法拉第（电力工业之父） 江铭辉 五梦网
图1：法拉第是英国物理学家与化学家，发现电磁感应，奠立起电力工业 ;同时也创建了电化学的科学基础。
前言
法拉第（Michael Faraday，图1）是英国物理学家与化学家，发现电磁感应，奠立起电力工业 ;同时也创建了电化学的科学基础。整体地说，他是有史以来最伟大的实验科学家 ;就理论而言，他也建构了「古典电磁场理论」的原理，由马克斯威尔（J．C．Maxwell）进一步发扬光大。
在18世纪末和19世纪初，电力领域虽然已经露曙光，但仍然一片荒凉。美国科学家富兰克林，于1746年发明避雷针，前一年荷兰人穆休布罗克（Musschenbroek）也发明了莱顿瓶。1800年，意大利的科学家伏特发明了电池。到了1823年，法国的科学家安培出版著名的「电磁论」，已经使电与磁发生了关系，但是人类最好用的能源「电力」还不能有效利用，因为没有人知道怎样才能制造「电」。虽然伏特已经发明了电池，可是电池所能供应的电力实在太少，只能作为实验室研究电学之用，于是制造大量的电，就成为科学家当务之急。
就在这时，出现了一位伟大的科学家，他发明雏型的发电机，和电气发动机的原理。伏特的电池是利用化学作用而产生电力。这位伟大科学家的发电机是利用机器发电，同时他的原理也导致变压器发明，使电力可以作远距离的输送。这些发明扩张电力领域，奠定了今日电化的世界。
小时候
法拉第于1791年9月22日，出生在英国伦敦城郊纽因顿（Newington Butts）的一个穷苦家庭，纽因顿离伦敦桥不到1哩路，是进入伦敦城的交通要道。他的父亲詹姆士.法拉第（James Faraday）是个铁匠，但是手艺并不高明，所以顾客很少，生活困苦。他是家里4个孩子的老三。
1796年，他5岁时，经济更恶化，许多旅客为了节省住宿费，都不在纽因顿过夜，直接驶入伦敦城，詹姆士只好把家搬入伦敦城。在狭窄的查理士街（Charles Street）开店。
全家因强烈宗教信仰，紧密靠在一起，他们都是桑德曼派教会（Sandemanians）的成员，该派人士相信圣经上字面的解释，并试图重新创建早期基督教堂里爱和社会和谐的风格，宗教对法拉第的影响是十分重要，因为法拉第晚年的电磁场理论中，强烈受到，宇宙的统一性和谐性等诸多所影响，也在教堂认识了老婆。
不久，法拉第又有了小妹妹，一家六口靠父亲开小铁店维持生计，沉重的负担压垮了詹姆士，他病倒了，整天躺在床上，最后不得不把店铺转让给别人，全家靠着慈善机构的施舍过日子。
装订厂当学徒
法拉第就读白天班的小学，学会了读，写和计算。1804年他13岁，小学毕业，被送去一家书籍装订厂当学徒，老板叫雷保（George Riebau），雷保的店除了装订书籍外，还卖书籍、文具及出租报纸，当时报纸很贵，一个中等人家根本买不起报纸，都用租的，看一、二小时，就还掉，雷保给法拉第的第一任工作是当出租报纸的送报生。每天穿梭大街小巷，满街跑。一年后，老板雷保觉得法拉第是一个忠厚老实作事很认真的孩子，将它升为正式的学徒，和他签了7年的合约，正式开始学习装订书籍。
雷保发现法拉第有一学就会的聪明头脑，于是劝他除了装订书以外也要读书，起初由于他识字有限，大部分书他读不懂，但是他深思好问，不久就可以读懂了。
这年「大英百科全书」改版，由于雷保的装订厂承揽到装订工作，法拉第读到了「大英百科全书」上的几篇电学论文，他突然对电学感到兴趣。其中最爱读的是玛西特夫人（Jane Marcet）的《化学漫谈》，书中说：把一片铜片和一块锌片浸在盐水里，就能做一个伏特电池，使电源源不断地流动起来。用许多伏特电池串联起来，就能使水分解成两种气体，而这两种气体混合在一起，一点火，又会“轰”的一声爆炸，重新再变成水。啊！电、化学，太神奇了。法拉第喃喃自语。
科学家塔特姆（James Tatum）讲座
