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    安德烈·玛丽·安培 (A)

    安德烈·玛丽·安培(André-Marie Ampère1775—1836年),法国物理学家、化学家、数学家,在电磁作用方面的研究成就卓著。电流的国际单位安培即以其姓氏命名。

    安培最主要的成就是18201827年对电磁作用的研究,他被麦克斯韦誉为电学中的牛顿

    发现了安培定则

    奥斯特发现电流磁效应的实验,引起了安培注意,使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动,他全部精力集中研究,两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的关系及从右手定则的报告,以后这个定则被命名为安培定则。

    安培定则表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则

    1、直线电流的安培定则用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

    2、环形电流的安培定则让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,那么伸直的大

    拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向。

    直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成许多小段直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用,这时电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。

    总结了电流元之间的作用规律——安培定律

    安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验,并运用高度的数学技巧总结出电流元之间作用力的定律,描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为电动力学1827年安培将他的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论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献,电流的单位安培以他的姓氏命名。

    他在数学和化学方面也有不少贡献。他曾研究过概率论和积分偏微方程;他几乎与H戴维同时认识元素氯和碘,导出过阿伏伽德罗定律,论证过恒温下体积和压强之间的关系,还试图寻找各种元素的分类和排列顺序关系。大家熟悉的电流强度单位安培,是为了纪念在1775122日出生于法国里昂的物理学家安德烈·玛丽·安培(Andre M. Ampere)而命名的。

     

    亚历山德罗·伏特(V)

    亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·安纳塔西欧·伏特伯爵(Count Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta1745218日-182735日)因在1800年发明伏打电堆而著名。后来他受封为伯爵。

    电学实验

    伏特在青年时期就开始了电学实验,他读了他能够找到的许多书,对这工作深感兴趣。他的好友加托尼送给他一些仪器,并在家里让出了一间房子来支持他的研究。伏特十六岁时就开始与一些著名的电学家通信,其中有巴黎的诺莱和都灵的贝卡里亚。

    贝卡里亚是一位很有成就的国际知名的电学家,他劝告伏特少提出理论,多做实验。但事实上,伏特年青时期的理论思想远不如他的实验重要。随着岁月的流逝,伏特对静电的了解至少可以和当时最好的电学家媲美。不久他就开始应用他的理论制造各种有独创性的仪器,用现代的话来讲,要点在于他对电量、电量或张力、电容以及关系式Q=CV都有了明确的了解。1769年发表第一篇科学论文。

    伏特制造的仪器的一个杰出例子是起电盘。一块导电板放在一个由摩擦起电的充电树脂上端,然后用一个绝缘柄与金属板接触,使它接地,再把它举起来,于是金属板就被充电到高电势,这个方法可以用来使莱顿瓶充电。这种操作可以不断地重复。这一发明是非常精巧的,以后发展成为一系列静电起电机。

    伏特强烈地感到,他必须定量地测定电量,于是他设计了一种静电计,这就是各种绝对电计的鼻祖,它能够以可重复的方式测量电势差。他还为他的静电计建立了一种刻度,根据电盘的发明,根据他的描述,我们可以确定他的单位是今天的13,350伏。

    由于起电盘的发明,1774年伏特担任了科莫皇家学校的物理教授,1779年任帕维亚大学物理学教授。他的名声开始扩展到意大利以外,苏黎世物理学会选举他为会员。

    伏特的兴趣并不只限于电学。他通过观察马焦雷湖附近沼泽地冒出的气泡,发现了沼气。他把对化学和电学的兴趣结合起来,制成了一种称为气体燃化的仪器,可以用电火花点燃一个封闭容器内的气体。

    伯爵称号

    伏特最伟大的成就(伏达电堆)是在他达到相当高龄(五十五岁)时得到的,它立即引起所有物理学家的欢呼。1801年他去巴黎,在法国科学院表演了他的实验,当时拿破仑也在场,他立即下令授予伏特一枚特制金质奖章和一份养老金,于是伏特成为拿破仑的被保护人,正如二十年前,他曾经是奥地利皇帝约瑟夫二世的被保护人一样。

    1804年他要求辞去帕维亚大学教授而退休时,拿破仑拒绝了他的要求,赐予他更多的名誉和金钱,并授予他伯爵称号。拿破仑倒台后,伏特使自己与归国的奥地利人和睦相处,没有发生多少麻烦。因此他安然地度过了那个激烈变化的历史时期,无论是谁当权,他都受到了尊敬,同时他对政治毫不关心,只专心于他的研究。

