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  • 亨利

    亨利(物理學家)

    約瑟夫·亨利 (Henry Joseph 1797-1878),男,美國科學家。他是以電感單位“亨利”留名的大物理學家。在電學上有杰出的貢獻。他發(fā)明了繼電器(電報的雛形),比法拉第更早發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,還發(fā)現(xiàn)了電子自動打火的原理。但卻沒有及時去申請專利。他被認為是本杰明·富蘭克林之后最偉大的美國科學家之一,對于電磁學貢獻頗大。


    生平

      亨利出生在紐約州奧爾巴尼一個貧窮的工人家庭。13歲失學,后來在鐘表鋪當學徒。他刻苦自學,考進了奧爾巴尼學院,在那里他學習化學、解剖學和生理學,準備當一名醫(yī)生,可是,畢業(yè)以后他卻在奧爾巴尼學院當上了一名自然科學和數(shù)學講師。1832年,亨利成為新澤西學院(即現(xiàn)今的普林斯頓大學)的自然哲學教授,一直到1846年離開那兒為止。自1846至1878年間,他是新成立的斯密森研究所的秘書和第一任所長,負責氣象學研究。1867年起,任美國科學院院長,直到1878年5月13日在華盛頓逝世。

      亨利在物理學方面的主要成就是對電磁學的獨創(chuàng)性研究。

     、購婋姶盆F的制成,為改進發(fā)電機打下了基礎(chǔ)

      1827年他用紗包銅線在一鐵芯上繞了兩層,然后在銅線中通電,發(fā)現(xiàn)僅重3公斤的鐵芯竟然吸起了300公斤重的鐵塊,遠遠超過一般天然磁鐵的吸引力。電轉(zhuǎn)變?yōu)榇女a(chǎn)生如此大的力量,立即深深地吸引了享利繼續(xù)對這些電磁現(xiàn)象進行探討。1829年亨利對英國發(fā)明家威廉·史特京(1783-1850)發(fā)明的電磁鐵作了改進,他把導線用絲綢裹起來代替史特京的裸線,使導線互相絕緣,并且在鐵塊外纏繞了好幾層,使電磁鐵的吸引作用大大增強。后來他制作的一個體積不大的電磁鐵,能起一噸重的鐵塊。

     、陔姶鸥袘F(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),比法拉第早一年

      1830年8月,亨利在電磁鐵兩極中間放置一根繞有導線的條形軟鐵棒,然后把條形鐵棒上的導線接到檢流計上,形成閉合回路。他觀察到,當電磁鐵的導線接通的時候,檢流計指針向一方偏轉(zhuǎn)后回到零;當導線斷開的時候,指針向另一方偏轉(zhuǎn)后回到零。這就是亨利發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象。這比法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象早一年。但是,當時世界科學的中心在歐洲,亨利正在集中精力制作更大的電磁鐵,沒有及時發(fā)表這一實驗成果,因此,發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的功勞就歸屬于及時發(fā)表了成果的法拉第,亨利失去了發(fā)明權(quán)。

     、郯l(fā)現(xiàn)了自感現(xiàn)象

      亨利對繞有不同長度導線的各種電磁鐵的提舉力做比較實驗。他意外地發(fā)現(xiàn),通有電流的線圈在斷路的時候有電火花產(chǎn)生。第二年八月,亨利對這種現(xiàn)象又進行了研究。1832年他發(fā)表了《在長螺旋線中的電自感》的論文,宣布發(fā)現(xiàn)了電的自感現(xiàn)象。1837年,亨利訪問了歐洲,與法拉第共同愉快地度過了許多日子。法拉第當時想做一個簡單的實驗使溫差電偶產(chǎn)生火花。他把電偶的一端置于熾熱的火爐上,另一端埋在冰塊里,并將兩根引線的線頭相碰,但并未產(chǎn)生預想的結(jié)果。這時亨利把一根導線繞成線圈套在一根鐵棒上,并把這個線圈接至到溫差電偶的一根引線上,再使兩根線頭相碰,頓時爆出了耀眼的電火花。法拉第對此實驗大加贊賞,大聲問道:“你到底是怎么成功的?”于是亨利不得不向這位因發(fā)表電磁感應規(guī)律而聞名于世的科學家解釋自感的道理,顯然當時還沒有一個歐洲人讀過亨利幾年前就發(fā)表的那些論文。1832年,他在研制有更強大吸引力的電磁鐵時發(fā)現(xiàn),繞有鐵芯的通電線圈在斷開電路時有電火花產(chǎn)生,這就是自感現(xiàn)象。他反復試驗,搞清楚了產(chǎn)生這種現(xiàn)象的規(guī)律,于1835年又發(fā)表了解釋自感現(xiàn)象的論文。

