奥斯特和电流磁效应发现的前前后后
电磁学的发展
3.6 安培奠定电动力学基础
麦克斯韦对安培的评价： • “安培借以建立电流之间机械作用定律的实验研究，是科学
上最辉煌的成就之一” 。“整个的理论和实验看来似乎是从 这位‘电学中的牛顿 ’的头脑中跳出来的并且已经成熟和完 全装备完了的，它在形式上是完整的，在准确性方面是无懈 可击的，并且它汇总成为一个必将永远是电动力学的基本公 式的关系式，由之可以导出一切现象。”
• 1660年左右，德国科学家格里凯(1602～1686)发 明摩擦起电机（带有转动轴的硫磺球）。
• 1729年，英国的格雷（1670～1736），引入导体 概念
• 1733年，法国的杜菲（1698～1739）发现绝缘的 金属也可以通过摩擦的办法起电，认为所有的物 体都可以摩擦起电。
对磁现象的研究---“小地球”实验：
• 出 生 :1745 年 2 月 18 日 米兰公国科莫
• 逝 世 :1827 年 3 月 5 日 （ 82 岁 ） 伦巴第-威尼斯王国科 莫ห้องสมุดไป่ตู้
• 职业:物理学家
目前已知的全球第一个电池
• Drawing of Alessandro Volta's voltaic pile, invented in 1800, the first electric battery. It was built of many individual cells, each consisting of a disk of copper and a disk of zinc or silver separated by a disk of cloth soaked in acid or brine. A 23 cell pile like this would have produced around 36 volts. Alterations: removed caption
电磁学发展简史
电磁学发展简史07 电联毛华超一.早期的电磁学研究早期的电磁学研究比较零散，下面按照时间顺序将主要事件列出如下：1650年，德国物理学家格里凯在对静电研究的基础上，制造了第一台摩擦起电机。
1720年，格雷研究了电的传导现象，发现了导体与绝缘体的区别，同时也发现了静电感应现象。
1733年，杜菲经过实验区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电，即现在的负电和正电。
他还总结出静电相互作用的基本特征，同性排斥，异性相吸。
1745年，荷兰莱顿大学的穆欣布罗克和德国的克莱斯特发明了一种能存储电荷的装置－莱顿瓶，它和起电机一样，意义重大，为电的实验研究提供了基本的实验工具。
1752年，美国科学家富兰克林对放电现象进行了研究，他冒着生命危险进行了著名的风筝实验，发明了避雷针。
1777年，法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤。
1785－1786年，他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力，并且从牛顿的万有引力规律得到启发，用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律，后来被称为库仑定律在早期的电磁学研究中，还值得提到的一个科学家是大家都已经在中学物理课本中学过的欧姆定律的创立者－欧姆。
欧姆,1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。
父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。
16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。
欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。
欧姆对导线中的电流进行了研究。
他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。
因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势，并且花了很大的精力在这方面进行研究。
奥斯特发现电生磁的故事
奥斯特发现电生磁的故事1 奥斯特的发现在19世纪初，丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特（Hans Christian Oersted）偶然发现电流可以使磁针偏转。
