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安德烈·玛丽·安培:电学中的牛顿,成就卓著的法国物理学家

更新时间:2024-07-21 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

安德烈-玛丽·安培(1775年1月20日-1836年6月10日),里昂人,法国物理学家、化学家和数学家。r8X物理好资源网(原物理ok网)

安培最重要的成就是他在1820年至1827年间对电磁效应的研究。他被麦克斯韦誉为“电学界的牛顿”,在电磁效应研究方面取得了卓越的成就。电流的国际单位安培就是以他的姓氏命名的。r8X物理好资源网(原物理ok网)

基本介绍 生平、个人生平、科学成就、轶事、人物评价、传记 安培1775年出生于法国里昂。据说他很小的时候就被发现非常聪明。安培的父亲起初教他拉丁文,但很快发现安培的数学天赋特别出众,便转而教他数学。但安培为了研究欧拉和伯努利的著作,坚持要完成拉丁文的学业。据安培自己回忆,他所有的数学知识是在18岁时基本完成的。安培的兴趣广泛,包括历史、旅行、诗歌、哲学和自然科学。1801年,他被聘为布尔日学院物理和化学教授,为此他不得不与年幼的儿子和生病的妻子分开。1802年,他成为布雷斯地区布尔格中央学院物理和化学教授。 1804年,他开始在巴黎工学院任教,1807年任数学教授,期间发表了一些概率论和数学分析方面的论文。1808年,他被任命为法国帝国大学的总校长,并一直担任这一职务。1814年,他被选为帝国理工学院数学系主任;1819年,他主持巴黎大学的哲学讲座。1820年,奥斯特发现了电流的磁效应,安培立即着力研究,并在数周内提出了安培定律,即右手螺旋定律。不久,在几个月内,他又连续发表了三篇论文,设计了九个著名实验,总结出了电磁场中载流回路中电流元素的运动规律,即安培定律。r8X物理好资源网(原物理ok网)

1821年安培提出分子电流假说,首次提出电动力学概念。1824年任法兰西学院实验物理教授。1836年安培在法国去世。 个人生活 安培于1796年与妻子相识,1799年结婚,1804年妻子去世,对安培的打击很大。 科学成就 安培定律的发现 奥斯特关于电流磁效应的实验引起了安培的注意,这极大地震撼了他长期以来坚信库仑认为电和磁没有关系的观点。他集中全部精力进行研究,并在两周后提出了关于磁针旋转方向与电流方向关系与右手定则的报告,这条定则后来被命名为安培定律。 安培定律是表达电流方向和电流所激发磁场磁通线方向关系的规律,又称右手螺旋定律。1、直线电流安培定律用右手握住导线,让伸直的大拇指方向与电流方向一致,则弯曲的四指方向即为磁通线方向。2、圆电流安培定律:让右手弯曲的四根手指与圆电流方向一致,则伸直的大拇指所指方向即为圆电流中心轴上磁通线方向。安培直线电流定律同样适用于一小段直线电流,可以把圆电流看作是由许多小段直线电流组成的,对每一小段直线电流,都利用安培直线电流定律确定圆电流中心轴上磁通强度的方向。 将圆电流中心轴上的磁通线方向叠加,就得到了圆电流中心轴上的磁通线方向。r8X物理好资源网(原物理ok网)