1810年春天，法拉第在街上看到一张海报，上面写着：「多尔赛特街53号，每晚6时，有科学家塔特姆（James Tatum）先生讲解自然科学，希望听讲者，每次收费1先令！」法拉第得到当铁匠的哥哥罗伯特（Robert）的支持，听了十几次的演讲。他每次去听讲，都把听到的知识全部细心地记录下来，一有时间就重新誊抄整理，并配上一幅幅精美的插图。后来，他把这些笔记本装订成厚厚的四大本叫「塔特姆自然科学演讲录」，送给老板雷保。雷保非常喜欢，便到处宣传。
戴维演讲
1812 年初秋的一天，一位常来书店的皇家学会会员丹斯（Dance）先生，经雷保的介绍，知道法拉第很喜欢化学和物理，便送给他4张皇家学院科学演讲会的入场券。主讲人是皇家学会会长、化学教授戴维（Humphry Davy），他是电化学的权威，主讲的内容是关于电学的研究，法拉第怀着极大的兴趣聆听了戴维的4场演讲，深深被有趣的内容所打动了，他决心寻找自己的科学之路。他凭记忆做了详尽细致的记录，把戴维的讲稿写下来，又抄整齐寄给戴维，一心想离开装订厂，希望戴维能替他谋个工作。
这时戴维刚好发生氮的氯化物处理意外，发生爆炸，眼睛暂时发生问题，须要有人帮他抄写及作些杂物。戴维对法拉第的笔记，以及他所理解的化学和造诣非常满意。于是决定雇用法拉第，但是在那时没有一个可提供的位置。两个月以后，一个实验室助手吵着要离职，因此在1813年3月1日，法拉第进入英国皇家实验室，取代他。他的薪水每周25先令和提供学院里的二间房间，燃料和蜡烛。
欧洲之旅
在1807年戴维宣布他将电流通过稍微潮湿的钾碱，分离出钾，和将电流通过苏打分离出钠。法国学会为表彰戴维的成就，在1813年授予由拿破仑所建立的科学成就奖。
1813年10月，戴维带他新婚的太太前往法国去接受这枚奖章，另外计划到欧洲旅行18 个月去度密月，同时作几场学术讲演，他带了仆人兼助手的法拉第跟随（戴维将法拉第看成助理，但他的太太一副以仆人视之）。这次的旅行，法拉第收获很大，他看到许多他从来没有见过的事物。当他们旅行到拿波里的时候，戴维会见了意大利的科学家伏特（Volta），他们讨论了许多电学上的问题。这在法拉第听起来，句句都新奇而有趣，这次长达18个月的科学旅行，是年轻的法拉第见世面、长知识的大好时机，他结识了不少欧洲知名的科学家，如安培、盖‧吕萨克、伏特等。
1815年4月，旅行结束，回到伦敦后，在戴维的影响下，法拉第持续抱着热忱于化学方面的工作。
设计安全的矿灯
在19世纪以前，采矿业在漆黑的矿坑中，需要有油灯的照明，但矿坑中有过量的瓦斯，经常产生暴炸，这年10月，戴维接受采矿业委托，看是否能设计一种安全的油灯，在戴维的指导下，法拉第只用3个月，就制造出安全的矿灯。制造的方法很简单，即在传统的油灯旁，加上金属铜网，当火焰遇到瓦斯时，正要爆炸，容易导热的铜丝，立刻将热带走，灯就不会爆炸，戴维于是发表「细金属网的安全灯」，立刻收到无数的感谢函。许多人都在问戴维实验的助手是谁，可是法拉第很谦逊的宣称这种安全灯并非「绝对安全」，这使戴维大为恼火，造成二人交恶的开端。
第一篇论文「托斯卡纳旷石的分析」
托斯卡纳（Tuscany）在意大利中西部，这里出产的石灰岩，又白又坚硬。自文艺复兴以来，托斯卡纳石一直是雕刻家们最爱的雕刻材料，但是，十八世纪以后，这些石头开始生病了，或长黑斑、或龟裂、有时莫名奇妙的愈来愈小，以致人像的雕刻品，鼻子变扁了、脸形细了，或是白色变成污黑，到底怎么了？
1815年5月7日，管理实验室仪器与矿物标本的法拉第正在协助化学教授布兰第（William T. Brande）的教学课程与实验室管理。
这时「托斯卡纳的病变石头」送到皇家学院时，首席的化学教授戴维到苏格兰钓鲑鱼去了，布兰第教授又忙行政事务，检鉴工作只好交给法拉第。替石头看病不是法拉第的职责，但他还是接受，多做一定可以多学。
