1752年7月的一个雷雨天，46岁的富兰克林带着他的儿子，把一个用绸子做的大风筝放到了天空。这个风筝的顶部安了一根尖细的铁丝，牵引风筝的麻绳末端拴了一个铜钥匙，钥匙塞入莱顿瓶中间。
风筝和麻绳被雨水淋湿，变成导电的了。当带着雷电的云来到风筝上面时，尖细的铁丝立即从云中吸取电，绳子松散的纤维向四周竖了起来，在富兰克林的手指和钥匙间发出蓝白色的小火花，他感到一阵麻，闪电被引到莱顿瓶中了。
富兰克林发现，天电和普通电一样可以使莱顿瓶充电，一样可以点燃酒精和进行其他电学实验，也就是说，天上的电和地上的电性质是完全一样的。“上帝之火”的迷信被击垮了。
不过，这个实验实在是太危险了。俄国科学家利赫曼曾设计了一个装有金属尖杆的检雷器，想测出云中有没有电，结果一阵雷电下来，将他当场击毙。为研究科学，利赫曼献出了宝贵的生命。
根据对雷电的实验和尖端放电的原理，富兰克林发明了避雷针，使千千万万的房屋建筑免遭雷击。避雷针很快在全世界普及开了。
可笑的是，英王乔治三世因为富兰克林是美国独立战争中的风云人物，下令要把尖端避雷针改成球形的。幸亏英国皇家学会的科学家拒绝了他这一愚蠢的命令。
“动物电”引出的发明
摩擦起的电和贮存在莱顿瓶中的电，当放电时，瞬间就消失了，不能形成持续的电流，我们把这种电叫做静电。静电的作用远不如动电，事实上，我们今天所用的电，绝大多数都是可以在导线中流动的持续电流。只有在发现这种电流之后，人类对电的运用才有了突飞猛进的发展。
那么，电流是怎样被发现的呢？
1786年，在意大利有一位解剖学家叫伽伐尼，正在做解剖青蛙的实验。他把一只刚刚解剖完的青蛙腿用铜钩子挂在一个铁架子上，无意中使蛙腿碰到了铁架子，蛙腿竟奇怪地抽搐了几下。
细心的伽伐尼没有放过这个偶然的发现。他找来一根铁筷子，把蛙腿和铁架子连接起来，蛙腿上的肌肉同样也发生了强烈的抽搐，就像他过去曾经做过的用莱顿瓶或起电器给青蛙腿通电的情况一样。显然，蛙腿是受到电的刺激而抽搐的。那么电又是从哪里来的呢？
伽伐尼选择不同时间、不同条件进行实验。他发现，无论是在晴天还是雷雨天，在室外还是封闭的屋子里，重复这个实验，蛙腿都会收缩。因此，他认为这个电不可能是外来电，而是动物本身所有的。两种不同的金属与之接触，就把这种电激发出来了。他把这种电叫“动物电”。
伽伐尼的“动物电”观点得到了许多人的支持。因为人们早就知道，海洋中有一些鱼，像电鳗、电鲶等都能放电，人们自然联想到，别的动物体内也可能贮存这种电。
但也有一些科学家不同意伽伐尼的观点，其中有一位就是意大利物理学家伏打。
伏打认为，引起蛙腿抽动的是来自铜钩和铁架两种不同金属接触产生的电流。他把两种不同的金属导线连接起来，用它们的两端去接触青蛙，蛙腿就会抽动。他还用它们的两端去接触自己的舌头，立即感到有电的刺激，他把这种电叫金属电。
为了论证自己的看法，伏打又做了大量实验。他花了整整3年时间，把各种金属搭配成一对一对进行实验，编制出了各种金属材料接触生电的序列，其次序是锌、锡、铅、铜、铁、铂、银、金……这就是著名的伏打序列，只要按这个序列将前边的金属与后边的金属搭配起来，前者就带正电，后者就带负电。
伏打还发现，形成电流的另一个必要条件是必须把金属放在导电的溶液中去，在青蛙实验中，蛙腿就起到了溶液的作用。
根据这个原理，1800年，伏打把数十个圆形的银片、锌片以及用食盐水浸泡过的厚纸片按银片、纸片、锌片、纸片的顺序不断叠起来，制成了伏打电堆，当把电堆的两端用金属导线连接起来时，电路中立刻出现了持续的电流。
伏打电堆的发明，使人类第一次获得了持续的稳定的电流，从此电学又进入了一个新的迅速发展的阶段。
那么，伽伐尼提出的动物电对不对呢？伏打的异议促使伽伐尼进行了更严密的实验。他不用铜钩、铁架，而是剥出蛙腿的一条神经，一头绑在另一条腿上，一条与脊椎接触，结果蛙腿仍会抽搐。实践证明，动物会产生电流的结论是正确的，生物体内确实存在生物电。
想不到一个青蛙腿的实验，引出了生物电和伏打电池两项重大的发现和发明。
电能转化为磁
