物理學(xué)家介紹安德烈瑪麗安培

1、安德烈·瑪麗·安培安德烈·瑪麗·安培（André-Marie Ampère，1775年1836年），法國化學(xué)家，在電磁作用方面的研究成就卓著，對數(shù)學(xué)和物理也有貢獻(xiàn)。電流的國際單位安培即以其姓氏命名。1802 年他在布爾讓-布雷斯中央學(xué)校任物理學(xué)和化學(xué)教授；1808年被任命為法國帝國大學(xué)總學(xué)監(jiān)，此后一直擔(dān)任此職 ；1814 年被選為帝國學(xué)院數(shù)學(xué)部成員；1819年主持巴黎大學(xué)哲學(xué)講座；1824年擔(dān)任法蘭西學(xué)院實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授。中文名：安德烈·瑪麗·安培外文名：André-MarieAmpère國

2、60;   籍：法國出生地：法國里昂出生日期：1775年（乙未年）1月20日逝世日期：1836年（丙申年）6月10日職    業(yè)：物理學(xué)家主要成就：首先推導(dǎo)出了電動力學(xué)的基本公式建立了電動力學(xué)的基本理論電流的國際單位安培以其姓氏命名1人物簡介成就安培最主要的成就是18201827年對電磁作用的研究 。1820年7月 ，H.C.奧斯特發(fā)表關(guān)于電流磁效應(yīng)的論文后，安培報告了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ：通電的線圈與磁鐵相似 ；9月25日，他報告了兩根載流導(dǎo)線存在相互影響，相同方向的平行電流彼此相吸，相反方向的平行電流彼此相斥；對兩個線圈之間的

3、吸引和排斥也作了討論。通過一系列經(jīng)典的和簡單的實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)識到磁是由運(yùn)動的電產(chǎn)生的。他用這一觀點(diǎn)來說明地磁的成因和物質(zhì)的磁性。他提出分子電流假說：電流從分子的一端流出，通過分子周圍空間由另一端注入；非磁化的分子的電流呈均勻?qū)ΨQ分布，對外不顯示磁性；當(dāng)受外界磁體或電流影響時，對稱性受到破壞，顯示出宏觀磁性，這時分子就被磁化了。在科學(xué)高度發(fā)展的今天，安培的分子電流假說有了實(shí)在的內(nèi)容，已成為認(rèn)識物質(zhì)磁性的重要依據(jù)。為了進(jìn)一步說明電流之間的相互作用，18211825年，安培做了關(guān)于電流相互作用的四個精巧的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)這四個實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出兩個電流元之間的相互作用力公式。1827年，安培將他的電磁現(xiàn)象的研究綜合在

4、電動力學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論一書中 ，這是電磁學(xué)史上一部重要的經(jīng)典論著，對以后電磁學(xué)的發(fā)展起了深遠(yuǎn)的影響。為了紀(jì)念安培在電學(xué)上的杰出貢獻(xiàn)，電流的單位安培是以他的姓氏命名的。他曾研究過概率論和積分偏微分方程，顯示出他在數(shù)學(xué)方面奇特的才能。他還做過化學(xué)研究，幾乎與H.戴維同時認(rèn)識到元素氯和碘 ；比 A.阿伏伽德羅晚3年導(dǎo)出阿伏伽德羅定律。2生平經(jīng)歷安培家境富裕，他父親因深受魯索教育理論的影響，特別為他設(shè)立一個藏書豐富的私人圖書館，所以他從小就博覽群書。這些書不但讓他體會到生命崇高的一面，更激發(fā)起他對自然科學(xué)、數(shù)學(xué)和哲學(xué)的興趣。安培是個數(shù)學(xué)天才，年紀(jì)小小已學(xué)會數(shù)學(xué)的基本知識和幾何學(xué)；12歲就開始學(xué)習(xí)微積分