法拉第拿到石头，却无法进行分析，原来事担任实验室管理的人看不起学徒出身的法拉第，不肯把实验室让出来。个性温和的法拉第没为此申辩，以至于学院的教授们也没注意到，法拉第每天来上班，都坐在图书馆。后来布兰第教授查寻石头分析工作的进展，才知道法拉第根本进不了实验室。6月27日，法拉第一来上班，就发现原先那恶霸离职了，于是他带石头一起进实验室。不久，他找出石头病变的原因有二，一是空气中的二氧化碳增加溶解在雨水中，使水呈酸性，溶解了石头中的碳酸钙，使得石头产生凹穴；二是空气中细小的碳粒沈降到石头的凹穴，因着热胀冷缩，使得凹裂扩大成裂缝，导致缝中滋生出一些霉菌，而把石头表面染黑。法拉第建议用弱碱性的小苏打，溶在水中，涂在石头上，就可以减低石头被腐蚀的速率，但这只收暂时之效，除非能够减少大量燃煤、烧油，否则无法根治。这「托斯卡纳石灰岩在自然状态下的腐蚀分析」是法拉第一生450篇研究报告的第一篇。
乌兹钢的锻炼
法拉第最先研究的钢是著名的乌兹钢（Wootz），即大马士革弯刀。乌兹钢是古印度生产的一种性能优良的钢，大马士革将它制成有名的大马士革剑输往欧洲。1819年，法拉第发表了他对乌兹钢的研究结果《对乌兹钢的分析》，认为乌兹钢的性能与微量的难以还原的金属氧化物即“氧化铅和氧化硅”有关。为炼制各种合金钢，法拉第自己设计了一座小型坩埚炉。使用焦炭作燃料，通过一对手动的鼓风装置来鼓风，这座坩锅炉能够获得足够高的温度，使法拉第能在12~15分钟内熔化钢料。他将钢液中添加各种合金元素制成各种合金钢。添加的元素有铬、镍、铂、铑、铜、金、银。法拉第本人对其冶炼的合金钢进行的研究成果被写成了论文分别在1820年、1822年提交给皇家学会，其中较重要的论文是1822年发表的《关于合金钢》。法拉第炼制的合金钢的一个特点是其中没有锰，这是因为直到1819年法拉第才独立地从矿物中提取出锰，可能是由于当时获得锰比较困难而没有使用锰来炼制合金钢。法拉第通过自己的实验，已认识到了自己炼成的合金钢的优良性质，并将其提供给菲尔德的冶炼厂来制造刀具等，还曾认真考虑过进行小规模的工业生产。但是一方面，主要负责商务联系的合作者詹姆士.斯塔德特（James Stodart）于1823年去世，另一方面法拉第又对电磁学产生了更为强烈的兴趣，最终放弃了对合金钢的继续研究。法拉第是第一个系统地对合金钢进行研究并取得相当成就的科学家。
二氯乙烯和六氯乙烷的制造
1820年，法拉第合成了四氯乙烯（C2Cl4）和六氯乙烷（C2Cl6），一年后将它发表，但在当时，有机化学发展得还很不够，因此，法拉第把他的合成物叫做“氯化碳”。美国在1 925年开始采用四氯乙烯作洗涤用剂，二次世界大战后，开始在欧洲广泛采用。
与莎拉小姐结婚
法拉第是一个虔诚的桑德曼派教会的
基督徒。也曾经在位于巴比肯（Barbican）保罗巷的教堂担任执事和长老。1820年，在法拉第29岁那年，有一天他和他的母亲上教堂，在路上遇见了一个美丽动人的女孩子，他对她一见钟情，经过一番打听，他是皇家学院的朋友伯纳德的妹妹也是桑德曼派教会的信徒，
叫莎拉（Sarah Bernhard
），于是他开始写情书，一年后，1821年6月12日，他们结婚了。结婚后他们一起住在皇家学院里，这是一桩幸福的婚姻，他们一直住在学院里直到退休后搬到汉普顿˙科尔特(Hampton Court)，但他们始终没有孩子。
导线绕着磁铁旋转
1819年夏天，哥本哈根大学的教授奥斯特（Hans C. Orested）宣布他的发现了电流磁效应，科学杂志争相报导奥斯特的发现。
