歐姆與歐姆定律

　　喬治·西蒙·歐姆生于德國埃爾蘭根城,父親是鎖匠。父親自學(xué)了數(shù)學(xué)和物理方面的知識,并教給少年時期的歐姆,喚起了歐姆對科學(xué)的興趣。16歲時他進(jìn)入埃爾蘭根大學(xué)研究數(shù)學(xué)、物理與哲學(xué),由于經(jīng)濟(jì)困難,中途綴學(xué),到1813年才完成博士學(xué)業(yè)。歐姆是一個很有天才和科學(xué)抱負(fù)的人,他長期擔(dān)任中學(xué)教師,由于缺少資料和儀器,給他的研究工作帶來不少困難,但他在孤獨(dú)與困難的環(huán)境中始終堅(jiān)持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究,自己動手制作儀器。

　　歐姆對導(dǎo)線中的電流進(jìn)行了研究。他從傅立葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導(dǎo)規(guī)律受到啟發(fā),導(dǎo)熱桿中兩點(diǎn)間的熱流正比于這兩點(diǎn)間的溫度差。因而歐姆認(rèn)為,電流現(xiàn)象與此相似,猜想導(dǎo)線中兩點(diǎn)之間的電流也許正比于它們之間的某種驅(qū)動力,即現(xiàn)在所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面進(jìn)行研究。開始他用伏打電堆作電源,但是因?yàn)殡娏鞑环�(wěn)定,效果不好。后來他接受別人的建議改用溫差電池作電源,從而保證了電流的穩(wěn)定性。但是如何測量電流的大小,這在當(dāng)時還是一個沒有解決的難題。開始,歐姆利用電流的熱效應(yīng),用熱脹冷縮的方法來測量電流,但這種方法難以得到精確的結(jié)果。后來他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤結(jié)合起來,巧妙地設(shè)計了一個電流扭秤,用一根扭絲懸掛一磁針,讓通電導(dǎo)線和磁針都沿子午線方向平行放置;再用鉍和銅溫差電池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,并用兩個水銀槽作電極,與銅線相連。當(dāng)導(dǎo)線中通過電流時,磁針的偏轉(zhuǎn)角與導(dǎo)線中的電流成正比。他將實(shí)驗(yàn)結(jié)果于1826年發(fā)表。1827年歐姆又在《電路的數(shù)學(xué)研究》一書中,把他的實(shí)驗(yàn)規(guī)律總結(jié)成如下公式:S=γE。式中S表示電流;E表示電動力,即導(dǎo)線兩端的電勢差,γ為導(dǎo)線對電流的傳導(dǎo)率,其倒數(shù)即為電阻。

　　歐姆定律發(fā)現(xiàn)初期,許多物理學(xué)家不能正確理解和評價這一發(fā)現(xiàn),并遭到懷疑和尖銳的批評。研究成果被忽視,經(jīng)濟(jì)極其困難,使歐姆精神抑郁。直到1841年英國皇家學(xué)會授予他最高榮譽(yù)的科普利金牌,才引起德國科學(xué)界的重視。

　　歐姆在自己的許多著作里還證明了:電阻與導(dǎo)體的長度成正比,與導(dǎo)體的橫截面積和傳導(dǎo)性成反比;在穩(wěn)定電流的情況下,電荷不僅在導(dǎo)體的表面上,而且在導(dǎo)體的整個截面上運(yùn)動。

　　人們?yōu)榧o(jì)念他,將測量電阻的物理量單位以歐姆的姓氏命名。