由于他对X射线的发现赢得了巨大的荣誉，以致这些贡献大多不为人所注意。
 寻觅X射线的路途
伦琴是怎么一步步在实验的挫败中发现了这一神秘射线呢？
1895年11月，伦琴陷入了深深的沉思和迷惑不解之中。他以前做过一次放电实验，为了确保实验的精确性，他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实，并且用一个没有安装铝窗的阴极管让阴极射线透出。
可是现在，他却惊奇地发现，对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕发出了光，而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片，现在也变成了灰黑色——这说明它们已经曝光了！
这个一般人很快就会忽略的现象，却引起了伦琴的注意，使他产生了浓厚的兴趣。他想：底片的变化，恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线，它甚至能够穿透装底片的袋子。不过目前还不知道它是什么射线，于是取名“X射线”。
于是，伦琴开始了对这种神秘的X射线的研究。
他先把一个涂有磷光物质的屏幕放在放电管附近，结果发现屏幕马上发出了亮光。接着，他尝试着拿一些平时不透光的较轻物质——比如书本、橡皮板和木板放到放电管和屏幕之间去挡那束看不见的神秘射线，可是谁也不能把它挡住，在屏幕上几乎看不到任何阴影，它甚至能够轻而易举地穿透15毫米厚的铝板！
直到他把一块厚厚的金属板放在放电管与屏幕之间，屏幕上才出现了金属板的阴影，看来这种射线还是没有能力穿透太厚的物质。实验还发现，只有铅板和铂板才能使屏不发光，当阴极管被接通时，放在旁边的照相底片也将被感光，即使用厚厚的黑纸将底片包起来也无济于事。
接下来更为神奇的现象发生了，一天晚上伦琴很晚也没回家，他的妻子来实验室看他，于是他的妻子便成了在那不明辐射作用下在照相底片上留下痕迹的第一人。当时伦琴要求他的妻子用手捂住照相底片。当显影后，夫妻俩在底片上看见了手指骨头和结婚戒指的影象。
1896年1月5日，在柏林物理学会会议上展出了很多X射线的照片，同一天，维也纳《新闻报》也报道了发现X光的消息。这一伟大的发现立即引起人们的极大关注，并很快传遍全世界。在几个月的时间里，数百名科学家为此进行调查研究，一年之中就有上千篇关于X射线的论文问世。
伦琴虽然发现了X射线，但当时的人们、包括他本人在内，都不知道这种射线究竟是什么东西。直到20世纪初，人们才知道X射线实质上是一种比光波更短的电磁波，它不仅在医学中用途广泛，成为人类战胜许多疾病的有力武器，而且还为今后物理学的重大变革提供了重要的证据。
正因为这些原因，在1901年诺贝尔奖的颁奖仪式上，伦琴为世界上第一个荣获诺贝尔奖物理奖的人。人们为了纪念伦琴，将X（未知数）射线命名为伦琴射线。
 伦琴用X射线开了个“新闻发布会”
在伦琴成功发现X射线之后，特别甄选在符茨堡大学城做了一次公开性的演讲。当时，人山人海，场面异常火爆和壮观。几乎全城的医生、学者、工程师、企业主、记者、摄影师和艺术家应邀而来，过道上、窗台上都挤满了大学生。
预定的时间一到，伦琴就开始演讲。他向与会者介绍，他如何成功地发现了神秘的射线，并表示愿意当众演试这一过程。
伦琴的朋友将其手掌遮住了放在桌子上的暗匣，暗匣里有一块感光板。瓦格涅尔工程师将四周的光遮住，于是伦琴开始重复他两周以前在普留斯米奴斯身上做过的试验。
当瓦格涅尔将显影后的感光板拿来之后，伦琴立刻毫不迟疑地将它拿给大家看。经过几分钟的沉寂，与会的人们才从惊奇之中清醒过来，兴奋地又是赞叹、又是鼓掌，场面火爆，全是欢呼的人群。
瓦格涅尔惊呼，“先生们！在这张照片上，你们看到了我这只手的骨骼图象。本人有生以来，象这种奇迹还从未见过。请允许我向你们建议：今后就将X射线定名为伦琴射线，以此来表示对科学家威廉·康拉德·伦琴教授伟大劳动的由衷谢意！”
伦琴想说些表示反对这样做的话，然而他的话被吞没在欢呼的声浪之中了。没有一个人愿离席而去。伦琴不得不回答与会者所提出的各种问题。“我知道，先生们！”他笑着回答道，“我知道，我会因此而发财致富，但是，我并不准备拍卖这一发现。”
“这我可就不懂了，”一位企业家困惑不解地直摇头，“为什么您不想以此来赚钱呢？我出50万！”。“哪怕是1千万！”伦琴淡然一笑答道：“我的发现属于所有的人。但愿我的这一发现能被全世界科学家所利用。这样，它就会更好地服务于全人类……”
 
贝尔的电话之“磁”