     

    乔治·西蒙·欧姆(Ω)

    乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm1787316——185476日),德国物理学家。欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系,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,与其横截面积和传导系数成反比;以及在稳定电流的情况下,电荷不仅在导体的表面上,而且在导体的整个截面上运动。电阻的国际单位制欧姆以他的名字命名。 欧姆的名字也被用于其他物理及相关技术内容中,比如欧姆接触欧姆杀菌欧姆表等。

    欧姆定律

    欧姆第一阶段的实验是探讨电流产生的电磁力的衰减与导线长度的关系,其结果于18255月在他的第一篇科学论文中发表。在这个实验中,他碰到了测量电流强度的困难。在德国科学家施威格发明的检流计启发下,他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤方法巧妙地结合起来,设计了一个电流扭力秤,用它测量电流强度。欧姆从初步的实验中发出,电流的电磁力与导体的长度有关。其关系式与今天的欧姆定律表示式之间看不出有什么直接联系。欧姆在当时也没有把电势差(或电动势)、电流强度和电阻三个量联系起来。

    在欧姆之前,虽然还没有电阻的概念,但是已经有人对金属的电导率(传导率)进行研究。18257月,欧姆也用上述初步实验中所用的装置,研究了金属的相对电导率。他把各种金属制成直径相同的导线进行测量,确定了金、、锌、黄铜等金属的相对电导率。虽然这个实验较为粗糙,而且有不少错误,但欧姆想到,在整条导线中电流不变的事实表明电流强度可以作为电路的一个重要基本量,他决定在下一次实验中把它当作一个主要观测量来研究。

    在以前的实验中,欧姆使用的电池组是伏打电堆,这种电堆的电动势不稳定,使他大为头痛。后来经人建议,改用铋铜温差电偶作电源,从而保证了电源电动势的稳定。

    1826年,欧姆用上面图中的实验装置导出了他的定律。在木质座架上装有电流扭力秤,DD'是扭力秤的玻璃罩,CC'是刻度盘,s是观察用的放大镜,mm'为水银杯,abb'a'为铋框架,铋、铜框架的一条腿相互接触,这样就组成了温差电偶。AB是两个用来产生温差的容器。实验时把待研究的导体插在mm'两个盛水银的杯子中,mm'成了温差电池的两个极。

    欧姆准备了截面相同但长度不同的导体,依次将各个导体接入电路进行实验,观测扭力拖拉磁针偏转角的大小,然后改变条件反复操作,根据实验数据归纳成下关系:

    x=q/(b+l)式中x表示流过导线的电流的大小,它与电流强度成正比,AB为电路的两个参数,L表示实验导线的长度。

    18264月欧姆发表论文,把欧姆定律改写为:x=ksa/ls为导线的横截面积,K表示电导率,A为导线两端的电势差,L为导线的长度,X表示通过L的电流强度。如果用电阻l'=l/ks代入上式,就得到X=a/I'这就是欧姆定律的定量表达式,即电路中的电流强度和电势差成正而与电阻成反比。为了纪念欧姆对电磁学的贡献,物理学界将电阻的单位命名为欧姆,以符号Ω表示。1欧姆定义为电位差为1伏特时恰好通过1安培电流的电阻。

    科学真理之光

    1827年,欧姆发表《伽伐尼电路的数学论述》,从理论上论证了欧姆定律,欧姆满以为研究成果一定会受到学术界的承认也会请他去教课。可是他想错了。书的出版招来不少讽刺和诋毁,大学教授们看不起他这个中学教师。德国人鲍尔攻击他说:以虔诚的眼光看待世界的人不要去读这本书,因为它纯然是不可置信的欺骗,它的唯一目的是要亵渎自然的尊严。这一切使欧姆十分伤心,他在给朋友的信中写道:伽伐尼电路的诞生已经给我带来了巨大的痛苦,我真抱怨它生不逢时,因为深居朝廷的人学识浅薄,他们不能理解它的母亲的真实感情。

