約瑟夫·亨利
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。 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。
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。電轉變?yōu)榇女a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。 ②電磁感應現(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后回到零;當導線斷開的時候,指針向另一方偏轉后回到零。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。 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,但并未產生預想的結果。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生,這就是自感現(xiàn)象。他反復試驗,搞清楚了產生這種現(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。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,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)
約瑟夫·亨利雕像
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。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。