物理学史3.5 电流的磁效应

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3.5 电流的磁效应



电和磁有没有联系？这是先人经常思索的问题。“顿牟缀芥，磁石引针”说明电现象和磁现象的相似性。电力和磁力都遵守平方反比定律，说明它们有类似的规律。但是相似性并不等于本质上有联系。17世纪初，吉尔伯特就断言，它们之间没有因果关系，库仑也持同样观点。然而实际事例不断吸引人们注意。例如：1731年有一名英国商人诉述，雷闪过后，他的一箱新刀叉竟带上了磁性。1751年富兰克林发现在莱顿瓶放电后，缝纫针磁化了。电真的会产生磁吗？这个疑问促使1774年德国一家研究机构悬奖征解，题目是：“电力和磁力是否存在实际和物理的相似性？”许多人纷纷作实验进行研究，但是，在伏打发明电堆以前，这类实验很难成功，因为没有产生稳恒电流的条件。不过，即使有了伏打电堆，也不一定能立即找到电和磁的联系。

例如，1805年有两个德国人把伏打电堆悬挂起来，企图观察电堆在地磁的作用下是不是跟磁针一样也会改变方向。这一类的尝试当然是不成功的。 1820年，丹麦物理学家奥斯特也做起了这一实验。他信奉康德的哲学，认为自然界各种基本力是可以相互转化的。奥斯特在1812年就在论文中写过：

“我们应该检验的是：究竟电是否以其最隐蔽的方式对磁体有类似的作用。” 他深信电和磁有某种联系，就像电和发热发光的现象有联系一样。他在通电的导线前面放一根磁针，企图用通电的导线吸引磁针。然而尽管导线灼热了，甚至烧红发光了，磁针也毫无动静。

1820年4月，奥斯特在作有关电和磁的演讲时，尝试将磁针放在导线的侧面，正当他接通电源时，他发现磁针轻微地晃动了一下，他意识到这正是他多年盼望的效应。

经过反复实验，奥斯特终于查明电流的磁效应是沿着围绕导线的螺旋方向。1820年7月21日，他以拉丁文简洁地报导了60多次实验的结果。

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