德国物理学家——乔治·西蒙·欧姆

乔治·西蒙·欧姆(乔治·西蒙·欧姆，1787年3月16日-1854年7月7日)，德国物理学家。

欧姆发现了电阻中电流和电压的比例关系，即著名的欧姆定律。他还证明了导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积和电导率成反比。在电流稳定的情况下，电荷不仅在导体表面移动，而且在导体的整个横截面上移动。国际电阻单位制欧姆就是以他的名字命名的。欧姆的名字也用于其他物理和相关技术内容，如“欧姆接触”、“欧姆消毒”和“欧姆表”。欧姆的物理符号是“ω”

轮廓

格奥尔格·西蒙·欧姆(乔治·西蒙·欧姆，1787 ~ 1854)是德国物理学家。出生在巴伐利亚城市何润根。欧姆的父亲是一个熟练的锁匠，他也非常喜欢哲学和数学。欧姆早年在父亲的教育下学习数学，并接受过机械技能的训练，这对他后来的研究工作，尤其是自制仪器大有帮助。

1800年，他在高中接受了古典教育。1803年，他被何润·鲁特大学录取。1805年，欧姆进入爱尔兰大学学习。后来，由于家庭经济困难，他于1806年*辍学，在一所中学教书。通过自学，欧姆于1811年回到何润·鲁特大学完成学业，并于1813年通过考试获得博士学位。1817年，他的书《几何教科书》出版了。同年，他申请在科隆大学预科课程中教授物理和数学。在学校设备齐全的实验室里，已经做了大量的实验研究，完成了一系列重要的发明。

他的主要贡献是通过实验发现了电流公式，后来称之为欧姆定律。1826年，他将这些研究成果写成了一篇名为“金属电导率定律的测定”的论文，并发表在德国化学和物理杂志上。欧姆在1827年出版的《电力电路的数学研究》一书中从理论上推导出了欧姆定律。此外，他还对声学做出了贡献。1833年，他以物理学教授的身份去了纽伦堡技术学院。1841年，欧姆获得了伦敦皇家学会的柯克礼奖章，并在次年被选为该学会的外国会员。1852年，他被任命为慕尼黑大学教授。1854年7月，欧姆在德国的玛拿西去世。

为了纪念他，人们将电阻的单位命名为欧姆，缩写为“ou”，符号为ω。它的定义是:当一个1安培的恒定电流通过电路中的两点之间时，如果两点之间的电压为1伏，那么两点之间的导体电阻定义为1欧姆。

生活经历

早年生活

欧姆于1787年3月16日出生在德国赫尔姆的一个锁匠家庭。他的父亲乔安妮·沃尔夫冈·欧姆是一名锁匠，他的母亲玛丽亚·伊丽莎白·贝克是赫利姆裁缝的女儿。尽管欧姆的父母从未接受过正规教育，但他的父亲是一个受人尊敬的人，他的高水平自学足以给他的孩子提供良好的教育。欧姆的一些兄弟姐妹在婴儿期就去世了，只有三个孩子幸存下来，即他，他的哥哥马丁·欧姆(1792-1872)，他后来成为一名著名的数学家，和他的妹妹伊丽莎白·芭芭拉。他母亲在他十岁时去世了。

在童年的早期，乔治·西蒙和马丁的父亲教他们高水平的数学、物理、化学和哲学。格奥尔格·西蒙在11岁到15岁之间就读于埃尔兰根高中，在那里他接受了一点科学知识的培训，他觉得学校所教的和他父亲所教的非常不同。格奥尔格·西蒙·欧姆15岁时，他接受了一项由埃隆恩大学的卡尔·克里斯提安·冯·朗多夫教授进行的测试。他注意到了欧姆非凡的数学天赋。他甚至在结论中写道，另一对伯努利兄弟将从锁匠家出生。

大学生活

1805年，16岁的欧姆进入埃尔兰根大学学习数学、物理和哲学。他没有专心学习，而是花了很多时间在跳舞、滑冰和台球上。欧姆的父亲非常生欧姆的气，因为他浪费了受教育的机会，所以他把欧姆送到了瑞士。1806年9月，欧姆获得了德国哥斯达特拜尼达州一所学校的数学老师的职位。

