正文 第6章 電磁效應的奧秘(1 / 1)

電流磁效應的發現,在電學的發展史中占有重要地位。

在這項發現以前,電和磁在人們看來是截然無關的兩件事。

電和磁究竟有沒有聯係?這是先人經常思索的問題。“頓牟綴芥、磁石引針”說明電現象和磁現象的相似性,庫倉先後建立電力和磁力的平方反比定律,說明它們有類似的規律。

但是相似性不等於本質上有聯係。17世紀初,吉爾伯特就作過斷言,認為兩者沒有關係,庫倉也持同樣觀點。然而,實際事例不斷吸引人們的注意。例如:1731年有一名英國商人述說,雷閃過後他一箱新的刀叉竟帶上了磁性。1751年富蘭克林發現在萊頓瓶放電後,縫紉針磁化了。

電真的會產生磁嗎?這個疑問促使1774年德國有一家研究所懸獎征解,題目是:“電力和磁力是否存在著實際的和物理的相似性?”許多人紛紛做實驗進行研究。但是,在伏打發明電堆以前,這類實驗是很難有希望成功的,因為沒有產生穩恒電流的條件。不過,即使有了伏打電堆,也不一定能立即找到電和磁的聯係。

例如:1805年有兩個德國人,他們把伏打電堆懸掛起來,企圖觀察電堆在地磁的作用下會不會改變取向。這類實驗當然得不到結果。

這時丹麥有一位物理學家,名叫奧斯特(1777—1851),他在堅定的信念支持下,反複探索,終於揭示了自然界的這一奧秘。

奧斯特是丹麥哥本哈根大學的物理學教授。他信奉康德的哲學思想,認為自然界各種基本力是可以相互轉化的。早在1812年,奧斯特就發表過一篇論文,論證化學力和電力的等價性,文中寫道:“我們應該檢驗的是:究竟電是否以其最隱蔽的方式對磁體有類似的作用”,在奧斯特的頭腦裏,經常盤踞著這個疑問。他深信電和磁有某種聯係,隻是不知道應該怎樣來實現它。當時,電流的研究早已揭示導體通過電流時會發熱,甚至會發光。他想,既然電流通過細導體會發熱,通過更細的導體甚至會發光,進一步減小導體的直徑,為什麼不能指望激發出磁來呢?於是他拿一根細白金絲,讓它接到電源上,在它前麵放一根磁針,他和別人一樣,企圖用白金絲的尖端吸引磁針。然而,盡管白金絲灼熱了,燒紅了,發光了,磁針也紋絲不動。奧斯特沒有灰心,邊思考,邊試驗。他想,觀察發熱和發光的現象,熱和光都是向四周擴展的,會不會磁的作用也是向四周擴展?

1820年4月的一個晚上,奧斯特正在向聽眾演講有關電和磁的問題。他準備了實物表演,一邊講,一邊做。在他做過那些磁針實驗後,他說:“今天我們不妨把導線和磁針平行放置來試試看。”他把磁針移向導線下方,正當助手接通電池的一瞬間,他看到磁針有一輕微晃動。這正是奧斯特盼望多年的反應。

演講會後奧斯特接連幾個月研究這一新現象。開始他還是用細鉑絲做實驗,後來他終於認識到,磁效應強的不是細金屬絲,而是直徑大的金屬絲,更不必用貴重的白金,任何金屬都可以。後來,他有了更強大的伏打電池,終於查明電流的磁效應是沿著圍繞導線的螺旋方向。

1820年7月21日,奧斯特用拉丁文以四頁的篇幅簡潔地報告了他六十幾次實驗的結果。這一篇曆史性文獻立即轟動了整個歐洲。

奧斯特發現電流的磁效應,是電學史上的新篇章,由於他的發現,引導出電學一係列新發現,電學進入了電磁學階段,19世紀二三十年代成了電磁學大發展的輝煌時期。