人们不仅早就发现了电现象，而且也早就发现了磁现象。但是长期以来，人们一直没有把电和磁联系起来，就连对电和磁分别很有研究的吉尔伯特也认为，电和磁是两种截然不同的现象。
19世纪初，随着对电学的深入研究，电和磁的关系开始引起了人们的注意。法国物理学家阿拉果曾记载过，一场雷电使船上的指南针方向改变了；富兰克林曾发现，莱顿瓶中的电可以使铁针磁化。在矢志搞清电和磁的联系的科学家中，有一位就是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特深受德国哲学家康德、谢林自然哲学的影响，相信光、电、磁等各种自然力具有统一性。还在1807年他在哥本哈根大学担任物理、化学教授时，就已开始着手研究电和磁之间的联系。
根据电流通过直径小的导线会发热的现象，奥斯特推测，通电的导线直径进一步缩小，便会发光，再缩小就会产生磁效应，他做了许多实验，但一直没有发现电能够转化为磁。
失败并没有使奥斯特灰心。他分析，以往人们都是在电流方向上寻找电流的磁效应，莫非电流对磁体的作用根本不是纵向的，而是一种横向的力？他的脑海中闪出一个问号。
1820年4月的一天，奥斯特在给学员们作电学演示实验。他在一个伽伐尼电池的两极间安了一根铂丝，铂丝的下方有一枚小磁针。当他把电路接通的时候，突然发现小磁针微微地抖动，转到了与铂丝垂直的位置上。奥斯特一下愣住了，简直不敢相信自己的眼睛，多少年来梦寐以求的现象终于出现了！
此后三个月，奥斯特一连做了60多个实验，他把磁针放在导线的上下左右，改变导线中电流的方向，观察电流对磁针作用的方向；把磁针放在离导线不同的距离上，看电流对磁针作用的大小；在导线与磁针之间放上玻璃、金属、石头、木块、水等，考察它们对这一作用的影响……1820年7月21日，奥斯特发表了题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文，向科学界宣布了电流的磁效应。他指出，当电流通过导线时，在导线周围会产生像磁铁那样的磁力；这个电流产生的磁力不是沿着电流方向而是沿着垂直于导线的方向传播的。
奥斯特的发现看来似乎是偶然的，但正如巴斯德所说：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”
奥斯特的发现轰动了整个学术界，许多科学家纷纷投入了对电与磁的研究，其中最快做出反应并取得重要成就的就是法国物理学家安培。
安培在得知这一消息后，第二天就重复了奥斯特的实验。7天后，向法国科学院提交了他的第一篇论文，提出了圆形电流产生磁性的可能性，并发现了磁针转动方向与电流方向的关系服从右手定则。
安培发展了奥斯特的实验，不仅研究了电流对磁体的作用，还研究了电流对电流的作用。他发现两条平行的通电导线，当电流方向相同时互相吸引，当电流方向相反时互相排斥。
为了解释奥斯特效应，安培把磁的本质简化为电流，创立了分子电流假说。他提出在原子、分子内部，存在一种叫分子电流的环形电流，正是分子电流的存在，使每一个物质微粒都成为小磁体。在没有磁化的物体内部，所有分子电流的方向是杂乱无章的，它们形成的小磁体也杂乱无章地排列，因此对外不显示磁性。磁化的时候，在外磁场的作用下，每个分子电流产生的磁场方向变得相同，对外就显示出磁的作用。安培把电磁现象上升到一个新的理论高度。
奥斯特的发现拉开了现代电磁学的序幕。2000多年来一直被人们认为毫不相干的电与磁，原来是互相联系的；过去，人们一直以为两个物体之间相互作用的力的方向，在两个物体的连线上，无论万有引力定律还是库仑定律都是如此，而现在电磁作用力却不是这样。由此引发了物理学上的一场革命，导致了场论的诞生。而第一个提出电磁场概念的，就是被人们称作电学之父的法拉第。
磁能生电
法拉第是著名的化学家、物理学家。他于1791年诞生在英国伦敦郊区的一个铁匠家庭。由于家庭贫困，法拉第只上过两年小学，12岁时就到一个书商兼订书匠的家里当学徒。这使他有机会接触到许多书籍。
下班后，当同伴们纷纷离开工场回家时，法拉第却舍不得离去，坐在窗前如饥似渴地读书。他最喜爱的是自然科学书籍，那里边告诉他许多他从来不知道的有趣知识。法拉第还省吃俭用，用自己一点微薄的工钱，买药品做化学实验。