这一发现开启了电磁学的时代，也为电磁学和电力技术的进展奠定了基础。
2 磁场和磁针要理解奥斯特的发现，需要先了解磁场和磁针的概念。
磁场是一种特殊的物理场，由磁荷（或电流）产生，可以对磁性物体产生力的作用。
磁针是一种指示磁场方向的仪器，常用于指南针、航向仪等。
3 实验过程奥斯特的实验非常简单：他取了一根电线和一支自由悬挂的磁针，将电线通电后发现磁针产生了偏转。
这一实验结果意味着电流会产生磁场，磁场会对磁针产生作用，并使磁针发生偏转。
换言之，电流通过导线产生的磁场对磁针产生了影响。
4 电磁学的奠基人奥斯特的发现揭示了电流和磁性之间的关系，这一发现极大地推动了电磁学和电力技术的发展。
奥斯特因此成为电磁学的奠基人之一，他的发现在当时曾经掀起了一场轰动。
5 应用领域奥斯特的发现为电力工业和电子科技带来了巨大的推动力。
在电力工业领域，人们根据奥斯特发现的原理，研制出了电动机、变压器等电子设备，这些设备可以转换能量和改变电流的电压。
此外，奥斯特发现的原理也为电子科技领域的磁存储、磁共振成像等技术提供了支持。
6 总结奥斯特的发现是电磁学和电力技术发展的重要里程碑。
他在实验中的偶然发现，揭示了电流和磁性之间的关系，为电力工业和电子科技的进步打下了基础。
正因为有了奥斯特这样的探索者，人类才能够深入探究和应用电磁学原理，开启了惊人的电子时代。
电磁学发展简史
电磁学发展简史一.早期的电磁学研究早期的电磁学研究比较零散，下面按照时间顺序将主要事件列出如下：1650年，德国物理学家格里凯在对静电研究的基础上，制造了第一台摩擦起电机。
1720年，格雷研究了电的传导现象，发现了导体与绝缘体的区别，同时也发现了静电感应现象。
1733年，杜菲经过实验区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电，即现在的负电和正电。
他还总结出静电相互作用的基本特征，同性排斥，异性相吸。
1745年，荷兰莱顿大学(图1)的穆欣布罗克和德国的克莱斯特发明了一种能存储电荷的装置－莱顿瓶，它和起电机一样，意义重大，为电的实验研究提供了基本的实验工具。
1752年，美国科学家富兰克林对放电现象进行了研究，他冒着生命危险进行了著名的风筝实验，发明了避雷针。
1777年，法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤，如图2所示。
1785－1786年，他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力，并且从牛顿的万有引力规律得到启发，用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律，后来被称为库仑定律。
图2在早期的电磁学研究中，还值得提到的一个科学家是大家都已经在中学物理课本中学过的欧姆定律的创立者－欧姆。
欧姆,1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。
父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。
16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。
欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。
欧姆对导线中的电流进行了研究。
他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。
因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势，并且花了很大的精力在这方面进行研究。
奥斯特电流磁效应
奥斯特电流磁效应丹麦物理学家汉斯·奥斯特(H．C．Oersted，1777－1851)是康德哲学思想的信奉者，深受康德等人关于各种自然力相互转化的哲学思想的影响，奥斯特坚信客观世界的各种力具有统一性，并开始对电、磁的统一性的研究。
1751年富兰克林用莱顿瓶放电的办法使钢针磁化的发现对奥斯特启发很大，他认识到电向磁转化不是可能不可能的问题，而是如何实现的问题，电与磁转化的条件才是问题的关键。
开始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进一步缩小到一定程度，就会产生磁效应。
但奥斯特沿着这条路子并未能发现电向磁的转化现象。