1820年9月，戴维与欧勒斯顿（William Hyde Wollastone）从事电磁实验时，法拉第并没有在场，法拉第那时正从事合金的研究，四氯乙烯的合成，对撒拉小姐的追求。不过戴维与欧勒斯顿在实验失败时，曾告诉法拉第。法拉第眼中一亮，他从小就喜欢电学实验，只是为了化学分析，他放掉电学已经十年了，恰巧1820年12月，他在的好友菲利普已经担任哲学年报（Annuals of Philosophy）的编辑，菲利普向法拉第邀稿，希望他写一篇有关历史上电磁学发展的回顾。法拉第答应朋友的邀请，开始有系统的阅读过去的研究报告。
1821年7月，法拉第交出电磁学历史概述一文。撰写文章时，法拉第一边阅读，一边做实验时，开始对电磁学产生自己的看法。他知道当奥斯特发现通过电流的导线使磁针偏转，但是奥斯特没有解释为什么？奥地利的科学家普列特勒（Johann Joseph Prechtl）提出的解释是，当电流通过导线时，会在电线的一端形成正极，另一端形成负极，才会让旁边的磁针转向。安培反对这种看法，他由电的互吸与互斥，解释磁针偏转。皇家学院的欧勒斯顿教授接受安培的互吸与互斥论，但认为电流不是沿着直线前进而是以螺旋状绕着导线前进，因此预测磁铁接近导线时，磁铁上面的电与导线上的电，会产生连续性的互吸与互斥，使得导线产生自转，但是欧勒斯顿的实验中，导线并未如预期产生自转。
经过仔细的阅读与实验后，法拉第想到，磁力如果是一种会旋转的力，既然通电的导线会使磁极转动，磁极也会让导线转动。因此，他进行了一个非常有名的实验，如图2：
他把导线接上化学电池，使其通电，再将导线放入内有磁铁的汞池之中，则导线将绕着磁铁旋转。这个装置现称为单极电动机（图2右边），同样如图左边，固定导线也会使磁铁移动。这些实验与发明成为了现代电磁科技的基石。但此时法拉第却做了一件不智之举，在没有通知戴维跟欧勒斯顿情况下，擅自发表了此项研究成果。此举招来诸多争议，也迫使他离开电磁学研究数年之久。
图2：法拉第证明导线绕着磁铁旋转
法拉第做这个实验时，他的好友伯纳尔站在一边。伯纳尔是来这里吃火鸡大餐的，随后要请法拉第去看赛马，没想到他的妹夫，沉迷于实验，成功后，高兴呼唤正在烤火鸡的妻子也来看，撒拉不知道这是人类历史上伟大的一刻，电磁转动被发现了，不过她知道这是丈夫生命里伟大的一刻，她让那只大火鸡焦掉了。一起去看赛马，赛马时，法拉第在群众的喧哗声中，显得有点麻木。他还在想电线绕着磁铁转动的事。法拉第把这实验发现，寄给科学季刊（Quarterly Journal of Science），再带着妻子去海边度蜜月了。
当选皇家学会会员
在1823年法拉第被提议成为一位皇家学会会员。在1824年1月选举时，却没有一致通过。难过的是，德维反对他，尽管和欧勒斯顿以前有些误会，但欧勒斯顿还是支持他。1824年时，他已是皇家学会的一员，因此拒绝了其他爵位的授予及总督等的荣衔。1825年，继任戴维主持的实验室主任。
气体液化、光学玻璃与发现苯
气体液化
大家都知道，许多物质能够随着温度的变化以气态、液态或固态的形态存在。最常见的例子是水：冷却可以使水变成固态的冰，加热，又可以变成气态的水蒸气。但除了温度可使物质产生三相形状的变化外，法拉第发现，即使在常温下，某些气体仍可在高压力下液化。他将坚固的玻璃管弯成V字形，装入会产生液压气体的物质，并将开口端封闭，然后加热，使该物质释放出气体且量越来越大；因为气体被限制在管子中，其压力越来越增大，法拉第将管子的另一端保持在装满碎冰的烧杯中，该端气体受到高压和低温而被液化。1823年，法拉第用此方法将氯气液化。氯气的正常液化点为－34．5℃（绝对温度为238．7度）。
后来他继续采用此此低温加压方法，液化了氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氢等。
光学玻璃
1825年，戴维指派法拉第进行光学玻璃实验，此实验历时六年，暂时没有显著的进展。但这次研究导致在1845年利用自己研制出一种重玻璃（硅酸硼铅），发现「磁致旋光效应」。
