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第11章 电磁效应的发现—奥斯特

奥斯特生于1777年,出生在丹麦鲁兹克宾城的一个药剂师家庭,1794年考入哥本哈根大学,1799年获哲学博士学位。后到德国和法国游学,受到康德和谢林关于自然力统一思想的熏陶。回国后,从事物理和化学方面的研究。在康德哲学的引导下,奥斯特坚信电现象和磁现象有着共同的根源。于是,他开始了这一方面的研究。

18世纪,富兰克林发现的莱顿瓶放电能使钢针磁化的现象对奥斯特启发很大,他认为电转化为磁是完全可能的,而如何来实现是最重要的问题。开始时,奥斯特根据电流通过直径较小的导线会发热的现象推测:如果通电导线的直径进一步缩小,那么导线就会发光,如果直径缩小到一定程度,就会产生磁效应。

奥斯特按照这一思路摸索了许多年,并没有发现电向磁转化的现象。但他并不气馁,一直坚持进行实验。1820年,奥斯特授命主持一个电磁的讲座。一天晚上,他正在讲课,“灵感”顿生,在讲课结束时说:“让我把通电导线与磁针放到一起来看看。”于是,他在一个小伽代尼电池的两极之间接上一根很细的铂丝,在铂丝正下方旋转一枚磁针,接通电源后,小磁针竟然微微地跳动了,而且还转到与铂丝垂直的方向。小磁针的摆动,对于听课的那些人来说并没有什么,但对奥斯特来说却具有重大的意义。盼望已久的现象,今天终于出现了。后来,他在试验中改变电流方向,发现小磁针向相反方向偏转,说明电流方向与磁针转动之间有着某种联系。

为了弄清楚这些现象,奥斯特做了大量的实验。他把磁针分别放在导线的上方、下方,以此考察电流对磁针作用的方向;把磁针放在距导线不同的距离,以此考察电流对磁针作用的强弱;把玻璃、金属、木头、石头、松脂等放在磁针和导线之间,以此考察电流对磁针的影响。

功夫不负有心人!1820年7月21日,奥斯特在发表题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文中,仅仅用了4页纸就向科学界清楚地说明了他的这一实验,向科学界宣布了电流的磁效应。在当时,这一发现引起很大的震动。这一发现具有划时代的意义,同时也标志着电磁时代的到来。为了纪念奥斯特的功绩,人们把磁场强度的单位命名为“奥斯特”。

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