1. 安培對人類作出了哪些貢獻
安培定則
安培定則表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關系的定則,也叫右手螺旋定則。
(1)直線電流的安培定則 用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,那麼彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。
(2)環形電流的安培定則 讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致,那麼伸直的大拇指所指的方向就是環形電流中心軸線上磁感線的方向。
直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環形電流可看成許多小段直線電流組成,對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環形電流中心軸線上磁感強度的方向。疊加起來就得到環形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導出,直線電流的安培定則對電荷作直線運動產生的磁場也適用,這時電流方向與正電荷運動方向相同,與負電荷運動方向相反。
(3)通電螺線管磁場磁感線的分布
用右手握住螺線管,讓彎曲的四指所指的方向與電流方向一致,那麼大拇指所指的方向就是螺線管內部的磁感線的方向,也就是,大拇指指向通電螺線管的N極。
編輯本段
安培滴定法
利用電解池中電流的變化指示滴定終點的電滴定分析方法。分為一個極化電極的安培滴定法和兩個極化電極的安培滴定法。用滴汞電極為極化電極的一個極化電極的安培滴定法稱為極譜滴定法。兩個極化電極的安培滴定法稱為死停終點法或雙安培滴定法。
編輯本段
安培力(Ampere's force)
磁場對電流的作用力。電流元|d|在外磁場B中受到的作用力為F=BI|d|安培力的方向由|d| 和 B按右手螺旋定則確定,安培力的大小為F=BI|d|sina,其中a是|d|和B之間的夾角。磁場對任意載流導線的作用力是各電流元受力的矢量和。安培力公式是關於電流元之間相互作用力的安培定律的一部分。安培力是磁場對運動電荷的洛倫茲力的宏觀表現。
1、磁場對電流的作用
用條形磁鐵可以在一定的距離內吸起較小質量的鐵塊,巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊,表明磁場有強有弱,如何表示磁場的強弱呢?我們利用磁場對電流的作用力——安培力來研究磁場的強弱。
2、決定安培力大小的因素有哪些?
(1)與電流的大小有關
垂直於磁場方向的通電直導線,受到磁場的作用力的大小眼導線中電流的大小有關,電流大,作用力大;電流小,作用力也小。
(2)與通電導線在磁場中的長度有關
垂直於磁場方向的通電直導線,受到的磁場的作用力的大小限通電導線在磁場中的長度有關,導線長、作用力大;導線短,作用力小。
(3)與導線在磁場中的放置方向有關
保持電流的大小及通電導線的長度不變,改變導線與磁場方向的夾角,當夾角為0°時,導線不動,即電流與磁場方向平行時不受安培力作用;當夾角增大到90°的過程中,導線擺角不斷增大,即電流與磁場方向垂直時,所受安培力最大;不平行也不垂直時,安培力大小介於0°和最大值之間.
3、磁感應強度
用L表示通電導線長度,I表示電流,保持電流和磁場方向垂直,通電導線所受的安培力大小FIL
用B表示這一比值,有B=F/IL .B的物理意義為:通電導線垂直置於磁場同一位置,B值保持不變;若改變通電導線的位置,B值隨之改變。表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為.對於電流和長度相同的導線,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁場強。放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁場弱.因而我們可以用比值B=F/IL 來表示磁場的強弱.把它叫做磁感應強度。
2. 安培的貢獻是什麼
奧斯特的電流磁效應的發現報告,很快被譯成法文、英文和德文公開發表出來,並引起科學界的極大重視,紛紛轉向這方面的討論和研究,特別是當時的法國巴黎,成了研究中心。這個時候正在國外旅遊的法國物理學家阿拉果立即從瑞士返回巴黎,向法國科學院報告了奧斯特這一偉大發現的詳細情況。阿拉果的報告,引起了法國科學界強烈的反響。做出異乎尋常的反應的是在科學上極其敏感的科學家安培等人。
