一本本科学经典之作，宛如人类文明进程里熠熠生辉的里程碑，奠定起现代科学的基石，铺就成人类进步的阶梯。今日，让我们一同踏入《物理学中的理论概念》，瞧瞧法拉第是怎样发现电磁感应现象的。
法拉第诞生于一个家境贫困之家，其父亲身为铁匠，在1796年，他同家人一道迁移至伦敦，最初之时，他于利波先生书店出任一名学徒装订工，他借由装订以及阅读书籍（涵盖《大英百科全书》）获取到了早期的科学知识，他格外喜爱阅读泰勒（James Tyler）的电学文章，并且利用坏瓶子和旧木材制作小静电发生器，反复进行了一些电学实验。
1812年，著名化学家戴维，也就是Davy，在皇家学院进行演讲时，利波先生一位客户送给了首次听讲的法拉第一张门票。事后，法拉第将自己课堂笔记整理好并装订起来，送给戴维，表明若演讲存在空缺职位，他能够填补。同年12月高中物理磁学，戴维于使用危险化学品氯化硝酸盐，也就是of时，发生爆炸而致使暂时失明，需要有人记录其思想。法拉第被推荐去承担此项任务。随后，在1813年3月1日，他获得了一个永久性职位，即成为戴维在皇家学院的助理。他在那里一直工作到晚年。
法拉第接受任命后不久，戴维便决定去访问欧洲大陆的那些科学机构，法拉第以科学助理的身份跟着一同前往。接下来的那18个月里，在巴黎的时候，他们碰到了当时最为著名的科学家，其中有安培（）、洪堡（）、盖 - 吕萨克（Gray -）、阿拉戈（Arago）等等；在意大利的时候，他们遇见了伏特（Volt）；在热那亚的时候还观看了电鳐（）所做的实验。
1820年，奥斯特察觉到电与磁之间存在联系，这引发了一系列与之相关的科学活动，科学期刊收到了好多描述电磁效应以及试图对其作出解释的相关文章，哲学杂志的编辑邀请法拉第去进行评审，面对这般大规模的实验现象以及推断，法拉第着手系统地研究电磁现象。
是法拉第，重复去做了，文献所报道过的，全部的实验。尤其是，他着重研究了，小磁铁的磁极，在载流导线附近的，相关运动。在这之前，安培已然发现，作用于磁极上的力，好似是想要让，磁极围绕着载流导线，去做圆周运动。另外来讲的话，如果磁铁是被固定的，那么载流导线，会感受到这样的一种力量，使它围绕着磁铁，做圆周运动。法拉第凭借两个，十分漂亮的实验，证实了这些相关现象。
法拉第实验，该实验用于显示载流导线制度大全，与磁铁之间的作用力：在图的右边，磁铁被垂直固定，载流导线围绕垂直轴进行旋转；在图的左边，载流导线被垂直固定而磁铁围绕导线进行旋转。这是人们所制造的第一个电动机。
这些实验使得法拉第脑子里有了磁力线这么一个关键性的概念，这个概念是在他观察铁屑围绕磁铁分布状况时忽然冒出来的，磁力线体现把磁极放置于一个磁场时作用到磁极上的力的朝向，在于垂直于磁力线的平面上，穿过单位面积的磁力线越多，作用到磁极上的力就越大，法拉第极为看重把磁力线当成观测静止磁场效应还有时变磁场效应的一种直观方式。
条形磁铁的磁力线
位于两个磁极之间的磁力线，是顺着两极之间的连线延伸的，那么，载流导线所展现的环形力线，又怎么能够与这般情况达成一致呢？法拉第将载流导线构建成一个环路，借此能够模拟出磁铁所产生的全部效应。他持有这样的观点：磁力线于环路内部会遭受压缩，其结果便是，环路的一侧具备一种极性，而另一侧则拥有与前者相反的极性。他凭借实验证实：一切和导线中的电流存在关联的力，皆能够依据磁力线予以理解。磁偶极子与环路电流全然等效，这乃是法拉第颇具深度的见解。实际上，从这一见解着手，能够推导出有关处于静止状态的磁铁跟电流之间的作用力的所有定律。
法拉第要阐述，把左边呈长直状的导线弄成右边那样的环路时，磁力线会被压进环路里面，以此来说明电流磁场跟条形磁铁是等价的理由。
1831年时，有重大的进步出现，法拉第坚信自然界存在对称性，他推测，既然电流能够产生磁场，那么磁场产生电流大概率也是可能的，1831年，他知晓了亨利在纽约奥尔巴尼所做的实验，那个实验里，亨利运用了电磁力极强的电磁铁，法拉第马上有了观测力线让电磁材料产生应变的念头，他把绝缘导线缠绕于粗铁环之上，借此能在铁环内生成强磁场。应变效应，是可被用另一个缠绕在环上的线圈探测到的，此绕组，是与一个电流计相连接的，目的在于测量那产生的电流。
法拉第首次证明电磁感应的仪器
实验于1831年8月29日开展，此在法拉第的实验室笔记本上存有详尽记录。结果全然并非法拉第当初所预期的那般。当初级绕组处于闭合状态时，于次级绕组之中的电流计指针会出现一个偏转，也就是缠绕在铁环介质之上的次级电路里存在感生电流。可仅仅是在电磁铁内接通或者断开电流之际才观察到电流计指针有偏转，而流过电磁铁的稳定电流对电流计并无作用。换句话讲，作用好像仅仅跟变化的电流相关，进而仅仅跟变化的磁场相关。至此，法拉第发觉了电磁感应。
在往后的几周里，于一系列精准的实验当中，电磁感应的性质都成立。法拉第把装置的灵敏度改进后，还观察到在电流接通以及断开之际，在次级电路里所产生的电流是朝着相反方向流动的。接下来，他在进行线圈具备不同形状与大小的实验进程中发觉，产生这种效应并不需要有铁棒。