教学生涯

卡尔·克里斯汀·范朗斯多夫于1809年离开埃尔荣根大学，在海德堡大学任教。欧姆提出和他一起去海德堡重新开始他的数学学习，但是兰斯多夫建议欧姆继续自学数学，并阅读欧拉、拉普拉斯和拉克劳·瓦特的作品。欧姆接受了兰格斯多夫的建议，并在教学的同时继续自学数学。22岁的时候，欧姆回到了赫勒姆根，并于1811年以他的论文《光与颜色》获得了博士学位，之后他在赫勒姆根做了三个学期的数学讲师。此后，他于1813年在班贝格、1817年在科隆以及1826年在柏林的几所中学任教。

欧姆的主要研究兴趣是电学，当时电学还没有被广泛研究。1833年，他成为皇家纽伦堡综合技术学校的教授，1839年成为该校校长，1849年成为慕尼黑大学校长，1852年成为实验物理学教授。

逆境中的欧姆

欧姆热爱物理和数学。欧姆从小就被他的父亲教导，并且在科学和技术方面受到了很多启发。在我的大学生活中，由于种种困难，我不得不辍学做一名家庭教师。然而，他仍然坚持学习，最终完成了学业并获得了博士学位。他曾在几所中学任教，并在繁重的工作后坚持科学研究。

欧姆正处于电的快速发展时期。乔治·欧姆的新电学成就不断涌现。其他科学家的发现激励他进一步探索一个重要问题:在使用伏打电池的电路中，电流强度可能随着电池数量的增加而增加。然而，中间的法则是什么？他决心通过实验找到答案。

当时，没有测量电流强度的仪器。欧姆曾打算利用电流的热效应来测量电流的强度，但没有成功。

1821年，施魏格和波根多夫发明了一种原始的电流计。欧姆被这种仪器的发明所鼓舞。他利用业余时间向工人学习各种加工技能，并决心制造必要的电气仪器和设备。为了准确测量电流，他巧妙地利用电流的磁效应设计了一种电流扭秤。磁针上挂有扭绞线，通电的线与磁针平行放置。当电流通过导线时，磁针偏转一定的角度，从而判断导线中电流的强度。他把检流计接到电路上，创造性地在磁针的刻度盘上做了标记，以记录实验数据。就这样，在1825年，从实验结果中导出了一个公式。不幸的是，这是错误的。用这个公式计算的结果与欧姆后来的实验不一致。欧姆非常后悔，意识到问题的严重性，并计划撤回已经发出的文件，但为时已晚，文件已经展开。他患有急于求成的鲁莽行为，科学家也对他表示厌恶，认为他是个假专家。

欧姆决心恢复他的影响和损失。更重要的是，他将继续通过实验找到规律。欧姆此刻多么需要人们的理解和支持！当时，一位名叫波根多夫的科学家看到了高中老师欧姆追求真理和创新的天赋，并写信鼓励欧姆继续他的工作。并建议他在实验中使用更稳定的塞贝克热电电池。这种电池是塞贝克在1821年发明的。它的原理是，在由两根不同的钢丝和铋组成的电路中，电流可以在两个接头的不同温度下产生。温差越大，电流越强。欧姆鼓起勇气，用一个热电电池小心翼翼地又做了一次。他把一个接头浸在沸水中，保持温度在100℃，把另一个接头埋在冰中，保持温度在0℃，从而保证电源能够提供稳定的电压。经过多次实验，终于在1827年提出了一个关系表达式:x = a/(b+x)，其中x代表电流强度，a代表电动势(在高中物理中学习)，b+x代表电阻，b是电源内部的电阻，x是外部电路的电阻。这就是欧姆定律，它是电学史上的一个里程碑。

然而，科学界仍然不承认欧姆的科学发现。乔治.欧姆的许多人仍然对他有偏见，甚至认为这个定律太简单了，难以置信。所有这些都让欧姆感到极度痛苦和失望。

然而，真理之光最终会出现。巧合的是，一位名叫波利特的科学家在1831年发表了一篇论文，得到了与欧姆相同的结果。直到那时，科学界才更加关注欧姆。

1841年，英国皇家学会授予他科普利金质奖章，并宣布欧姆定律为“精密实验领域最杰出的发现”。他获得了应有的荣誉。

欧姆死于1854年。十年后，为了纪念他，英国科学促进会决定用欧姆这个名字作为电阻单元的名字。当人们使用这个术语时，他们总是会想到这位勤奋、顽强和有才华的高中老师。