奥斯特没有因此灰心，仍在不断实验，不断思索，他分析了以往实验都是在电流方向上寻找电流的磁效应，结果都失效了，莫非电流对磁体的作用根本不是纵向的，而是一种横向力，于是奥斯特继续进行新的探索。
1820年4月的一天晚上，奥斯特在为精通哲学及具备相当物理知识的学者讲课时，突然来了“灵感”，在讲课结束时说：“让我把通电导线与磁针平行放置来试试看！”于是，他在一个小伽伐尼电池的两极之间接上一根很细的铂丝，在铂丝正下方放置一枚磁针，然后接通电源，小磁针微微地跳动，转到与铂丝垂直的方向。
小磁针的摆动，对听课的听众来说并没什么，但对奥斯特来说实在太重要了，多年来盼望出现的现象，终于看到了，当时简直使他愣住，他又改变电流方向，发现小磁针向相反方向偏转，说明电流方向与磁针的转动之间有某种联系。
奥斯特为了进一步弄清楚电流对磁针的作用，于1820年4月到7月，费了三个月的时间，做了六十多个实验，他把磁针放在导线的上方、下方，考察了电流对磁针作用的方向；把磁针放在距导线不同距离，考察电流对磁针作用的强弱；把防爆正压柜、玻璃、金属、木头、石头、瓦片、松脂，水等放在磁针与导线之间，考察电流对磁针的影响……奥斯特于1820年7月21日发表了题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文，这篇论文仅用四页纸，十分简洁地报告了他的实验，向科学界宣布了电流的磁效应。
安培定律的发展
安培定律的发展安培定律（Ampere's law）是电磁学的基本定律之一，揭示了电流与电流之间磁相互作用的规律。
以下是对安培定律发展的详细阐述：一、发现背景与初步认识1、电与磁的初步联系：(1)从18世纪30年代起，电和磁之间相互联系的现象便引起了某些科学家的注意。
(2)1751年，美国科学家富兰克林在做莱顿瓶放电的实验时，发现电能使焊条、钢针磁化或退磁，但当时并未对此进行系统的研究。
2、奥斯特的电流磁效应实验：(1)1819年冬天，丹麦物理学家奥斯特在哥本哈根大学讲授电学、伽伐尼电流和磁学的课程时，进行了电流对磁针效应的第一批实验。
(2)1820年4月，奥斯特偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时磁针转动了。
这一发现首次揭示了电与磁的联系。
(3)1820年7月，奥斯特经过一系列研究后，宣布发现了电流的磁效应，为电磁学的发展奠定了实验基础。
3、安培的启发与研究：(1)1820年9月，奥斯特的发现被介绍到法国，法国科学家安培从中受到极大的启发。
(2)安培认识到磁现象的本质是电流，并致力于研究电流与电流之间的相互作用。
二、安培定律的发现与验证1、安培的实验研究：(1)安培精心设计了四个示零实验来探讨电流元之间相互作用的性质。
(2)这些实验包括对折导线实验、螺旋线实验、圆弧形导体实验以及线圈实验等，均采用了示零实验（null experiment）的方法。
2、安培定律的提出：(1)在实验的基础上，安培假定两个电流元之间的相互作用力沿着它们的连线，由此推导出电流元之间相互作用力的公式——安培定律。
(2)安培定律的内容为：两个元电流之间相互作用力的大小分别与它们的电流强度I₁、I₂以及两电流元长度ds₁、ds₂成正比，与其间的距离r平方成反比。
3、安培定律的修正与完善(1)最初的安培定律中，安培对电磁作用持超距作用观念，曾在理论分析中强加了两电流元之间作用力沿连线的假设。
(2)后来的研究表明，这一假设是错误的。
电磁感应现象
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二、产生感应电流的条件 实验探究感应电流产生的条件 (1)利用蹄形磁铁的磁场 如图 3-1-1 所示，将导体 ab 和电流表连接组成闭合电路．
电磁感应现象
【典例 1】 下列现象中，属于电磁感应现象的是( A．小磁针在通电导线附近发生偏转 B．通电线圈在磁场中转动 C．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流 D．磁铁吸引小磁针 )．
解析 电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈 在磁场中转动及受磁场力的作用，反映了磁场力的性质．所以 A、B、D 不是电磁感应现象，C 是电磁感应现象． 答案 C
4．如图 3-1-8 所示，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈 A 接 直流电源，线圈 B 接灵敏电流表，下列哪种情况不可能使线圈 B 中产生感应电流( )．