安培出生於法國里昂的一個商人家庭,從小就表現出驚人的記憶力和非凡的數學才能,完全靠自學獲得全面的教育。1793年,他父親被雅各賓黨人處死,之後他妻子去世,這些打擊使他一度陷入悲傷和苦悶。但對數學和自然科學的熱愛使他又振作起來。在聽到阿拉果對奧斯特發現的介紹後,他迅速重復了奧斯特的實驗並加以發展。在1820年9月18日、9月25日和10月9日科學院召開的會議上報告了他的重要發現。在隨後的幾年裡,他深入系統地研究了電磁學現象,提出安培力公式和分子電流假說。麥克斯韋把安培譽為「電學中的牛頓」。
安培在9月18日提出了磁針轉動方向與電流方向的關系服從右手定則,即現在所稱的安培右手定則。既然電流可以像磁石那樣吸引或排斥磁針,那麼兩段電流是否也像兩塊磁石那樣相互作用呢?在9月25日的報告里,安培用實驗證明了兩根平行載流導線,當電流方向相同時,相互吸引;當電流方向相反時,相互排斥。安培認為,磁作用本質上可歸結為電流間的作用。在10月9日的報告里,安培報告了他對各種彎曲載流導線相互作用的實驗研究結果。
在法國科學院10月30日的會議上,法國科學家比奧和薩伐爾報告了載流長直導線對磁針作用力的實驗結果。他們發現,這一作用力正比於電流強度,反比於它們之間的距離,作用力的方向則垂直於磁針到直導線的連線。拉普拉斯假設電流的作用歸結為電流元獨立作用之和,比—薩定律才被表示為微分形式。
在隨後的3個月里,安培集中研究了電流元之間相互作用力。為測定這種作用力,他以精巧的實驗技巧和高超的數學能力設計了4個「示零實驗」。在對實驗結果進行分析和綜合後,他於12月4日提出任意2個電流元之間作用力的公式,即安培力公式。
安培是一個分子論者。在菲涅耳的批評和啟示下,1821年1月,他提出了分子電流假說。他認為,物體內部每個分子中的以太和兩種電流質的分解,會產生環繞分子的圓電流,形成小磁體;當有外部磁力作用時,它們呈規則排列,使物體呈現磁性。
類比於靜力學和動力學的區別,安培首次把研究動電現象的理論稱為「電動力學」。
其實安培本應該建立「首先發現電磁感應」的不朽功勛的。1832年法拉第宣布他發現了電磁感應之後,安培聲稱,實際上他在1822年就已經發現了一個電流能夠感應出另一個電流。
那為什麼安培未能發現電磁感應?
正如安培所言,早在1822年,他與德萊里弗在日內瓦做的實驗便證明了感應能夠產生電流。他們用銅環和馬蹄形磁鐵做實驗。在實驗中,他們兩人都已清楚地觀察到由於感應引起的吸引和排斥,使銅環發生偏轉。
當時,法拉第及其他研究者們正熱切期望和努力探索著電磁感應效應,安培本應該對他的發現大加宣傳,但是安培卻沒有這樣做。那麼,安培為什麼沒有利用這一發現以獲得他顯然渴望得到的不朽聲譽呢?在這一點上,各家眾說紛紜。羅斯把原因歸結為德萊里弗的年輕和缺乏經驗,以至於在描述這個實驗時沒有強調感應電流;而安培則是由於疏忽,沒有將他的發現探究到底。布倫德爾則簡單地認為安培沒有考慮1822年的實驗結果,因為他堅持的是分子電流的學說。霍夫曼則解釋為:安培發現感應現象,被他同時作出的關於同一導線上的電流元之間相互排斥的「發現」所掩蓋,使得安培忽視了感應現象。
其實,布倫德爾的陳述基本上是正確的,但令人難以理解,因為他沒有指出隱藏在安培行動背後的原因。
1821年9月,法拉第發現通電導線能繞磁鐵旋轉。不久,他又創制了著名的電磁旋轉器,並發表了批評安培理論的論文。對於新的發現和法拉第的批評,安培不能無動於衷,因為兩者似乎都觸動了他的新學說的基礎。此時,分子電流說對安培已變得極為重要,因此他決不能放棄它。這就導致了他對自己的電磁感應的發現極度輕視。實際上,當德萊里弗宣讀安培對該實驗的敘述時,安培就在日內瓦,當時他是完全能夠作出修正,然而他沒有這樣做。而對德萊里弗發表在《化學年鑒》上的文章他曾作過一些更改,但卻沒有修改對感應的敘述。這些事實為我們考察安培當時如何理解和對待感應實驗提供了重要的線索。
在當時,安培為了保護他的分子電流理論,很想把同軸電流說否定掉。所以他把實驗中由感應所產生的同軸電流也試圖解釋為分子電流。
安培未能發現電磁感應的原因是安培把他的分子電流理論看得太重要了,而電磁感應只是他最後才希望發現的事情。如果他承認他已經在實驗中產生的同軸電流,那就會把他珍貴的理論置於無立足之地。因此,他做了他不得不做的事。他把他原來用以在同軸電流和分子電流之間作出選擇的(1821年完成的)實驗變成了一項毫無意義的練習。他1822年的實驗結論表明:無論他觀察到什麼,他都會堅持把它解釋成分子電流,或者至少是分子大小的電流存在的證據。他完完全全成了自己理論的囚徒。
