四、精心设计实验进行观察测量

在欧姆的实验中，起初他使用伏打电堆作为电源进行实验，由于电流不稳定，未能得到理想的效果．后来他接受波根道夫（1796—1877）的建议，1822 年改用由德国物理学家塞贝克（1780—1831）发现的温差电现象，用铜和铋制成了一个温差电池作电源，才保证了电流的稳定性．但是， 如何测定电流强度，这是当时尚未解决的一个难题．开始时欧姆想用电流的热效应，通过热胀冷缩来测定电流强度，但这种方法很难得到精确的结果．后来他通过设计一个电流扭秤，才得到了理想的结果．下面是欧姆实验的装置结构：

图(1)是欧姆设计的温差电源的结构．abb'a'是用铋铸成的Π形框架.铋框架每条腿上铆接铜片 abcd 和 a'b'c'd'．铜片也弯成Π形．铜框架的另一只腿浸在水银盆 m、m'中．ab 端插入保持沸腾的水中，a'b'插入冰水混合物中，以稳定温差电池两端的温差．m、m'即为温差电池的输出端．扭力秤的磁针与铜片 bc 平行，以显示电路电流的强弱．

图(2)是欧姆 1826 年的实验装置．1 为扭力秤玻璃罩，上部为扭力秤调零和微调装置．2 为扭力秤磁针，3 是铋框架，4 为铜片框架，5 为观察刻度目镜．m、m'为水银盂．

欧姆利用上面的实验装置，选用了八根粗细相同而长度分别为 2、4、6、10、18、34、66、130 英寸的铜导线，编为 1、2、3、4、5、6、7、8 号，顺次将它们接入外电路进行实验，测出每一次磁针的扭转角 X，从而得出了一组数据，下面是 1 月 8 日和 11 日的实验数据．

1 月 8 日测量的数据比 11 日和 15 日略为偏高，欧姆认为是由于 8 日的气温很低，他把热电偶的冷端放在窗台上，其实际温度很可能低于零度，即是说温差电池的温度差略高于 100℃，造成电动势的偏高，因而磁针读出的读数略大．