Google Logo:紀念丹麥物理學家H. C.奧斯特

2021-01-08 中文業界資訊站
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新聞來源:原創

丹麥物理學家。1777年8月14日生於蘭格朗島魯德喬賓的一個藥劑師家庭。1794年考入哥本哈根大學,1799年獲博士學位。1801~1803年去 德、法等國訪問,結識了許多物理學家及化學家。1806年起任哥本哈根大學物理學教授,1815年起任丹麥皇家學會常務秘書。1820年因電流磁效應這一 傑出發現獲英國皇家學會科普利獎章。1829年起任哥本哈根工學院院長。1851年3月9日在哥本哈根逝世。

他曾對物理學、化學和哲學進行過多方面的研究。由於受康德哲學與謝林的自然哲學的影響,堅信自然力是可以相互轉化的,長期探索電與磁之間的聯繫。1820 年4月終於發現了電流對磁針的作用,即電流的磁效應。同年7月21日以《關於磁針上電衝突作用的實驗》為題發表了他的發現。這篇短短的論文使歐洲物理學界 產生了極大震動,導致了大批實驗成果的出現,由此開闢了物理學的新領域──電磁學。

他是一位熱情洋溢重視科研和實驗的教師,他說:「我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課,所有的科學研究都是從實驗開始的」。因此受到學生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學普及工作者,1824年倡議成立丹麥科學促進協會,創建了丹麥第一個物理實驗室。

1908年丹麥自然科學促進協會建立「奧斯特獎章」,以表彰做出重大貢獻的物理學家。1934年以「奧斯特」命名CGS單位制中的磁場強度單位。1937年美國物理教師協會設立「奧斯特獎章」,獎勵在物理教學上做出貢獻的物理教師。

1.1820年發現電流的磁效應

自從庫侖提出電和磁有本質上的區別以來,很少有人再會去考慮它們之間的聯繫。而安培和畢奧等物 理學家認為電和磁不會有任何聯繫。可是奧斯特一直相信電、磁、光、熱等現象相互存在內在的聯繫,尤其是富蘭克林曾經發現萊頓瓶放電能使鋼針磁化,更堅定了 他的觀點。當時,有些人做過實驗,尋求電和磁的聯繫,結果都失敗了。奧斯特分析這些實驗後認為:在電流方向上去找效應,看來是不可能的,那麼磁效應的作用 會不會是橫向的?

在1820年4月,有一次晚上講座,奧斯特演示了電流磁效應的實驗。當伽伐尼電池與鉑絲相連時,靠

奧斯特

近鉑絲的小磁針擺動了。這一不顯眼的現象沒有引起聽眾的注意,而奧斯特非常興奮,他接連三個月深入地研究,在1820年7月21日,他宣布了實驗情況。

奧斯特將導線的一端和伽伐尼電池正極連接,導線沿南北方向平行地放在小磁針的上方,當導線另一端連到負極時,磁針立即指向東西方向。把玻璃板、木片、石塊等非磁性物體插在導線和磁針之間,甚至把小磁針浸在盛水的銅盒子裡,磁針照樣偏轉。

奧斯特認為在通電導線的周圍,發生一種「電流衝擊」。這種衝擊只能作用在磁性粒子上,對非磁性物體是可以穿過的。磁性物質或磁性粒子受到這些衝擊時,阻礙它穿過,於是就被帶動,發生了偏轉。

導線放在磁針的下面,小磁針就向相反方向偏轉;如果導線水平地沿東西方向放置,這時不論將導線放在磁針的上面還是下面,磁針始終保持靜止。

他認為電流衝擊是沿著以導線為軸線的螺旋線方向傳播,螺紋方向與軸線保持垂直。這就是形象的橫向效應的描述。

奧斯特對磁效應的解釋,雖然不完全正確,但並不影響這一實驗的重大意義,它證明了電和磁能相互轉化,這為電磁學的發展打下基礎。

2.其它方面的成就

奧斯特曾經對化學親合力等作了研究。1822年他精密地測定了水的壓縮係數值,論證了水的可壓縮性。1823年他還對溫差電作出了成功的研究。他對庫侖扭秤也作了一些重要的改進。

奧斯特在1825年最早提煉出鋁,但純度不高,以致這項成就在冶金史上歸屬於德國化學家F.維 勒(1827)。他最後一項研究是40年代末期對抗磁體的研究,試圖用反極性的反感應效應來解釋物質的抗磁性。同一時期M.法拉第在這方面的成就超過了奧 斯特及其法國的同輩。法拉第證明不存在所謂的反磁極。並用磁導率和磁力線的概念統一解釋了磁性和抗磁性。不過,奧斯特研究抗磁體的方法仍具有很深的影響。

3.出版了《奧斯特科學論文》集

他的重要論文在1920年整理出版,書名是《奧斯特科學論文》。

1.磁針的跳動,使他激動得摔了一跤

奧斯特受康德哲學思想的影響,一直堅信電和磁之間一定有某種關係,電一定可以轉化為磁。當務之 急是怎樣找到實現這種轉化的條件。奧斯特仔細地審查了庫侖的論斷,發現庫侖研究的對象全是靜電和靜磁,確實不可能轉化。他猜測,非靜電、非靜磁可能是轉化 的條件,應該把注意力集中到電流和磁體有沒有相互作用的課題上去。他決心用實驗來進行探索。

1819年上半年到1820年下半年,奧斯特一面擔任電、磁學講座的主講,一面繼續研究電、磁 關係。1820年4月,在一次講演快結束的時候,奧斯特抱著試試看的心情又作了一次實驗。他把一條非常細的鉑導線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方,接通 電源的瞬間,發現磁針跳動了一下。這一跳,使有心的奧斯特喜出望外,竟激動得在講臺上摔了一跤。但是因為偏轉角度很小,而且不很規則,這一跳並沒有引起聽 眾注意。以後,奧斯特花了三個月,作了許多次實驗,發現磁針在電流周圍都會偏轉。在導線的上方和導線的下方,磁針偏轉方向相反。在導體和磁針之間放置非磁 性物質,比如木頭、玻璃、水、松香等,不會影響磁針的偏轉。1820年7月21日,奧斯特寫成《論磁針的電流撞擊實驗》的論文,正式向學術界宣告發現了電 流磁效應。

2.設立奧斯特獎章

奧斯特的功績受到了學術界的公認,為了紀念他,國際上從1934年起命名磁場強度的單位為奧斯特,簡稱「奧」。1937年美國物理教師協會還專門設立了奧斯特獎章,來獎勵教學有成績的優秀物理教師。

以上來自百度百科,主要是中文WIKI上面的介紹太簡短了,英文WIKI又擔心大家不懂。

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