試想,如果安培把他的理論暫時放一下,而將他1822年在日內瓦做的實驗全部准確地公布出來,那麼,法拉第肯定會重復這個實驗,而且憑著他的實驗天資,會馬上從中探索出用電流產生感應電流的必要條件,原電流和感應電流的方向,以及其他所有的與他在1831年獨立作出的電磁感應發現中得出的結果相似的結論。這樣,電磁感應有可能會提早幾年得到發現,而安培也就會得到「最早發現者」的榮譽,用不著在1832年懇求分享這一榮譽了。這里人們也許可以吸取重要的教訓。
鈍化
鈍化,是使金屬表面轉化為不易被氧化的狀態,而延緩金屬的腐蝕速度的方法。另外,一種活性金屬或合金,其中化學活性大大降低,而成為貴金屬狀態的現象,也叫鈍化。金屬的鈍化也可能是自發的過程(如在金屬的表面生成一層難溶解的化合物,即氧化物膜)。在工業上是用鈍化劑(主要是氧化劑)對金屬進行鈍化處理,形成一層保護膜。
3. 安培在物理學領域的重要貢獻
安培最主要的成就是1820~1827年對電磁作用的研究。 ①發現了安培定則 奧斯特發現電流磁效應的實驗,引起了安培注意,使他長期信奉庫侖關於電、磁沒有關系的信條受到極大震動,他全部精力集中研究,兩周後就提出了磁針轉動方向和電流方向的關系及從右手定則的報告,以後這個定則被命名為安培定則。 ②發現電流的相互作用規律 接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引,電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。 ③發明了電流計 安培還發現,電流在線圈中流動的時候表現出來的磁性和磁鐵相似,創制出第一個螺線管,在這個基礎上發明了探測和量度電流的電流計。 ④提出分子電流假說 他根據磁是由運動的電荷產生的這一觀點來說明地磁的成因和物質的磁性。提出了著名的分子電流假說。安培認為構成磁體的分子內部存在一種環形電流——分子電流。由於分子電流的存在,每個磁分子成為小磁體,兩側相當於兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的,它們產生的磁場互相抵消,對外不顯磁性。當外界磁場作用後,分子電流的取向大致相同,分子間相鄰的電流作用抵消,而表面部分未抵消,它們的效果顯示出宏觀磁性。安培的分子電流假說在當時物質結構的知識甚少的情況下無法證實,它帶有相當大的臆測成分;在今天已經了解到物質由分子組成,而分子由原子組成,原子中有繞核運動的電子,安培的分子電流假說有了實在的內容,已成為認識物質磁性的重要依據。 ⑤總結了電流元之間的作用規律——安培定律 安培做了關於電流相互作用的四個精巧的實驗,並運用高度的數學技巧總結出電流元之間作用力的定律,描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關系。後來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為「電動力學」,1827年安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中。這是電磁學史上一部重要的經典論著。為了紀念他在電磁學上的傑出貢獻,電流的單位「安培」以他的姓氏命名。
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4. 安培的事跡是怎麼樣的
安培(André Marie Ampè 1775~1836年),法國物理學家,對數學和化學也有貢獻。1775年1月22日生於里昂一個富商家庭。年少時就顯出數學才能。他的父親信奉J.J.盧梭的教育思想,供給他大量圖書,令其走自學的道路,於是他博覽群書,吸取營養;盧梭關於植物學的著作燃起了他對科學的熱情。
科學成就
1.安培最主要的成就是1820~1827年對電磁作用的研究。
①發現了安培定則
奧斯特發現電流磁效應的實驗,引起了安培注意,使他長期信奉庫侖關於電、磁沒有關系的信條受到極大震動,他全部精力集中研究,兩周後就提出了磁針轉動方向和電流方向的關系及從右手定則的報告,以後這個定則被命名為安培定則。
②發現電流的相互作用規律
接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引,電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。
③發明了電流計
安培還發現,電流在線圈中流動的時候表現出來的磁性和磁鐵相似,創制出第一個螺線管,在這個基礎上發明了探測和量度電流的電流計。
④提出分子電流假說