美国著名物理学家约瑟夫·亨利对26岁的贝尔说：“你有一个伟大发明的设想，干吧！”当贝尔说到自己缺乏电学知识时，亨利说：“学吧”。
于是，2年后人类的第一部电话问世了。
电话，无疑和我们的生活息息相关，我们时时刻刻都不能离得开它，对我们简直是太重要了，它可以缓解亲人朋友的相思之苦，可以及时迅速的回馈重要信息，可以将地球两端的人拉近距离，总之，电话的功能是无可取代的。
而我们都熟悉，电话是由贝尔发明的，这其中隐藏着哪些玄机和奥秘呢？
 最初的设想
贝尔刚开始的兴趣是在研究电报上。有一次，当他在做电报实验时，偶然发现了一块铁片在磁铁前振动会发出微弱声音的现象，而且他还发现这种声音能通过导线传向远方。这给贝尔以很大的启发。从此，贝尔开始了专心研究电话的生涯。他想，如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的振动吗？这就是贝尔关于电话的最初构想。
但由于电话是传递连续的信号而不是电报那样不连续的通断信号，在当时的难度好比登天。他曾试图用连续振动的曲线来使聋哑人看出“话”来，没有成功。
贝尔在实验中发现了一个有趣现象：每次电流通断时线圈发出类似于莫尔斯电码的“滴答”声，这引起贝尔大胆的设想：如果能用电流强度模拟出声音的变化不就可以用电流传递语音了吗？
贝尔把自己的这一设想告诉了当时美国著名的物理学家约瑟夫·亨利，亨利对贝尔说：“你有一个伟大发明的设想，干吧！”当贝尔说到自己缺乏电学知识时，亨利说：“学吧”。
 研制电话机
随后的两年内贝尔刻苦用功掌握了电学，再加上他扎实的语言学知识，使他如同插上了翅膀。他辞去了教授职务，一心扎入发明电话的试验中。
连续两天两夜自制了音箱、改进了机器。然后开始实验，刚开始沃特森只从受话器里听到嘶嘶的电流声，终于他听到了贝尔清晰的声音“沃特森先生，快来呀！我需要你？”
1875年6月2日傍晚，当时贝尔28岁，沃特森21岁。他们趁热打铁，几经半年的改进，终于制成了世界上第一台实用的电话机。1876年3月3日，贝尔的专利申请被批准。
他们回到波士顿后继续对这一发明进行改进，同时抓住一切时机进行宣传。两年后的1878年，贝尔在波士顿和沃特森在相距300多公里的纽约之间首次进行了长途电话实验。
 开创了大众使用电话的时代
1877年，也就是贝尔发明电话后的第二年，在波士顿设的第一条电话线路开通了，这沟通了查尔期·威廉期先生的各工厂和他在萨默维尔私人住宅之间的联系。也就在这一年，有人第一次用电话给波士《顿环球报》发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。
 
西门子的电磁世界
维尔纳·冯·西门子，是德国著名的工程学家、企业家，也是电动机、发电机、有轨电车和指南针式电报机的发明人，改进过海底电缆，提出平炉炼钢法，革新了炼钢工艺，是西门子公司创始人。
 发明家与企业家
西门子，出生于德国的一户农民家庭，这位农村青年在服兵役期间对电报技术产生了很大兴趣，并发明了在十九世纪间流行一时的指南针式电报机，之后他又建设了一个小型的电子实验室，进行了一些电学方面的研究。
1866年，西门子提出了发电机的工作原理，并由西门子公司的一名工程师完成了人类第一台发电机。同年，西门子还发明了第一台直流电动机。
西门子研发的这些技术往往马上被产品化投入市场，或者将其应用到新的产品中。例如有轨电车、无轨电车、电梯、电气火车等都是西门子公司利用其创始人的发明最先投入市场的。
 神奇的发电机是怎么工作的呢？
发电机是通过轴承、机座及端盖将发电机的定子、转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
由于电刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流，所以家庭电路等电路中是交变电流，简称交流电。中国电网输出电流的频率是50赫兹。
但是，发电刚开始的时候需要很多有限的资源，尤其是煤炭、石油等等珍贵稀有资源，尽管现在人类发明了热发电，太阳能发电，风力发电等，但是，即便这样我们在日常生活中也必须得养成节约用电的良好习惯。
 
斯本塞的微波炉
 展开合作
1939年，年轻的斯本塞开始接触了各类电器，稍后又进入专门制造电子管的雷声公司。天才加勤奋的结果，他先后完成了一系列重大发明，令许多老科学家刮目相看。
那时候，英国科学家们正在积极从事军用雷达微波能源的研究工作。伯明罕大学两位教授设计出一种能够高效产生大功率微波能的磁控管。当时，英国正在发生战争，所以，不得不和斯本塞合作，他们真是心有灵犀一点通，合作默契，取得完美成功。
