1787年5月16日 德國物理學家歐姆誕辰
中國網 china.com.cn 時間: 2014-05-16 內容來源: 遼寧衛視
1787年5月16日 德國物理學家歐姆誕辰
歐姆是德國物理學家,提出了經典電磁理論中著名的歐姆定律。為紀念其重要貢獻, 人們將其名字作為電阻單位。歐姆的名字也被用於其他物理及相關技術內容中,比如“歐姆接觸”“歐姆殺菌”,“歐姆表”等。
歐姆的父親是鎖匠。父親自學了數學和物理方面的知識,並教給少年時期的歐姆喚起了歐姆對科學的興趣。16歲時他進入埃爾蘭根大學研究數學、物理與哲學,由於經濟困難,中途輟學,到1813年才完成博士學業。歐姆是一個很有天才和科學抱負的人,他長期擔任中學教師,由於缺少資料和儀器,給他的研究工作帶來不少困難,但他在孤獨與困難的環境中始終堅持不懈地進行科學研究,自己動手製作儀器。
歐姆對導線中的電流進行了研究。他從傅立葉發現的熱傳導規律受到啟發,導熱桿中兩點間的熱流正比于這兩點間的溫度差。因而歐姆認為,電流現象與此相似,猜想導線中兩點之間的電流也許正比于它們之間的某種驅動力,即現在所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面進行研究。開始他用伏打電堆作電源,但是因為電流不穩定,效果不好。後來他接受別人的建議改用溫差電池作電源,從而保證了電流的穩定性。但是如何測量電流的大小,這在當時還是一個沒有解決的難題。開始,歐姆利用電流的熱效應,用熱脹冷縮的方法來測量電流,但這種方法難以得到精確的結果。後來他把奧斯特關於電流磁效應的發現和庫侖扭秤結合起來,巧妙地設計了一個電流扭秤,用一根扭絲懸挂一磁鍼,讓通電導線和磁鍼都沿子午線方向平行放置;再用鉍和銅溫差電池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,並用兩個水銀槽作電極,與銅線相連。當導線中通過電流時,磁鍼的偏轉角與導線中的電流成正比。實驗中他用粗細相同、長度不同的八根銅導線進行了測量,得出了如下的等式:
X=a/(b+x)。 式中X為磁效應強度,即電流的大小;a是與激發力(即溫度差)有關的常數,即電動勢;x表示導線的長度,b是與電路其餘部分的電阻有關的常數,b+x實際上表示電路的總電阻。這個結果于1826年發表。1827年歐姆又在《動電電路的數學研究》一書中,把他的實驗規律總結成如下公式:
S=γE。 式中S表示電流;E表示電動力,即導線兩端的電勢差,γ為導線對電流的傳導率,其倒數即為電阻。
歐姆定律發現初期,許多物理學家不能正確理解和評價這一發現,並遭到懷疑和尖銳的批評。研究成果被忽視,經濟極其困難,使歐姆精神抑鬱。直到1841年英國皇家學會授予他最高榮譽的科普利金牌,才引起德國科學界的重視。
歐姆在自己的許多著作裏還證明了:電阻與導體的長度成正比,與導體的橫截面積和傳導性成反比;在穩定電流的情況下,電荷不僅在導體的表面上,而且在導體的整個截面上運動。
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