5、；18歲時已能重復(fù)拉格朗日的分析力學(xué)中的某些計算。1799年他在里昂擔(dān)任數(shù)學(xué)教師，并開始有系統(tǒng)地研究數(shù)學(xué)，后來更寫了概率論的論文。安培智慧非凡，善于運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行定量分析，他的學(xué)術(shù)地位也因而不斷提高。他被聘為多個學(xué)院的物理和數(shù)學(xué)分析教授，更被邀為英國皇家學(xué)會會員。安培對電磁學(xué)的發(fā)展可說是功不可沒。他不但創(chuàng)造了電流這個名詞，又將正電流動的方向定為電流的方向。1820年他根據(jù)奧斯特的發(fā)現(xiàn)的電流的磁力效應(yīng)，進(jìn)行了很多有關(guān)電流和磁鐵相互作用的實(shí)驗(yàn)，得出幾個重要的結(jié)果：（一）兩個距離相近、強(qiáng)度相等、方向相反的電流對另一電流產(chǎn)生的作用力可以相互抵消；（二）在彎曲導(dǎo)線上的電流可被看成由許多小段的電流組成，它的

6、作用就等于這些小段電流的矢量和；（三）當(dāng)載流導(dǎo)線的長度和作用距離同時增加相同的倍數(shù)時，作用力將保持不變。經(jīng)過一番定量的分析之后，他終于在1822年發(fā)現(xiàn)了安培定律，并在1826年推出兩電流之間的作用力的公式。安培在電磁學(xué)上杰出的成就是有目共睹的，當(dāng)時許多物理學(xué)家都對他萬分敬佩。1836年安培在法國馬賽逝世，享年61歲。3研究生涯安培小時候記憶力極強(qiáng)，數(shù)學(xué)才能出眾。他父親受盧梭(1712-1778)的教育思想的影響很深，決定讓安培自學(xué)，經(jīng)常帶他到圖書館看書。安培自學(xué)了科學(xué)史、百科全書等著作。他對數(shù)學(xué)最著迷，13歲就發(fā)表第一篇數(shù)學(xué)論文，論述了螺旋線。1799年安培在里昂的一所中學(xué)教數(shù)學(xué)。1802年二

7、月安培離開里昂去布爾格學(xué)院講授物理學(xué)和化學(xué)，四月他發(fā)表一篇論述賭博的數(shù)學(xué)理論，顯露出極好的數(shù)學(xué)根底，引起了社會上的注意。后來應(yīng)聘在拿破侖創(chuàng)建的法國公學(xué)任職。1808年安培任法國帝國大學(xué)總學(xué)監(jiān)，1809年任巴黎工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)教授。1814年當(dāng)選為法國科學(xué)院院士。1824年任法蘭西學(xué)院實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授。1827年當(dāng)選為英國倫敦皇家學(xué)會會員。他還是柏林、斯德哥爾摩等科學(xué)院的院士。安培在物理學(xué)方面的主要貢獻(xiàn)是對電磁學(xué)中的基本原理有重要發(fā)現(xiàn)，如安培定律、安培定則和分子屯流等。1820年七月二十一日丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。法國物理學(xué)界長期信奉庫侖關(guān)于電、磁沒有關(guān)系的信條，這個重大發(fā)現(xiàn)使他們受到極

8、大的震動，以阿拉果(1786-1853)，安培等為代表的法國物理學(xué)家迅速作出反應(yīng)。八月末阿拉果在瑞士聽到奧斯特成功的消息，立即趕回法國，九月十一日就向法國科學(xué)院報告了奧斯特的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié).安培聽了報告之后，第二天就重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)，并于九月十八日向法國科學(xué)院報告了第一篇論文，提出了磁針轉(zhuǎn)動方向和電流方向的關(guān)系服從右手定則，以后這個定則被命名為安培定則。九月二十五日安培向科學(xué)院報告了第二篇論文，提出了電流方向相同的兩條平行載流導(dǎo)線互相吸引，電流方向相反的兩皋平行載流導(dǎo)線互相排斥。十月九日報告了第三篇論文，闡述丁各種形狀的曲線載流導(dǎo)線之間的相互作用。后來，安培又做了許多實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用高度的數(shù)學(xué)技巧于1

9、826年總結(jié)出電流元之間作用力的定律，描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關(guān)系。后來人們把這個定律稱為安培定律。十二月四日安培向科學(xué)院報告了這個成果。安培并不滿足于這些實(shí)驗(yàn)研究的成果。1821年一月，他提出了著名的分子電流的假設(shè)，認(rèn)為每個分子的圓電流形成十個小磁體，這是形成物體宏觀磁性的原因。安培還對比了靜力學(xué)和動力學(xué)的名稱，第一個把研究動電的理論稱為“電動力學(xué)”，并于1822年出版了電動力學(xué)的觀察匯編，1827年出版了螟電動力學(xué)理論。此外，安培還發(fā)現(xiàn)，電流在線圈中流動的時候表現(xiàn)出來的磁性和磁鐵相似，創(chuàng)制出第一個螺線管，在這個基礎(chǔ)上發(fā)明了探測和量度電流的電流計。安