他根據磁是由運動的電荷產生的這一觀點來說明地磁的成因和物質的磁性。提出了著名的分子電流假說。安培認為構成磁體的分子內部存在一種環形電流——分子電流。由於分子電流的存在,每個磁分子成為小磁體,兩側相當於兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的,它們產生的磁場互相抵消,對外不顯磁性。當外界磁場作用後,分子電流的取向大致相同,分子間相鄰的電流作用抵消,而表面部分未抵消,它們的效果顯示出宏觀磁性。安培的分子電流假說在當時物質結構的知識甚少的情況下無法證實,它帶有相當大的臆測成分;在今天已經了解到物質由分子組成,而分子由原子組成,原子中有繞核運動的電子,安培的分子電流假說有了實在的內容,已成為認識物質磁性的重要依據。
⑤總結了電流元之間的作用規律——安培定律
安培做了關於電流相互作用的四個精巧的實驗,並運用高度的數學技巧總結出電流元之間作用力的定律,描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關系。後來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為「電動力學」,1827年安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中。這是電磁學史上一部重要的經典論著。為了紀念他在電磁學上的傑出貢獻,電流的單位「安培」以他的姓氏命名。
他在數學和化學方面也有不少貢獻。他曾研究過概率論和積分偏微方程;他幾乎與H戴維同時認識元素氯和碘,導出過阿伏伽德羅定律,論證過恆溫下體積和壓強之間的關系,還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關系。
3.「電學中的牛頓」
安培將他的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中,成為電磁學史上一部重要的經典論著。麥克斯韋稱贊安培的工作是「科學上最光輝的成就之一,還把安培譽為「電學中的牛頓」。
安培還是發展測電技術的第一人,他用自動轉動的磁針製成測量電流的儀器,以後經過改進稱電流計。
安培在他的一生中,只有很短的時期從事物理工作,可是他卻能以獨特的、透徹的分析,論述帶電導線的磁效應,因此我們稱他是電動力學的先創者,他是當之無愧的
5. 安培的貢獻有哪些
6. 安培的成就
科學成就
發現了安培定則
奧斯特發現電流磁效應的實驗,引安培定則起了安培注意,使他長期信奉庫侖關於電、磁沒有關系的信條受到極大震動,他全部精力集中研究,兩周後就提出了磁針轉動方向和電流方向的關系及從右手定則的報告,以後這個定則被命名為安培定則。
安培定則表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關系的定則,也叫右手螺旋定則。
1、直線電流的安培定則用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,那麼彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。
2、環形電流的安培定則讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致,那麼伸直的大拇指所指的方向就是環形電流中心軸線上磁感線的方向。
直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環形電流可看成許多小段直線電流組成,對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環形電流中心軸線上磁感強度的方向。疊加起來就得到環形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導出,直線電流的安培定則對電荷作直線運動產生的磁場也適用,這時電流方向與正電荷運動方向相同,與負電荷運動方向相反。
發現電流的相互作用規律
接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引,電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。
發明了電流計
安培還發現,電流在線圈中流動的時候表現出來的磁性和磁鐵相似,創制出第一個螺線管,在這個基礎上發明了探測和量度電流的電流計。電流的國際單位為安培,簡稱為安,符號為A,定義為:在真空中相距為1米的兩根無限長平行直導線,通以相等的恆定電流,當每根導線上所受作用力為2×10-7N時,各導線上的電流為1安培。
