安培[物理學家]

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安德烈·瑪麗·安培(André-Marie Ampère,1775年1月20日 — 1836年6月10日),里昂人,法國物理學家、化學家和數學家。安培最主要的成就是1820~1827年對電磁作用的研究,他被麥克斯韋譽為“電學中的牛頓”。在電磁作用方面的研究成就卓著。電流的國際單位安培即以其姓氏命名。

基本信息

簡歷

安德烈·瑪麗·安培安德烈·瑪麗·安培
1775年安培在法國里昂出生。童年在里昂附近父母的家園度過。他父親開始教他學拉丁文,直到發現他喜歡數學為止。不久,他把所學的拉丁總結,使他能閱讀歐拉和伯努利的作品。他18歲時已經知道許多數學和科學,但讀了一本“博學的人”書後,使他又學了不少歷史,旅行,詩歌,哲學和自然科學等。

1796年,安培遇到朱莉·卡倫。

1799年與卡倫結婚。

1798年在里昂當家庭教師;教數學,化學和語言。

1801年獨身移居布雷斯村鎮當物理和化學教授。

1804年安培任里昂大學的數學教授。

1806年在巴黎工藝學校任職。

1809年任數學教授。他在此繼續他的科學研究和努力學習。

1814年成為研究所的成員。

1828年瑞典皇家科學院選他為外國人的院士。

1836年安培在法國的馬賽逝世。

個人生活

安培在1796年結識了他的妻子並在1799年結婚。1804年,他的妻子去世,對安培打擊很大。

科研成就

發現安培定則

安培定則安培定則
奧斯特發現電流磁效應的實驗,引起了安培注意,使他長期信奉庫侖關於電、磁沒有關係的信條受到極大震動,他全部精力集中研究,兩周后就提出了磁針轉動方向和電流方向的關係及從右手定則的報告,以後這個定則被命名為安培定則。
安培定則表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關係的定則,也叫右手螺鏇定則。
1、直線電流的安培定則用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。
2、環形電流的安培定則讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是環形電流中心軸線上磁感線的方向。
直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環形電流可看成許多小段直線電流組成,對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環形電流中心軸線上磁感強度的方向。疊加起來就得到環形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導出,直線電流的安培定則對電荷作直線運動產生的磁場也適用,這時電流方向與正電荷運動方向相同,與負電荷運動方向相反。

發現電流的相互作用規律

接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引,電流方向相反的兩條平行載流導線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。

發明電流計

安培還發現,電流線上圈中流動的時候表現出來的磁性和磁鐵相似,創製出第一個螺線管,在這個基礎上發明了探測和量度電流的電流計。電流的國際單位為安培,簡稱為安,符號為A,定義為:在真空中相距為1米的兩根無限長平行直導線,通以相等的恆定電流,當每根導線上所受作用力為2×10-7N時,各導線上的電流為1安培。
比安培小的電流可以用毫安、微安等單位表示。
1安=1000毫安
1毫安=1000微安

提出分子電流假說

分子電流假說分子電流假說
他根據磁是由運動的電荷產生的這一觀點來說明地磁的成因和物質的磁性。提出了著名的分子電流假說。安培認為構成磁體的分子內部存在一種環形電流——分子電流。由於分子電流的存在,每個磁分子成為小磁體,兩側相當於兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的,它們產生的磁場互相抵消,對外不顯磁性。當外界磁場作用後,分子電流的取向大致相同,分子間相鄰的電流作用抵消,而表面部分未抵消,它們的效果顯示出巨觀磁性。
安培的分子電流假說在當時物質結構的知識甚少的情況下無法證實,它帶有相當大的臆測成分;在今天已經了解到物質由分子組成,而分子由原子組成,原子中有繞核運動的電子,安培的分子電流假說有了實在的內容,已成為認識物質磁性的重要依據。

安培定律

安培做了關於電流相互作用的四個精巧的實驗,並運用高度的數學技巧總結出電流元之間作用力的定律,描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關係。後來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為“電動力學”,1827年安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中。這是電磁學史上一部重要的經典論著。為了紀念他在電磁學上的傑出貢獻,電流的單位“安培”以他的姓氏命名。
他在數學和化學方面也有不少貢獻。他曾研究過機率論和積分偏微方程;他幾乎與H戴維同時認識元素氯和碘,導出過阿伏伽德羅定律,論證過恆溫下體積和壓強之間的關係,還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關係。大家熟悉的電流強度單位–安培,是為了紀念在1775年1月22日出生於法國里昂的物理學家安德烈·瑪麗·安培(AndreM.Ampere)而命名的。

軼事

懷表變卵石

安培思考科學問題專心致志,據說有一次,安培正慢慢地向他任教的學校走去,邊走邊思索著一個電學問題。經過塞納河的時候,他隨手揀起一塊鵝卵石裝進口袋。過一會兒,又從口袋裡掏出來扔到河裡。到學校後,他走進教室,習慣地掏懷表看時間,拿出來的卻是一塊鵝卵石。原來,懷表已被扔進了塞納河。

馬車車廂做“黑板”

還有一次,安培在街上行走,走著走著,想出了一個電學問題的算式,正為沒有地方運算而發愁。突然,他見到面前有一塊“黑板”,就拿出隨身攜帶的粉筆,在上面運算起來。那“黑板”原來是一輛馬車的車廂背面。馬車走動了,他也跟著走,邊走邊寫;馬車越來越快,他就跑了起來,一心一意要完成他的推導,直到他實在追不上馬車了才停下腳步。安培這個失常的行動,使街上的人笑得前仰後合。

人物評價

安培將他的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中,成為電磁學史上一部重要的經典論著。麥克斯韋稱讚安培的工作是“科學上最光輝的成就之一,還把安培譽為“電學中的牛頓”。安培還是發展測電技術的第一人,他用自動轉動的磁針製成測量電流的儀器,以後經過改進稱電流計。安培在他的一生中,只有很短的時期從事物理工作,可是他卻能以獨特的、透徹的分析,論述帶電導線的磁效應,因此我們稱他是電動力學的先創者,他是當之無愧的。

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