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电动力学的奠基者 安培

科普小知识2022-07-27 10:33:02
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恒定的电流流过两根平行的直线,它们在真空中相距1米,长度无限,圆形截面可以忽略不计。当每米两根电线之间产生的力等于2102牛顿时,流经电线的电流被指定为1安培。

-国际单位安培的定义

1820年发现电流的磁效应后,电磁场很快成为物理学中最活跃的地方。法国物理学家安培当然不会错过这个机会。经过六年的反复试验和数学思考,他提出了著名的“安培定律”,为电磁学开辟了一个更广阔的世界。

1775年1月22日,安培出生在里昂的一个富裕家庭。安培是一个数学天才。他很小的时候就学会了数学的基本知识。他12岁开始学习微积分。18岁时,他能够在拉格朗日的分析力学中重复一些计算。24岁时,他开始在里昂教数学,并开始系统地研究数学。后来,他写了一篇关于概率论的论文,不仅引起了社会的广泛关注,也为他的电磁学研究奠定了坚实的数学基础。

安培最重要的成就集中在从1820年到1827年的电磁效应研究上。在这七八年间,安培发现了电流相互作用定律,提出了右手定则(后来命名为安培定则),发明了电流计,总结了安培定则和一系列重大突破。由于他的努力,电磁学变得像云和太阳一样开放。

在如此短的时间内,安培取得了如此巨大的成就,这在科学史上是罕见的。当然,这与他的勤奋是分不开的。他不仅努力工作,而且全身心地投入,甚至达到了无私的程度。据说,有一次在去他教书的学校的路上,安培正在思考一个电学问题。当他经过塞纳河时,他捡起一块鹅卵石,放进口袋里。过了一会儿,他拿出“石头”扔进了河里。当他到了学校,他走进教室,用他的怀表看时间,却发现他拿出的是一块鹅卵石,扔进塞纳河的是他的怀表。

还有一个更广为流传的关于他无私思考的故事。有一次,安培在街上走着,想出了一个解决电气问题的公式,但是他很担心,因为他找不到一个计算的地方。突然,他发现面前有一块“黑板”,他迫不及待地拿出粉笔在上面计算。最初,“黑板”是马车的后面。马车开动时,他跟着,边走边写。随着马车越来越快,他跑上前去,尽力完成他的推理。他停下来,失望地看着远处的“黑板”,直到赶不上马车。然而,他没有注意到路人在笑得前仰后合。

1827年,安培将他对电磁现象的研究纳入他的书《电动现象的数学理论》。这是电磁学史上一篇重要的经典论文,对未来电磁学的发展产生了深远的影响。麦克斯韦称赞安培的研究工作是“科学上最辉煌的成就之一”,并称赞安培是“电学上的牛顿”。

安培的成就是多方面的,他在数学和化学方面做出了许多贡献。他研究了概率论和积分偏微分方程。他几乎与大卫同时知道氯和碘元素,论证了恒温下体积和压力之间的关系,并试图找到各种元素的分类和排列。

1836年6月10日,安培在马赛去世,享年61岁,患有急性肺炎,治疗无效。后人将电流单位命名为“安培”,以纪念他在电磁学方面的杰出贡献。