【文章內(nèi)容簡介】 【歐姆和歐姆定律的建立】歐姆(George Simon Ohm，—)是德國物理學(xué)家，對物理學(xué)的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)了歐姆定律。1826 年，歐姆發(fā)表了“論金屬傳導(dǎo)接觸電的定律及伏打儀器和西費格爾倍加器的理論”一文，文中提出了歐姆定律的實驗證明。歐姆在做實驗時，起初是用伏打電池作為電源，因性能不穩(wěn)定，改用溫差電池。歐姆使鉍銅組成的溫差電池的兩端保持著不同的溫度，一端插入盛有沸水的容器中，另一端插入盛有碎冰（或雪）的容器中，兩個盛水銀的杯子當(dāng)作電池的兩極，外電路就連接在水銀槽中。溫差電池的上半部是電流扭秤，用來測量電路中的電流強度。扭秤的指針是一根磁針，用金絲懸掛起來。當(dāng)電流通過導(dǎo)線時，磁針會偏轉(zhuǎn)，金絲便扭轉(zhuǎn)。由于金絲的扭轉(zhuǎn)角度與導(dǎo)線中的電流強度成正比，讀出扭轉(zhuǎn)角的大小，就能知道電流強度。歐姆選用了一組截面積相同、長度各不相同的銅導(dǎo)線作為外電路進行實驗。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，歐姆得出如下的關(guān)系式式中X 為不同導(dǎo)線接入時的扭轉(zhuǎn)角度，x 為導(dǎo)線的長度，a、b 是兩個常數(shù)。這一歐姆所確定的公式原型中，如果X 對應(yīng)于現(xiàn)代所用的電流強度I，x對應(yīng)于外電路的電阻R，常數(shù)a、b 分別對應(yīng)于電源的電動勢E 和電源內(nèi)電阻r，則上式即為全電路歐姆定律的表示式【奧斯特和電流磁效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的前前后后】奧斯特（Hans Christian Oersted，—）是丹麥物理學(xué)家，對物理學(xué)的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，把電和磁統(tǒng)一起來。在19 世紀前，人們普遍認為電和磁之間是沒有什么關(guān)聯(lián)的。但是，當(dāng)時德國的自然哲學(xué)家們，則從另一個角度對電和磁發(fā)生了興趣，即對極化現(xiàn)象感到興趣，因為這一例子好像表明他們所假定的兩個對立極之間的辯證張力或者使雜亂變?yōu)橛行虻牧Φ拇嬖?。自然哲學(xué)家謝林（，1775—1854）就有這種主張，進而認為宇宙間具有普遍的自然力的統(tǒng)一。謝林的思想對他的摯友奧斯特具有深刻的影響，導(dǎo)致奧斯特去研究電和磁之間的聯(lián)系。1803 年，奧斯特主張，物理學(xué)將不再是關(guān)于運動、熱、空氣、光、電、磁以及大家所知道的任何其他現(xiàn)象的零散的匯總，它將把整個宇宙納在一個體系之中。1807 年，奧斯特宣稱正在研究電和磁的關(guān)系。因為富蘭克林曾在1751年證明，用萊頓瓶中的電可以使磁針磁化或退磁，萊頓瓶只能供給瞬間電流，所以沒能繼續(xù)研究下去。伏打電堆的發(fā)明，為連續(xù)電流提供了電源，奧斯特才能對此問題繼續(xù)研究下去。1812 年，奧斯特用德文寫成題為“關(guān)于化學(xué)力和電力的等價性的研究”的論文，次年譯成法文在巴黎出版。在論文中，他提出應(yīng)該檢驗電是否以其最隱蔽的方式對磁體有所影響。1818—1819 年，據(jù)與奧斯特共事過的人回憶，奧斯特一直在尋找這兩大自然力（指電力和磁力）之間的聯(lián)系，為發(fā)現(xiàn)這種聯(lián)系，奧斯特經(jīng)?？嗫嗨妓鞑⑦M行各種試驗。1820 年4 月的一天，奧斯特在去哥本哈根大學(xué)講課的路上，產(chǎn)生了一個念頭：如果靜電對磁石毫無影響，那么若用一根導(dǎo)線把伏打電池的兩極聯(lián)系起來，讓電荷在其中運動，這樣會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？事情是否會有所不同？他帶著這些問題走進了教室。教室里坐滿了青年學(xué)生。奧斯特把自己帶去的伏打電堆放在講臺上，然后用一根白金絲把電堆的兩極連起來，并將一枚小磁針放在它附近。這時，奇怪的現(xiàn)象出現(xiàn)了：磁針本該指南北的，現(xiàn)在卻轉(zhuǎn)動了，并在垂直于導(dǎo)線的方向停下來。聽眾無動于衷，而演示者卻激動萬分。課后他繼續(xù)留在教室里，核對了他剛剛發(fā)現(xiàn)的這個不尋常的現(xiàn)象。起初，他想磁針的轉(zhuǎn)動也許因為電流通過導(dǎo)線，導(dǎo)線發(fā)熱產(chǎn)生空氣流引起的。為此，他把一塊硬紙放在導(dǎo)線與磁針之間，以阻擋氣流，但是實驗結(jié)果依然如此。然后，奧斯特把伏打電堆轉(zhuǎn)了180 度，使導(dǎo)線中__的電流朝反向流動，結(jié)果磁針的朝向也轉(zhuǎn)了180 度。