发现苯
1825年6月16日，法拉第宣读了他发现苯的论文，叙述了他怎样从一种复杂的混合物中分离出这种碳氢化合物的，还介绍了这种化合物的性质和测定组成的方法和结果。法拉第用来分离出笨的原料是一种油，在当时，作为照明用的气体（也称煤气），通常是将鲸鱼或鳕鱼的油滴到已经加温的炉子里，以产生煤气，然后再将这种气体加压到十三个大气压，把它储存在容器中。在压缩气体的过程中，同时得到了一种副产品—油状液体。法拉第对这种油状液体发生了兴趣，几乎花了五年时间来研究它。为了从混合物中分离出他所想要得到的组份，法拉第设法弄到了数量相当可观的油状液体，他细心地进行蒸馏，每隔10℃更换一次接受容器,把气体冷凝成各个组份。他觉得这样做还不够细致,于是再重复地精制这些馏份,最后法拉弟终于得到了具有重大意义的结果。他发现在80℃到87℃区间内蒸馏时，沸点比较恒定，在这个时候蒸出大量的液体时，温度没有多大变化。而在蒸馏其他组份时，温度经常要升高。这一点启发了法拉第，他继续研究在这个温度区间内获得的某种固定组份的物质，最后终于分离出一种新的碳氢化合物。法拉第描述这种碳氢化合物，略带杏仁味，在一般的条件下，它是一种无色透明的液体当把这种液体放在冰水中冷却到零度时，它就会结晶变成固体，在玻璃容器的器壁上长出树枝状的结晶，如果从冰水中取出容器，让温度慢慢上升，这种固体在5.5℃时熔化，如果把熔化后的液体暴露在空气中，最后它会完全挥发。法拉第还观察了这种液体不导电，微溶于水，易溶于油、醚和醇中，在阳光照射下，让氯气与这种物质作用，生成两种物质，一种是结晶，另一种是粘稠状的液体，它们无疑是对二氯苯与邻二氯苯。
但是由于法拉第当时还认识得不够清楚，所以他也没有能进一步推测出苯的分子式是C6H6。尽管如此，法拉第毕竟应该算是第一位分离出苯这种碳氢化合物的化学家，而且第一次研究了苯的性质，测定了苯的组成，所以发现苯的功劳应该归于法拉第。
星期五晚讲座
此后不久，法拉第创办了一个定期的"星期五晚讲座"，至今仍延续下来。法拉第曾花费了许多精力来提高他的讲演艺术，并且为此而名声卓著。尽管皇家学院的听讲费颇为昂贵，但只要是法拉第讲演，讲演大厅里就会挤得水泄不通。其他人的讲演平均只有三分之二的听众。除了星期五晚讲座外，法拉第还为儿童设立了专门的通俗讲演，在圣诞节期间举行，他的圣诞节讲座的主题之一是《蜡烛的化学史》。一个多世纪以来，曾经鼓舞了无数青年人，使他们从中获得快乐。这本书已被译成了许多种文字。他不参加任何社会活动，拒绝了许多授给他的荣誉，包括1857年要选他为皇家学会会长。
电磁感应现象
在1821年，他用一个软铁环上用绝缘线绕了左、右二线圈A和B。A通过一个开关与电池组连接形成一个回路，B的两端用接上电流器。法拉第的想法是左端的导线可产生电流，电流在垂直方向产生磁力，因此把导线绕成圆形线圈后，线圈的中央可以产生最强的磁力，左端的磁应该可以传到右边的线圈，产生电流。但是作实验时，他只发现当左边接上电磁时，右边的电流表指针只是刚接上时轻微抖动一下，就不动了，电流表指针不动，表示导线没有电流通过，显然他的想法有问题（图3）。1831年9月23日，法拉第突然想到以前实验虽然失败，但实验刚开始及结束时，电流表指针会轻微抖动一下，不是他想法有问题，也不是实验失败，更不是电流表出差错，而是当磁力改变时，才会感应电流，如果磁力不变，则无法感应电流，因此电流表不动。因此要电流表动，只有不断的改变磁场。
图3：法拉第利用图中的铁环，发现在其中一条导线通电或者断点的瞬间，会导致另一条导线产生短暂的电流。这个铁环是今日变压器的先驱，如今已成为了著名的科学文物。
