欧姆定律是怎样发现的?

发布网友发布时间：2024-10-14 01:57

共1个回答

热心网友时间：2024-10-14 09:06

1789年3月16日，欧姆出生在南德意志巴伐利业的爱尔朗根。1805年5月，他考入爱尔朗根大学，但只读了三个学期就被父亲送到了瑞士农村，父亲认为农村的清新空气和纯朴的社会关系，更有利于他潜心学习。在这以后6年中，欧姆一边自学，一边担任中学教师和家庭教师，取得了父亲预期的效果。1811年，他再度进入爱尔朗根大学，并于同年10月获得博士学位。毕业后，他在母校担任了一年半的无薪助教。欧姆认识到，在德国等级森严的师资队伍中，无薪助教处于最低层，想要登上这个金字塔的顶端是可望而不可及的。于是，他决定暂时离开大学，以便能够较自由地从事科学研究。

1813至1817年间，欧姆在巴姆堡一所中学任教。1819年，他又转到科隆一所经过改革的耶学校当教师。那里教育风气之浓，在当时的德国是屈指可数的。他在那里系统地学习和研究了著名科学家拉普拉斯、泊松、傅立叶和菲浬耳的经典著作，从而为自己今后从事科学研究打下了坚实的理论基础。现在一般人倾向认为，德国的科学领先于法国，但在历史上不都是这样的。从18世纪末到19世纪初，法国的科学不仅远远超过德国，而且跃居世界之冠。德国在当时还比较落后，这种形势在物理学方面尤为明显。把持当时德国物理学界的是一批老年持重的物理学家，他们片面强调定性的实验，忽视理论概括的作用，对于法国人的数学物理方法甚为不满。

1806年，拿破仑在耶拿战争中挫败了普俄联军，给了德国巨大打击。代表新兴资产阶级利益的改革者在奋起改造社会的同时，提出要以法国科学为榜样，彻底改造德国的科学体制。由此，德国的教育有了较快的发展，大学引进法国科学经典著作为教本，开办讨论班和研究生班，以培养具有特殊技能的人才。另外，法国人的武力击碎了德国的世袭贵族特权，以至1807年10月9日发布的普鲁士皇家敕令不得不扩大公民的权利。在这种情况下，不同背景的青年学生和科学家得以在泛德情感的纽带中团结起来，冲破少数人的专权和束缚，进入以往不能进入的禁区。欧姆正是在这种环境中开始了电路的实验和理论研究，发现了欧姆定律。

1826年，欧姆获准半年假期，到柏林研究电路去了。欧姆根据库仑在1784年发明的扭力秤，设计出一种丝悬磁针电流计，这种仪器不需要被测量的电流通过仪器本身，只需将磁针置于电流的附近，就能根据磁针偏转角确定电流强度。由于磁针偏转角与电流强度的线性关系，使他能正确地将电流强度作为一个电路参量抽象出来。另外，他又根据塞贝克（1770〜1831年）在1822年发现的温差电效设计出一台温差电池。温差电池的优点在于，它的电动势与温差电偶两端的温度的差成正比，而且它不会产生伏打电池所固有的电极极化的现象，这就使他将电动势抽象出来，作为电路的另一个重要参量。

欧姆就是这样在1826年通过实验总结出了欧姆定律：I=E/(R + r)其中，I表示电流强度，E表示电动势，R为电路电阻，r为电池内阻。1827年，欧姆从热和电的相似性出发，进行类比，运用傅立叶热分析理论，从理论上推导出欧姆定律，并引入了欧姆定律的微分形式，从而肯定了他在一年前的实验结果。他将这项成果总结在《数学推导的伽伐尼电路》一书中。欧姆的这部著作，是19世纪德国的第一部数学物理论著。