    当然也有不少人为欧姆抱不平,发表欧姆论文的《化学和物理杂志》主编施韦格(即电流计发明者)写信给欧姆说:请您相信,在乌云和尘埃后面的真理之光最终会透射出来,并含笑驱散它们。欧姆辞去了在科隆的职务,又去当了几年私人教师,直到七、八年之后,随着研究电路工作的进展,人们逐渐认识到欧姆定律的重要性,欧姆本人的声誉也大大提高。1841年英国皇家学会授予他科普利奖章,1842年被聘为国外会员,1845年被接纳为巴伐利亚科学院院士。为纪念他,电阻的单位欧姆,以他的姓氏命名。

     

    詹姆斯·瓦特(W)

    詹姆斯·瓦特(James Watt1736119 — 1819825日)是英国著名的发明家,是第一次工业革命时的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进,使之成为万能的原动机,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,使人类进入蒸汽时代。后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为瓦特(简称,符号W)。

    早期

    瓦特在1736119日生于苏格兰格拉斯哥附近,克莱德河湾(Firth of Clyde)上的港口小镇格林诺克。瓦特的父亲是熟练的造船工人并拥有自己的船只与造船作坊,还是小镇的官员。瓦特的母亲Agnes Muirhead出身于一个贵族家庭并受过良好的教育。他们都属于基督教长老会并且是坚定的誓约派。尽管瓦特出自于宗教家庭,但他后来还是成为了自然神论者。

    瓦特小时候因为身体较弱去学校的时间不多,主要的教育都是由母亲在家里进行。瓦特从小就表现出了精巧的动手能力以及数学上的天分,并且接受了很多苏格兰民间传说与故事。

    瓦特17岁的时候,母亲去世了,而父亲的生意开始走下坡路。瓦特到伦敦的一家仪表修理厂作了一年的徒工,然后回到苏格兰格拉斯哥打算开一家自己的修理店。尽管当时苏格兰还没有类似的修理店,但是由于他没有做够要求的7年徒工,他的开店申请还是被格拉斯哥的锤业者行会(管理所有使用锤子的工匠)拒绝了。

    1757年,格拉斯哥大学的教授提供给瓦特一个机会,让他在大学里开设了一间小修理店,这帮助瓦特走出了困境。其中的一位教授,物理学家与化学家约瑟夫·布莱克Joseph Black)更是成了瓦特的朋友与导师。

    1767年,瓦特与表妹玛格丽特·米勒(Margaret Miller)结婚,此后他们共养育了5个孩子,其中有2个活到了成年。

    纪念活动

    瓦特死后安葬于家乡汉兹沃斯的圣玛丽教堂后的公墓。多年后教堂扩建,使得瓦特的墓地实际上处于新教堂的内部。教堂里并建有瓦特、博尔顿与默多克三人的纪念像。同时瓦特参加的月亮学社的纪念碑上也有瓦特与一台蒸汽机雕绘。伯明翰 的一所学校以瓦特的名字命名。瓦特的众多手稿还保存在伯明翰中心图书馆里,图书馆前至今还有瓦特的雕像。博尔顿的旧居现在是一个博物馆,用以纪念他与瓦特在蒸汽机发明上的贡献。

    苏格兰有一些学院也以瓦特的名字命名,比如知名的詹姆斯·瓦特学院James Watt College)。爱丁堡附近老牌的赫瑞-瓦特大学Heriot-Watt University),其前身就是建立与1821年的瓦特艺术学校”(Watt Institution and School of Arts)

    在英国各地,有超过50条道路以瓦特的名字命名。在伦敦的西敏寺也建有瓦特纪念碑。

    瓦特被誉为人类历史上最著名的发明家之一。在美国作家查尔斯·穆雷的《人类成就》(Human Accomplishment)一书中,他曾经做过一个调查,在历史上最知名的229位发明家中,瓦特与爱迪生并列第一位。在1978年迈克尔·哈特发表了一篇引发热烈讨论的作品《人类历史最有影响力的100人》中,瓦特因为发明蒸汽机而被列在第22位。为纪念瓦特的贡献,国际单位制中的功率单位以瓦特命名。

     

    海因里希·鲁道夫·赫兹(HZ)

    海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz1857年(丁巳年)222日-1894年(甲午年)11日),德国物理学家,于1888年首先证实了电磁波的存在。并对电磁学有很大的贡献,故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。

