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歐姆 |
歐姆(GeorgSimonOhm,1787~1854)德國(guó)物理學(xué)家,1787年3月16日生于巴伐利亞的埃朗根。他的父親是一位對(duì)科學(xué)感興趣的熟練鎖匠,受好哲學(xué)和數(shù)學(xué)。在其父影響、教育下,他對(duì)數(shù)學(xué)很感興趣,并掌握了一些金屬加工技能,為他后來(lái)的學(xué)習(xí)和研究創(chuàng)造了良好條件;1811年畢業(yè)于埃朗根大學(xué)并取得哲學(xué)博士學(xué)位,先后在埃朗根和班堡等地中學(xué)任教;1817年出版第一本著作《幾何教科書(shū)》;1817~1826年在科隆大學(xué)預(yù)科講授數(shù)學(xué)和物理;1826~1833年在柏林軍事學(xué)院任職;1833年起被聘為紐倫堡工藝學(xué)校物理教授;1841年英國(guó)皇家學(xué)會(huì)授予科普利獎(jiǎng)?wù)拢?842年被接納為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)國(guó)外會(huì)員;1845年為巴伐利亞科學(xué)院院土;1849年任慕尼黑大學(xué)非常任教授,1852年為該校正式教授;1854年7月6日在慕尼黑逝世。 歐姆最重要的貢獻(xiàn)是建立電路定律。他是受到傅里葉熱傳導(dǎo)理論(導(dǎo)熱桿中兩點(diǎn)間熱流量與兩點(diǎn)溫度差成正比)影響來(lái)研究他的定律的。當(dāng)時(shí)還缺乏明確的電動(dòng)勢(shì)、電流強(qiáng)度乃至電阻概念,適用的電流計(jì)也正在探索中。他使用了溫差電池和扭秤,經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和歸納計(jì)算,才獲得成功。1825年發(fā)表第一篇論文《涉及金屬傳導(dǎo)接觸電的定律的初步表述》,論述了電流的電磁力的衰減與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系。進(jìn)而,他通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了不同金屬的電導(dǎo)率。在制作導(dǎo)線過(guò)程中,他直接受惠于父親的精湛技藝。英國(guó)學(xué)者巴勞(P.Barlow)發(fā)現(xiàn)了電流在整個(gè)電路的各部分都是一樣的,這個(gè)結(jié)果啟發(fā)了歐姆,這使他想到可以把電流強(qiáng)度(當(dāng)時(shí)他稱為“電磁力”)作為電路中的一個(gè)基本量。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),導(dǎo)致得出了以他的名字命名的定律。以后,他又對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)工作進(jìn)行了數(shù)學(xué)處理與理論加工,寫(xiě)成了《伽伐尼電路──數(shù)學(xué)研究》一書(shū)(1827年出版)。 歐姆定律剛發(fā)表時(shí),并沒(méi)有受到德國(guó)學(xué)術(shù)界的重視,反而遭到各種非議與攻擊。歐姆給當(dāng)時(shí)普魯士教育部長(zhǎng)蘇爾茲贈(zèng)送一本他的著作,請(qǐng)求安排到大學(xué)工作。但這位部長(zhǎng)對(duì)科學(xué)不感興趣,只把他安排到軍事學(xué)校。這時(shí),一位在德國(guó)物理學(xué)界頗有地位的物理學(xué)家鮑耳(G.E.Pohl)首先撰文攻擊歐姆的《伽伐尼電路──數(shù)學(xué)研究》一書(shū),說(shuō)這本書(shū)是“不可置信的欺騙”,“它的唯一目的是要褻讀自然的尊嚴(yán)”。在強(qiáng)大的壓力下,歐姆寄希望國(guó)王出面,解決事端。他給國(guó)王路德維希一世寫(xiě)信,并因此組成巴伐利亞科學(xué)院專門(mén)委員會(huì)進(jìn)行審議,結(jié)果因意見(jiàn)不一,不了了之。在他給朋友的信中,流露出這一時(shí)期的痛苦心情:“《伽伐尼電路》的誕生已經(jīng)給我?guī)?lái)了巨大的痛苦,我真抱怨它生不逢時(shí),因?yàn)樯罹映⒌娜藢W(xué)識(shí)淺薄,他們不能理解它的母親的真實(shí)感情”。只是當(dāng)歐姆的工作后來(lái)在國(guó)外獲得巨大聲譽(yù)后,才在國(guó)內(nèi)科學(xué)界得到關(guān)注。經(jīng)過(guò)埃爾曼(P.Ermann,1764~1851)、多佛(H.W.Dove,1803~1879)和海爾曼(Hermann)等人多方努力,歐姆這才實(shí)現(xiàn)了他的多年愿望,擔(dān)任慕尼黑大學(xué)物理學(xué)教授。為了紀(jì)念人他在電路理論方面的貢獻(xiàn),電阻單位命名為歐姆。 他的研究工作還包括聲學(xué)、光學(xué)等方面。 選自:《物理教師手冊(cè)》 |
法拉第 |
邁克爾·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867)是19世紀(jì)電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。他于1791年9月22日生于倫敦附近的紐因格頓,父親是鐵匠。由于家境貧苦,他只在7歲到9歲讀過(guò)兩年小學(xué)。12歲當(dāng)報(bào)童,13歲在一家書(shū)店當(dāng)了裝訂書(shū)的學(xué)徒。他喜歡讀書(shū),利用在書(shū)店的條件,讀了許多科學(xué)書(shū)籍,并動(dòng)手做了一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。 1812年秋,法拉第有機(jī)會(huì)聽(tīng)了著名化學(xué)家戴維的四次講演,激起對(duì)科學(xué)研究的極大興趣。他把戴維的講演精心整理并附上插圖后寄給戴維,希望戴維幫助他實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究的愿望。1813年3月,戴維推薦法拉第到皇家研究院實(shí)驗(yàn)室作了自己的助理實(shí)驗(yàn)員。