聪明的法拉第设计一个转轮将磁铁固定在转轮上，转轮旁边再引出二条导线，导线再接电流表。他开始转动转轮，看到电流表了，转轮转得越快，指针偏差越大。这个发现，使他雀跃不已。这台实验装置实际上是一台直流发电机─人类历史上第一台发电机（图4）。1831年11月24日，法拉第写了一篇论文，向英国皇家学院报告了整个实验情况。他把他发现的这个现象正式定名为「电磁感应」。至此，他做出了划时代的发现─电磁感应现象。这个伟大的发现，造成发电机和马达的发明，产生现代化的工业，后来科学界就将1831年9月23日，订为电机工业的诞生日。1832年，俄国物理学家楞次受到法拉第的启发，研究得出了关于电磁感应现象基本规律的楞次定律，德国科学家诺伊曼在楞次定律的基础得出了电磁感应定律的数学方程式。
图4：法拉第1831年的发电机实验，他使用铜制的圆板，旋转在马蹄型磁铁之间，成功的取出电流。
电解定律
法拉第在1833年成为英国皇家研究机构的富勒里安（Fullerian）化学教授，并指为终身职，同年，法拉第在电解电池实验中，发现电解所产生物质的量与通过的电流量成正比。他设计了一种测量电流的仪器，根据电解过程中释放的气体体积来衡量流过的电流量，也就是后来的伏特计。他用这种仪器量度了电解过程中每产生1克氢气所通过的电量与在电解槽中所沉积出的各种物质量的关系，最后归纳整理出现今我们所看到法拉第电解定律。如下：
法拉第第一电解定律：电解过程中，于电极所游离出之物质的质量与通过电解质之电量成正比。其电量是电荷而不是电流，特别以库伦作为测量的单位。
法拉第第二电解定律：电解过程中，用相同之电量，其产生游离物质之质量与它们的化学当量成比例。例如，产生1莫耳，2克氢气时，在伏特计中所量测到电量等，则在电解槽若是析出氧气，则其产量为16克。在当时法拉第把这个值称为各种物质的电化学当量，其值为电解1电化学当量物质所需电量，也就是现在我们后来所用的法拉第常数(F)。
法拉第在1834年发表电解定律，也提出许多今日的电化学名词，包括电极、阳极、阴极、离子、阴离子、阳离子、离子化、电解质和电解等等。由法拉第电解定律可知，物质在电解过程中，物质在所析出的质量W与通过电极的电量Q成正比。不同物质的质量则正比于该物质的原子量（莫耳质量，符号M）。
法拉第电解定律适用于一切电极反应的氧化还原过程，是电化学反应中的基本定量定律。电解定律的发现，把电和化学统一起来了，这使法拉第成了世界知名的化学家。
气体放电研究
冷极管是一种低气压辉光放电发光的光源，而气体放电发光则是一种天然界的物理现象。自1750年开始，物理学家采用一部真空帮浦抽去玻璃泡中的空气，利用玻璃泡壳外的静电作用，成功的制作出一个人工辉光放电。
之后，1835年的物理学家法拉第发现电磁感应现象，并且深入研究人造辉光放电。十九世纪中叶，H.盖斯勒（Heinrich Geissler）对真空放电管加入少许气体，从事气体放电实验，发现充入不同气体竟发出五彩缤纷的色彩，从此不仅就此建立了彩色霓虹灯工业，而且今日正在大量使用的荧光灯及冷阴极管等各式新型灯管，实际上均基于气体放电理论而产生。有人甚至于认为法拉第的气体放电研究，是发现阴极射线（X光）的先驱。
静电物理（法拉第笼）、介电质
1835年~1836年，法拉第研究静电学提出：「一个物体的带电，是在物体的表面，不在物体的内部。」为了证实这个理论, 他做了一个铁笼子, 把太太和小女儿放进去, 外面放上几万伏特的静电, 但是内部都不会受到影响. 后世叫这笼子为法拉第笼 (Faraday Cage)。法拉第笼除了可以防雷击, 静电感应外, 也可以防电磁波。通常电子实验室就要用层层铜网, 铁网加上铝箔和良好的接地, 来阻绝外界干扰, 使得效果更为良好。
法拉第进而检测不同物质表面的导电性，他称不易导电物质为介电质（Dielectric），它在二片电导体之间，放置一片介电质为绝缘，发现在高电压时可以减少电导体对于周围空气的电离，产生的火花，进而增加储存的静电量，法拉第称此为「电容」，后人以法拉第字母的缩写，表示电容量。（如图4）
