德国物理学家欧姆简介

德国物理学家欧姆简介

乔治·西蒙·欧姆(GeorgSimonOhm，1787年3月16日-1854年

7月6日)，德国物理学家。1826年，欧姆发现了电学上的一个重要

定律——欧姆定律，这是他最大的贡献。欧姆定律及其公式的发现，给电学的计算，带来了很大的方便。人们为纪念他，将电阻的单位

定为欧姆。除了发现欧姆定律之外，他还发现欧姆位向定律、欧姆

听觉定律，并获得科普利奖章。代表作品有《动电电路的数学研究》等。

家世背景

乔治·西蒙·欧姆，1789年3月16日生于德国埃尔朗根城，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。然而他的成就对我们后人的意义是非常远大的。

欧姆1789年3月16日出生于德国埃尔朗根的一个锁匠世家，父亲乔安·渥夫甘·欧姆是一位锁匠，母亲玛莉亚·伊丽莎白·贝克

是埃尔朗根的裁缝师之女。虽然欧姆的父母亲从未受过正规教育，

但是他的父亲是一位受人尊敬的人，高水平的自学程度足以让他给

孩子们出色的教育。欧姆的一些兄弟姊妹们在幼年时期死亡，只有

三个孩子存活下来，这三个孩子分别是他、他后来成为著名数学家

的弟弟马丁·欧姆(MartinOhm，1792年—1872年)和他的姊姊伊丽

莎白·芭芭拉。他的母亲在他十岁的时候就去世了。

早年经历

幼年时期的初期，格奥尔格·西蒙和马丁高程度的数学、物理、化学和哲学是受他们的父亲所教。格奥尔格·西蒙在11岁至15岁

时曾上埃尔朗根高级中学，在那里他接受到了一点点科学知识的培养，并且感受到学校所教授的与父亲所传授的有着非常鲜明的不同。格奥尔格·西蒙·欧姆15岁时接受了埃尔朗根大学教授卡尔·克利

斯坦·凡·兰格斯多弗(KarlChristianvonLangsdorf)的一次测试，

他注意到欧姆在数学领域异于常人的出众天赋，他甚至在结论上写道，从锁匠之家将诞生出另一对伯努利兄弟。

大学生活

1805年，16岁的欧姆进入埃尔朗根大学学习数学、物理和哲学。他并没有把精力放在学习上，而是在跳舞、滑冰和台球上花费了大

把的时间。欧姆的父亲对于欧姆如此浪费受教育的机会，而感到非

常愤怒，于是把欧姆送到了瑞士。

1806年9月，欧姆在GottstadtbeiNydau的一所学校取得了数

学教师的职务。

16岁时他进入埃尔朗根大学研究数学、物理与哲学，由于经济

困难，中途辍学，到1813年才完成博士学业。欧姆长期担任中学教师，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。

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：

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，b+x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。

教学生涯

卡尔·克利斯坦·凡·兰格斯多弗在1809年离开埃尔朗根大学

前往海德堡大学任教，欧姆提出希望跟他一起前往海德堡重新开始

他的数学学习，但是兰格斯多弗建议欧姆继续自学数学，并建议他

阅读欧拉、拉普拉斯和拉克洛瓦的著作。欧姆接受了兰格斯多弗的

建议，一边任教一边继续自学数学。

22岁时，欧姆回到埃尔朗根，并在1811年以论文《光线和色彩》(LichtundFarben)获得博士学位，此后在埃尔朗根做了3个学期的

数学讲师。此后分别于1813年在班贝格、1817年在科隆、1826年

在柏林的几家中学任教。

欧姆的主要研究兴趣在于当时仍没有被普遍研究的电学，

1833年成为纽伦堡皇家综合技术学校的教授，1839年起担任该

校的校长，1849年起任教于慕尼黑大学，1852年成为实验物理学教授。