物理学家简介：欧姆

欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅立叶发现的热传 导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温 度差。因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之 间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电 动势。欧姆花了很大的精力在这方面进行研究。开始他用伏打 电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好。后来他接受别 人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性。但 是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解决的难题。 开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流， 但这种方法难以得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁 效应的发现和库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一个电流扭秤， 用一根扭丝悬挂一磁针，让通电导线和磁针都沿子午线方向平 行放置；再用铋和铜温差电池，一端浸在沸水中，另一端浸在 碎冰中，并用两个水银槽作电极，与铜线相连。当导线中通过 电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比。实验中他用粗 细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量，得出了如下的等 式：
1826年，欧姆获准半年假期，到柏林去研究电路。在柏林， 欧姆根据库仑在1784年发明的扭力抨，设计出一种丝悬磁针电 流计，这种仪器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，他又根据塞贝克在1822年发现的温差电效应， 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 差所固有的电极化的现象，这就使他能够将电动势抽象出来， 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，从理论上推导出了欧姆定律，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》（以下简称《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。
我们不能不看到这处价值已充斥了法国地广大领域，而且正德 国袭来。……如果我们诚心诚意地为着促进科学的发展，并且 正确而又全面地考虑目前物理学状态的话，那么我们一时也不 能不想我们更需要的是观察和实验，而不是计算和几何公式。 " 当然，德国也在发生变化。1806年拿破仑在耶拿战争中挫 败了普俄联军，给了德国以巨大的打击。代表新兴资产阶段利 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， 彻底发行德国的科学体制。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。 法国人的武力还击碎了德国的世袭贵族特权，1807年10月 9日发布的普鲁士皇家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得以在泛德情感的纽带中团结起 来，冲破少数人的专制和束缚，从而进入了以往所不能进入的 科学禁区。欧姆正是在这种环境中开始了电路的实验的理论研 究，发现欧姆定律的。
X＝a／(b＋x)。 式中X为磁效应强度，即电流的大小；a是与激发力(即温度差) 有关的常数，即电动势；x表示导线的长度，b是与电路其余 部分的电阻有关的常数，bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx实际上表示电路的总电阻。这 个结果于1826年发表。1827年欧姆又在《动电电路的数学研 究》一书中，把他的实验规律总结成如下公式： Ｓ＝γE。 式中S表示电流；E表示电动力，即导线两端的电势差，γ为 导线对电流的传导率，其倒数即为电阻。 欧姆定律发现初期，许多物理学家不能正确理解和评价 这一发现，并遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视，经 济极其困难，使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授 予他最高荣誉的科普利金牌，才引起德国科学界的重视。 欧姆在自己的许多著作里还证明了：电阻与导体的长度 成正比，与导体的横截面积和传导性成反比；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。
欧 姆 乔治· 西蒙· 欧姆(Georg Simon Ohm，1787—1845)1787年3月16日生于 德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。父亲 自学了数学和物理方面的知识，并教 给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科 学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大 学研究数学、物理与哲学，由于经济 困难，中途缀学，到1813年才完成博 士学业。欧姆是一个很有天才和科学 抱负的人，他长期担任中学教师，由 于缺少资料和仪器，给他的研究工作 带来不少困难，但他在孤独与困难的 环境中始终坚持不懈地进行科学研究， 自己动手制作仪器。
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。1813-1817年间，他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稣学校当教师。科隆的教育 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， 傅立叶和菲涅耳的经典著作，从而为自己今后从事科学研究 打下了坚实的理论基础。 从18世纪末到19世纪初，在科学领域最领先的是法国。 法国的科学不仅远远超过德国，而且居于世界之冠。而德国 在当时还相当落后，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，他们对于法国人数 学物理方法甚为不满。 德国物理学家孟克曾经这样说过："自从牛顿和笛卡儿时 代以来，数学的价值已越来越高。
欧姆定律发现与被承认 欧姆定律的发现 1780年3月6日，欧姆出生在南德意志巴 伐利亚的爱尔朗根。他在1805年考入爱尔朗 根大学，但他只读了三个学期就被父亲送到 了瑞士农村。欧姆的父亲认为农村的清新空 气和纯朴的社会关系，将会更有利于欧姆潜 心学习。在这以后的岁月里，欧姆一边自学， 一边担任中学教师和家庭教师。 1811年，欧姆再度进入爱尔朗根大学，并于同年月10月获得 了博士学位。毕业后，他在母校担任了一年半的无薪助教，这 是他直到1849年以前在大学的唯一的一次任教。欧姆考虑到， 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事。