电学家

对电磁学做出伟大贡献的有法拉第、欧姆、奥斯特、安培、麦克斯韦等。丹麦物理学家奥斯特最先发现了电和磁之间的联系。

且说 1820 年 7 月 21 日，丹麦哥本哈根大学响起了清脆的铃声，物理实验室已经坐满了学生，年富力强的奥斯特教授精神饱满地带着伏打电他走了进来，为学生们上实验课。

当他接通电池时，突然发现放在电池旁边的磁针发生了偏转，改变了原来的位置，在垂直于导线的方向停了下来。

学生们对这一现象丝毫没有感觉，但奥斯特却激动万分。

在 19 世纪以前，近代电学和磁学的先驱及其后来人，一直把电和磁作为独立的互不相关的现象进行研究。在电和磁之间是否存在什么关系呢？从1807 年起，奥斯特就致力于电的各种效应的研究，隐约地认识到电和磁之间存在某种联系，但找不出什么证据。

经过 10 多年的探索，进展不大。当他在课堂上看到通电后引起的磁针偏转时，怎能不激动呢！

奥斯特意识到这是一项重大发现，下课后，立即进行了各种分析实验。他用导线又接通了伏打电池，当磁针垂直地放在导线的位置时，磁针并

无变化；当磁针平行地放在导线的位置时，磁针立即偏转，直到与导线垂直为止。他再把磁针放在一定的位置上，当伏打电池接通时，磁针发生了偏转， 当关闭电源时，磁针就恢复到原来的状态。

奥斯特又进一步地试验了不同的金属导线，发现磁针的偏转几乎一样。他又在导线和磁针之间放一块硬纸板隔离，在接通电源时，磁针仍然偏

转，甚至在中间放上玻璃、石头、水、金属时，磁针照样偏转。

通电导线为什么会使磁针偏转呢？奥斯特进行了理论的探讨。他认为磁针的偏转是由于电荷的流动引起的，磁针的偏转方向和电荷的流动方向密切相关。由于导体中的电流会在导体周围产生一个环形磁场，因此，磁针在这个磁场范围内，无论是改变电流的方向，还是改变磁针与导线的位置，都会引起磁针的偏转。

这是电流磁效应的最初发现。

1820 年，奥斯特的论文《磁针电抗作用实验》在法国的科学杂志《化学与物理学年鉴》上发表。奥斯特在论文中介绍了自己的研究成果。

奥斯特的发现把电学和磁学结合起来了。从此，电磁学的研究在欧洲主要国家里蓬勃地开展起来。

奥斯特的论文在法国发表后，引起了一个法国人的极大兴趣。

他就是安培。安培 1775 年 1 月 22 日生于里昂，幼年时表现出数学上的天资，是个神童。1802 年，安培发表了概率论方面的论文，引起了科学界的注意。

当安培得知奥斯特发现电和磁之间的关系时，便放弃了已奠定一定基础的数学研究，而转向物理学领域，并有一系列的发现。

安培在重做奥斯特的电流使磁针偏转的实验基础上，提出用来判定电流磁场方向的右手螺旋定则。

对于直线电流，判定的方法是，用右手握住导线，让伸直的大拇指指向电流方向，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方向。对于通电的螺线管，判定的方法是，右手握住螺线管，让弯曲的四指指向环形电流方向，那么，伸直的大拇指所指的方向就是磁力线方向。

在实验中，安培发现不仅通电导线对磁针有作用，而且两根通电导线之间也有作用。两根平行通电导线之间，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。

1821 年，安培探索了磁现象的本质。他认为物体中的每个分子都有圆形电流，即分子电流，分子电流产生磁场，使每个分子都成为一个小磁体。当物体内部的分子电流杂乱无章地排列时，它们的磁性相互抵消，而使物体不显示磁性；当物体内部的分子电流取向一致时，至少是部分地一致时，就使物体显示出磁性。

这样，安培初步揭示了电和磁的内在联系，他的观点和现代观点非常接近。

安培又对电流产生磁力的规律进行了研究，提出了安培环路定律，用来计算任意几何形状的通电导线所产生的磁场。

后人为了纪念他，把电流强度的单位命名为“安培”，简称“安”

伏打电池不仅促使奥斯特、安培对电学的研究，同时德国中学教师欧姆也对电学表示了极大的兴趣。

欧姆在教学过程中自制了许多电学仪器和材料，进行了大量的实验，发现了欧姆定律和电阻定律，取得了很大的成就。

在实验中，欧姆发现对同一个伏打电池，用不同的金属材料做导线时， 所产生的电流强度不一样，并且与导线的长度也有关系。那么，电流强度、导线材料、电动势之间是什么关系呢？

在对导体材料的研究上，欧姆提出了电阻的概念，并发现了电阻定律， 即导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，与导体的材料也有关系。

1826 年，欧姆发现了欧姆定律。部分电路的欧姆定律是：导体中的电流强度，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

全电路的欧姆定律是：电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻（外电路电阻和电源电阻）成反比。

为了纪念欧姆，后人将电阻的单位命名为“欧姆”，简称为“欧”