 发现微波的热效应
1945年，他观察到微波能使周围的物体发热。有一次，他走过一个微波发射器时，身体有热感，不久他发现装在口袋内的糖果被微波溶化。
还有一次，他把一袋玉米粒放在波导喇叭口前，然后观察玉米粒的变化，结果变的跟爆米花似的。第二天，他又将一个鸡蛋放在喇叭口前，结果鸡蛋受热突然爆炸，溅了他一身。这更坚定了他的微波能使物体发热的论点。
 家用微波炉的诞生
1947年，雷声公司推出了第一台家用微波炉。1965年，乔治·福斯特对微波炉进行大胆改造，与斯本塞一起设计了一种耐用和价格低廉的微波炉。1967年，微波炉新闻发布会兼展销会在芝加哥举行，获得了非常巨大的成功。
 微波炉的工作原理
微波加热的原理简单说来是：当微波辐射到食品上时，食品中总是含有一定量的水分，而水是由极性分子组成的，这种极性分子的取向将随微波场而变动。
由于食品中水的极性分子的这种运动。以及相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。用微波加热的食品，因其内部也同时被加热，使整个物体受热均匀，升温速度也快。
 
不可思议的哈奇森效应
“自然界可以自发地形成交错的磁场，然后制造出某种适当的情况，使得船只和飞机完全碎裂，或者消失到另外的空间维度中去。”——哈奇森
 奇怪的现象
哈奇森在实验室做试验的时候，发生过这样的离奇事情，当他们把能发射电磁波的设备塞进实验室里面，打开机器之后，忽然就莫名其妙的飞来一块金属材质的东西落到身上。
更加离奇恐怖的是，有时候屋内的物体居然漂浮在空中成旋涡状地盘旋起来。更为惊骇的现象也有出现，石头堆砌的房屋竟然会突然间起火以及镜子居然会自动碎裂！
与之相比，还有一种效应更加离奇恐怖，被称为“闹鬼”现象。很多人会发现在空无一人的房间里，会传来脚步声；夜晚睡觉发现有陌生人的手掐住自己的脖子；屋内的家具会自己漂浮、挪动。这种现象被认为是哈奇森实验室里的那种效应在社会生活中的偶然再现。
 统一场理论
针对这些离奇现象，伟大的科学家爱因斯坦曾提出一个奇妙的理论，即“统一场理论”。该理论认为，电磁和引力是相互链接的，这就犹如质能转换一样，也就是说，时间、空间、物质都是相互联系的，电磁能会影响引力，反过来，引力也会影响电磁能。
后来，经过科学家们的不断实验发现，当磁力发生到一定的大小时，会使在磁力作用下的物体消失！人们猜测，物体并没有消失，而是在电磁能的作用下到了另一个空间！难道电磁能竟然可以扭曲时空吗？
这个谜底被一位名字叫做哈奇森的科学家破晓了，哈奇森声称，他在做实验的时候，就亲身经历过一系列这样或者那样些许离奇古怪的事情，这些恐怖的超自然现象一直困扰着哈奇森好久好久。
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汉斯·奥斯特
汉斯·奥斯特，丹麦物理学家、化学家，出生于“药剂世家”，童年就对化学、药物学、天文、数学、物理产生了浓厚的兴趣。22岁获取博士学位，29岁任为英国皇家学会常务秘书，31岁任法国科学院院士，历史上第一个电流磁效应的发现者。奥斯特深受哲学思想的影响，认为地球上的任何自然力都来自同一根源，可以互相转化。
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法拉第笼
法拉第笼是一个由金属或者良导体形成的笼子。是以电磁学的奠基人、英国物理学家迈克尔·法拉第的姓氏命名的一种用于演示等电势、静电屏蔽和高压带电作业原理的设备。它是由笼体、高压电源、电压显示器和控制部分组成。其笼体与大地连通，高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，当放电杆尖端距笼体10厘米时，出现放电火花，根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等位体，内部电势为零，电场为零，电荷分布在接近放电杆的外表面上。
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风筝的发明
风筝为中国人发明，相传墨翟以木头制成木鸟，研制三年而成，这是人类最早的风筝起源，后来鲁班用竹子，改进墨翟的风筝材质，更而演进成为今日多线风筝。传《红楼梦》作者曹雪芹也是一位风筝制作大师。
风筝是世界上最早的重于空气的飞行器，本质上风筝的飞行原理和现代飞机很相似，绳子的拉力，使其与空气产生相对运动，从而获得向上的升力。在一些国家的博物馆中至今还展示有中国风筝，如美国国家博物馆中一块牌子醒目的写着：“世界上最早的飞行器是中国的风筝和火箭”。英国博物馆也把中国的风筝称之为“中国的第五大发明”。据史料记载，中国的风筝大约在14世纪传入欧洲，这对后来的滑翔机和飞机的发明有着重要的作用。