比安培小的電流可以用毫安、微安等單位表示。
1安=1000毫安
1毫安=1000微安
提出分子電流假說
分子電流假說
他根據磁是由運動的電荷產生的這一觀點來說明地磁的成因和物質的磁性。提出了著名的分子電流假說。安培認為構成磁體的分子內部存在一種環形電流——分子電流。由於分子電流的存在,每個磁分子成為小磁體,兩側相當於兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的,它們產生的磁場互相抵消,對外不顯磁性。當外界磁場作用後,分子電流的取向大致相同,分子間相鄰的電流作用抵消,而表面部分未抵消,它們的效果顯示出宏觀磁性。
安培的分子電流假說在當時物質結構的知識甚少的情況下無法證實,它帶有相當大的臆測成分;在今天已經了解到物質由分子組成,而分子由原子組成,原子中有繞核運動的電子,安培的分子電流假說有了實在的內容,已成為認識物質磁性的重要依據。
總結了電流元之間的作用規律——安培定律
安培做了關於電流相互作用的四個精巧的實驗,並運用高度的數學技巧總結出電流元之間作用力的定律,描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關系。後來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為「電動力學」,1827年安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中。這是電磁學史上一部重要的經典論著。為了紀念他在電磁學上的傑出貢獻,電流的單位「安培」以他的姓氏命名。
他在數學和化學方面也有不少貢獻。他曾研究過概率論和積分偏微方程;他幾乎與H戴維同時認識元素氯和碘,導出過阿伏伽德羅定律,論證過恆溫下體積和壓強之間的關系,還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關系。大家熟悉的電流強度單位–安培,是為了紀念在1775年1月22日出生於法國里昂的物理學家安德烈·瑪麗·安培(Andre M. Ampere)而命名的。
7. 安德烈·安培的生平事跡以及他對物理做出的貢獻都有哪些
1821年初,安培提出著名的假說:物體內部的分子中均帶有迴旋電流,這形成了宏觀磁性。這一假說在70年後被證明,由此可知安培在電流磁性等方面的卓越思想。我們平常總說「電流」,這一概念是安培提出的。在奧斯特與安培之前,電學主要停留在靜力范圍內。安培首先提出「電動力學」,用以指明此學科是研究電荷的運動問題。庫侖定律是電靜力學中的基本規律,安培定律是電的動力學中的基礎法則。電動力學是從安培手中誕生的。
在他之前的奧斯特只是發現了一個現象,安培卻能在此基礎上迅速發展,在4個月的時間內由實踐到理論,誕生新的學科,可見他是一名理論與實踐能力均十分優秀的物理學家。他敏銳地推廣研究了電流與電流的相互作用,導出系列規律。安培提出,不但磁針受電流周圍的力的作用,電流自己也互相發生作用。電流元之間的作用力與距離平方成反比,這奠定了電動力學的基礎,由電流所生的力歸結到平方反比定律,因此同萬有引力及磁極間、電荷間的力一致了。這邁出了「場物理學」的一步。安培於1775年出生在富裕的商人之家。在法國大革命時期,安培的父親被處決,所以安培養成了孤獨郁寡的性格。
他是一位愛陷入沉思的教授。有一次,皇帝邀請他參加宴會,他竟然忘記了。在奧斯特的發現提出後,安培提出了磁針轉動方向與電流方向相關判定的右手定則。繼而,安培討論了平行截流導線間的相互作用。1820年下半年,著名的安培定律提出。安培在實驗中發現,直流電對小磁針有作用,但是圓形導線和矩形導線形成的電流迴路對小磁針也有磁力作用。安培利用地球的磁性和電流結合的原理,用圓電流來解釋地球磁性的產生,這很有創見。
有一次,物理學家阿拉戈去安培家拜訪,看到安培的桌子上放著伏特電堆做成的電源,還有許多儀器。安培向他解釋說,在磁針上空有一條導線,通電之後,導線產生的磁力會使磁針偏轉。這就是奧斯特實驗。安培又說:「現在,我這里有一個線圈,我將這線圈通電,可以看到一個現象」。線圈通電後,安培用磁鐵和線圈相作用。阿拉戈看到後有所醒悟地說:「看來,線圈也可以成為磁鐵」。「不錯」,安培說,「正是電流通過線圈,線圈的兩端產生了磁力線,改變電流方向也就改變了電磁鐵的兩極。」
實驗繼續下去,通電的線圈把金屬中的鐵質物品都吸引住了,桌面上的鐵屑,鐵釘之類物品紛紛向「磁鐵」靠攏,被通電線圈牢牢吸住。安培突然間把電源關閉,電流不存在了,只見通電線圈上吸附著的鐵釘之類的物品紛紛落下。