科学研究

从1820年起，他开始学习电磁学。欧姆的研究是在非常困难的条件下进行的。他不仅忙于教学，还缺少书籍、材料和仪器。他只能利用业余时间自己设计制造仪器进行相关实验。1826年，欧姆发现了电学中的一个重要定律--欧姆定律，这是他最大的贡献。今天，这个定律对我们来说似乎很简单，但它的发现过程并不像普通人想象的那么简单。欧姆为此非常努力。当时，人们对电流强度、电压、电阻等概念还不清楚，尤其是电阻的概念。当然，它们根本无法精确测量。此外，欧姆本人在他的研究过程中几乎没有机会接触他那个时代的物理学家。他的发现是独立完成的。欧姆创造性地利用库仑法制造电流扭秤，用于测量电流强度，并引入和定义了电动势、电流强度和电阻的精确概念。欧姆研究了导体中的电流。他受到傅立叶发现的热传导定律的启发。导热棒中两点之间的热流与两点之间的温差成正比。因此，欧姆认为电流现象与此类似，并怀疑导线两点之间的电流可能与它们之间的驱动力成正比，这种驱动力现在被称为电动势。欧姆在这项研究上花了很多精力。起初他用伏打堆作为电源，但效果不好，因为电流不稳定。后来他接受了别人的建议，改用热电电池作为电源，从而保证了电流的稳定性。然而，如何测量电流在当时仍然是一个未解决的问题。起初，欧姆利用电流的热效应，通过热胀冷缩来测量电流，但这种方法很难获得准确的结果。后来，他将奥斯特对电流磁效应的发现与库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一种电流扭秤，并在磁针上挂了一根扭线，使通电的电线和磁针沿经线方向平行放置。使用铋和铜热电电池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中。两个汞罐用作电极，并与铜线相连。当电流通过导线时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比。他在1826年发表了实验结果。1827年，欧姆在他的《电路的数学研究》一书中把他的实验定律总结成以下公式:S = γ E，其中S代表电流；e代表电动力，即电线两端的电位差，γ是电线对电流的电导率，它的倒数是电阻。

欧姆在他的许多作品中也证明了电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积和电导率成反比。在稳定电流的条件下，电荷不仅在导体表面移动，而且在导体的整个横截面上移动。

欧姆定律及其公式的发现给电学计算带来了极大的方便。为了纪念他，人们将电阻的单位设为欧姆，缩写为“ou”，符号为ω。

成就贡献

电阻件

被称为“欧洲”，符号是ω

ω μ γ α(大写ω，小写ω)，也称为大O，是第24个也是最后一个希腊字母。

欧姆——基于国际欧姆作为电阻单位，基于欧姆等于109CGSM电阻，并使用恒定电流通过质量为14.4521克、长度为106.3厘米、在熔化温度下横截面恒定的水银柱。

折叠欧姆定律

欧姆的第一个实验是探索电流产生的电磁力的衰减和电线长度之间的关系。该结果发表在1825年5月他的第一篇科学论文中。在这个实验中，他在测量电流强度时遇到了困难。受德国科学家施韦格发明的电流计的启发，他巧妙地将奥斯特对电流磁效应的发现与库仑扭转平衡法结合起来，设计了一种可用于测量电流强度的电流扭转平衡仪。欧姆来自初步实验。电流的电磁力与导体的长度有关。今天，它的关系与欧姆定律没有直接联系。欧姆当时没有连接电位差(或电动势)、电流强度和电阻。

在欧姆之前，虽然没有电阻的概念，但是已经研究了金属的导电性。1825年7月，欧姆还利用上述初步实验中使用的装置研究了金属的相对电导率。他将各种金属制成直径相同的导线进行测量，并测定了金、银、锌、黄铜、铁和其他金属的相对电导率。虽然这个实验比较粗糙，也有许多错误，欧姆认为，整个导体中的电流是恒定的，这表明电流强度可以作为电路的一个重要的基本量，他决定在下一个实验中把它作为一个主要观察来研究。