      4,無線電波的傳播

      1842年亨利在實驗室里安裝了一個火花隙裝置,在30多英尺處放一個線圈來接收能量,線圈和檢流計相接,形成回路。當火花隙裝置的電火花閃過的時候,和線圈相接的檢流計指針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這個實驗的成功,實際上實現(xiàn)了無線電波的傳播。亨利的實驗雖然比赫茲的實驗早了40多年,但是當時的人們包括亨利自己在內(nèi),還認識不到這個實驗的重要性。

      一些重要的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)

      亨利為電報機的發(fā)明做出了貢獻,實用電報的發(fā)明者莫爾斯和惠斯通都采用了亨利發(fā)明的繼電器。 亨利把電磁鐵改換成使用絕緣導線的強力電磁鐵,用繼電器把每個備有電池的電路串聯(lián)起來,把文字信號中繼轉(zhuǎn)發(fā)出去,電路中的一條導線可用地線代替,而不需要兩條往返導線。亨利實際上是電報的發(fā)明者,但是,不重名利的亨利沒有申請專利權(quán)。這樣,發(fā)明電報和榮譽就落到莫爾斯的頭上。當然,莫爾斯發(fā)明的由點、劃組成的“莫爾斯電碼”,是他對電報的獨特貢獻。

      此外,亨利還發(fā)明了繼電器、無感繞組等,他還改進了一種原始的變壓器。亨利曾發(fā)明過一臺象蹺蹺板似的原始電動機,從某種意義上來說這也許是他在電學領(lǐng)域中最重要的貢獻。因為電動機能帶動機器,在起動、停止、安裝、拆卸等方面,都比蒸汽機來得方便。今天,電動機已成為電氣時代的標志了。

    軼事

      小白兔成為“引路人”

      1799年亨利出生在紐約州的奧爾巴尼。由于家境貧困,他被寄養(yǎng)在一位親戚家里,才10歲就在鄉(xiāng)村小店里當伙計。在苦難的童年時代,也許只有他養(yǎng)的那只小白兔給他帶來了一絲歡樂。說來有趣,恰是那只可愛的小白兔改變了他的全部生活。他13歲那年的一天,小白兔從籠子里跑了。他尾隨兔子,緊追不舍,一直追到了教堂里才將兔子逮住。他站起來正要往回走,突然他注意到了四壁上繪著絢麗多彩的神像,木架上堆滿了厚厚的圖書,他深深地吸引住了。從此他一有空就躲進教堂,閱讀各種書籍,知識滋養(yǎng)他漸漸成長。一天他讀到一本1808年倫敦出版的《格利戈里關(guān)于實驗科學、天文學和化學的演講集》,這是一本自然哲學的著作,第一頁上寫道:“你向空中扔一塊石頭或者射出一支箭,為什么它不是朝你給予的方向一直向前飛去?”這一下就把亨利迷住了。讀完了這本書,他決心要獻身于科學事業(yè)。

      亨利的貢獻很大,只是有的沒有立即發(fā)表,因而失去了許多發(fā)明的專利權(quán)和發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán)。但人們沒有忘記這些杰出的貢獻,為了紀念亨利,用他的名字命名了自感系數(shù)和互感系數(shù)的單位,簡稱“亨”。

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