安培就這樣發明了電磁鐵。電磁鐵靈活易用,對人類生活產生巨大影響。這是電磁理論的一個簡單應用,可見電磁學應用的重要性和社會價值。
8. 詳細地描述「安培」的事跡
安培簡介1775年1月20日生於里昂一個富商家庭,1836 年6月10日卒於馬賽。1802 年他在布爾讓-布雷斯中央學校任物理學和化學教授 ;1808年被任命為法國帝國大學總學監,此後一直擔任此職 ;1814 年被選為帝國學院數學部成員;1819年主持巴黎大學哲學講座;1824年擔任法蘭西學院實驗物理學教授。
安培最主要的成就是1820~1827年對電磁作用的研究 。1820年7月 ,H.C.奧斯特發表關於電流磁效應的論文後,安培報告了他的實驗結果 :通電的線圈與磁鐵相似 ;9月25日,他報告了兩根載流導線存在相互影響,相同方向的平行電流彼此相吸,相反方向的平行電流彼此相斥;對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。通過一系列經典的和簡單的實驗,他認識到磁是由運動的電產生的。他用這一觀點來說明地磁的成因和物質的磁性。他提出分子電流假說:電流從分子的一端流出,通過分子周圍空間由另一端注入;非磁化的分子的電流呈均勻對稱分布,對外不顯示磁性;當受外界磁體或電流影響時,對稱性受到破壞,顯示出宏觀磁性,這時分子就被磁化了。在科學高度發展的今天,安培的分子電流假說[1]有了實在的內容,已成為認識物質磁性的重要依據。為了進一步說明電流之間的相互作用,1821~1825年,安培做了關於電流相互作用的四個精巧的實驗,並根據這四個實驗導出兩個電流元之間的相互作用力公式。1827年,安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中 ,這是電磁學史上一部重要的經典論著,對以後電磁學的發展起了深遠的影響。為了紀念安培在電學上的傑出貢獻,電流的單位安培是以他的姓氏命名的。
他曾研究過概率論和積分偏微分方程,顯示出他在數學方面奇特的才能。他還做過化學研究,幾乎與H.戴維同時認識到元素氯和碘 ;比 A.阿伏伽德羅晚3年導出阿伏伽德羅定律。
安培的生平
安培小時候記憶力極強,數學才能出眾。他父親受盧梭(1712-1778)的教育思想的影響很深,決定讓安培自學,經常帶他到圖書館看書。安培自學了《科學史》、《網路全書》等著作。他對數學最著迷,13歲就發表第一篇數學論文,論述了螺旋線。1799年安培在里昂的一所中學教數學。1802年二月安培離開里昂去布爾格學院講授物理學和化學,四月他發表一篇論述賭博的數學理論,顯露出極好的數學根底,引起了社會上的注意。後來應聘在拿破崙創建的法國公學任職。1808年安培任法國帝國大學總學監,1809年任巴黎工業大學數學教授。1814年當選為法國科學院院士。1824年任法蘭西學院實驗物理學教授。1827年當選為英國倫敦皇家學會會員。他還是柏林、斯德哥爾摩等科學院的院士。
安培在物理學方面的主要貢獻是對電磁學中的基本原理有重要發現,如安培定律、安培定則和分子屯流等。1820年七月二十一日丹麥物理學家奧斯特發現了電流的磁效應。法國物理學界長期信奉庫侖關於電、磁沒有關系的信條,這個重大發現使他們受到極大的震動,以阿拉果(1786-1853),安培等為代表的法國物理學家迅速作出反應。八月末阿拉果在瑞士聽到奧斯特成功的消息,立即趕回法國,九月十一日就向法國科學院報告了奧斯特的實驗細節.安培聽了報告之後,第二天就重復了奧斯特的實驗,並於九月十八月向法國科學院報告了第一篇論文,提出了磁針轉動方向和電流方向的關系服從右手定則,以後這個定則被命名為安培定則。九月二十五日安培向科學院報告了第二篇論文,提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引,電流方向相反的兩皋平行載流導線互相排斥。十月九日報告了第三篇論文,闡述丁各種形狀的曲線載流導線之間的相互作用。後來,安培又做了許多實驗,並運用高度的數學技巧於1826年總結出電流元之間作用力的定律,描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關系。後來人們把這個定律稱為安培定律。十二月四日安培向科學院報告了這個成果。安培並不滿足於這些實驗研究的成果。1821年一月,他提出了著名的分子電流的假設,認為每個分子的圓電流形成十個小磁體,這是形成物體宏觀磁性的原因。安培還對比了靜力學和動力學的名稱,第一個把研究動電的理論稱為「電動力學』,並於『1822年出版了《電動力學的觀察匯編》,1827年出版了螟電動力學理論》。此外,安培還發現,電流在線圈中流動的時候表現出來的磁性和磁鐵相似,創制出第一個螺線管,在這個基礎上發明了探測和量度電流的電流計。