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詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，英国物理学家、数学家。科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、光统一起来，是实现第二次大综合，因此应与牛顿齐名。1873年出版的《论电和磁》，也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。
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波动频率单位——赫兹（Hz）
赫兹对人类文明作出了很大贡献，为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。赫兹也是是国际单位制中频率的单位，它是每秒中的周期性变动重复次数的计量。赫兹的名字来自于德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹。其符号是Hz。，有直流和交流之分。在通信应用中，用作信号传输的一般是交流电。
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皮埃尔·居里
皮埃尔·居里，居里夫人的丈夫，1859年5月15生于巴黎一个医生家庭里，他的儿童和少年时期，性格上好个人沉思，爱钻牛角尖，反应缓慢，讨厌学校。他的父亲给了他不上学的自由，常带他到乡间采集动、植、矿物标本，培养了他对自然的浓厚兴趣，也为后来对磁的研究埋下了伏笔，打下了坚实的基础。
居里14岁时，父母为他请了一位数理家教，他的数理进步极快。他的思维因为没有受到学校规范化教育的束缚，而极具开放性和创造力。
1880年，21岁的居里研究出了晶体的特性，发现了晶体的压电效应；1891年，32岁的居里研究物质的磁性与温度的关系，建立了居里定律：顺磁质的磁化系数与绝对温度成反比。他在进行科学研究中，还自己创造和改进了许多新仪，例如压电水晶秤、居里天平、居里静电计等。
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X射线的神奇穿透作用
首先X射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料、布匹等。我们去医院的时候，会发现医用X线机拍片子，用以检查是否骨折，X射线的用途主要是探测骨骼的病变，但对于探测软组织的病变也相当有用。
常见的例子有胸腔X射线，用来诊断肺部疾病，如肺炎、肺癌或肺气肿；而腹腔X射线则用来检测肠道梗塞，自由气体及自由液体。
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电话的磁性原理
电话话筒内有个振动膜，说话时声音是机械波会使振动膜震动，产生感应电流，根据声音的大小不同，振膜震动情况不同，因此通过的电流大小也不同。
电流通过处理，在另一台电话中用仪器把点信号转化回声音信号。而这仪器可以理解为绕有线圈的永久磁铁，电流通过线圈时产生感应磁场，吸引磁铁中的薄铁片产生振动，从而发出声音。
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发明发动机的划时代意义
电能作为现代社会最主要、最实用、最有潜力、最有依赖性、最不能没有的能源之一，发电机是将其它能源转换为电能的机械设备。
发电机是由水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产、国防、科技、政治、经济、教育、军事及日常生活中有非常广泛而十分必要的用途。
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微波炉防辐射要点
较强的微波辐射对人体是有伤害的，因此在使用微波炉时一定要防止微波辐射到身体。
1. 一定要给微波炉安身之地留有宽裕空间。
2. 使用微波炉必须按照说明书的规定正确操作，以免人为造成微波炉的泄漏扩大。
3. 购买质量好的产品才能减少微波的泄漏。
4. 记着，当微波炉在加热食物时，要离它远一点。