图4：电容器由二板及介电质所构成。
为了量化介电质的电容特性，法拉第以一个平行板电容器为标准量测系统，电容量与平行板间距面积的比值，法拉第称为介电常数。介电常数与电流在介电质的移动速度有关，在真空里的移动速度最慢，介电常数为1。在空气中略快，介电常数为1.00054。在水中则更快．介电常数达到80，此外，云母的介电常数为4~8，陶瓷是5，钛酸盐达到100~200。温度愈高，电流速度也愈快，所以介电常数也会受温度影响。法拉第用实验证明，温度愈高，介电常数愈大。
电流在空气中的移动速度，虽然比水慢，但是空气并不是电的良好绝缘体。1848年，法拉第发现马来西亚的树胶是良好的绝缘体，而且不易硬化脱落，后来的电线就用这种树胶来包裹。
场和力线的概念
图5：法拉第把一根磁铁放在布满铁屑的平面上，铁屑分布的形状。
如图5，1840年法拉第把一根磁铁放在布满铁屑的平面上，在磁铁的周围，铁屑会分布成一个复杂又有趣的图案，他称这种空间分布的变化为场（field）。由于铁屑的分布是受磁的影响，因此他称这系统为「磁场」，愈接近磁铁，铁屑愈密集的地方，磁场愈大；相反的，愈远离磁铁的地方，磁场就愈小。磁场的大到小，法拉第以直线表示之，并称为磁力线。
在磁力线的切线方向为磁场的方位，因此在磁场上的每一个位置都可以描出磁力的大小与方向。（图6）
同样的，法拉第也以电场描述带电粒子周围的电力大小与方位，用电力线去描述电的分布。
图6：磁铁的磁力线大小和方向，可用罗盘画出。
光、电和磁
1845年8月，法拉第研究电和磁对偏振光的影响，9月用过去研制的重玻璃做实验，发现原来没有旋光性的重玻璃在强磁场的作用下产生旋光性，使偏极光的偏极面发生偏转。这是人类第一次认识到电磁现象和光现象之间的关系。磁致光旋转效应后来称为法拉第效应。
1845年11月，法拉第发现大多数物质具有抗磁性，而认为并不存在什么磁极。他提出电和磁的作用是以介质为中介来传递的，而介质便成为电场和磁场的载体。1846年5月，他发表了《关于光振动的想法》一文。他写道：“……把辐射看作在力线中所作的一种高级振动……，我的观点是排除以太，但并不排除振动。”19世纪后半叶，实验观测到电磁波的存在，证实了法拉第的大胆预言。当然，法拉第并没有真正排除以太，他把电磁现象看作是一种连续媒质中的应力和应变的表现。这种假想的连续媒质后来被叫做电磁以太，和所谓的光以太是同一种东西。
抗磁性（diamagnetic）
抗磁性是一类的物质，当处在外加磁场中，会对磁场产生的微弱斥力的现象。虽然早在1778年，布拉门斯（S. J. Brugmans）就发现了金属的铋和锑在磁场中存在某些反磁性现象。但是直到1845年9月，法拉第发现在外在施加磁场中，所有天然物质拥有不同程度的反磁性，反磁性这个词才
正式在文献中使用。1845年，法拉第发现，许多材料对磁场表现微弱的斥力，这种现象他把它叫抗磁性。为此法拉第花费了好几个月来研究它。法拉第发现，磁场作用在光移动的方向时，可能导致线性偏极光的偏极面旋转。这个现象现在叫法拉第效应。为此他写在笔记本上：「我终于成功地利用磁力，磁化一束光。」
射线振动的一些想法
1846年，法拉第在他的一篇短文《对射线振动的一些想法》中包含了一些令人惊异的横向磁扰动传播的基本观点。导致18年后，马克斯威尔（James Clerk Maxwell）建立了光的电磁理论，他说：「法拉第教授在他的《对射线振动的一此些想法》一文中明确地提出了横向磁扰动的传播的概念。他提出光的电磁理论，实质上和我在这篇文章中开始提出的是相同的，不同是只是在1846年还没有实验数据可以用来计算传播速度。」
此外，1849年，他力图找出重力和电之间的相互作用，结果是否定的。这探索从法拉第到爱因斯坦，一直到现在，仍在继续进行。
