楞茨定律

德国物理学家楞茨出生于前苏联的杰浦特城的一个市法院书记家庭中。由于早年丧父生活贫困，因此很不容易才能受到中学教育。后来虽然于 1820 年考入杰浦特大学的自然科学系，但由于他家庭负担过重，不得不转入神学院学习，尽管如此，他仍继续钻研物理学。大学三年级他应邀参加了环球考察，3 年的航海生涯和考察工作，使他增长了学识、开阔了眼界。1826 年楞茨航海归来之后，一方面在一所中学里教物理，另一方面整理考察报告。1828 年在彼得堡科学院作了关于考察结果的报告，引起了与会者的重视，可以说这是他第一次显露出科学研究的才华。1835 年他应邀主持了彼得堡大学的物理学讲座，不久又当选为物理数学系的主任。

楞茨在 1832 年获悉法拉第发现电磁感应现象之后，立即开始了他的实验研究。开始他重复了奥斯特、安培和法拉第等人做过的一系列实验，并且又进行了一些新的探索，得到了一个新的定律。1833 年 11 月 29 日楞茨在他向科学院作的《关于动电感应引起的伽伐尼电流的方向的确定》报告中写道： “我在阅读法拉第的论文时，曾产生了这样一种想法：一切动电感应实验都可以很容易纳入动电运动定律，如果后者已知，则前者即可决定，因为一系列实验（其中包括众所周知的许多实验和我为了证实自己的想法而特别进行的实验）证明了我的想法是正确的⋯⋯”

楞茨在他的文章中，对法拉第的电磁感应定律与安培的电流间相互作用定律作了对比，从中找到了确定感生电流方向的规律。他对比两个定律的上述结论后指出，根据安培定律，同向通电导体受力使它们相互靠近；而根据法拉第定律，相互靠近的两导体所产生的感生电流的方向，则与原载流导体的电流方向相反。对比两个可动的导体，感生电流的方向，正是两通电导体的远离方向，这说明感生电流的方向是不让可动导体向固定导体靠近的方向，也就是阻碍导体靠近的方向。于是他认为“金属导体在电流或磁铁附近运动，那么导体中激起的伽伐尼电流的方向，使处于静止状态的导体朝相反的方向移动；当然这是假定这种移动只能沿着运动的方向或与运动恰恰相反的方向进行的话”。在这里，楞茨把安培发现的电流对磁铁（或电流）的相互作用定律和法拉第发现的电磁感应定律合并成一个定律。这个定律在现代可简捷表述为：感生电动势所产生的感生电流和机械力的方向，是阻碍产生感生电动势的导线的运动或磁通量的改变。同年，楞茨在其另一篇论文《关于伽伐尼电流的几个实验》中，从理论上给出了电与磁相互转换的可逆性原理，他写道：“每一电磁实验，都可以转换成相应的磁电实验。为此只要把电磁实验中所发生的运动，以其他某种方式传给伽伐尼电流的导体，这时导体内就会产生电流，其方向和电磁实验中所用的电流方向相反。”

楞茨定律的提出，在理论上对普遍的能量守恒和转化定律的诞生，起了催生的作用。因为楞茨定律实际上是能量守恒和转化定律的一种特殊情况， 是机械能与电能的转换关系的具体表现。而在实际应用方面，这个定律又是电工学的基础。由它可以引出电磁惯性原理，这一原理对解决一系列理论电工问题有很大的意义；由楞茨定律还可以直接引出发电机与电动机的可逆性原理，它是实用电工学的基础。

此外，楞茨在发电机、金属导电性以及电流热效率等研究上，都获得了重要成果，他为经典电磁学的建立作出了自己的贡献。