奥斯特电流的磁效应.doc

奥斯特电流的磁效应摘要:在历史上很长时间里都认为电和磁没有联系,但是于1820年奥斯特在课堂上惊奇发现了小磁针的偏转,并紧紧抓住这一现象,连续进行了3个月的实验,终于发现了电流的磁效应,导致大批实验成果的出现,由此开辟了物理学的新领域——电磁学。关键词:电流,磁效应,奥斯特。家用电器中除了电灯,几乎都会涉及到电流的磁效应,电视机中有显像管需要电磁铁作为电子的聚焦,电磁炉将电能转化为高频磁场。电话使用磁场中的通电导线达到驱动发音膜发生,手机将电能转化为电磁信号进行发射和接收。电流磁效应的发现揭示了电与磁的内在联系,拉开了电磁统一的序幕。在历史上很长的一段时间里,磁学和电学的研究一直彼此独立地进行着。自从库仑提出电和磁有本质上的区别以来,很少有人再会去考虑它们之间的联系。而安培和毕奥等物理学家认为电和磁不会有任何联系。可是奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在的联系,尤其是富兰克林曾经发现莱顿瓶放电能使钢针磁化,更坚定了他的观点。当时,有些人做过实验,寻求电和磁的联系,结果都失败了。奥斯特分析这些实验后认为:在电流方向上去找效应,看来是不可能的,那么磁效应的作用会不会是横向的?18世纪80年代库仑论证电和磁是两个完全不同的方面,它们的作用定律在数学上很相似,但它们的性质却很不相同,认为电与磁相互转换简直是不可思议的。直到19世纪初叶,科学界还是普遍把这两种现象看作是相互独立的。但是实际上电和磁之间相互联系的现象早已引起了一些人的注意。早在18世纪30年代,就有人描述过闪电能使箱中刀、叉、钢针磁化的现象。1751年富兰克林(BenjaminFranklin,1706—1790)已发现用莱顿瓶放电的方法可以使焊条、钢针磁化或退磁。当时关于闪电改变钢铁物件磁性的事情屡见报道,但既未作过系统的研究,更想不到这与电流之间有何联系。丹麦物理学家奥斯特出生于一个贫穷的药剂师家里。他17岁时便考取了哥本哈根大学的免费生。他一边当家庭教师一边在学校学****药物学,对物理学、天文学、哲学和文学都很有兴趣。奥斯特是一个深受德国古典哲学影响的物理学家,他受到德国“自然哲学”,特别是谢林关于各种现象相互联系和相互转化思想的影响。自然哲学强调知识的先验性,反对知识的经验性,带有思辨的色彩,它把虚构的联系强加予自然界,而不是从自然界中去寻求真实的联系。但是它关于世界的统一性和运动形式相互转化的思想,对自然科学的发展起着积极的作用。奥斯特从中吸取了思想营养。在1820年4月的某一天晚上,奥斯特在课堂上作电流磁效应的实验,他把联接伽伐尼电池两极的导线垂直地放在磁针之上,但是没有显示出明显的运动。当他讲课一结束,他说:‘让我们现在立即把导线放在与磁针平行的位置来试试看。’当他这样作后,突然发现电流附近的小磁针向垂直于导线的方向大辐度地转过去,振荡起来,并在几乎垂直于导线的方向停下来。奥斯特激动万分。于是他说:‘现在让我们使电流反向流动。’他把电池转了180度,再接上电源,结果磁针就向相反方向转去。伟大的发现就这样得到了。奥斯特紧紧抓住这一发现,先后作了一系列实验。1820年7月21日,在《关于磁体周围电冲突的实验》的报告中,公布了他的实验结果。他把电流在周围空间产生的磁效应称为“电冲突”,并总结了所谓电冲突的某些特性。他在导线和磁针之间放上玻璃片、金属片、木片等等物质,都不妨碍电流对磁