這就表明，磁針的指向與電流在導(dǎo)線中的流動方向有關(guān)。接著，奧斯特在磁針和帶電導(dǎo)線之間放上各種介質(zhì)，如玻璃、木板、水、樹脂、陶器、石頭等等，結(jié)果表明，它們之間的作用并不減弱。開始時用白金絲連結(jié)電堆的兩極，后來又用大電堆，并用粗銅導(dǎo)線連接，先后共做了60 多個實驗，得到的結(jié)果是一樣的。這樣，奧斯特便把觀察所得的結(jié)果，如實地寫成題為“關(guān)于磁體周圍電沖突的實驗”的論文，送交法國雜志《化學(xué)與物理學(xué)年鑒》發(fā)表。這就是我們通常所講的1820 年7 月21 日的那篇論文。雜志在刊登時，編者加了一個不平常的說明：“《年鑒》的讀者都知道，本刊從不輕易支持宣稱有驚人發(fā)現(xiàn)的報告（也許因為其中多數(shù)都是一些怪人所寫的東西），至今我們都因為能堅持這一方針而自豪。但是，至于說到奧斯特先生之文章，則其所得之結(jié)果無論顯得多么奇特，都有極詳細的記錄為證，以致無任何懷疑其謬誤之余地?！痹谡撐闹?，奧斯特自己寫道：“我們將在導(dǎo)體中和其周圍空間中所發(fā)生的這種效應(yīng)稱之為電沖突。看來所有非磁性體都能為這種電沖突透過，但磁性體則抗拒它通過，因此它們就能在沖突力量的推動下運動。從上述事實，我們還可以推出這種沖突呈現(xiàn)為圓形的，否則就不可能發(fā)生這樣的情形：將閉合導(dǎo)線的一段放在磁極下面時，磁極被推向東方，而放在磁極上面時，就被推向西方。其原因是，只有圓才具有這樣的性質(zhì)，其相反部分的運動方向相反?！?820 年，奧斯特稱之為“電磁學(xué)”的新學(xué)科誕生了，電轉(zhuǎn)化為磁成為現(xiàn)實，表明電和磁是可以統(tǒng)一的，使“自然力統(tǒng)一的思想”得到了一個例證。其次，電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，表明作用力是一種旋轉(zhuǎn)力，它和力學(xué)中力表現(xiàn)出來的形式是不同的，人們認識到一種新的相互作用形式。第三，這一發(fā)現(xiàn)為制造靈敏電流指示器創(chuàng)造了條件，同時，它本身就包含了未來的電力技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容。奧斯特的發(fā)現(xiàn)一經(jīng)傳播，到處都在重復(fù)這一實驗。1820 年9 月11 日，在法國科學(xué)院舉辦的每周的科學(xué)例會上，法國物理學(xué)家安培（Andr233。 MarieAmp232。re，—）聽到了兩個月前在哥本哈根發(fā)現(xiàn)的這個重要的實驗事例，并且看到電流磁效應(yīng)的演示實驗后，對此極感興趣，立即對它進行研究，僅僅幾個星期，便在科學(xué)院舉辦的科學(xué)例會連續(xù)發(fā)表報告，進一步揭示電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系。 通過實驗和研究，安培發(fā)現(xiàn)，不僅電流對磁針有作用，而且兩個電流之間彼此也有作用。兩根平行的載流導(dǎo)線中，如果通過的電流方向相同，導(dǎo)體之間呈現(xiàn)出互相吸引；如果通過的電流方向相反，導(dǎo)線之間呈現(xiàn)出互相排斥。同時又發(fā)現(xiàn)，兩根載流導(dǎo)線之間的力的大小，是與兩根導(dǎo)線中各自通過的電流I1 和I2 的乘積成正比，與導(dǎo)線的長度成正比，與兩根導(dǎo)線之間的距離平方成反比。由此，安培提出了電流磁效應(yīng)的定量規(guī)律，后來稱之為的安培公式。這一公式作為他的“電動力學(xué)”基本定律的起點。“電動力學(xué)”這一名詞是在安培的著作中第一次出現(xiàn)的，他常用“電動力”來表示電壓。所以我們說，安培是電動力學(xué)的先創(chuàng)者。在上述研究的基礎(chǔ)上，安培又提出了一個關(guān)于電流使磁體偏斜方向的法則，也就是確定電流的磁場方向的法則，即“安培法則”。為了表彰安培的功績，電流的單位就用他的名字來命名。除此以外，安培還提出了“分子電流”的概念，用它來解釋物體為什么具有磁性。安培的這一觀念，為現(xiàn)代物理學(xué)所證實?，F(xiàn)代物理學(xué)認為，物體內(nèi)部的原子或分子的磁性，是由于電子在原子核周圍轉(zhuǎn)動或繞著自身軸急速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。【法拉第和電磁感應(yīng)】法拉第（Michael Faraday，—）是英國物理學(xué)家、化學(xué)家，在自然科學(xué)上的重大貢獻是發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，建立了電解定律，提出了力線和場的概念。1