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哪個人發現了電磁感應現象

圖文 更新时间:2025-01-26 05:12:05

對我們來說,電磁不再是什麼特别的東西,我們可以在任何需要對金屬進行分類和提升的地方找到它。

但電磁鐵今天還有其他重要作用,電磁鐵負責超快速磁單軌的無摩擦浮動,此時 電和磁現象都有。

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磁懸浮列車

自古以來就為人所知,但直到19 世紀初,一位科學家才将兩者聯系起來,這個人就是安培。

壹 天才的崛起

安培是一個非常有才華的孩子,在他 12 歲時自學成才,他從頭到尾閱讀了狄德羅和戴倫伯特編寫的所有20 卷著名百科全書,因為這本百科全書幾乎包含了所有知識,盡管他從未在這所學校上過學,但他受過良好的教育,因此當時可以理解這本書裡所講的内容。

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讀書中的安培

然而,他的父親在法國大革命期間被指控為君主主義者并被公開處決,年輕的安培因死亡而使他的生命黯然失色時,他發現這個現象,這個使他并不容易應付的現象使他深深陷入了沉思當中。

18年來他的學業幾乎都沒有受到像今日這樣的影響,還有另一個重要的因素是,此時安德烈·瑪麗·安佩爾突然身無分文,因為整個家庭的财産都被沒收了,因此他隻能開始私下教數學。

他1801年在萊昂北邊的小鎮上擔任物理和數學老師,僅僅一年後,他就發表了一篇關于賭博理論的文章概率的一個分支,标題為“考慮單人紙牌的數學理論”,在法律上,對博弈的數學理論的考量證明,玩家總是會被擁有更多資産的對手擊敗,憑借這本出版物,他在巴黎的科學家中聲名鵲起。

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研究化學的安培

1805年離開小鎮,他搬到了巴黎,轉而到 Lea Grammar School 擔任數學老師,然後又成為一名教授;四年後,他在這裡的 Ecole Polytechnique 擔任分析教授,另外,他還繼續在哲學以外的許多領域進行了研究,包括心理學和形而上學。他主要研究當時仍處于起步階段的化學,另外還研究氣體的物理和化學性質。

貳 天才的轉折

1814年,他最終成為巴黎科學院的成員,在化學和物理的許多領域進行研究後,他聽說丹麥物理學家漢斯·克裡斯蒂安·奧斯特在1819年進行的實驗奧斯特計劃演示,用電流加熱電線,并展示了他建立的一些磁性實驗。

當奧斯特進行電實驗時,他注意到了木架上的指南針;令他驚訝的是,每當沒有電流流過靠近指南針的導體時,指南針就會被吸引并移動。

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實驗裝置

通過這個實驗,奧斯特第一次能夠證明電流和磁之間存在聯系。

當安培聽說了1820年9月奧斯特的實驗後,他被深深地吸引,以至于他擱置了所有其他工作,全身心地投入到這種電現象中。

由于心不在焉和害羞,安培被認為是一個古怪的人。他甚至認為有可能是磁鐵産生了這種效果,但是并不需要電流在其中流動,他并不認為電線本身會相互施加力。

為了能顯示這些力,他需要一個測量儀器,因此他專門為此設計了一根U形線來證明電動動平衡,這根U型線能夠像鐘擺一樣自由移動,他把線懸挂固定在導體旁邊,以此來證明電磁是成對出現的正确性。

僅僅一周後,他進行了電動平衡實驗,電和磁就展示了電流流過的兩個導體之間的相互作用,并且安培發現當電流流過它們時,平行的導體會相互吸引;當電流以相反方向流動時,它們會相互排斥。

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示意圖

如果電流以相反的方向流動,則兩個導體像兩個磁鐵一樣相互吸引,則兩個導體相互排斥。

電流流過的導體周圍的磁場方向可以通過所謂的右手握力法則确定,當右手拇指是指向電流方向,那麼手指指向磁場方向。

在進一步的實驗中,安培發現如果将電導體纏繞成線圈,它的行為就像條形磁鐵,為此他使用了伏打電池——一種簡單的化學物質電池作為他的電源。

當電流流過線圈,如果線圈懸空,線圈就會有正極和負極,因此,這項發現奠定了電磁學數學理論的基礎。

這個術語可以追溯到安培毫無疑問,磁力和電可以簡化為單一的自然法則磁力,這種力隻有在閉合電路中電流運動時産生,電流越大,強度越大。

為了證實他的理論,安培開發了一種測量儀器,可以用懸挂的磁針顯示電流的強度。

這項發明的改進形式後來被稱為電流表,它是電氣工程中是最重要的測量儀器之一。但是安培考慮的更遠,他認為即使在永磁體中,磁性也不是像以前所認為的是由一種無法定義的磁流體引起的,而是由磁體的每個原子中的電路引起的。

他假設每個原子都被不斷地包圍着通過電子和小電路,由于随之而來的磁場,每個原子的行為就像永磁體中的一個小條形磁鐵;它們在磁體材料中都以相同的方向排列,而在其他材料中它們都以不同的方式排列,這導緻它們的磁效應被抵消了。

由于證實這一點,他在1826年因他的研究而由此産生的名聲,直接讓安培被任命為巴黎法蘭西學院的物理系主任,但此時他變得不那麼欣喜若狂了,盡管科學院曾承諾在1827年向他提供一千法郎供他進一步研究。

叁 天才的落幕

1836年6月10日,61歲的安德烈·瑪麗·安培在前往馬賽的旅行中去世,他被正式埋葬在巴黎瑪瑪拉公墓的家族墓地中。

1881年8月至11月在在巴黎蒼白球舉行第一屆國際電氣工業大會,與會者還讨論了應該為電氣單元命名的标準名稱,電勢差單位,保險庫的選擇是為了紀念電池的發明者亞曆山德羅·伏打,電阻單位被命名為歐姆。

在德國物理學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲的建議下,電流單位被命名為安培,以紀念安培的偉大成就。科學家安德烈·瑪麗·安培絕對是19世紀初最傑出的宇宙學者之一,盡管他隻專注于電力三年,但他的主要成就無疑是連接了以前未連接的兩個領域——電和磁。

肆 天才對生活的影響

因此這也為電動力學的進一步發展奠定了基礎,電動力學有許多應用,比如,揚聲器就是日常生活中的一個例子。

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樂器中的電磁作用

揚聲器是将電脈沖轉換為聲音的裝置,主要的設計關鍵是電磁揚聲器動圈。

揚聲器的原理是磁場中的一個線圈,如果電流流過線圈,則薄膜會附着在該線圈上,并且薄膜會随着電流及時振蕩,根據電流的大小,它會被更多或更少這會導緻膜産生聲波,它以聲音的形式傳遞信息。

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喇叭

超快磁單軌火車也利用電磁效應被電磁體擡離軌道,因此在它們上方無摩擦地漂浮以使它能夠達到每小時500公裡的速度,這一切都歸功于安德烈·默裡·安培爾所做的基礎研究。

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