約瑟夫·亨利
亨利出生在紐約州奧爾巴尼一個(gè)貧窮的工人家庭。13歲失學(xué),后來在鐘表鋪當(dāng)學(xué)徒。他刻苦自學(xué),考進(jìn)了奧爾巴尼學(xué)院,在那里他學(xué)習(xí)化學(xué)、解剖學(xué)和生理學(xué),準(zhǔn)備當(dāng)一名醫(yī)生,可是,畢業(yè)以后他卻在奧爾巴尼學(xué)院當(dāng)上了一名自然科學(xué)和數(shù)學(xué)講師。
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(zhǎng),負(fù)責(zé)氣象學(xué)研究。
1867年起,任美國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng),直到1878年5月13日在華盛頓逝世。
亨利在物理學(xué)方面的主要成就是對(duì)電磁學(xué)的獨(dú)創(chuàng)性研究。
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(yuǎn)遠(yuǎn)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(duì)這些電磁現(xiàn)象進(jìn)行探討。
1829年,亨利對(duì)英國(guó)發(fā)明家威廉·史特京(1783-1850)發(fā)明的電磁鐵作了改進(jìn),他把導(dǎo)線用絲綢裹起來代替史特京的裸線,使導(dǎo)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(qiáng)。后來他制作的一個(gè)體積不大的電磁鐵,能起一噸重的鐵塊。 ②電磁感應(yīng)現(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(dǎo)線的條形軟鐵棒,然后把條形鐵棒上的導(dǎo)線接到檢流計(jì)上,形成閉合回路。他觀察到,當(dāng)電磁鐵的導(dǎo)線接通的時(shí)候,檢流計(jì)指針向一方偏轉(zhuǎn)后回到零;當(dāng)導(dǎo)線斷開的時(shí)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(yīng)現(xiàn)象。這比法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象早一年。但是,當(dāng)時(shí)世界科學(xué)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(shí)發(fā)表這一實(shí)驗(yàn)成果,因此,發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的功勞就歸屬于及時(shí)發(fā)表了成果的法拉第,亨利失去了發(fā)明權(quán)。 亨利對(duì)繞有不同長(zhǎng)度導(dǎo)線的各種電磁鐵的提舉力做比較實(shí)驗(yàn)。他意外地發(fā)現(xiàn),通有電流的線圈在斷路的時(shí)候有電火花產(chǎn)生。第二年八月,亨利對(duì)這種現(xiàn)象又進(jìn)行了研究。1832年他發(fā)表了《在長(zhǎng)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(dāng)時(shí)想做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)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(yù)想的結(jié)果。這時(shí)亨利把一根導(dǎo)線繞成線圈套在一根鐵棒上,并把這個(gè)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(shí)爆出了耀眼的電火花。 法拉第對(duì)此實(shí)驗(yàn)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(yīng)規(guī)律而聞名于世的科學(xué)家解釋自感的道理,顯然當(dāng)時(shí)還沒有一個(gè)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(qiáng)大吸引力的電磁鐵時(shí)發(fā)現(xiàn),繞有鐵芯的通電線圈在斷開電路時(shí)有電火花產(chǎn)生,這就是自感現(xiàn)象。他反復(fù)試驗(yàn),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(shí)驗(yàn)室里安裝了一個(gè)火花隙裝置,在30多英尺處放一個(gè)線圈來接收能量,線圈和檢流計(jì)相接,形成回路。當(dāng)火花隙裝置的電火花閃過的時(shí)候,和線圈相接的檢流計(jì)指針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功,實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了無線電波的傳播。亨利的實(shí)驗(yàn)雖然比赫茲的實(shí)驗(yàn)早了40多年,但是當(dāng)時(shí)的人們包括亨利自己在內(nèi),還認(rèn)識(shí)不到這個(gè)實(shí)驗(yàn)的重要性。 一些重要的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)
約瑟夫·亨利雕像
亨利為電報(bào)機(jī)的發(fā)明做出了貢獻(xiàn),實(shí)用電報(bào)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(dǎo)線的強(qiáng)力電磁鐵,用繼電器把每個(gè)備有電池的電路串聯(lián)起來,把文字信號(hào)中繼轉(zhuǎn)發(fā)出去,電路中的一條導(dǎo)線可用地線代替,而不需要兩條往返導(dǎo)線。亨利實(shí)際上是電報(bào)的發(fā)明者,但是,不重名利的亨利沒有申請(qǐng)專利權(quán)。這樣,發(fā)明電報(bào)和榮譽(yù)就落到莫爾斯的頭上。當(dāng)然,莫爾斯發(fā)明的由點(diǎn)、劃組成的“莫爾斯電碼”,是他對(duì)電報(bào)的獨(dú)特貢獻(xiàn)。
此外,亨利還發(fā)明了繼電器、無感繞組等,他還改進(jìn)了一種原始的變壓器。亨利曾發(fā)明過一臺(tái)象蹺蹺板似的原始電動(dòng)機(jī),從某種意義上來說這也許是他在電學(xué)領(lǐng)域中最重要的貢獻(xiàn)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)能帶動(dòng)機(jī)器,在起動(dòng)、停止、安裝、拆卸等方面,都比蒸汽機(jī)來得方便。今天,電動(dòng)機(jī)已成為電氣時(shí)代的標(biāo)志了。