当时伦敦经常举办科学演讲会，一个先令一张的入场券对法拉第来说相当昂贵，但法拉第仍想方设法去听讲。他认真做笔记，并把笔记誊清，配上插图，作为自己的教科书。
有一次，他有机会听了著名的化学家戴维的演讲，这使他更加向往献身科学事业了。他给戴维写了一封信，并附上了他整理好的听讲记录。这个勤奋好学的年轻人深深打动了戴维，终于，他成了戴维实验室的助手。
靠勤奋与才华，法拉第很快在科坛上崭露头角。他帮助戴维完成了矿井安全灯的发明，发现了氯、二氧化硫硫酸、氨等气体的液化，发现了苯。
奥斯特发现电流的磁效应传到英国后，1821年，英国的一家有名望的杂志《哲学年鉴》邀请戴维写一篇文章，评述电磁学一年来的发展。戴维把这项任务交给了法拉第。
在收集资料的过程中，激发起法拉第对电磁现象研究的巨大热情。他敏锐地意识到奥斯特发现的重要性，法拉第这样评价说：“它猛然打开了一个科学领域的大门，那里过去是一片漆黑，如今充满了光明。”法拉第同奥斯特一样，受到谢林哲学的影响，深信电、磁、光、热是相互联系的。现在，奥斯特证明了电能生磁，摆在眼前的拦路大山就是如何用实验证明磁能生电了。1821年，法拉第在日记中记下了他的光辉思想：“磁能转化为电”，并开始了这方面的艰难探索。
开始，法拉第也像当时许多投入这一研究的科学家一样，简单地认为用强磁场靠近的导线，导线中就会产生电流，或者在一根导线中通入强大的电流，靠近导线中就会产生稳定的电流。但是，这些实验全都以毫无结果而告终。
历经10年的失败、试验、再失败、再试验，1831年8月29日，法拉第终于取得了突破性的进展。他在一个圆形的铁棒上绕了两个线圈，一个线圈接电源，一个线圈的下方平行地放了一个小磁针。当接通电源的一瞬间，他发现小磁针摆动了一下又回到原来的位置，断开电源时，小磁针又摆动了一下。
法拉第抓住这个一瞬间出现的现象穷追不舍。小磁针的摆动说明另一个线圈也出现电流了，但是它们只在电源接通、断开的瞬间才有，这又是为什么呢？法拉第终于明白了，在电源接通或断开的瞬间，电流是变化的，它们产生的磁场也是变化的，也就是说，只有变化的磁场才能产生感应电流，问题的关键在于变化！
法拉第十分激动，他又设计了几十个实验，结果证明了，只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电流，这就是著名的电磁感应定律。
磁能够生电，法拉第10年前写在日记上的预言实现了。电磁感应的发现，为发电机的发明奠定了理论基础。现代发电机就是根据这一原理工作的。法拉第本人根据电磁感应现象，制造出世界上第一台直流发电机。那是在一个U形磁铁的南北极之间，插入一个可以旋转的圆形铜盘，导线的一端缠绕在铜盘的轴心上，另一端用电刷与铜盘边缘相接触。当铜盘旋转时，在铜盘与导线组成的回路中就产生了电流。尽管这个发电机非常简陋，发出的电还不及现在的玩具发电机，但它第一次把机械能转化成了电能，为人类打开了电气化的大门。
为了证实用各种不同方法产生的电在本质上都是一样的，法拉第仔细研究了电解液中的化学现象。1834年总结出了法拉第电解定律。
他还探索了电磁和光的关系，历经多次失败，百折不挠，终于在1845年观察到了磁使偏振光旋转的现象，磁力越强，偏转角度越大，这就是有名的磁光效应。法拉第在人类历史上第一次证实了磁对光的作用，播下了电、磁、光统一的种子。
法拉第的另一重大贡献，则是创立了场论，引入了电场和磁场的概念。
在牛顿的经典力学中，两个物体之间的作用力如万有引力的传递既不需要媒介，也不需要时间，也就是说是超距离作用的，并且遵从与距离的平方成反比的关系，就连在库仑定律中，静电荷之间的作用也是这样的。
法拉第在大量电磁实验的基础上，提出了完全不同的崭新概念。他认为带电体、磁体周围会产生电场或磁场，电作用或磁作用是通过电场或磁场来传递的，而不是超距作用。法拉第还以惊人的想像力，引入磁力线、电力线来表示场的强弱变化。他曾做过一个实验，在一张纸上撒上一些铁粉，纸的下边放上一个磁棒，当他轻轻抖动纸片时，铁粉就集合成了许多线，清楚地呈现出磁场的力线。