1831年10月17日，其所进行的一个全新实验是，当朝着一个与电流计相连接的长线圈（也就是螺线管）移动圆柱形磁铁之际，于该线圈当中产生了电流。而在10月28日，他于伦敦皇家学会开展了一项颇为著名的实验，以此证明在社会上所购得的“大马蹄形磁铁”磁极之间转动一个铜圆盘之时，能够产生持续电流。该铜圆盘的轴以及边缘与电流计呈滑动接触状态，当铜圆盘进行旋转时，指针出现偏转。11月4日，法拉第惊奇地发现在磁铁两极之间单纯移动铜导线时能够产生电流。这样，在4个月内，他发明了变压器与发电机。
从中，法拉第凭借力线观念创建了定性的电磁感应定律，该定律称，在电流环路里，感生电动势直接跟切割磁力线的速度有关，还有，这些磁力线指的是铁屑所描绘的磁力。
他所处当时的那个时候，意识到了，“电”这一概念意味着存在着许许多多另外的、有所不同的东西。除去才刚刚被发现的磁电以外，还有静电，静电它能够凭借摩擦这种方式产生，产生出来。伏特电跟在伏特电堆当中所呈现的化学效应彼此相关着关联着。在热电这种情况里面，不同种类类型的材料把它们放在一起接触放置，接触的那些端点端点保持在不一样不同的温度，就会产生电势差差别。除此之外并且还有动物电，就好像如同法拉第和戴维一同一起旅行的时候所看到见到的，电鳐（）还有电鳗（eels）等这些鱼类所产生制造出来的电。当时他问我们现在看来可能显而易见，但在那时却显示出其深刻洞察力的这么一个问题：这些不同形式的电是不是一样的东西呢？1832年，他开展了一系列堪称漂亮的实验，实验结果表明，不管电来自何方，哪怕是电鱼，都能够产生同样的化学、电磁以及其他方面的效应。
在早期阶段电磁感应定律就已被发现，然而为了证明该定律具有普遍有效性，法拉第花费几年时间才完成了所有必要的实验工作，不管磁通量究竟起源于何处，闭合回路之中总磁通量的变化速率都决定着环路里感应电动势的大小。1834年，楞次（Emil Lenz）宣称澄清了电路当中感应电动势的方向问题，在电路内，电动势的方向反抗磁通量的变化（楞次定律）。
信仰自然力统一的法拉第，对光、电、磁等现象间存在密切联系有着本能的看法，特别是在1845年末的系列实验里，他尝试去看强电场对光偏振的影响，然而却没能看到，之后改用磁场，让光线穿过强磁场，这实验在相当长一段时间内也始终未显示出存在这种影响，在1825之1830的时段内，为着手制造天文仪器，伦敦皇家学会挑选了一些质量优良的光学玻璃，也就是硼酸盐玻璃，这类玻璃极为沉重且具备极大的折射指数。当法拉第使光线穿过强磁场里的硼酸盐玻璃之际，他期望目睹的现象最终呈现了。
这种现象如今被称作法拉第旋转，光线沿着磁场方向于一个透明介质里行进传播时，线偏振光的偏振平面发生了旋转，汤姆孙认为，此现象乃是磁场致使分子电荷做旋转运动的证据，继早些时刻安培提出提议之后，他进行设想，磁性从本质上来说是一种具有旋转特质的性质，这对麦克斯韦构建自由空间中的磁场模型产生了强烈影响。
我们察觉到，有一位未曾接受过数学训练的、具备天赋的、心细且严密的实验工作者，极为难以借助数学形式去表述他的研究成果。法拉第是一个极为典型的例子。在他的著作当中，不存在单一的数学公式。他针对实验以及对实验结果所设计的经验概念模型，展现出了表达电磁场理论所需的数学知识。
他确定高中物理磁学，力线这一观念是领会电磁现象的关键所在，1846年，他于皇家学会的演讲当中，猜测光或许是按照磁场力进行传播的某种扰动，他于名为《对射线振动的思考》的论文里公布了这些看法，不过遭受了颇为质疑，然而，法拉第的确说对了，尽管法拉第未曾表述出电磁现象的数学理论，然而他对于电场以及磁场行为的深刻领悟给数学家（像麦克斯韦）去拓展电磁场的数学理论提供了所需的本质性见解。
1864年，麦克斯韦作出推断，光的确是一种电磁辐射。麦克斯韦凭借出色的物理直觉以及较强的数学能力，将法拉第的思想与发现放进数学表达式里，从而推导出，在真空中传播的任何电磁波都是以光速前行的。就如同麦克斯韦本人在1865年发表的论文《电磁场的动态理论》中所确认的那样：
涉及横向磁场扰动的传播这一概念，此乃一种观点。该思想曾由法拉第教授，于他所著的那本《对射线振动的思考》里，专门予以阐述。除开在1846年时，当时不存在数据可用于计算传播速度这种情况之外，他所提出的关于光的电磁理论，跟我于本文当中所阐述的理论，就本质而言是一样的。
......
当我持续开展法拉第的研究工作时，我觉得他为构思理解现象而设想的那种方法，同样是一种数学模型方法，尽管在形式上边并未采用传统的数学符号去表现……
科学经典推荐
《物理学中的理论概念》
马尔科姆·朗盖尔 著
要用7个专题，19个章节的篇幅，来详细梳理这本名为《物理学中的理论概念》的书，物理主要领域里重要且基础的概念和理论是怎样建立起来的。