1813年10月,法拉第跟隨戴維到歐洲大陸進(jìn)行學(xué)術(shù)考察18個(gè)月。在這期間他有機(jī)會(huì)參觀了各國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室,結(jié)交了安培、蓋·呂薩克等著名科學(xué)家,了解了他們的科學(xué)研究方法;氐接(guó)后,法拉第就開(kāi)始了獨(dú)立的研究工作,并于1816年發(fā)表了第一篇化學(xué)論文,以后又接連發(fā)表了幾篇。 1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng),受到科學(xué)界的關(guān)注,促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展。1821年英國(guó)《哲學(xué)年鑒》的主編約請(qǐng)戴維撰寫(xiě)一篇文章,評(píng)述奧斯特發(fā)現(xiàn)以來(lái)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論發(fā)展概況。戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過(guò)程中,對(duì)電磁現(xiàn)象的研究產(chǎn)生了極大的熱情,并開(kāi)始轉(zhuǎn)向電磁學(xué)的研究。他仔細(xì)地分析了電流的磁效應(yīng)等現(xiàn)象,認(rèn)為既然電流能產(chǎn)生磁,磁能否產(chǎn)生電呢?1822年他在日記中寫(xiě)下了自己的思想:“磁能轉(zhuǎn)化成電”。他在這方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。起初,他試圖用強(qiáng)磁鐵靠近閉合導(dǎo)線或用強(qiáng)電流使另一閉合導(dǎo)線中產(chǎn)生電流,做了大量的實(shí)驗(yàn),都失敗了。經(jīng)過(guò)歷時(shí)十年的失敗、再試驗(yàn),直到1831年8月29日才取得成功。他接連又做了幾十個(gè)這類實(shí)驗(yàn)。1831年11月24日的論文中,他把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況概括成五類:變化著的電流;變化著的磁場(chǎng);運(yùn)動(dòng)的恒定電流;運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng);在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。他指出:感應(yīng)電流與原電流的變化有關(guān),而不是與原電流本身有關(guān)。他將這一現(xiàn)象與導(dǎo)體上的靜電感應(yīng)類比,把它取名為“電磁感應(yīng)”。為了解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象,法拉第曾提出過(guò)“電張力”的概念。后來(lái)在考慮了電磁感應(yīng)的各種情況后,認(rèn)為可以把感應(yīng)電流的產(chǎn)生歸因于導(dǎo)體“切割磁力線”。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)二十年后,直到1851年才得出了電磁感應(yīng)定律。 1833年到1834年,法拉第從實(shí)驗(yàn)得出了電解定律,這是電荷不連續(xù)性的最早的有力證據(jù)。 法拉第的另一貢獻(xiàn)是提出了場(chǎng)的概念。他反對(duì)超距作用的說(shuō)法,設(shè)想帶電體、磁體周?chē)臻g存在一種物質(zhì),起到傳遞電、磁力的作用,他把這種物質(zhì)稱為電場(chǎng)、磁場(chǎng)。1852年,他引入了電力線(即電場(chǎng)線)、磁力線(即磁感線)的概念,并用鐵粉顯示了磁棒周?chē)拇帕形狀。場(chǎng)的概念和力線的模型,對(duì)當(dāng)時(shí)的傳統(tǒng)觀念是一個(gè)重大的突破。 法拉第從近距作用的物理圖景出發(fā),還預(yù)見(jiàn)了電、磁作用傳播的波動(dòng)性和它們傳播的非瞬時(shí)性。他在1832年3月12日寫(xiě)給英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的一封密封信中,信封上寫(xiě)著“現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)收藏在皇家學(xué)會(huì)檔案館里的一些新觀點(diǎn)”,這封信直到1938年才啟封公布,信中法拉第說(shuō)明了他的上述新觀點(diǎn)。表現(xiàn)了法拉第深邃的物理洞察力和深刻的物理思想。 法拉第把他做過(guò)的實(shí)驗(yàn)整理成《電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》一書(shū),書(shū)中收集了三千多個(gè)條目,詳細(xì)記述了他做過(guò)的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論,是一本珍貴的科學(xué)文獻(xiàn)。 法拉第是靠自學(xué)成才的科學(xué)家,在科學(xué)的征途上辛勤奮斗半個(gè)多世紀(jì),不求名利。1825年,他參與冶煉不銹鋼材和折光性能良好的重冕玻璃工作,不少公司和廠家出重金聘請(qǐng)法拉第為他們的技術(shù)顧問(wèn)。面對(duì)15萬(wàn)鎊的財(cái)富和沒(méi)有報(bào)酬的學(xué)問(wèn),法拉第選擇了后者。1851年,法拉第被一致推選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng),他也堅(jiān)決推辭掉了這個(gè)職務(wù)。把全身心獻(xiàn)給了科學(xué)研究事業(yè),終生過(guò)著清貧的日子。 1855年他從皇家學(xué)院退休。1867年8月25日在倫敦去世。遵照他“一輩子當(dāng)一個(gè)平凡的邁克爾·法拉第”的意愿,遺體被安葬在海格特公墓。為了紀(jì)念他,用他的名字命名電容的單位──法拉。 選自:《物理教師手冊(cè)》 |
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