A．将开关 S 接通或断开的瞬间 B．开关 S 接通一段时间之后 C．开关 S 接通后，改变变阻器滑片的位置时 D．拿走铁环，再做这个实验，开关 S 接通或断开的瞬间
解析
产生感应电流有两个必要条件Fra bibliotek一是闭合电路，二是回路中磁通量发生变化，二 者缺一不可．导体相对磁场运动或导体做切 割磁感线运动时，不一定组成闭合电路，故 A、B 错误． 即使是闭合回路做切割磁感线运动，回路中磁通量也不一定发 生变化，如右图所示，闭合导体虽然切割磁感线，但回路中磁 通量始终未变，故无感应电流产生，C 错误． 答案 D
感应电流有无的判断 1．通电直导线穿过闭合线圈 L，如图 3-1-6 所示，则( A．当电流 I 增大时，线圈 L 中有感应电流 B．当 L 左右平动时，L 中有感应电流 C．当 L 上下平动时，L 中有感应电流 D．以上各种情况都不会产生感应电流 )．
磁现象发展历程
“磁现象”发展历程12级物理二班朱琛1207020080 【摘要】磁现象从古代发展到现代经历了很多变化，不同的科学家都为磁现象的发展做出了伟大的贡献。
磁现象发展至今经历无数科学家坚持不懈的探索，本文主要按时间顺序将磁现象的发展过程作一个简单的介绍。
【关键字】磁现象发展探索时间顺序一、磁铁的发现公元前650—前550年,古希腊人发现摩擦琥珀可使之吸引轻物体,发现磁石吸铁。
磁铁不是人发明的，是天然的磁铁矿。
古希腊人和中国人发现自然界中有种天然磁化的石头，称其为“吸铁石”。
这种石头可以魔术般的吸起小块的铁片，而且在随意摆动后总是指向同一方向。
早期的航海者把这种磁铁作为其最早的指南针在海上来辨别方向。
最早发现及使用磁铁的应该是中国人，也就是“指南针”，是中国四大发明之。
经过千百年的发展，今天磁铁已成为我们生活中的强力材料。
通过合成不同材料的合金可以达到与吸铁石相同的效果，而且还可以提高磁力。
在18世纪就出现了人造的磁铁，但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢，直到20世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)。
随后，20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite),70年代制造出稀土磁铁[包括铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)]。
至此，磁学科技得到了飞速发展，强磁材料也使得元件更加小型化。
二、磁铁石的排斥作用（《磁铁》的出版）公元前一世纪，罗马卢克莱修最先记载了磁铁石的排斥作用和铁屑实验。
1600年，英国吉尔伯特出版《磁铁》，用铁磁体来说明的地球的磁现象。
《磁铁》英国物理学家、医师吉尔伯特(William Gilbert, 1544、5、24 –1603、11、30)是第一个用实验方法探索电磁性质，并从理论上中以概括的早期科学家，他关于磁的研究结论原型“同名极相吸，异名极相斥”被们们被人们引申并广为引用为“同性相吸，异性相斥”。
吉尔伯特对磁力现象的兴趣来源于他渴望理论控制行星运动的力，当时，哥白尼提出不久的太阳系模型还不能解释什么力在太阳和行星之间发挥作用，吉尔伯特认为或者是磁力的作用，为了检验自己的想法，他对电和磁现象进行了彻底的分析。
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奥斯特和电流磁效应发现的前前后后
奥斯特（Hans Christion Oersted，1777．8．14—1851．3．9）是丹麦物理学家，对物理学的主要贡献是发现了电流的磁效应，把电和磁统一起来．
在19世纪前，人们普遍认为电和磁之间是没有什么关联的．但是，当时德国的自然哲学家们，则从另一个角度对电和磁发生了兴趣，即对极化现象感到兴趣，因为这一例子好像表明他们所假定的两个对立极之间的辩证张力或者使杂乱变为有序的力的存在．自然哲学家谢林（F．Schelling，1775─1854）就有这种主张，进而认为宇宙间具有普遍的自然力的统一．谢林的思想对他的挚友奥斯特具有深刻的影响，导致奥斯特去研究电和磁之间的联系．
1803年，奥斯特主张，物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及大家所知道的任何其他现象的零散的汇总，它将把整个宇宙纳在一个体系之中．1807年，奥斯特宣称正在研究电和磁的关系．因为富兰克林曾在1751年证明，用莱顿瓶中的电可以使磁针
磁化或退磁，莱顿瓶只能供给瞬间电流，所以没能继续研究下去．伏打电堆的发明，为连续电流提供了电源，奥斯特才能对此问题继续研究下去．