    科学研究

    1885年他获得卡尔斯鲁厄大学正教授资格,并在那里发现电磁波。1885年,吉尔大学准备晋升赫兹为副教授,但他不愿获得一个纯理论物理学家的职位。正在此时,卡尔斯鲁厄工业大学准备给予赫兹物理学教授职位。考虑到该大学有较好的物理研究所,于是他便来到了卡尔斯鲁厄大学。起初赫兹在卡尔斯鲁厄感到有些孤独,并对自己未来的研究没有把握。但在随后的时间里,赫兹完成了两件大事。18867月,在经过三个月的求婚之后,赫兹与一位同事的女儿伊利莎白·多尔(Elisabeth Doll)完婚。随后,赫兹着手并最终完成了那个给他带来世界性声誉的电磁波实验。

    赫兹在柏林大学随赫尔姆霍兹学物理时,受赫尔姆霍兹之鼓励研究麦克斯韦电磁理论,当时德国物理界深信韦伯的电力与磁力可瞬时传送的理论。因此赫兹就决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦理论谁的正确。依照麦克斯韦理论,电扰动能辐射电磁波。赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理,设计了一套电磁波发生器,赫兹将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。当感应线圈的电流突然中断时,其感应高电压使电火花隙之间产生火花。瞬间后,电荷便经由电火花隙在锌板间振荡,频率高达数百万周

    。由麦克斯韦理论,此火花应产生电磁波,于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形,线的两端点间留有小电火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压,而使电火花隙产生火花。所以他坐在一暗室内,检波器距振荡器10米远,结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板,入射波与反射波重叠应产生驻波,他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。赫兹先求出振荡器的频率,又以检波器量得驻波的波长,二者乘积即电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的一样。电磁波传播的速度等于光速1888年,赫兹的实验成功了,而麦克斯韦理论也因此获得了无上的光彩。赫兹在实验时曾指出,电磁波可以被反射、折射和如同可见光、热波一样的被偏振。由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振波,其电场平行于振荡器的导线,而磁场垂直于电场,且两者均垂直传播方向。1889年在一次著名的演说中,赫兹明确的指出,光是一种电磁现象。第一次以电磁波传递讯息是1896年意大利的马可尼开始的。1901年,马可尼又成功的将讯号送到大西洋彼岸的美国。20世纪无线电通讯更有了异常惊人的发展。赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理论,更为无线电、电视和雷达的发展找到了途径。随着迈克尔逊在1881年进行的实验和

    1887年的迈克尔逊-莫雷实验推翻了光以太的存在,赫兹改写了麦克斯韦方程组,将新的发现纳入其中。通过实验,他证明电信号象詹姆士·麦克斯韦和迈克尔·法拉第预言的那样可以穿越空气,这一理论是发明无线电的基础。他注意到带电物体当被紫外光照射时会很快失去它的电荷,发现了光电效应(后来由阿尔伯特·爱因斯坦给予解释)。

    18881213日向柏林科学院作了题为《论电辐射》的报告,他以充分的实验证据全面证实了电磁波和光波的同一性。他写道:"我认为这些实验有力地铲除了对光、辐射热和电磁波动之间的同一性的任何怀疑"

    二、发现电子与原子的碰撞规律赫兹科学研究中最出色的工作是他与弗兰克合作的著名实验,通过这一实验证明了当原子受到电子的冲击激发而发射谱线时,所需要的能量是分立的。这一先驱性的工作,给玻尔的原子量子化模型以决定性的支持。因这一重要发现,赫兹与弗兰克共获1925年度的诺贝尔物理学奖。[1] 

     

    库仑(C)

    库仑(Charles-Augustin de Coulomb 1736 --1806),汉语译为:查利·奥古斯丁·库仑法国工程师、物理学家1736614 日生于法国昂古莱姆1806823日在巴黎逝世。

    个人生平

    库仑曾就学于巴黎马扎兰学院和法兰西学院,服过兵役。1774年当选为法国科学院院士。1784年任供水委员会监督官,后任地图委员会监督官。1802年,拿破仑任命他为教育委员会委员,1805年升任教育监督主任。