10、培的研究還涉及哲學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域，甚至還研究過植物分類學(xué)上的復(fù)雜問題。1836年，安培以大學(xué)學(xué)監(jiān)的身份外出巡視工作，不幸途中染上急性肺炎，醫(yī)治無效，于六月十日在馬賽去世，終年61歲。后人為了紀(jì)念安培，用他的名字來命名電流強(qiáng)度的單位，簡稱“安”。4科學(xué)成就安培最主要的成就是18201827年對電磁作用的研究。發(fā)現(xiàn)了安培定則奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，引起了安培注意，使他長期信奉庫侖關(guān)于電、磁沒有關(guān)系的信條受到極大震動，他全部精力集中研究，兩周后就提出了磁針轉(zhuǎn)動方向和電流方向的關(guān)系及從右手定則的報告，以后這個定則被命名為安培定則。安培定則表示電流和電流激發(fā)磁場的磁感線方向間關(guān)系的定則，也叫右手螺旋定

11、則。 1、直線電流的安培定則用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。2、環(huán)形電流的安培定則讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環(huán)形電流可看成許多小段直線電流組成，對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環(huán)形電流中心軸線上磁感強(qiáng)度的方向。疊加起來就得到環(huán)形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的，環(huán)形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導(dǎo)出，直線電流的安培定則對電荷作直線運(yùn)動產(chǎn)生的磁場也適用，這時電流方向與正電

12、荷運(yùn)動方向相同，與負(fù)電荷運(yùn)動方向相反。發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導(dǎo)線互相吸引，電流方向相反的兩條平行載流導(dǎo)線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。發(fā)明了電流計安培還發(fā)現(xiàn)，電流在線圈中流動的時候表現(xiàn)出來的磁性和磁鐵相似，創(chuàng)制出第一個螺線管，在這個基礎(chǔ)上發(fā)明了探測和量度電流的電流計。電流的國際單位為安培，簡稱為安，符號為A，定義為：在真空中相距為1米的兩根無限長平行直導(dǎo)線，通以相等的恒定電流，當(dāng)每根導(dǎo)線上所受作用力為2×10-7N時，各導(dǎo)線上的電流為1安培。比安培小的電流可以用毫安、微安等單位表示。1安=1000毫安1毫安=1000微安提出分

13、子電流假說他根據(jù)磁是由運(yùn)動的電荷產(chǎn)生的這一觀點(diǎn)來說明地磁的成因和分子電流假說物質(zhì)的磁性。提出了著名的分子電流假說。安培認(rèn)為構(gòu)成磁體的分子內(nèi)部存在一種環(huán)形電流分子電流。由于分子電流的存在，每個磁分子成為小磁體，兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的，它們產(chǎn)生的磁場互相抵消，對外不顯磁性。當(dāng)外界磁場作用后，分子電流的取向大致相同，分子間相鄰的電流作用抵消，而表面部分未抵消，它們的效果顯示出宏觀磁性。安培的分子電流假說在當(dāng)時物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識甚少的情況下無法證實(shí)，它帶有相當(dāng)大的臆測成分；在今天已經(jīng)了解到物質(zhì)由分子組成，而分子由原子組成，原子中有繞核運(yùn)動的電子，安培的分子電流假說

14、有了實(shí)在的內(nèi)容，已成為認(rèn)識物質(zhì)磁性的重要依據(jù)?？偨Y(jié)了電流元之間的作用規(guī)律安培定律安培做了關(guān)于電流相互作用的四個精巧的實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用高度的數(shù)學(xué)技巧總結(jié)出電流元之間作用力的定律，描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間的關(guān)系。后來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為“電動力學(xué)”，1827年安培將他的電磁現(xiàn)象的研究綜合在電動力學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論一書中。這是電磁學(xué)史上一部重要的經(jīng)典論著。為了紀(jì)念他在電磁學(xué)上的杰出貢獻(xiàn)，電流的單位“安培”以他的姓氏命名。他在數(shù)學(xué)和化學(xué)方面也有不少貢獻(xiàn)。他曾研究過概率論和積分偏微方程；他幾乎與H戴維同時認(rèn)識元素氯和碘，導(dǎo)出過阿伏伽德