安培的研究還涉及哲學、化學等領域,甚至還研究過植物分類學上的復雜問題。
1836年,安培以大學學監的身份外出巡視工作,不幸途中染上急性肺炎,醫治無效,於六月十日在馬賽去世,終年61歲。後人為了紀念安培,用他的名字來命名電流強度的單位,簡稱「安」。【科學成就】
安培最主要的成就是1820~1827年對電磁作用的研究。
①發現了安培定則
奧斯特發現電流磁效應的實驗,引起了安培注意,使他長期信奉庫侖關於電、磁沒有關系的信條受到極大震動,他全部精力集中研究,兩周後就提出了磁針轉動方向和電流方向的關系及從右手定則的報告,以後這個定則被命名為安培定則。
②發現電流的相互作用規律
接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引,電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。
③發明了電流計
安培還發現,電流在線圈中流動的時候表現出來的磁性和磁鐵相似,創制出第一個螺線管,在這個基礎上發明了探測和量度電流的電流計。
④提出分子電流假說
他根據磁是由運動的電荷產生的這一觀點來說明地磁的成因和物質的磁性。提出了著名的分子電流假說。安培認為構成磁體的分子內部存在一種環形電流——分子電流。由於分子電流的存在,每個磁分子成為小磁體,兩側相當於兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的,它們產生的磁場互相抵消,對外不顯磁性。當外界磁場作用後,分子電流的取向大致相同,分子間相鄰的電流作用抵消,而表面部分未抵消,它們的效果顯示出宏觀磁性。安培的分子電流假說在當時物質結構的知識甚少的情況下無法證實,它帶有相當大的臆測成分;在今天已經了解到物質由分子組成,而分子由原子組成,原子中有繞核運動的電子,安培的分子電流假說有了實在的內容,已成為認識物質磁性的重要依據。
⑤總結了電流元之間的作用規律——安培定律
安培做了關於電流相互作用的四個精巧的實驗,並運用高度的數學技巧總結出電流元之間作用力的定律,描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關系。後來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為「電動力學」,1827年安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中。這是電磁學史上一部重要的經典論著。為了紀念他在電磁學上的傑出貢獻,電流的單位「安培」以他的姓氏命名。
他在數學和化學方面也有不少貢獻。他曾研究過概率論和積分偏微方程;他幾乎與H戴維同時認識元素氯和碘,導出過阿伏伽德羅定律,論證過恆溫下體積和壓強之間的關系,還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關系。
安培的故事
大家熟悉的電流強度單位–安培,是為了紀念在1775年1月22日出生於法國里昂的物理學家安德烈·瑪麗·安培(Andre M. Ampere)而命名的。
安培家境富裕,他父親因深受魯索教育理論的影響,特別為他設立一個藏書豐富的私人圖書館,所以他從小就博覽群書。這些書不但讓他體會到生命崇高的一面,更激發起他對自然科學、數學和哲學的興趣。
安培是個數學天才,年紀小小已學會數學的基本知識和幾何學;12歲就開始學習微積分;18歲時已能重復拉格朗日的《分析力學》中的某些計算。1799年他在里昂擔任數學教師,並開始有系統地研究數學,後來更寫了概率論的論文。
安培智慧非凡,善於運用數學進行定量分析,他的學術地位也因而不斷提高。他被聘為多個學院的物理和數學分析教授,更被邀為英國皇家學會會員。
安培對電磁學的發展可說是功不可沒。他不但創造了「電流」這個名詞,又將正電流動的方向定為電流的方向。1820年他根據奧斯特的發現的「電流的磁力效應」,進行了很多有關電流和磁鐵相互作用的實驗,得出幾個重要的結果:(一)兩個距離相近、強度相等、方向相反的電流對另一電流產生的作用力可以相互抵消;(二)在彎曲導線上的電流可被看成由許多小段的電流組成,它的作用就等於這些小段電流的矢量和;(三)當載流導線的長度和作用距離同時增加相同的倍數時,作用力將保持不變。經過一番定量的分析之後,他終於在1822年發現了安培定律,並在1826年推出兩電流之間的作用力的公式。安培在電磁學上傑出的成就是有目共睹的,當時許多物理學家都對他萬分敬佩。
1836年安培在法國馬賽逝世,享年61歲。