安培线性电流定律是基本的,由安培线性电流定律可以推导出安培环电流定律。安培线性电流定律也适用于电荷做直线运动产生的磁场,这时电流的方向与正电荷的运动方向相同,与负电荷的运动方向相反。在发现电流相互作用规律后,他又提出两根平行的、电流方向相同的载流导线互相吸引,两根平行的、电流方向相反的载流导线互相排斥,并讨论了两个线圈之间的吸引和排斥。发明检流计安培还发现电流导线在上线圈中流动时所表现出的磁性类似于磁铁,他制成了第一个螺线管,并在此基础上发明了检测和测量电流的检流计。 电流的国际单位是安培,缩写为A,符号为A安培分子电流假说,其定义为:真空中相距1米的两根无限长的平行直导线,通过相等的恒定电流,当作用在每根导线上的力为2×10-7N时,每根导线上的电流为1安培。小于安培的电流可以用毫安、微安等单位表示。1安培=1000毫安 1毫安=1000微安 提出分子电流假说 他根据磁性是由运动的电荷产生的观点,解释了地磁的原因和物质的磁性,提出了著名的分子电流假说。 安培认为,组成磁体的分子内部存在着环状电流——分子电流。由于分子电流的存在,每一个磁性分子都变成一块小磁体,其两边相当于两个磁极正常情况下,磁性分子的分子流取向比较混乱,它们产生的磁场互相抵消,对外界不显示磁性。r8X物理好资源网(原物理ok网)

安培分子电流假说r8X物理好资源网(原物理ok网)

当外磁场作用时,分子电流的取向大致相同,分子间相邻电流相互抵消,而表面部分不相互抵消,它们的效应表现出宏观磁性。分子电流假说安培的分子电流假说在当时人们对物质的结构知之甚少的情况下,无法得到证实,含有相当多的推测成分;今天我们得知,物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子有电子围绕原子核运动。安培的分子电流假说具有现实内容,成为认识物质磁性的重要基础。安培定律安培对电流的相互作用进行了四个巧妙的实验,并用高度的数学手法概括了电流元间力的规律,描述了两个电流元间的相互作用与两个电流元的大小、间距和相对取向之间的关系。后来人们把这个定律叫做安培定律。安培是第一个把研究电动力学的理论称为“电动力学”的人。 1827年,安培把他对电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中,这是电磁学史上一部重要的经典著作。为了纪念他对电磁学的杰出贡献,电流的单位“安培”以他的姓氏命名。他在数学和化学方面也做出许多贡献,他研究过概率论和积分偏微分方程;他几乎和H.戴维同时认识了元素氯和碘,推导出阿伏伽德罗定律,论证了恒温和压强的关系,并试图寻找各种元素的分类和排列顺序。我们熟悉的电流强度单位——安培,是为了纪念1775年1月22日出生于法国里昂的物理学家安德烈·马里·安培(Andre M.)而命名的。r8X物理好资源网(原物理ok网)

轶事趣闻 1、怀表变鹅卵石 安培正专心致志地思考科学问题。据说,有一次,安培慢慢地朝自己任教的学校走去,边走边思考一道电学问题。路过塞纳河时,他捡起一块鹅卵石放在口袋里。过了一会儿,他又从口袋里掏出鹅卵石扔进了河里。到了学校后留学之路,他走进教室,照常掏出怀表看时间,可掏出的却是一块鹅卵石。原来,怀表被扔进了塞纳河。 2、当“黑板”用的马车 还有一次,安培在街上走着,走着走着,他想出一道电学问题的公式,正担心没地方计算。突然,他看见面前有一块“黑板”,便拿出随身携带的粉笔在上面计算。原来,“黑板”是一辆马车的后面。 马车动了,他跟着马车,边走边写;马车越走越快,他便开始奔跑,一心想完成自己的推论安培分子电流假说,直到再也追不上马车才停下来。安培的反常行为让街上的人哈哈大笑。人物评价安培把他的研究成果整合成《电动力学现象的数学理论》一书,成为电磁学史上的重要经典著作。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最辉煌的成就之一”,也称赞安培是“电学界的牛顿”。安培还是发展电测量技术的第一人,他用自动旋转的磁针制成了测量电流的仪器,后来改良后被称为安培表。安培一生只从事过很短的一段时间的物理学工作,但他却能对带电导线的磁效应进行独到透彻的分析。因此,我们称他为电动力学的先驱,他当之无愧。r8X物理好资源网(原物理ok网)

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