    1773年发表有关材料强度的论文,所提出的计算物体上应力和应变分布情况的方法沿用到现在,

    是结构工程的理论基础。1777年开始研究静电和磁力问题。当时法国科学院悬赏征求改良航海指南针中的磁针问题。库仑认为磁针支架在轴上,必然会带来摩擦,提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。研究中发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系,从而可利用这种装置测出静电力和磁力的大小,这导致他发明扭秤。他还根据丝线或金属细丝扭转时扭力和指针转过的角度成正比,因而确立了弹性扭转定律。他根据1779年对摩擦力进行分析,提出有关润滑剂的科学理论,于1781年发现了摩擦力与压力的关系,表述出摩擦定律、滚动定律和滑动定律。设计出水下作业法,类似现代的沉箱。1785~1789年,用扭秤测量静电力和磁力,导出著名的库仑定律。库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段,是电磁学史上一块重要的里程碑

    电磁学

    库仑是最早研究电现象的科学家之一。他在1785年到1789年之间,通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究,连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章。他在1785年用扭秤推导出两静止电荷间相互作用力的定律(现称库仑定律)。他指出地磁场对磁铁作用的力偶同偏差角的正弦成正比,建立了磁体在磁场中运动方程并根据振动周期求出磁矩。他在电磁学方面的主要著作有《电气与磁性》7卷,17851789年出版。国际单位制中电荷[]的单位库[]即以其姓氏命名。

     

    托马斯·阿尔瓦·爱迪

    托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison1847211—19311018日),出生于美国俄亥俄州米兰镇,逝世于美国新泽西州西奥兰治。发明家、企业家。

    爱迪生是人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生重大深远影响的人。他发明的留声机电影摄影机电灯对世界有极大影响。他一生的发明共有两千多项,拥有专利一千多项。

    主要成就

    留声机

    1877年,爱迪生 

    发现电话传话器里的膜板随着说话声会引起振动的现象,便拿短针作了试验,从中得到很大的启发。说话的快慢高低能使短针产生相应的不同颤动。那么,反过来,这种颤动也一定能发出原先的说话声音,于是他开始研究声音重发的问题。

    815日,爱迪生让助手按图样制出一台由大圆筒、曲柄、受话机和膜板组成的怪机器,制成之后,爱迪生取出一张锡箔,卷在刻有螺旋槽纹的金属圆筒上,让针的一头轻擦着锡箔转动,另一头和受话机连接,然后爱迪生摇动曲柄,对着受话机唱歌,之后把针又放回原处,再摇动曲柄,接着机器就回放出爱迪生的声音。12月,爱迪生公开展示这台锡箔筒式留声机,轰动了全世界。

    电灯

    与人们通常的认识恰恰相反,最初电灯的发明者不是爱迪生,爱迪生是改进了电灯。早在1801年,英国一位名叫汉弗里·戴维的化学家就在实验室中用铂丝通电发光;1810年,他又发明了用两根通电碳棒之间发生的电弧而照明的电烛,这算是是电灯的最早雏形。另一位英国电技工程师约瑟夫·斯旺经过近30年的研究,于187812月制成了以碳丝通电发光的真空灯泡

    当年有关斯旺的电灯泡的报道给了爱迪生以很大启发。187910月,爱迪生终于成功制成了以碳化纤维作为灯丝的白炽灯泡,称之为碳化棉丝白炽灯,随后大量投产,并成立公司设立发电站和输电网等相应基础设施,很快使电灯在美国被普遍使用。期间,他不断改进技术,最终确定以钨丝作为灯丝,称之为钨丝灯,并定型使用至今,爱迪生也由此成为公认的电灯发明者。

    电影方面

    活动电影摄影机

    1889年,爱迪生发明了一种活动电影摄影机,这种摄影机用一个尖形齿轮来带动19毫米宽的没打孔的胶带,在棘轮的控制下,带动胶带间歇移动,同时打孔。这种摄影机由电机驱动,遮光器轴与一台留声机连动,摄影机运转时留声机便将声音记录下来,并且可以连续拍摄图像。

    活动电影放映机

    1891年,爱迪生发明了活动电影放映机,是早期电影显示设备,引入了电影放映的基本方法,通过在光源前使用发动机来高速转动带有连续图片的电影胶片条,从而产生活动的错觉,光源将胶片上的图片投射到银幕。

    有声电影

    1910年,爱迪生发明了一部由留声机和摄影机组合而成的电影摄影机,在电机能量下,摄影机的遮光曲轴与留声机连动,摄影机运转时留声机就能够记录下声音。放映时,留声机就随画面同步运转,使得声音和图像实现同时出现。

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