晚年生活
日常在阴湿的地下室紧张工作，法拉第非常劳累，从1835起，他的体质明显衰退。晚年患了风湿病，经常腰酸腿痛，心脏不好，双眼昏花。他越来越觉得自己力不从心，但是每当有科学家和企业家拜访他时，他还是十分高兴地与他们谈话，他的夫人莎拉一直陪伴着他。
1856年的冬天，法拉第对电解物质发生了很大的与趣，整个的冬天都把自己关在实验室里，他在电解水银时中毒了，不知不觉地记忆力衰退了，在那段严重的日子里，他居然外出回家时，忘记了路，须要别人指引，常常忘记了吃饭的时间，于是他的太太莎拉劝他放弃研究工作，陪他到风景优美的瑞士去玩，他对那儿的冰雪、山水、农夫、牧人，都感兴趣。他和他的太太在瑞士住了两年。
1858年，他回伦敦时，发现他的发电机原理已开始实用化，实用性的发电机及马达应用在轮船和工厂，他已经成了大家景仰的伟大科学家。有许多大学要赠给他荣誉博士学位，他都拒绝了。伦敦皇家学会请他担任会长，他也没有接受。英王要封他为爵士，他也婉言谢绝。有一位实业家送他一张两万镑的支票，他也退了回去，他说，如果他重视金钱的话，他会把他的发明申请专利，他会成为世界上最富有的科学家，但是他喜欢过节俭生活，他的晚年是靠有限的恩俸过活的。
1858年，法拉第在英国皇家学院的顶楼小屋里，已经住了42年，虽那时他已经是举世闻名的科学家，但是仍然一贫如洗，没有自己的房子。退休当天，他和妻子，两个老夫妇提着皮箱下楼，想到出了皇家学院大门，就要露宿街头，心里有些茫然。没想到出了大门，眼前出现的是整齐的英国皇家仪队，和维多利亚女皇。女皇对着这位贫穷但却是当代最伟大的科学家说：「请搬到我所准备的皇家别墅吧！」法拉第拒绝了，因为他付不出房租，女皇说：「不用付租金。」法拉第说：「但是房子太大，我付不出维修费用。」女皇笑着说：「别担心！我来付好了。」
因此法拉弟离开皇家学院，迁到伦敦附近汉普顿宫(Hampton Court)的住宅。
最后一次实验
1862年法拉第做了最后一次实验，试图发现磁场对放在磁场内的光源发出的光线的影响，但结果是否定的，因为他用的仪器还不够灵敏，不能探测到这种微细的效应。30年后，当时还是青年的塞曼，从阅读法拉第的实验计划受到启发，他用更精密的仪器重新做实验，发现了塞曼效应，它是新原子物理学的先兆之一。
伟人去世
在1862年，6月20日，他在皇家学会作过一次讲演。此后，他的健康情形一天不如一天，在最后的5年里，他没有进过实验室，大部分的时间都是躺在床上。
晚年患有失忆症，虽然他们夫妻没有子女，但他却在幸福的家庭中渡过了自己的一生。1867年，法拉弟。1867年8月25日，这位76岁的伟大科学家平静地在汉普顿宫住宅去世，他虽然去世已经100多年了，但是他的名字永远不会被世人忘记，因为世人为了纪念他对人类所作的伟大贡献，已经把电学上的一个重要计算单位，命名为「法拉」，只要我们提到电容量的大小，就会想到这位科学巨人的名字。
结论
法拉第被公认为最伟大的"自然哲学家"之一。法拉第的伟大成功也许部分地正是由于他所生活的时代。丰富的想象力加上足智多谋的实验才能，工作热情和相应的耐性，使他能够迅速地分辨假像，统观一切。他具有哲学思想，他在几何学和空间上的洞察力，以及善于持久思考的能力，正好补偿了他数学上的不足。
在他有生之年中，他推辞了封爵并且两次拒绝成为皇家学会会长。他死后，在西敏寺，牛顿墓的旁便建了他的纪念碑。但是他拒绝在西敏寺下葬，而入土于桑德曼派教会的海格特墓园中。
他在皇家研究院提供了大量成功的物理及化学演讲，名为「蜡烛的化学史」；这个演讲成为了现在每年皇家研究院圣诞节演讲之起源，此演讲并以法拉第为名。
在伦敦萨弗伊广场，电工程师协会外，耸立着一个法拉第的雕像。
爱因斯坦在他的学习墙上放着法拉第的一张照片，并将其与牛顿和马克斯威尔放在一起。