在之前的实验中，欧姆使用了一个伏打电池堆，它的电动势不稳定，让他头疼。后来，有人建议用铋铜热电偶作为电源，从而保证电源电动势的稳定性。

1826年，欧姆用上图中的实验装置导出了他的定律。木制座椅框架上安装有电流扭秤，DD '是扭秤的玻璃盖，CC '是刻度盘，S是观察用的放大镜，M和M '是水银杯，abb'a '是铋框架，铋和铜框架的一条腿相互接触，从而形成热电偶。a和b是两个用来产生温差的锡容器。在实验过程中，将待研究的导体插入两个水银杯，m和m’，这两个水银杯成为热电电池的两极。

欧姆准备了横截面相同但长度不同的导体，将每根导体依次连接到电路中进行实验，观察扭转拖曳磁针的偏转角大小，然后改变条件反复操作，并根据实验数据总结出以下关系:

X=q/(b+l)，其中x表示流经导线的电流大小，与电流强度成比例，a和b是电路的两个参数，l表示实验导线的长度。

欧姆在1826年4月发表了一篇论文，将欧姆定律改写如下:x=ksa/ls是导线的截面积，k是电导率，a是导线上的电位差，l是导线的长度，X是通过l的电流强度。如果将电阻l’= l/ks代入上述公式，就得到X = a/I’，这是欧姆定律的定量表达式，即电路中的电流强度和电位差是正的，并且与电阻成反比。为了纪念欧姆对电磁学的贡献，物理学界把电阻的单位命名为欧姆，用符号ω表示。1欧姆定义为当电位差为1伏时，通过电流的电阻，单位为安培。

折叠欧姆接触

欧姆接触是指金属和半导体之间的接触，其接触表面的电阻值比半导体本身的电阻值小得多，因此元件工作期间的大部分电压降位于激活区而不是接触表面。

要形成良好的欧姆接触，有两个先决条件:

(1)金属和半导体之间有一个低势垒

(2)半导体掺杂有高浓度的杂质(N≥10e xp12cm-3)

前者可以增加界面电流中的热激发。后者缩小了界面的耗尽区，给电子更多直接隧穿的机会，同时降低了Rc电阻。

如果半导体不是硅晶体，而是具有大能量的其他半导体(例如GaAs)，则难以形成欧姆接触(没有合适的金属可用)，并且必须在半导体表面上掺杂高浓度杂质以形成例如金属-n+-或金属-p+-p的结构

折叠式欧姆灭菌

欧姆杀菌是一种通过在食品中引入电流产生热量来达到杀菌目的的杀菌方法。

原理:所用电流为50-60Hz低频交流电。根据焦耳定律，在加热的食物内部的任何一点，通过电流产生的热量是q = k(梯度。* grad VO)= k(δv)ex p2

q-某一点的单位加热功率(W/m2)

k——某一点的电导率(秒/米)。

西门子s电导单位，等于电阻欧姆的倒数

梯度-是任意点的电位梯度，V/m

影响欧姆灭菌的因素

(a)电导率和温度

(2)电场强度e，频率

(3)加热器中流体的位置和加热程度之间的关系

(4)工作因子与欧姆加热速率的关系

欧姆灭菌过程操作(无菌过程)

1.设备的预消毒

它是通过循环一定浓度的硫酸钠溶液来实现的，硫酸钠溶液的电导率接近于待灭菌的物质。通电加热将欧姆加热组件、保温管和冷却管灭菌至一定温度，灭菌压力由压力调节阀控制。其他设备使用传统的蒸汽灭菌。使用电导率与产品相似的硫酸钠作为预杀菌溶液的目的是为了避免预杀菌至产品杀菌期间电能的大规模调节，以保持平稳有效的过量和小的温度波动。

2.预杀菌液体在冷却后排出，并引入待杀菌的材料。压力由无菌空气和气态氮通过背压阀调节。

3.将物料加热灭菌后，依次进入保温管、冷却管和储罐进行无菌灌装。

4.生产结束后，切断电源，先用清水冲洗，然后用2%氢氧化物溶液在80℃冲洗30分钟。

折叠欧姆表

欧姆表是一种测量电阻的仪器，G是一个电流表，内部电阻为Rg，满量程电流为Ig，R是一个可变电阻，也称为调零电阻。电池为干电池，电动势为E，内阻为R，红色手写笔(插入“+”插孔)与电池负极相连；黑色触笔(插入“-”插孔)连接到电池的正极。当测得电阻Rx。