15、羅定律，論證過恒溫下體積和壓強(qiáng)之間的關(guān)系，還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關(guān)系。大家熟悉的電流強(qiáng)度單位安培，是為了紀(jì)念在1775年1月22日出生于法國里昂的物理學(xué)家安德烈·瑪麗·安培（Andre M. Ampere）而命名的。5安培力磁場對電流的作用力。電流元|d|在外磁場B中受到的作用力為F=BI|d|安培力的方向由|d|和B按右手螺旋定則確定，安培力的大小為F=BI|d|sina，其中a是|d|和B之間的夾角。磁場對任意載流導(dǎo)線的作用力是各電流元受力的矢量和。安培力公式是關(guān)于電流元之間相互作用力的安培定律的一部分。安培力是磁場對運(yùn)動電荷的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 1、磁場

16、對電流的作用用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較小質(zhì)量的鐵塊，巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊，表明磁場有強(qiáng)有弱，如何表示磁場的強(qiáng)弱呢？我們利用磁場對電流的作用力安培力來研究磁場的強(qiáng)弱。2、決定安培力大小的因素有哪些？（1）與電流的大小有關(guān)垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到磁場的作用力的大小眼導(dǎo)線中電流的大小有關(guān)，電流大，作用力大；電流小，作用力也小。（2）與通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān)垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場的作用力的大小限通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān)，導(dǎo)線長、作用力大；導(dǎo)線短，作用力小。（3）與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān)保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長度不變，改變導(dǎo)線與磁場方向的夾角，當(dāng)夾

17、角為0°時，導(dǎo)線不動，即電流與磁場方向平行時不受安培力作用；當(dāng)夾角增大到90°的過程中，導(dǎo)線擺角不斷增大，即電流與磁場方向垂直時，所受安培力最大；不平行也不垂直時，安培力大小介于0°和最大值之間3、磁感應(yīng)強(qiáng)度用L表示通電導(dǎo)線長度，I表示電流，保持電流和磁場方向垂直，通電導(dǎo)線所受的安培力大小FIL ，用B表示這一比值，有B的物理意義為：通電導(dǎo)線垂直置于磁場同一位置，B值保持不變；若改變通電導(dǎo)線的位置，B值隨之改變。表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為對于電流和長度相同的導(dǎo)線，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁場強(qiáng)。放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁場

18、弱因而我們可以用比值來表示磁場的強(qiáng)弱把它叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度單位：特斯拉，符號為T 1T=1N/A.m用磁感線也可直觀地反映磁場的強(qiáng)弱和方向，磁感線越密處，磁感應(yīng)強(qiáng)度大、磁場強(qiáng)若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同，稱為勻強(qiáng)磁場電流計在非勻強(qiáng)磁場中，用量度磁感應(yīng)強(qiáng)度時，導(dǎo)線長L應(yīng)很短，電流近似處在勻強(qiáng)磁揚(yáng)中。4、安培力的大小和方向根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，可得通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置時所受的安培力大小為：6人物紀(jì)念巴黎科學(xué)院授獎。法國電氣公司于1975年為紀(jì)念物理家安培（17751836）誕生200周年而設(shè)立，每年授獎一次，獎勵一位或幾位在純粹數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)或物理學(xué)領(lǐng)域中研究成果突出的法國科學(xué)家。7趣聞軼事1懷表變卵石安培思考科學(xué)問題專心致志，據(jù)說有一次，安培正慢慢地向他任教的學(xué)校走去，邊走邊思索著一個電學(xué)問題。經(jīng)過塞納河的時候，他隨手揀起一塊鵝卵石裝進(jìn)口袋。過一會兒，又從口袋里掏出來扔到河里。到學(xué)校后，他走進(jìn)教室，習(xí)慣地掏懷表看時間，拿出來的卻是一塊鵝卵石。原來，懷表已被扔進(jìn)了塞納河。2馬車車廂做“黑板”還有一次，安培在街上散步，走著走著，想出了一個電學(xué)問題的算式，正為沒有地方運(yùn)算而發(fā)愁。突然，他見到面前有一塊“黑板”，就拿出隨身攜帶的粉筆，在上面運(yùn)算起來。那“黑板”原來是一輛馬車的