1812年，奥斯特用德文写成题为“关于化学力和电力的等价性的研究”的论文，次年译成法文在巴黎出版．在论文中，他提出应该检验电是否以其最隐蔽的方式对磁体有所影响．
1818─1819年，据与奥斯特共事过的人回忆，奥斯特一直在寻找这两大自然力（指电力和磁力）之间的联系，为发现这种联系，奥斯特经常苦苦思索并进行各种试验．
1820年4月的一天，奥斯特在去哥本哈根大学讲课的路上，产生了一个念头：如果静电对磁石毫无影响，那么若用一根导线把伏打电池的两极联系起来，让电荷在其中运动，这样会发生什么现象呢？事情是否会有所不同？他带着这些问题走进了教室．教室里坐满了青年学生．奥斯特把自己带去的伏打电堆放在讲台上，然后用一根白金丝把电堆的两极连起来，并将一枚小磁针放在它附近．这时，奇怪的现象出现了：磁针本该指南北的，现在却转动了，并在垂直于导线的方向停下来．听众无动于衷，而演示者却激动万分．课后他继续留在教室里，核对了他刚刚发现的这个不寻常
的现象．起初，他想磁针的转动也许因为电流通过导线，导线发热产生空气流引起的．为此，他把一块硬纸放在导线与磁针之间，以阻挡气流，但是实验结果依然如此．然后，奥斯特把伏打电堆转了180度，使导线中的电流朝反向流动，结果磁针的朝向也转了180度．这就表明，磁针的指向与电流在导线中的流动方向有关．接着，奥斯特在磁针和带电导线之间放上各种介质，如玻璃、木板、水、树脂、陶器、石头等等，结果表明，它们之间的作用并不减弱．开始时用白金丝连结电堆的两极，后来又用大电堆，并用粗铜导线连接，先后共做了60多个实验，得到的结果是一样的．这样，奥斯特便把观察所得的结果，如实地写成题为“关于磁体周围电冲突的实验”的论文，送交法国杂志《化学与物理学年鉴》发表．这就是我们通常所讲的1820年7月21日的那篇论文．杂志在刊登时，编者加了一个不平常的说明：“《年鉴》的读者都知道，本刊从不轻易支持宣称有惊人发现的报告（也许因为其中多数都是一些怪人所写的东西），至今我们都因为能坚持这一方针而自豪．但是，至于说到奥斯特先生之文章，则其所得之结果无论显得多么奇特，都有极详细的记录为证，以致无任何怀疑其谬误之余地．”在论文中，奥斯特自己写道：“我们将在导体中和其
周围空间中所发生的这种效应称之为电冲突．看来所有非磁性体都能为这种电冲突透过，但磁性体则抗拒它通过，因此它们就能在冲突力量的推动下运动．……从上述事实，我们还可以推出这种冲突呈现为圆形的，否则就不可能发生这样的情形：将闭合导线的一段放在磁极下面时，磁极被推向东方，而放在磁极上面时，就被推向西方．其原因是，只有圆才具有这样的性质，其相反部分的运动方向相反．”
1820年，奥斯特称之为“电磁学”的新学科诞生了，电转化为磁成为现实，表明电和磁是可以统一的，使“自然力统一的思想”得到了一个例证．其次，电流磁效应的发现，表明作用力是一种旋转力，它和力学中力表现出来的形式是不同的，人们认识到一种新的相互作用形式．第三，这一发现为制造灵敏电流指示器创造了条件，同时，它本身就包含了未来的电力技术应用的内容．
奥斯特的发现一经传播，到处都在重复这一实验．1820年9月11日，在法国科学院举办的每周的科学例会上，法国物理学家安培（André Marie Amp‘e，1775.1.20─1836.10.6）听到了两个月前在哥本哈根发现的这个重要的实验事例，并且看到电流磁效应的演示实验后，对此极感兴趣，立即对它进行研究，仅
仅几个星期，便在科学院举办的科学例会连续发表报告，进一步揭示电和磁之间的内在联系．
通过实验和研究，安培发现，不仅电流对磁针有作用，而且两个电流之间彼此也有作用．两根平行的载流导线中，如果通过的电流方向相同，导体之间呈现出互相吸引；如果通过的电流方向相反，导线之间呈现出互相排斥．同时又发现，两根载流导线之间的力的大小，是与两根导线中各自通过的电流I1和I2的乘积成正比，与导线的长度成正比，与两根导线之间的距离平方成反比．由此，安培提出了电流磁效应的定量规律，后来称之为的安培公式．这一公式作为他的“电动力学”基本定律的起点．“电动力学”这一名词是在安培的著作中第一次出现的，他常用“电动力”来表示电压．所以我们说，安培是电动力学的先创者．在上述研究的基础上，安培又提出了一个关于电流使磁体偏斜方向的法则，也就是确定电流的磁场方向的法则，即“安培法则”．为了表彰安培的功绩，电流的单位就用他的名字来命名．
除此以外，安培还提出了“分子电流”的概念，用它来解释物体为什么具有磁性．安培的这一观念，为现代物理学所证实．现代物理学认为，物体内部的原子或分子的磁性，是由于电子在原子核周围转动或绕着
自身轴急速旋转而产生的．。