他与光电再次结缘

3.他与光电再次结缘

人们戏称法拉第是“两栖科学家”，既是化学实验家又是电学实验家。最初，他在里波先生的书摊阁楼里首次摆弄的就是电光实验。时间过得真快，30年过去了，法拉第仍然不改初衷，他再次与光电结缘，可见他对光电情有独钟。

关于光究竟靠哪种物质作为媒介进行传播，有各种各样的说法。物理学家假定真空中存在一种所谓的“以太”物质，光波就依靠这种“以太”物质来传播。“以太”这个名词，是古希腊人创造的，他们认为空中充满了“以太”。主张光的波动说的人，借用“以太”这个名词，赋予它许多奇妙的性质，在他们看来，传播光波的“以太”无处不在，不仅充满宇宙空间，而且还渗入气体、玻璃等一切透明体中。光的“以太”必须没有质量，没有一点摩擦阻力，不能影响分子和原子运动。这样说来，“以太”是一种极稀薄的气体。但在实际生活中，气体和液体是不能传播横波的，只有固体才能传播，可见像“以太”这种既是极稀薄的气体又是固体的物质是不存在的。毫无疑问，安培等人倡导的“以太说”遇到了难以克服的困难。

法拉第从一开始就对“以太说”持怀疑态度。在他看来，所谓真空就是场，场中充满了电力线、磁力线、引力线，靠这些力线的振动，就可能出现光的波动。

1845年8月13日，法拉第再次研究光和电的关系。他把透明的导体的电解质（比如说酸、碱、盐的水溶液）放在两个电极中间，再在电极上加一个很高的电压，然后让一束偏振光通过这种电解质，结果对偏振光没有什么影响。实验失败了。但法拉第没有灰心，接着他又把导电的电解质改成不导电的电介质，水晶、冰洲石、玻璃、松脂……也全都失败了。但他没有气馁，他的脑子里浮现出了过去的情景：30年前，他跟随戴维教授壮游意大利的时候，看到过意大利的科学家莫里契尼做的一个实验。莫里契尼把一枚钢针放在一个大凸透镜下，凸透镜对准太阳，让阳光聚集到钢针上，目的是想让阳光磁化钢针，结果实验也失败了。但是莫里契尼的思想——光和磁有关系，在年轻的法拉第的心目中留下了终生难以忘怀的印象。

此刻，法拉第思考着自己和莫里契尼实验失败的原因，决定把电场改为磁场，试图用另一种方式证实莫里契尼的思想，同时也是法拉第自己的推断。

新的实验开始了。法拉第把一种透明物质放在磁铁的两个磁极中间，前后各放一个尼科耳棱镜，前面的做起偏振器，后面的做检偏振器。入射的光线通过起偏振器后成为偏振光，它穿过被试验的物质，射到检偏振器上。调整起偏振器振面的相对位置，当它们垂直的时候就没有光线射出。这时法拉第接通电磁铁电源，希望磁场能使线偏振光的偏振面发生旋转，这样的话，就会有光线从检偏振器射出。但是结果让人失望，一点光线也没有射出。由此，法拉第得出结论：磁场对于被试验的物质中的线偏振光没有影响。在山穷水尽疑无路的情况下，法拉第拿出了自己在15年前试验出来的一种含铅的折射率很大的光学玻璃做实验，终于获得了成功。

法拉第当时实验的情况是这样的：电源没有接通的时候，检偏振器是一片漆黑，电源接通以后，出现了一线淡淡的光。法拉第兴奋极了。他有点不大相信，又进行了几次实验，结果都是一样的。显然，磁场使重玻璃中的线偏振光的偏振面发生了旋转。法拉第在1845年9月13日记下了这一终生难忘的时刻：

这证明磁力和光彼此是有关系的。这个事实对于磁和光的研究，很可能具有巨大的价值。由此很可能产生极丰硕的成果。

磁和光发生了联系，两种似乎毫不相干的自然现象竟是密切相关的。

这是一个划时代的新发现。法拉第的脑海里一直思索着这样一个问题，自然界的各种“力”是相互联系的。这个观点终于得到了证实。和以往取得任何一次发明时一样，法拉第依然镇定自若。他仍然继续通过实验研究磁场强度、磁极位置等因素对这个新发现的“磁致旋光效应”（后来被称为“法拉第效应”）有什么影响。为了对各种物质进行实验，法拉第用铁锚做成了一个巨型电磁铁。原来没有旋光性的物体，包括一些液体，在强大的磁场作用下，也产生了旋光性。9月8日的实验日记里记下了他高兴的心情。

这是一个出色的工作日……